Masové vymírání na přelomu ordoviku a siluru: příčiny a důsledky

Průběh události (dva hlavní pulzy během hirnantického stupně)

Vymírání se dělo ve dvou hlavních fázích, spojených se zásadními změnami klimatu a mořské cirkulace. Shrnutí hlavních kroků:

1. Před událostí – teplé klima a anoxie v hlubokém oceánu: Předcházející období bylo velmi teplé (podnebí) a v hlubokých částech oceánu panovaly anoxické události v hlubokém oceánu. Dno oceánu bylo anoxické (málo nebo žádný kyslíku). V hlubokomořských oblastech se ukládaly černé břidlice se značným organickým materiálem (vrstvách), zatímco karbonáty se usazovaly na okysličených kontinentálníchšelfech.
2. První krok – ochlazení a kolaps šelfových stanovišť: Náhlé ochlazení vedlo k významnému sesuvu mořské cirkulace (obrat vod), poklesu hladin a odhalení mělkých šelfů. Stoupající anoxická voda z hlubin zničila velkou část planktonu a ostatních organismů v pelagických i bentických ekosystémech a zmenšením moře se stanoviště mnoha druhů ztratila. Toto ochlazení je spojeno s rozsáhlým zaledněním na Gondwaně.
3. Druhá fáze – zalednění (hirnantická vrcholná fáze): Vrcholné zalednění vedlo k dalšímu vymírání zejména na mělkých šelfech, kde žilo mnoho bentických skupin. Sedimentární záznamy ukazují glaciální sedimenty a změny fosilního složení odpovídající této fázi.
4. Třetí krok – opětovné oteplení a rozšíření anoxie na šelfy: Po ochlazení následovalo rychlé oteplení: ledovce tajily, hladiny moří stouply a anoxické hluboké vody pronikly na kontinentální šelfy, což znovu rozsáhle zabíjelo mořskou faunu.

Příčiny (hlavní mechanizmy)

Základní mechanismus lze shrnout tak, že klima se změnilo z velmi teplého na velmi chladné a následně zpět na velmi teplé. Tyto extrémy ovlivnily oceánskou cirkulaci, kyslíkové poměry a dostupnost stanovišť. Mezi hlavní příčiny patří:

• Glaciace Gondwany: Posun kontinentů a změny v rozložení pevnin vedly k tomu, že velká masa pevniny (Gondwana) se ocitla v polárních oblastech, což umožnilo vznik rozsáhlých ledovců.
• Pokles atmosférického _{CO2 a} změny skleníkového efektu: Jedna z hlavních hypotéz uvádí, že vrásnění a vzestup pevniny, zejména Appalačského pohoří, zvýšil rychlost zvětrávání hornin. To vedlo k odvodu velkého množství atmosféry dostalo oxidu uhličitého z atmosféry do karbonátových sedimentů a do oceánů, což snížilo skleníkový plyn a způsobilo ochlazení. Eroze a transport materiálu dále měnily chemii oceánů.
• Anoxické události a změna cirkulace: Kromě teplotních změn sehrála roli i změna cirkulace moří, která mohla způsobit vysunutí anoxických vod z hloubek na šelfy (anoxická událost v hlubokém oceánu), což je patrné z ukládání organických černých břidlic a rozsáhlých anoxických horizontů.
• Další navrhované faktory: Do diskuse se řadí i krátkodobé katastrofické události (např. impakty nebo intenzivní vulkanismus), ale pro většinu vědců jsou dominantní kombinace klimatického ochlazení, změn hladiny moří a anoxie.

Důsledky pro život a ekologická obnova

Během pozdního ordoviku vymřelo velké množství mořských skupin – zprávy a odhady se liší podle úrovně kategorizace, ale udává se, že vymřelo více než 100 čeledí bezobratlých a celkově zmizela významná část diverzity (např. ztráty na úrovni druhů i rodů – zmiňuje se i údaj „téměř polovina rodů“). Zejm. byly zdecimovány brachiopodi a mechorožci, významné poklesy postihly mnoho čeledí trilobitů, konodontů a planktonu a Bentická i pelagická fauna se ocitla v podmínkách, kterým nebyla schopna čelit.

• Reefové ekosystémy a šelfové společenstva byla silně poškozena, což otevřelo prostor pro novou diverzifikaci v siluru.
• Po vymírání následovala relativně rychlá ekologická obnova v siluru, během níž se objevily nové skupiny a reorganizovaly se potravní sítě.

Důkazy v geologickém záznamu

Podporu této rekonstrukce poskytují sedimentologické a geochemické důkazy: glaciální sedimenty a morény v oblastech dnešního severní Afriky a blízkého východu, výrazné změny v izotopech uhlíku (δ13C) a kyslíku (δ18O), vrstvy černých břidlic ukazující anoxii a změny v mořských fosilních asociacích. Tyto záznamy dokumentují střídání chladných a teplých fází a posuny mořské hladiny a kyslíkových poměrů.

Shrnutí: Vymírání na přelomu ordoviku a siluru bylo vyvoláno kombinací klimatického ochlazení (glaciace Gondwany), změn v atmosférickém _{CO2 a} v důsledku geologických procesů (vzestup a zvětrávání pevnin, např. Appalačského pohoří) a následných změn v oceánské cirkulaci, které přinesly anoxii na šelfy. Výsledkem byla rozsáhlá reorganizace mořských ekosystémů a následná obnova v siluru.