L'evento di estinzione di massa della fine del Permiano di circa 252 milioni di anni fa, il peggior evento del genere nella storia della terra, è stato collegato a vaste emissioni vulcaniche di gas serra, un forte aumento della temperatura, e la perdita di quasi tutte le specie negli oceani e sulla terraferma.

Ora, sembra che anche i laghi ei fiumi non fossero porti sicuri. Un recente studio pubblicato da un team internazionale di ricercatori tra cui la professoressa e capo del Dipartimento di geoscienze Tracy Frank e il professor Chris Fielding, entrambi appena arrivati ​​a UConn, ha identificato una nuova causa di estinzione durante gli eventi di riscaldamento estremo:le fioriture microbiche tossiche.

In un ecosistema sano, alghe microscopiche e cianobatteri forniscono ossigeno agli animali acquatici come prodotto di scarto della loro fotosintesi. Ma quando il loro numero va fuori controllo, questi microbi esauriscono l'ossigeno libero, e persino rilasciare tossine nell'acqua. Studiando il fossile, sedimento, e registrazioni chimiche di rocce vicino a Sydney, Australia, i ricercatori hanno scoperto che diversi impulsi di eventi di fioritura si erano verificati subito dopo i primi brontolii vulcanici dell'estinzione di massa di fine Permiano. Una volta che gli animali dell'alimentatore inferiore, o "detritivori, "sono stati uccisi, non era rimasto nessuno per tenere sotto controllo i microbi. I sistemi di acqua dolce poi ribollivano di alghe e batteri, ritardare il recupero degli animali forse per milioni di anni.

Frank e Fielding studiano i sedimenti, e Frank spiega il loro contributo al lavoro, che è stato eseguito mentre entrambi erano all'Università del Nebraska-Lincoln, era nel raccogliere dettagli sulle condizioni dell'ambiente, e la zuppa tossica che ne deriva, dagli strati di sedimento.

"Stiamo cercando di capire in quali condizioni vivevano queste piante, per esempio erano depositi lacustri contro depositi fluviali, " dice Frank. "Allora cosa possiamo determinare i dettagli sulla salinità e le temperature delle acque, quei dettagli provengono dalla geochimica."

I tre ingredienti principali per la zuppa tossica sono le emissioni accelerate di gas serra, alte temperature, e abbondanti nutrienti. Le eruzioni vulcaniche hanno fornito le prime due, mentre la deforestazione improvvisa ha causato il terzo. Quando gli alberi furono spazzati via, le terre sanguinarono nei fiumi e nei laghi, fornendo tutti i nutrienti di cui i microbi avrebbero bisogno. Quando i ricercatori hanno confrontato i reperti fossili di diverse estinzioni di massa legate al riscaldamento, il team ha trovato reperti fossili estremamente simili. Ciò implica fioriture microbiche mortali come recidive di estinzioni d'acqua dolce durante eventi di riscaldamento estremo.

Oggi, gli umani hanno seguito questa ricetta, e le fioriture microbiche d'acqua dolce sono in aumento, illustrando quanto siano importanti le geoscienze nella comprensione del passato in modi che offrono un contesto cruciale per comprendere i cambiamenti climatici contemporanei.

"Stiamo assistendo a fioriture sempre più tossiche di alghe nei laghi e in ambienti marini poco profondi che sono legate all'aumento della temperatura e ai cambiamenti nelle comunità vegetali che stanno portando ad un aumento dei contributi di nutrienti agli ambienti di acqua dolce, " dice Frank. "Allora, molti paralleli con oggi. Il vulcanismo era una fonte di CO ₂ in passato ma sappiamo che il tasso di CO ₂ input che è stato visto allora era simile al tasso di CO ₂ aumenti a cui stiamo assistendo oggi a causa degli effetti antropici.

"Possiamo avere un'idea di quanto il clima sia cambiato in passato, quali sono gli estremi, quanto velocemente può cambiare, quali sono le cause del cambiamento climatico e questo ci offre uno sfondo piacevole per capire cosa sta succedendo oggi".

Secondo il rapporto di quest'anno dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), l'influenza dell'uomo sul cambiamento climatico è "inequivocabile, " creando condizioni che favoriscono la diffusione di questi microbi amanti del calore. In combinazione con un afflusso di sostanze nutritive dall'inquinamento dell'acqua, principalmente dall'agricoltura e dalla deforestazione, questo ha portato a un forte aumento delle fioriture tossiche. I risultati:morie di massa di pesci, gravi effetti sulla salute umana e del bestiame, e un costo annuale misurabile in miliardi di dollari.

"La fine del Permiano è uno dei posti migliori per cercare parallelismi con ciò che sta accadendo ora, "dice Fielding.

"L'altro grande parallelo è che l'aumento della temperatura alla fine del Permiano ha coinciso con un massiccio aumento degli incendi boschivi. Una delle cose che ha distrutto interi ecosistemi è stato il fuoco, e lo stiamo vedendo proprio ora in posti come la California. C'è da chiedersi quali siano le conseguenze a lungo termine di eventi del genere man mano che si stanno diffondendo sempre di più".

Questi sono chiari sintomi di un ecosistema squilibrato, e il presente studio indica che gli impatti degli eventi di fioritura possono echeggiare per un tempo estremamente lungo. Però, a differenza delle specie che hanno subito le estinzioni di massa del passato, abbiamo l'opportunità di prevenire queste fioriture tossiche mantenendo puliti i nostri corsi d'acqua e riducendo le nostre emissioni di gas serra.

"La cosa spaventosa è che siamo abituati a pensare in termini di tempistiche di anni, forse decine di anni, se diventiamo davvero avventurosi. L'evento di estinzione di massa di fine Permiano ha impiegato quattro milioni di anni per riprendersi. è rassicurante, "dice Fielding.