I ricercatori hanno eseguito un modello climatico con la configurazione della Terra durante il Permiano, quando le masse terrestri sono state combinate nel supercontinente di Pangea. Prima che le eruzioni vulcaniche in corso in Siberia creassero un pianeta di gas serra, gli oceani avevano temperature e livelli di ossigeno simili a quelli odierni. I ricercatori hanno quindi aumentato i gas serra nel modello al livello richiesto per rendere le temperature tropicali dell’oceano in superficie di circa 10 gradi Celsius (20 gradi Fahrenheit) più alte, corrispondenti alle condizioni in quel momento.,
Il modello riproduce i cambiamenti drammatici risultanti negli oceani. Gli oceani hanno perso circa l ‘ 80% del loro ossigeno. Circa la metà del fondo marino degli oceani, per lo più a profondità più profonde, divenne completamente privo di ossigeno.
Per analizzare gli effetti sulle specie marine, i ricercatori hanno considerato le diverse sensibilità all’ossigeno e alla temperatura di 61 specie marine moderne – tra cui crostacei, pesci, molluschi, coralli e squali – utilizzando misurazioni di laboratorio pubblicate., La tolleranza degli animali moderni ad alta temperatura e basso ossigeno dovrebbe essere simile agli animali permiani perché si erano evoluti in condizioni ambientali simili. I ricercatori hanno quindi combinato i tratti della specie con le simulazioni paleoclimatiche per prevedere la geografia dell’estinzione.
“Pochissimi organismi marini sono rimasti negli stessi habitat in cui vivevano – è stato fuggire o perire”, ha detto il secondo autore Curtis Deutsch, un professore associato di oceanografia UW.,
Secondo il coautore dello studio Jonathan Payne, professore di scienze geologiche alla Stanford School of Earth, Energy& Scienze ambientali (Stanford Earth), “La saggezza convenzionale nella comunità paleontologica è stata che l’estinzione del Permiano era particolarmente grave nelle acque tropicali.”Eppure il modello mostra che i più colpiti sono stati gli organismi più sensibili all’ossigeno trovati lontano dai tropici., Anche molte specie che vivevano ai tropici si estinsero nel modello, ma prevede che le specie ad alta latitudine, specialmente quelle con elevate richieste di ossigeno, siano state quasi completamente spazzate via.
Lo studio si basa sul lavoro precedente condotto da Deutsch mostrando che come gli oceani caldi, il metabolismo degli animali marini accelera, il che significa che richiedono più ossigeno, mentre l’acqua più calda tiene meno. Questo studio precedente mostra come gli oceani più caldi allontanino gli animali dai tropici.,
Per testare questa previsione, Payne e il coautore Erik Sperling, un assistente professore di scienze geologiche alla Stanford Earth, hanno analizzato le distribuzioni fossili del tardo Permiano dal database Paleobiology, un archivio virtuale di collezioni di fossili pubblicate. La documentazione fossile mostra dove si trovavano le specie prima dell’estinzione e che sono state spazzate via completamente o limitate a una frazione del loro habitat precedente.
La documentazione fossile conferma che le specie lontane dall’equatore hanno sofferto di più durante l’evento., “La firma di quel meccanismo di uccisione, il riscaldamento climatico e la perdita di ossigeno, è questo modello geografico che è previsto dal modello e poi scoperto nei fossili”, ha detto Penn. “L’accordo tra i due indica che questo meccanismo di riscaldamento climatico e perdita di ossigeno è stata una causa primaria dell’estinzione.”
” Non siamo mai stati in grado di ottenere una tale comprensione esattamente come e perché diversi fattori di stress hanno colpito diverse parti dell’oceano globale”, ha detto Sperling, assistente professore di scienze geologiche presso Stanford Earth. “Questo è stato davvero emozionante da vedere.,”
Il nuovo studio combina le mutevoli condizioni oceaniche con le esigenze metaboliche di vari animali a diverse temperature. I risultati mostrano che gli effetti più gravi della privazione di ossigeno sono per le specie che vivono vicino ai poli.
“Poiché i metabolismi degli organismi tropicali erano già adattati a condizioni di ossigeno abbastanza calde e basse, potevano allontanarsi dai tropici e trovare le stesse condizioni da qualche altra parte”, ha detto Deutsch. “Ma se un organismo è stato adattato per un ambiente freddo e ricco di ossigeno, allora quelle condizioni hanno cessato di esistere negli oceani poco profondi.”