Sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi-kỷ Trias

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Extinction intensity.svgKỷ CambriKỷ OrdovicKỷ SilurKỷ DevonKỷ CarbonKỷ PermiKỷ TriasKỷ JuraKỷ CretaKỷ PaleogenKỷ Neogen
Cách đây hàng triệu năm
Extinction intensity.svgKỷ CambriKỷ OrdovicKỷ SilurKỷ DevonKỷ CarbonKỷ PermiKỷ TriasKỷ JuraKỷ CretaKỷ PaleogenKỷ Neogen
Cường độ tuyệt chủng ở biển theo thời gian. Biểu đồ màu xanh thể hiện phần trăm (con số không chắc chắn) của các chi động vật biển trở nên tuyệt chủng trong một khoảng thời gian bất kỳ. Nó không phản ảnh tất cả các loài sinh vật biển, chỉ đối với những loài đã hóa thạch. Xem Sự kiện tuyệt chủng. (nguồn và thông tin hình)

Sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi - kỷ Trias là một sự kiện tuyệt chủng xảy ra cách đây 251,4 Ma (Mega annum, triệu năm),[1][2] tạo thành ranh giới giữa kỷ Permikỷ Trias. Đây là một sự kiện tuyệt chủng nghiêm trọng nhất trên Trái Đất, làm cho 96% trong tất cả các loài sinh vật biển[3] và 70% các loài động vật có xương sống trên đất liền tuyệt chủng.[4] Đây là sự kiện duy nhất làm tuyệt chủng phần lớn các loài côn trùng,[5][6] làm mất đi khoảng 57% các họ và 83% các chi. Do phần lớn sự đa dạng sinh học bị mất đi, nên việc hồi phục sự sống trên Trái Đất diễn ra lâu hơn các sự kiện tuyệt chủng sau đó.[3]

Hiện tại các nhà khoa học đang có sự nghi ngờ về một sự phun trào ở khu vực bẫy đá Siberi. Nó có diện tích lớn. Nguyên nhân do sự phun trào đột ngột vật chất bên trong trái đất, cụ thể ở nhân trái đất. Nó tạo ra một lượng lớn bụi khí nhiệt độ tăng cộng thêm sự phun trào axít sunfuric hủy hoại cây cỏ. Hơn thế, biển nóng lên đã ngừng sự cung cấp oxy cho biển. Dẫn chứng là sự tạo tinh thể mà chỉ có ở điều kiện yếm khí các loại vi khuẩn chỉ có khi thiếu oxy rất đông đảo. Hơn thế do bụi phủ nên Trái Đất nóng lên đột biến. Mưa axit mạnh làm thiếu thức ăn nước uống cho đa số các loài, bao gồm cả các loài bò sát lúc đó - cụ thể là vị chúa tể với những cái răng sắc nhọn cũng không tránh khỏi sự tuyệt chủng.

Thời gian tuyệt chủng[sửa | sửa mã nguồn]

Mãi cho đến năm 2000, người ta vẫn nghĩ rằng các tầng đá trải dài tại ranh giới Permi-Trias là quá ít và có quá nhiều gián đoạn để các nhà khoa học xác định các thông tin chi tiết đáng tin cậy về ranh giới này.[7] Định tuổi Urani-Chì của các mẫu zircon từ các tầng đá này ở nhiều nơi tại miền nam Trung Quốc[8] đã cho tuổi của sự kiện tuyệt chủng &7961351328000000.000000252.28+0.08 Ma; sớm hơn những nghiên cứu về các tầng đá gần trấn Môi Sơn ở huyện Trường Hưng, tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc[2] ở đây có tuổi &7933580640000000.000000251.4+0.3 Ma, với tốc độ tuyệt chủng cao xảy ra liên tục trong thời gian sau đó.[1] Một lượng lớn (khoảng 0,9%), tỉ lệ đồng vị bền 13C của 12C sụt giảm đột ngột trên toàn cầu trùng với sự kiện tuyệt chủng này,[9][10][11][12][13] và đôi khi được dùng để xác định ranh giới Pecmi-Trias trong các lớp đá không thể dùng phương pháp đồng vị phóng xạ để nhận dạng.[14] Dấu hiện khác về sự thay đổi môi trường xung quanh ranh giới P–Tr với sự gia tăng nhiệt độ 8 °C (14 °F),[9] và tăng hàm lượng CO2 lên &0000000000002000.0000002000 ppm (trong khi đó, nồng độ CO2 ngay trước thời kỳ cách mạng công nghiệp là &0000000000000280.000000280 ppm.)[9] Cũng có dấu hiệu gia tăng bức xạ cực tím lên trái đất gây hiện tượng đột biến các bào tử thực vật.[9]

Các nghiên cứu chỉ ra rằng ranh giới P-Tr liên quan đến sự gia tăng rõ nét về nấmbiểnđất liền gây ra sự gia tăng mạnh xác thực vật và động vật ăn nấm.[15] Một thời gian dài "sự gia tăng nấm đột ngột" này đã được các nhà cổ sinh vật học sử dụng để xác định ranh giới P-Tr trong các đá không thể định tuổi bằng phương pháp tuổi tuyệt đối hoặc không đủ dữ liệu hoá thạch, nhưng ngay cả những người đề xuất của các giả thuyết sự gia tăng nấm đột ngột chỉ ra rằng "sự gia tăng nấm đột ngột" có thể chỉ là một hiện tượng lặp đi lặp lại tạo ra bởi hệ sinh thái hậu tuyệt chủng trong thời kỳ Trias sớm nhất.[15] Ý tưởng về sự gia tăng nấm đột ngột đã bị chỉ trích vì thiếu cơ sở ví dụ như: Reduviasporonites, được cho là một loại bào tử nấm phổ biến, thực tế là một loại tảo hoá thạch;[9][16] sự gia tăng đột ngột không xuất hiện phổ biến toàn cầu;[17][18] và ở nhiều nơi nó không rơi vào ranh giới P-Tr.[19] Loại tảo, mà trước đó bị nhận dạng sai là bào tử nấm, thậm chí có thể đại diện cho một chuyển tiếp sang thế giới mà hồ ngự trị trong kỷ Trias chứ không phải một vùng chết chóc và thối rữa đầu kỷ Trias trong một số lớp đá móng hóa thạch đất liền.[20] Chứng cứ hóa học mới hơn phù hợp tốt hơn với nguồn gốc nấm của Reduviasporonites, giảm nhẹ các phê phán này.[21]

Tồn tại sự không chắc chắn liên quan tới khoảng thời gian diễn ra tổng thể của tuyệt chủng cũng như về thời điểm và khoảng thời gian diễn ra các tuyệt chủng của các nhóm khác nhau trong phạm vi của quá trình tổng thể lớn hơn này. Một vài chứng cứ gợi ý rằng khi đó đã có nhiều xung tuyệt chủng[4] hoặc cho rằng tuyệt chủng đã trải dài qua một vài triệu năm, với đỉnh rõ nét trong triệu năm cuối cùng của kỷ Permi.[19][22] Các phân tích thống kê của một số địa tầng chứa nhiều hóa thạch ở Môi Sơn, tỉnh Chiết Giang ở miền nam Trung Quốc, gợi ý rằng tuyệt chủng chính đã tụm lại xung quanh một đỉnh.[1] Nghiên cứu gần đây cho thấy các nhóm khác nhau đã tuyệt chủng vào các thời điểm khác nhau; ví như trong khi rất khó để xác định tuổi chính xác, sự tuyệt chủng của OstracodaBrachiopoda diễn ra cách nhau khoảng 670 đến 1.170 ngàn năm.[23] Trong một chuỗi liên tục được bảo tồn tốt ở đông Greenland, sự sụt giảm các loài động vật tập trung trong một thời kỳ khoảng 10 đến &0000000000000060.00000060 thousand years, với thực vật thì mất nhiều hơn hàng trăm ngàn năm để thể hiện sự ảnh hưởng toàn bộ của sự kiện tuyệt chủng này.[24]

Một học thuyết cũ hơn, vẫn được một số bài báo gần đây hỗ trợ,[25] cho rằng đã có 2 xung tuyệt chủng lớn cách nhau khoảng 9,4 triệu năm, chia tách bởi một thời kỳ của các tuyệt chủng cao hơn nhiều so với mức nền, và sự kiện tuyệt chủng cuối cùng đã giết chết khoảng 80% các loài sinh vật biển sinh sống vào thời gian đó trong khi các mất mát khác đã xảy ra trong xung thứ nhát hoặc trong thời kỳ giữa hai xung. Theo thuyết này một trong hai xung đã diễn ra vào cuối thế Guadalupe của kỷ Permi.[4][26] Chẳng hạn, gần như tất cả (ngoại trừ một trong số các chi Dinocephalia còn sinh tồn) đã bị tiêu diệt vào cuối thế Guadalupe,[27] cũng giống như Verbeekinidae, một họ trùng lỗ thuộc bộ Fusulinida.[28] Ảnh hưởng của tuyệt chủng cuối thế Guadalupe lên các sinh vật biển dường như là có thay đổi tùy theo địa điểm và tùy theo các nhóm phân loại học — động vật tay cuộn (Brachiopoda) và san hô đã chịu những tổn thất nặng nề.[29][30]

Kiểu mẫu tuyệt chủng[sửa | sửa mã nguồn]

Tuyệt chủng ở biển Đơn vị phân loài tuyệt chủng Ghi chú
Arthropoda
Bộ Bò cạp biển 100% Có thể đã tuyệt chủng trước ranh giới P–Tr
Ostracod 59%  
Bọ ba thùy 100% Sụt giảm kể từ kỷ Devon; chỉ còn 2 đơn vị phân loài sống sót trước sự kiện
Brachiopoda
Ngành Tay cuộn 96% orthida và productid chết dần
Bryozoa
Động vật hình rêu 79% Fenestrate, trepostome, và cryptostome biến mất
Chordata
Lớp Cá mập gai 100% Sụt giảm kể từ kỷ Devon, chỉ còn 1 họ sống sót
Cnidaria
Lớp San hô 96% San hô vách đáysan hô bốn tía chết dần
Echinodermata
Blastoid 100% Có thể đã tuyệt chủng trước ranh giới P–Tr
Huệ biển 98% Inadunate và camerate biến mất
Mollusca
Phân lớp Cúc đá 97% Goniatite biến mất
Thân mềm hai mảnh vỏ 59%  
Lớp Chân bụng 98%  
Retaria
Trùng lỗ 97% Fusulinid biến mất, nhưng gần như tuyệt chủng trước thảm họa
Trùng tia 99%[31]

Sinh vật biển[sửa | sửa mã nguồn]

Động vật không xương sống dưới biển chịu tổn thất lớn nhất trong sự kiện tuyệt chủng P–Tr. Bằng chứng về điều này đã được tìm thấy trong các mẫu vật thuộc phần phía nam Trung Quốc tại ranh giới P–Tr. Tại đây, 286 trong số 329 chi động vật không xương sống biển đã biến mất trong hai vùng trầm tích cuối cùng có chứa các loài conodont (động vật răng nón) từ kỷ Permian.[11] Sự suy giảm đa dạng có lẽ là do sự gia tăng mạnh của các xung tuyệt chủng hơn là do sự suy yếu của phát sinh chủng loài. [43]

Sự kiện tuyệt chủng này chủ yếu ảnh hưởng đến các sinh vật có bộ xương canxi cacbonat, đặc biệt là những sinh vật phụ thuộc vào mức CO2 ổn định để tạo ra bộ xương của chúng.[44] Những sinh vật này dễ bị ảnh hưởng bởi quá trình axit hóa đại dương do nồng độ CO2 tăng lên trong khí quyển.

Trong số các sinh vật đáy, sự kiện tuyệt chủng khiến tỷ lệ tuyệt chủng nền tăng mạnh, và do đó gây ra sự mất mát tối đa cho các loài có tỷ lệ tuyệt chủng nền cao (theo hàm ý, phân loại có tính năng động địa lí cao).[45][46] Tốc độ tuyệt chủng của các sinh vật biển đạt ngưỡng thảm khốc. [11] [47] [48] [49]

Các nhóm động vật không xương sống còn sót lại bao gồm ngành Tay cuộn (brachiopod),[50] đã trải qua sự suy giảm số lượng châm kể từ sự kiện tuyệt chủng P-Tr; bộ Ceratitida của phân lớp Cúc đá;[51] và huệ biển (crinoid),[51] gần như bị tuyệt chủng nhưng sau đó đa dạng hóa và phong phú hóa.

Các nhóm có tỷ lệ sống sót cao nhất thường có hệ tuần hoàn tiên tiến, cơ chế trao đổi khí phức tạp hơn và có sự vôi hóa nhẹ; các sinh vật bị vôi hóa nặng hơn với các cơ quan tuần hoàn đơn giản hơn chịu sự mất mát đa dạng loài lớn nhất.[16][52] Trong trường hợp của các Tay cuộn, các đơn vị phân loài sống sót thường là những loài nhỏ, hiếm hơn từ các quần thể sinh vật cũ. [53]

Các loài cúc đá, bị sụt giảm số lượng trong thời gian dài 30 triệu năm kể từ tầng Road (Permi giữa), hứng chịu xung tuyệt chủng chọn lọc 10 triệu năm trước sự kiện chính, vào cuối giai đoạn Capitan. Trong sự tuyệt chủng sơ bộ này, làm giảm đáng kể phạm vi của các tập đoàn sinh thái khác nhau, các yếu tố môi trường rõ ràng chịu trách nhiệm cho sự chuyển biến này. Sự đa dạng và chênh lệch sinh thái đã giảm hơn nữa cho đến ranh giới P-Tr; sự tuyệt chủng ở đây (P-Tr) là không chọn lọc, khởi xướng cho thảm khốc. Trong kỷ Tam Điệp, sự đa dạng loài tăng nhanh, nhưng sự chênh lệch sinh thái vẫn còn thấp.[54]

Động vật không xương sống trên cạn[sửa | sửa mã nguồn]

Kỷ Permi sở hữu sự đa dạng lớn về côn trùng và các loài động vật không xương sống khác, bao gồm cả những loài côn trùng lớn nhất từng tồn tại. Cuối kỷ Permi là lần tuyệt chủng lớn nhất được biết đến của côn trùng;[56] theo một số nguồn, đây là sự kiện tuyệt chủng duy nhất ảnh hưởng đáng kể đến côn trùng.[57][58] Tám hoặc chín bộ côn trùng đã tuyệt chủng và mười bộ nữa bị giảm đa dạng. Palaeodictyopteroid (côn trùng có mút miệng) bắt đầu suy giảm trong thời kỳ giữa Permi; những đợt tuyệt chủng này nối liền với sự thay đổi trong hệ thực vật. Sự suy giảm lớn nhất xảy ra ở kỷ Permi muộn và có lẽ không trực tiếp gây ra bởi sự biến đổi về thời tiết.[47]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â Jin YG, Wang Y, Wang W, Shang QH, Cao CQ, Erwin DH (2000). “Pattern of Marine Mass Extinction Near the Permian–Triassic Boundary in South China”. Science 289 (5478): 432–436. Bibcode:2000Sci...289..432J. PMID 10903200. doi:10.1126/science.289.5478.432. 
  2. ^ a ă Bowring SA, Erwin DH, Jin YG, Martin MW, Davidek K, Wang W (1998). “U/Pb Zircon Geochronology and Tempo of the End-Permian Mass Extinction”. Science 280 (5366): 1039–1045. Bibcode:1998Sci...280.1039B. doi:10.1126/science.280.5366.1039. 
  3. ^ a ă Benton M J (2005). When life nearly died: the greatest mass extinction of all time. London: Thames & Hudson. ISBN 0-500-28573-X. 
  4. ^ a ă â Sahney S and Benton M.J (2008). “Recovery from the most profound mass extinction of all time” (PDF). Proceedings of the Royal Society: Biological 275 (1636): 759–765. PMC 2596898. PMID 18198148. doi:10.1098/rspb.2007.1370. 
  5. ^ Labandeira CC, Sepkoski JJ (1993). “Insect diversity in the fossil record”. Science 261 (5119): 310–315. Bibcode:1993Sci...261..310L. PMID 11536548. doi:10.1126/science.11536548. 
  6. ^ Sole RV, Newman M (2003). “Extinctions and Biodiversity in the Fossil Record”. Trong Canadell JG, Mooney, HA. Encyclopedia of Global Environmental Change, The Earth System - Biological and Ecological Dimensions of Global Environmental Change (Volume 2). New York: Wiley. tr. 297–391. ISBN 0-470-85361-1. 
  7. ^ Erwin, D.H (1993). The Great Paleozoic Crisis: Life and Death in the Permian. New York: Nhà in Đại học Columbia. ISBN 0-231-07467-0. 
  8. ^ Shen S.-Z. và đồng nghiệp (2011). “Calibrating the End-Permian Mass Extinction”. Science. Bibcode:2011Sci...334.1367S. doi:10.1126/science.1213454. 
  9. ^ a ă â b c McElwain, J.C.; Punyasena, S.W. (2007). “Mass extinction events and the plant fossil record”. Trends in Ecology & Evolution 22 (10): 548–557. PMID 17919771. doi:10.1016/j.tree.2007.09.003. 
  10. ^ Magaritz M (1989). “13C minima follow extinction events: a clue to faunal radiation”. Geology 17 (4): 337–340. Bibcode:1989Geo....17..337M. doi:10.1130/0091-7613(1989)017<0337:CMFEEA>2.3.CO;2. 
  11. ^ Krull S.J., Retallack J.R. (2000). “13C depth profiles from paleosols across the Permian–Triassic boundary: Evidence for methane release”. GSA Bulletin 112 (9): 1459–1472. Bibcode:2000GSAB..112.1459K. ISSN 0016-7606. doi:10.1130/0016-7606(2000)112<1459:CDPFPA>2.0.CO;2. 
  12. ^ Dolenec T, Lojen S, Ramovs A (2001). “The Permian–Triassic boundary in Western Slovenia (Idrijca Valley section): magnetostratigraphy, stable isotopes, and elemental variations”. Chemical Geology 175 (1): 175–190. doi:10.1016/S0009-2541(00)00368-5. 
  13. ^ Musashi M, Isozaki Y, Koike T, Kreulen R (2001). “Stable carbon isotope signature in mid-Panthalassa shallow-water carbonates across the Permo–Triassic boundary: evidence for 13C-depleted ocean”. Earth Planet. Sci. Lett. 193: 9–20. Bibcode:2001E&PSL.191....9M. doi:10.1016/S0012-821X(01)00398-3. 
  14. ^ Dolenec T, Lojen S, Ramovs A (2001). “The Permian-Triassic boundary in Western Slovenia (Idrijca Valley section): magnetostratigraphy, stable isotopes, and elemental variations”. Chemical Geology 175: 175–190. doi:10.1016/S0009-2541(00)00368-5. 
  15. ^ a ă H Visscher, H Brinkhuis, D L Dilcher, W C Elsik, Y Eshet, C V Looy, M R Rampino, and A Traverse (1996). “The terminal Paleozoic fungal event: Evidence of terrestrial ecosystem destabilization and collapse”. Proceedings of the National Academy of Sciences 93 (5): 2155–2158. Bibcode:1996PNAS...93.2155V. PMC 39926. PMID 11607638. doi:10.1073/pnas.93.5.2155. 
  16. ^ Foster, C.B.; Stephenson, M.H.; Marshall, C.; Logan, G.A.; Greenwood, P.F. (2002). “A Revision Of Reduviasporonites Wilson 1962: Description, Illustration, Comparison And Biological Affinities”. Palynology 26 (1): 35–58. doi:10.2113/0260035. 
  17. ^ López-Gómez, J. and Taylor, E.L. (2005). “Permian-Triassic Transition in Spain: A multidisciplinary approach”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 229 (1–2): 1–2. doi:10.1016/j.palaeo.2005.06.028. 
  18. ^ Looy, C.V.; Twitchett, R.J.; Dilcher, D.L.; Van Konijnenburg-van Cittert, J.H.A.; Visscher, H. (2005). “Life in the end-Permian dead zone”. Proceedings of the National Academy of Sciences 162 (4): 7879–7883. Bibcode:2001PNAS...98.7879L. PMC 35436. PMID 11427710. doi:10.1073/pnas.131218098. See image 2 
  19. ^ a ă Ward PD, Botha J, Buick R, De Kock MO, Erwin DH, Garrison GH, Kirschvink JL & Smith R (2005). “Abrupt and Gradual Extinction Among Late Permian Land Vertebrates in the Karoo Basin, South Africa”. Science 307 (5710): 709–714. Bibcode:2005Sci...307..709W. PMID 15661973. doi:10.1126/science.1107068. 
  20. ^ Retallack, G.J.; Smith, R.M.H.; Ward, P.D. (2003). “Vertebrate extinction across Permian-Triassic boundary in Karoo Basin, South Africa”. Bulletin of the Geological Society of America 115 (9): 1133–1152. Bibcode:2003GSAB..115.1133R. doi:10.1130/B25215.1. 
  21. ^ Sephton, Mark A.; Visscher, Henk; Looy, Cindy V.; Verchovsky, Alexander B.; Watson, Jonathon S. (2009). “Chemical constitution of a Permian-Triassic disaster species”. Geology 37 (10): 875–878. doi:10.1130/G30096A.1. 
  22. ^ Rampino MR, Prokoph A & Adler A (2000). “Tempo of the end-Permian event: High-resolution cyclostratigraphy at the Permian–Triassic boundary”. Geology 28 (7): 643–646. Bibcode:2000Geo....28..643R. ISSN 0091-7613. doi:10.1130/0091-7613(2000)28<643:TOTEEH>2.0.CO;2. 
  23. ^ Wang, S.C.; Everson, P.J. (2007). “Confidence intervals for pulsed mass extinction events”. Paleobiology 33 (2): 324–336. doi:10.1666/06056.1. 
  24. ^ Twitchett RJ Looy CV Morante R Visscher H & Wignall PB (2001). “Rapid and synchronous collapse of marine and terrestrial ecosystems during the end-Permian biotic crisis”. Geology 29 (4): 351–354. Bibcode:2001Geo....29..351T. ISSN 0091-7613. doi:10.1130/0091-7613(2001)029<0351:RASCOM>2.0.CO;2. 
  25. ^ Retallack, G.J.; Metzger, C.A.; Greaver, T.; Jahren, A.H.; Smith, R.M.H.; Sheldon, N.D. (2006). “Middle-Late Permian mass extinction on land”. Bulletin of the Geological Society of America 118 (11–12): 1398–1411. Bibcode:2006GSAB..118.1398R. doi:10.1130/B26011.1. 
  26. ^ Stanley SM & Yang X (1994). “A Double Mass Extinction at the End of the Paleozoic Era”. Science 266 (5189): 1340–1344. Bibcode:1994Sci...266.1340S. PMID 17772839. doi:10.1126/science.266.5189.1340. 
  27. ^ Retallack, G.J., Metzger, C.A., Jahren, A.H., Greaver, T., Smith, R.M.H., and Sheldon, N.D (November–December 2006). “Middle-Late Permian mass extinction on land”. GSA Bulletin 118 (11/12): 1398–1411. Bibcode:2006GSAB..118.1398R. doi:10.1130/B26011.1. 
  28. ^ Ota A., Isozaki Y. (tháng 3 năm 2006). “Fusuline biotic turnover across the Guadalupian–Lopingian (Middle–Upper Permian) boundary in mid-oceanic carbonate buildups: Biostratigraphy of accreted limestone in Japan”. Journal of Asian Earth Sciences 26 (3–4): 353–368. Bibcode:2006JAESc..26..353O. doi:10.1016/j.jseaes.2005.04.001. 
  29. ^ Shen, S., and Shi, G.R. (2002). “Paleobiogeographical extinction patterns of Permian brachiopods in the Asian-western Pacific region”. Paleobiology 28 (4): 449–463. ISSN 0094-8373. doi:10.1666/0094-8373(2002)028<0449:PEPOPB>2.0.CO;2. 
  30. ^ Wang, X-D, and Sugiyama, T. (tháng 12 năm 2000). “Diversity and extinction patterns of Permian coral faunas of China”. Lethaia 33 (4): 285–294. doi:10.1080/002411600750053853. 
  31. ^ Racki G (1999). “Silica-secreting biota and mass extinctions: survival processes and patterns”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 154 (1–2): 107–132. Bibcode:1999PPP...154..107R. doi:10.1016/S0031-0182(99)00089-9.