Vymírání na konci triasu

…aneb Proč se dinosauři v rané juře stali pány souší

O hromadném vymírání na konci křídy před 66 miliony let, kterému padli za oběť tzv. neptačí dinosauři, už byla na tomto webu řeč mnohokrát.[1] Svými důsledky ještě drastičtější vymírání na přelomu prvohorního permu a druhohorního triasu před 252 miliony let sice tak často zmiňováno nebylo (ostatně první dinosauři se objevili patrně až několik milionů let po této události), jeho význam pro směřování vývoje života na Zemi byl ale rovněž zásadní.[2] Mezi oběma těmito událostmi se však v rámci tzv. Velké pětky nachází ještě jedna podobná událost, a to vymírání na přelomu triasové a jurské periody. Tato o trochu méně katastrofická událost z doby před 201 miliony let sice nevyhubila tolik druhů, jako obě zmiňovaná vymírání na začátku a konci druhohorní éry, nebyla však o nic méně důležitá.[3] Právě této katastrofě totiž vděčí dinosauři za svoji pomyslnou nadvládu nad soušemi naší planety po závratně dlouhou dobu 135 milionů let, tedy prakticky po celé období jury (před 201 až 145 m. l.) a křídy (před 145 až 66 m. l.).[4] Ačkoliv nejstarší „praví“ dinosauři museli existovat už v období středního triasu asi před 245 miliony let[5] a první prokazatelní zástupci kladu Dinosauria jsou podle kosterního materiálu známí z počátku pozdního triasu (asi před 233 miliony let)[6], trvalo celé desítky milionů roků, než se stali těmi hegemony, které tak dobře známe. Do značné míry k tomu v době před 234 až 232 miliony let přispěla dosud poněkud záhadná Karnská pluviální epizoda, která již k budoucímu evolučnímu rozmachu dinosaurů pomyslně připravila půdu – některé dinosauří konkurenty značně oslabila nebo dokonce vyhubila a samotné vývojově primitivní sauropodomorfy a teropody „obrátila“ k anatomickému a ekologickému vývoji tím správným směrem.[7] Trvalo však ještě dalších 30 milionů let, než hlavní konkurenti dinosaurů definitivně vyklidili pole a přenechali tak svět končícího triasu a počínající jury svým evolučním přemožitelům. Co se ale v této době vlastně stalo? Známe důvody pro toto hromadné vymírání a víme vůbec, jak dlouho trvalo a jaký byl jeho průběh? Četné otazníky samozřejmě zůstávají, přesto však lze říci, že i díky novým výzkumům z posledních let už vymírání na přelomu triasu a jury chápeme podstatně lépe než kdykoliv dříve. Obecně můžeme konstatovat, že se jednalo o relativně rychlé a krátkodobé vymírání, které se odehrálo před asi 201,3 milionu let.[8] Podle některých odborných prací mohla celá tato událost trvat dokonce méně než 10 000 let, což je z geologického hlediska prakticky jen okamžik. Mohlo se však naopak také jednat o poněkud vleklejší událost, trvající s jistými přerušeními celé stovky tisíc let.[9] V mořích vyhynulo podle odhadů asi 23 až 34 % všech tehdejších druhů, tedy přibližně celá čtvrtina až třetina pozdně triasové biodiverzity.[10]

———

———

Zároveň byla vyhlazena celá jedna rozsáhlá skupina mořských živočichů, a to vývojově primitivní strunatci konodonti (Conodonta).[11] Na pevninách dochází v této době k velké obměně rostlinstva, jak ukazuje lokální vymizení až 60 % palynomorfů (fosilních spor a výtrusů) na území současného východu Severní Ameriky a jejich nahrazení jinými druhy v období rané jury. Celkově však suchozemské rostliny příliš těžce zasaženy nebyly.[12] Mezi terestrickými obratlovci vymírá většina do té doby hojných a rozmanitých archosaurů – to se týká například kladů Aetosauria, Phytosauria a Rauisuchia. Mnohé skupiny „savcovitých plazů“ terapsidů a temnospondylních obojživelníků vyhynuly už dříve nebo v této době prakticky dožívají.[13] Například znovu na východě Severní Ameriky činila míra vymírání mezi suchozemskými čtvernožci asi 42 %.[14] Právě tato skutečnost je patrně jedním z hlavních důvodů pro doslova explozivní radiaci dinosaurů na počátku jury. Drtivá většina jejich ekologických konkurentů totiž v poměrně krátké době vyhynula a uvolnila tak dinosaurům místo pro jejich překotný vývoj.[15] Dlouho se předpokládalo, že různé skupiny plazů vymíraly postupně již před koncem triasu, novější výzkumy ale naznačují, že ve skutečnosti se mnohé z nich dožily až osudné hranice mezi triasem a jurou.[16] Co tedy bylo nejpravděpodobnější příčinou tohoto vymírání? Jak je nejspíš zřejmé, dopad vesmírného tělesa v tomto případě hlavním viníkem nebyl. Neznáme totiž žádný impaktní kráter toho správného stáří a velikosti, který by bylo možné k události přiřadit. Navíc neexistují ani žádné obecně uznávané sedimentární doklady o možné drtivé srážce v době před 201 miliony let. Francouzský kráter Rochechouart má sice správné stáří, ale s průměrem pouhých 23 kilometrů nemohl být jeho původce odpovědný za celosvětové vymírání.[17] Ruský kráter Pučež-Katunki je sice s odhadovaným průměrem 40 až 80 km již závažnějším kandidátem, nedávné zpřesněné datování ale ukázalo, že je o několik milionů let mladší (vznikl asi před 196 až 192 miliony let).[18] Další domnělé související krátery jsou již svým stářím, velikostí nebo jinými vlastnostmi poněkud podezřelé a zcela nepotvrzené. Jaké tedy zbývají možnosti? Nepochybně už jen ryze „pozemské“. Již od počátku výzkumu samotné události se vědci domnívali, že příčinou tohoto vymírání byly postupné zásadní změny, a to klimatické nebo související s výkyvy ve výšce hladin moří, případně globálním okyselením vodstev.[19] V roce 1958 zase americký paleontolog Edwin H. Colbert navrhl ekologické vysvětlení události, spočívající v uvážení tektonických procesů, které podle jeho názoru měly kriticky snížit biodiverzitu tehdejších ekosystémů.[20] Později se uvažovalo také o jiné ekologické příčině v podobě extrémní aridizace (vysoušení) většiny tehdejších pevninských prostředí.[21]

———

———

Problém je pouze v tom, že žádná z navrhovaných hypotéz, ačkoliv pro všechny byly objeveny jisté fosilní doklady, nemůže vysvětlit globální povahu tohoto vymírání. Ke slovu tak přichází nejpravděpodobnější hypotéza, která se dnes jeví jako jediné možné vysvětlení této události. Onou příčinou má být enormně silná sopečná činnost, která právě v době vymírání před 201 miliony let proměnila svět znovu po padesáti milionech let v dočasné peklo. Katastrofa sice nebyla tak intenzivní jako ta předchozí (která na přelomu prvohor a druhohor představovala největší známé vymírání za poslední více než půl miliardy let), rozhodně se ale nejednalo o nevýznamnou extinkci na pozadí. A viníkem měly být děje související se vznikem ohromně rozsáhlé oblasti sopečné aktivity zvané Středoatlantická magmatická provincie (anglicky Central Antlantic Magmatic Province – CAMP).[22] Tato obří vulkanická oblast vznikla krátce před roztržením superkontinentu Pangey na dvě části – severní Laurasii a jižní Gondwanu. Výlevná činnost zde trvala asi 600 000 let a celá provincie měřila v nejširším místě přes 5000 kilometrů.[23] Její rozloha o přibližně 11 milionech kilometrech čtverečních z ní dokonce činí největší identifikovanou magmatickou provincii v historii naší planety. Objem vylitého magmatu činil asi 2–3 × 10⁶ km³ a byl vyprodukován při čtyřech hlavních fázích výlevné činnosti. Provincie se rozkládala na území dnešní Severní i Jižní Ameriky, Afriky a Evropy, nejmohutnější vrstvy sopečných sedimentů (zejména bazaltů) o mocnosti až přes 300 metrů se přitom nacházejí v Maroku.[24] Vědci se domnívají, že právě extrémní množství oxidu uhličitého, oxidu siřičitého a aerosolů ze sopečné činnosti způsobilo drastické krátkodobé výkyvy klimatu a zároveň i okyselení a anoxie v oceánech. Výzkumy hornin z tohoto období dokládají, že na hranici triasu a jury skutečně došlo k velkým výkyvům v zastoupení některých prvků ve vodstvech i atmosféře naší planety.[25] Ačkoliv tedy zatím není možné označit CAMP jako jasného hlavního „viníka“ tohoto vymírání, je nepochybně nejpravděpodobnějším kandidátem.[26] Neptačí dinosauři sice vyhynuli vlivem globální katastrofy, ale na počátku jejich největšího a značně dlouhodobého evolučního rozmachu stála rovněž celosvětová katastrofa. Neměla patrně podobu srážky Země s planetkou, ale spíše mohutných provazců žhavé lávy, vinoucí se po stovky tisíc let po úpatích nesčetných sopek v centrální části obřího superkontinentu Pangey. Během relativně krátké doby se tak na úplném konci triasové periody definitivně rozhodlo nejen o budoucích hegemonech pozemských souší.[27] Dinosauři s výjimkou ptáků nakonec stejně vyhynuli, ale mezitím, po nepředstavitelně dlouhou dobu 135 milionů let, dominovali jako málokterá jiná skupina živočichů.[28]

———

———

Short Summary in English: Triassic–Jurassic extinction event marks the boundary between the Triassic and Jurassic periods, about 201.3 million years ago. Although not as well-known as the end-Permian or end-Cretaceous extinction events, it is one of the five major extinction events of the Phanerozoic eon, profoundly affecting life on both land and in the ocean. It was probably this event that helped dinosaurs becoming dominant group of terrestrial vertebrates throughout the Jurassic and Cretaceous periods.

———

Odkazy:

https://en.wikipedia.org/wiki/Triassic%E2%80%93Jurassic_extinction_event

https://www.ldeo.columbia.edu/~polsen/nbcp/trj.html

https://www.nhm.ac.uk/discover/the-triassic-period-the-rise-of-the-dinosaurs.html

https://phys.org/news/2020-09-ancient-oxygen-depletion-oceans-end-triassic.html

https://paleonerdish.wordpress.com/2015/06/01/the-real-jurassic-world/

———

[1] Schulte, P.; et al. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary (PDF). Science. 327 (5970): 1214–1218. doi: 10.1126/science.1177265

[2] Jurikova, Hana; et al. (2020). Permian–Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations. Nature Geoscience. 13 (11): 745–750. doi: 10.1038/s41561-020-00646-4

[3] Tanner, L. H.; Lucas, S. G.; Chapman, M. G. (2004). Assessing the record and causes of Late Triassic extinctions (PDF). Earth-Science Reviews. 65 (1–2): 103–139. doi: 10.1016/S0012-8252(03)00082-5

[4] Brusatte, S. L.; et al. (2008). Superiority, Competition, and Opportunism in the Evolutionary Radiation of Dinosaurs (PDF). Science. Washington, D.C.: American Association for the Advancement of Science. 321 (5895): 1485–1488. doi: 10.1126/science.1161833

[5] Müller, R. T.; Garcia, M. S. (2020). A paraphyletic ‚Silesauridae‘ as an alternative hypothesis for the initial radiation of ornithischian dinosaurs. Biology Letters. 16 (8): 20200417. doi: 10.1098/rsbl.2020.0417

[6] Langer, M. C.; Ramezani, J.; Da Rosa, Á. A. S. (2018). U-Pb age constraints on dinosaur rise from south Brazil. Gondwana Research. 57: 133–140. doi: 10.1016/j.gr.2018.01.005

[7] Dal Corso, J.; et al. (2020). Extinction and dawn of the modern world in the Carnian (Late Triassic). Science Advances. 6 (38): eaba0099. doi: 10.1126/sciadv.aba0099

[8] Lucas, S. G.; Tanner, L. H. (2018). The Missing Mass Extinction at the Triassic-Jurassic Boundary. In: Tanner L. (eds) The Late Triassic World. Topics in Geobiology. 46: 721-785. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-68009-5_15

[9] Capriolo, M.; et al. (2020). Deep CO2 in the end-Triassic Central Atlantic Magmatic Province. Nature Communications 11. Article number: 1670. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15325-6

[10] Fox, C. P.; et al. (2020). Molecular and isotopic evidence reveals the end-Triassic carbon isotope excursion is not from massive exogenous light carbon. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (48): 30171-30178. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1917661117

[11] Palfy, J.; et al. (2007). Triassic/Jurassic boundary events inferred from integrated stratigraphy of the Csővár section, Hungary. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 244 (1–4): 11–33. doi: 10.1016/j.palaeo.2006.06.021

[12] Fowell, S. J.; Cornet, B.; Olsen, P. E. (1994). Geologically rapid Late Triassic extinctions: Palynological evidence from the Newark Supergroup. Geological Society of America Special Papers, Geological Society of America: 197–206. doi: 10.1130/spe288-p197

[13] Rigo, M.; et al. (2020). The Late Triassic Extinction at the Norian/Rhaetian boundary: Biotic evidence and geochemical analysis. Earth-Science Reviews. 103180. doi: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103180

[14] Olsen, P. E.; Shubin, N. H.; Anders, M. H. (1987). New early Jurassic tetrapod assemblages constrain Triassic–Jurassic tetrapod extinction event (PDF). Science. 237 (4818): 1025–1029. doi: 10.1126/science.3616622

[15] Allen, B. J.; et al. (2018). Archosauromorph extinction selectivity during the Triassic-Jurassic mass extinction. Palaeontology. 62 (2): 211-224. doi: https://doi.org/10.1111/pala.12399

[16] Lucas, S. G.; Tanner, L. H. (2018). The Missing Mass Extinction at the Triassic-Jurassic Boundary. In: Tanner L. (eds) The Late Triassic World. Topics in Geobiology 46: 721-785. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-68009-5_15

[17] Cohen, B. E.; et al. (2017). A new high-precision 40Ar/39Ar age for the Rochechouart impact structure: At least 5 Ma older than the Triassic–Jurassic boundary. Meteoritics & Planetary Science. 52 (8): 1600-1611. doi: 10.1111/maps.12880

[18] Holm‐Alwmark, S.; et al. (2019). An Early Jurassic age for the Puchezh‐Katunki impact structure (Russia) based on 40 Ar/ 39 Ar data and palynology. Meteoritics & Planetary Science. 54 (8): 1764-1780. doi: 10.1111/maps.13309

[19] Sofie Lindström; et al. (2019). Volcanic mercury and mutagenesis in land plants during the end-Triassic mass extinction. Science Advances. 5 (10): eaaw4018. doi: 10.1126/sciadv.aaw4018

[20] Colbert, E. H. (1958). Tetrapod Extinctions at the End of the Triassic Period (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences. 44 (9): 973–977. doi: 10.1073/pnas.44.9.973

[21] Parrish, T. J. (1993). Climate of the Supercontinent Pangea (PDF). The Journal of Geology. 101 (2): 215–233. doi: 10.1086/648217

[22] Blackburn, T. J.; et al. (2013). Zircon U-Pb Geochronology Links the End-Triassic Extinction with the Central Atlantic Magmatic Province (PDF). Science. 340 (6135): 941–945. doi: 10.1126/science.1234204

[23] McHone, J. G. (2000). Non-plume magmatism and rifting during the opening of the Central Atlantic Ocean. Tectonophysics. 316 (3–4): 287–296. doi: 10.1016/S0040-1951(99)00260-7

[24] Whiteside, J. H.; et al. (2007). Synchrony between the Central Atlantic magmatic province and the Triassic-Jurassic mass-extinction event?. Palaeo. 244 (1–4): 345–367. doi: 10.1016/j.palaeo.2006.06.035

[25] Heimdal, T. H.; et al. (2018). Large-scale sill emplacement in Brazil as a trigger for the end-Triassic crisis. Scientific Reports 8. Article number: 141. doi: 10.1038/s41598-017-18629-8

[26] Heimdal, T. H.; et al. (2020). Thermogenic carbon release from the Central Atlantic magmatic province caused major end-Triassic carbon cycle perturbations. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (22): 11968-11974. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2000095117

[27] Dunhill, A. M.; et al. (2017). Impact of the Late Triassic mass extinction on functional diversity and composition of marine ecosystems. Palaeontology. 61 (1): 133-148. doi: 10.1111/pala.12332

[28] Sereno, P. C. (1999). The evolution of dinosaurs. Science. 284 (5423): 2137–2146. doi: 10.1126/science.284.5423.2137

———