Końce świata. Niezwykła opowieść o tym, jak wymierała nasza planeta

Peter Brannen

Niezwykła opowieść o tym, jak wymierała nasza planeta

Tłumaczenie Ewa Ratajczyk

Wydawnictwo Znak Kraków 2022

Tytuł oryginału The Ends of the World: Volcanic Apocalypses, Lethal Oceans, and Our Quest to Understand Earth’s Past Mass Extinctions Copyright © 2017 by Peter Brannen. All rights reserved.

This edition published by arrangement with DeFiore and Company Literary Management, Inc. Zdjęcie autora Matt Misisco Studios Zdjęcia na wkładce pochodzą z archiwum autora, chyba że zaznaczono inaczej.

Projekt okładki i stron tytułowych Paulina Zielona Konsultacja merytoryczna dr inż. Wojciech Mastej Redaktorka prowadząca Sylwia Ciuła Opieka redakcyjna Katarzyna Mach Adiustacja Beata Trebel-Bednarz Korekta Katarzyna Onderka Małgorzata Biernacka Łamanie Dariusz Ziach Copyright © for the translation by Ewa Ratajczyk Copyright © for this edition by SIW Znak sp. z o.o., 2022 ISBN 978-83-240-6427-4 Książki z dobrej strony: www.znak.com.pl Więcej o naszych autorach i książkach: www.wydawnictwoznak.pl Społeczny Instytut Wydawniczy Znak, 30-105 Kraków, ul. Kościuszki 37 Dział sprzedaży: tel. (12) 61 99 569, e-mail: czytelnicy@znak.com.pl Wydanie I, Kraków 2022. Printed in EU

1

Początki

Wydaje nam się, że początek życia zwierząt na naszej planecie był jak nadejście wiosny. Jednak w rzeczywis­ tości epoka zwierząt była jak dziecko, które urodziło się nieprawdopodobnie starym rodzicom.

Peter Ward

Pochodzę z Bostonu. Oznacza to, że jedynie krótka przeprawa promem na drugą stronę portu dzieli mnie od, być może, najstarszych skamielin bogatego, złożonego życia w historii planety. Poniżej otoczonej apartamentowcami i nowoczesnym centrum handlowym mariny znajduje się plaża naszpikowana zardzewiałymi gwoździami dawnego nabrzeża. W dalekim krańcu tej zaniedbanej plaży podczas odpływu ukazują się pokryte wodorostami

24

Końce świata

opadające do morza warstwy skalne pradawnego dna morskiego. Skały z dna oceanu oblewającego wybrzeże superkontynentu przy biegunie południowym wystają niedaleko parkingu Bed Bath & Beyond, sklepu z artykułami do wystroju wnętrz. Liczą ponad pół miliarda lat. Żadna tabliczka ani znak nie wskazują, żeby były szczególnie interesujące, ale po oczyszczeniu z morszczynu na powierzchni kamienia ukazują się koncentryczne elipsy, nie większe od ćwierćdolarówki. Niepozorne pierścienie na tym fragmencie skały mogą być śladem po stworzeniu kształtem zbliżonym do paproci, które gnieździło się w śliskim mule na dnie oceanu w czasach pierwszych złożonych form życia na Ziemi.

Tu zaczyna się opowieść. Na planecie, która nazywa się tak samo jak nasza, ale na tym podobieństwa się kończą.

Nie można pojąć, jak dawno temu te stworzenia wiodły swoje dziwne życie na morskim dnie antarktycznego Bostonu. Jeszcze trudniej objąć umysłem wiek naszej planety – czy to, jak nieistotną rolę odgrywa na niej ludzkość. Peanem na cześć „błękitnej kropki”1 Carl Sagan pomógł zilustrować, jak osamotnieni jesteśmy w naszym maleńkim, odległym zakątku kosmosu. Podobnie osamotnieni jesteśmy na przestrzeni czasu, pomiędzy niezgłębionymi wiecznościami. Na szczęście geolodzy wymyślili pewne triki, żeby pomóc nam zrozumieć nasze miejsce pośród eonów. Jeden z nich odwołuje się do analogii kroków2 i polega mniej więcej na tym, żeby sobie

Początki

25

wyobrazić, że każdy krok odzwierciedla 100 lat historii.

Już sam ten pomysł rodzi oszałamiające implikacje.

Rozpocznijmy nasz spacer; będziemy się cofać, wyruszając od teraźniejszości. Odrywamy piętę od ziemi i nie ma internetu, odradza się jedna trzecia ziemskiej rafy koralowej, bomby atomowe błyskawicznie z powrotem się scalają, stoczone zostają dwie wojny (od końca), światło elektryczne po tej stronie planety, na której panuje noc, gaśnie, a gdy ponownie stawiamy stopę, istnieje Imperium Osmańskie. Jeden krok. Po dwudziestu krokach mijamy Jezusa. Kilka stąpnięć dalej znikają inne wielkie religie: najpierw buddyzm, później zaratusztrianizm, judaizm i hinduizm. Zmiany kulturowe z każdym krokiem stają się coraz bardziej szokujące. Znikają pierwsze systemy prawne i pismo, a później, niestety, znika też piwo. Po zaledwie kilku tuzinach kroków – zanim zdążymy dojść do następnej przecznicy – przemija cała zapisana historia, cała ludzka cywilizacja znajduje się poza nami, istnieją za to włochate mamuty. To było łatwe. Rozprostowujemy kości i przygotowujemy się na spacer, który z pewnością będzie niewiele dłuższy. Od dinozaurów dzieli nas zapewne krótka wędrówka, od trylobitów – nieco dłuższa. Przed zachodem słońca z pewnością dotrzemy do powstania Ziemi. Bynajmniej.

Musielibyśmy pokonywać 30 kilometrów dzien­nie każdego dnia przez cztery lata, żeby przebyć pozostałą część dziejów planety3. Nie ulega wątpliwości, że his­ toria Ziemi nie jest historią Homo sapiens. Prawie cała ta

26

Końce świata

wyprawa odbywałaby się pośród posępnych krajobrazów pozbawionych złożonych form życia. Nie przez głębokie morza, nie po górskich graniach, nie przez tropiki i nie przez bezkresne nagie granitowe kontynenty. Nie licząc szumu wiatru i fal, nasza planeta przez większą część niemal niekończącej się preambuły do narodzin fauny była planetą milczącą. Te pierwsze stworzenia, odciśnięte w skałach bostońskiego portu czy gdziekolwiek indziej, pojawiły się po 4 miliardach lat istnienia Ziemi bez niczego wcześniej bardziej ekscytującego niż zzieleniała stojąca woda. Tak naprawdę w okresie od 1,85 miliarda do 850 milionów lat temu nie działo się nic – do tego stopnia, że nawet geolodzy zaczęli nazywać go „nudnym miliardem”. A określenie „nudny” w ustach geologa może budzić przerażenie.

Szukając życia na innych planetach, warto pamiętać o tym, że nawet Ziemia przez 25 procent swojej historii była pustkowiem. Właściwie jednym z niewielu śladów życia w zapisie kopalnym miliardów lat jest obecność niepozornych wzgórków skamieniałego szlamu bakteryjnego. Później, około 635 milionów lat temu, pojawia się cichy szept złożonych form życia: na skałach znalezionych w Omanie odkryto 24-izopropylocholestan, substancję chemiczną, która, w śladowej ilości, jest dziś wytwarzana jedynie przez pewien rodzaj gąbek. Gąbki zajęły się filtrowaniem mórz i unieszkodliwianiem dwutlenku węgla i być może dokonały wentylacji oceanów, umożliwiając pojawienie się bardziej złożonych form

Początki

27

życia. Jak pisze Doug Erwin ze Smithsonian Institution4: „Ludzkość ma wobec gąbek szczególny dług”. Warto o tym pamiętać, kiedy następnym razem sięgniemy po gąbkę, żeby wyszorować patelnię z tłuszczu po bekonie5.

Później, około 579 milionów lat temu, w ediakarze, po krótkim okresie epok lodowych, które nieomal wyjałowiły Ziemię (trafnie nazywanym Ziemią śnieżką6), szampańska butelka życia została odkorkowana i w końcu, dość nagle, w skamieniałościach pradawnego dna ocea­nu obficie pojawiają się złożone formy życia.

Jest to historia niedawna wobec 4 i pół miliarda lat życia planety, a jednak niewypowiedzianie zamierzchła – ponad 200 milionów lat przed powstaniem superkontynentu Pangei i ponad 500 milionów lat przed gatunkiem T. rex. A 579 milionów lat temu, to jest około 579 milionów lat przed współczesnymi ludźmi, których istnienie na tej planecie mierzy się raczej w setkach tysięcy, a nie milionach lat. Te otchłanie czasu trudno objąć rozumem nawet geologom.

Pierwsze proste stworzenia, które nagle pojawiają się w zapisie kopalnym, prawdopodobnie wcale nie były zwierzętami, a ich panowanie trwało krótko. Całkiem możliwe, że przeżyły pierwsze w historii masowe wymieranie, bo pozostawiły w skałach jedynie tajemnicze odciski, a o ich życiu wiadomo tylko dzięki poezji paleontologów.

Na wietrznych „hiperoceanicznych pustkowiach” południowo-wschodniej Nowej Fundlandii, niedaleko

28

Końce świata

samotnej stacji telegraficznej, która wychwyciła ostatnie rozpaczliwe sygnały wysyłane przez HMS „Titanic”, na starych oceanicznych skałach zachowały się większe iloś­ci skamieniałego graffiti pozostawionego przez te pseudo­stworzenia – hieroglificzne echa życia w wiecznej nocy pradawnych głębin. Niektóre nowofundlandzkie skamieniałości przypominają liście paproci, miotełki do kurzu i smukłe szyszki, a inne wyglądają jak wielkie segmentowe morskie ślimaki lub rozdęte stonogi. Zdaje się, że wynalazły sposób życia – głównie nieruchomy – różny od wszystkiego, co żyje obecnie: powolne wchłanianie przez błony organicznej mazi w odrażających wodach pierwotnej Ziemi. Ten sposób życia na Ziemi okazał się nieudaną próbą. W następnej epoce żadne z tych stworzeń już nie istniało.

Około 540 milionów lat temu ediakarski świat został zniszczony – dramatycznie zmieciony przez najważniejszą chwilę w historii ewolucji: eksplozję kambryjską. Po wybuchu tej spektakularnej biologicznej supernowej narodził się prawdziwy świat fauny – stworzeń, które się poruszają i dla przeżycia zjadają inne organizmy. Skamieniałości wczesnych zwierzęcych form z poprzedniej spokojnej ery są nieliczne, ale wiadomo, że przed kam­ brem mętne morza zdominowane były przez niemal bezwładne fraktalne pseudostworzenia okresu ediakarskiego.

Wszystko to zmieniło się u zarania kambru. Zwierzęta szybko się zróżnicowały i zastąpiły dziwne dotychczasowe formy życia menażerią form jeszcze dziwniejszych.

Początki

29

Choć to wydarzenie nie zostało włączone do kanonu pięciu wielkich masowych wymierań, eksplozja kambryjska, wbrew temu, co podpowiada intuicja, mogła również oznaczać pierwsze masowe wymieranie w dziejach złożonych form życia.

O ile zapomniane stworzenia ediakaru w Nowej Fundlandii i gdziekolwiek indziej wyglądają jak pozostawione przez kosmitów graffiti, o tyle ekstrawaganc­ kie zwierzęta eksplozji kambryjskiej, które je zastąpiły, same wyglądają jak kosmici. W morzach nagle zaroiło się od istot, które trudno byłoby wymyślić nawet podczas najbardziej szalonego doświadczenia psychodelicznego – nawiasem mówiąc, jednemu z kambryjskich zwierząt nadano nazwę Hallucigenia. Inne, Opabinia, z pięciorgiem oczu i dziwacznym, przypominającym rękę wyrostkiem w miejscu, gdzie można by się spodziewać otworu gębowego, wywołało salwy śmiechu, gdy po raz pierwszy opisano je na konferencji naukowej. Przy innych, takich jak na przykład wyjątkowo osobliwe Anomalocaris – przypominające nieco pofałdowanego diabolicznego homara – musimy wysilić wyobraźnię, próbując umiejscowić je na naszym wspólnym drzewie życia. Ich nierozpoznawalne formy, teraz spoczywające w grobowcach muzealnych wystaw i fantazyjnie przedstawiane przez ilustratorów, przypominają nam, że choć formalnie była to ciągle „Ziemia”, na przestrzeni dziejów stanowiła zupełnie różne światy.

Niektóre z tych zwierzęcych eksperymentów tym się właśnie okazały – eksperymentem. A części nieudanych

30

Końce świata

eksperymentów się nie powtarza. Inne były bardziej udane: na dziwnym wykazie stworzeń od czasu eksplozji kambryjskiej znajduje się nasz przodek, niepozorny, pięciocentymetrowy, podobny do lancetnika Metaspriggina.

Powszechne pojawienie się zwierząt, począwszy od okresu kambryjskiego, wydaje się w zapisie kopalnym tak zaskakująco nagłe, że ta pozorna spontaniczność mart­ wiła Darwina. Prowadzone od tamtej pory przez ponad wiek badania wykazały, że ta eksplozja nie była wcale taka gwałtowna, jednak z geologicznego punktu widzenia mimo wszystko nastąpiła w szokującym tempie. Jej przyczyny nadal są przedmiotem burzliwych dyskusji.

Mówi się o wzroście ilości tlenu w oceanach (być może wytwarzanego przez organizmy), który pobudził zwierzęta do bardziej witalnego stylu życia, ale podaje się również przyczyny bardziej spekulacyjne, takie jak pojawienie się widzenia, które nagle rozjaśniło pole gry drapieżnikom i ofiarom, odpalając bezpiecznik drapieżczego wyścigu zbrojeń. Ale zgiełk eksplozji kambryjskiej skrywa smutną opowieść o krótko istniejącym wcześniejszym świecie, którego tajemnicze, zapomniane kształty zniknęły bezpowrotnie. Po kambryjskiej eksplozji fauny tamtych dziwnych mięsistych liści z dna oceanu i rozdętych stworów podobnych do ślimaków bez muszli nigdy więcej nie widziano.

– Było to masowe wymieranie wywołane ewolucją nowych zachowań – wyjaśnił zajmujący się ediakarem paleontolog z Uniwersytetu Vanderbilta Simon Darroch.

Początki

31

Spotkałem się z nim na konferencji geologicznej w Baltimore, gdzie wśród rozmaitych brzmień angielszczyzny wyróżniał się czysty brytyjski akcent amery­ kańskiego geologa. Zniknięcie tego dziwnego świata, które poprzedziło eksplozję kambryjską – świata ogrodu zen niespotykanych fraktalnych stworzeń wyłaniających się z dna morskiego i dziwnych wypukłych kleksów widocznych w pozostałościach mat mikrobiologicznych – od dawna jest dla paleontologów tajemnicą.

Ale w 2015 roku Darroch i jego koledzy ogłosili, że tę nierozwiązaną zagadkę można nazwać masowym wymieraniem.

– Wydaje nam się, że masowe wymieranie wymaga czynnika nieożywionego: uderzenia asteroidy czy okresu aktywności wulkanicznej. Ale oto mamy silny dowód, że do wyginięcia ogromnych połaci złożonych form eukariotycznego życia doprowadziły same organizmy, które przekształciły swoje środowisko. Myślę, że to wymowna analogia do tego, co robimy dzisiaj.

Wygląda na to, że ta katastrofa jest w szczególności wynikiem jednego z nowych zachowań: wykopywania jam. Życie tych dziwnych geometrycznych stworzeń w Nowej Fundlandii i wszędzie indziej zależne było od obrzydliwych, bogatych w substancje organiczne mętnych mórz z dnem morskim usłanym nienaruszonym błotem mikrobiologicznym. Z chwilą eksplozji kambryjskiej, kiedy zwierzęta opanowały Ziemię, zaczęły dewastować morskie dno. Dla dziwnych wypukłych kleksów

32

Końce świata

wcześniejszego okresu ediakarskiego, prowadzących życie przy dnie i przyswajających pożywienie ze szlamu, była to katastrofa. Jamy w skałach według geologów oficjalnie określają początek kambru. Możliwe, że pozostawiły je tam tak zwane niezmogowce (gruboryjkowe), które wkopywały się w pradawne dno morskie, rujnując ediakarskie środowisko. Dla geologów jamy oznaczają zmianę jakościową w złożach geologicznych, oddzielonych od miliardów lat nienaruszonych wcześniejszych skał. I jest to zmiana, która być może nie ma sobie równych w ciągu następnego pół miliarda lat, do czasu, kiedy kilometrowe dziury w skałach zaczęli zostawiać ludzie poszukujący minerałów i paliw kopalnych.

Zwierzęcy przybysze eksplozji kambryjskiej zaczęli także filtrować morza i dostarczać jeszcze większej iloś­ci organicznego węgla, który w toni wodnej opadał na dno morskie. Inaczej mówiąc, zaczęli robić kupę. Z tego powodu dziwne fraktalne liście z wcześniejszego ediakaru nagle znalazły się w przerażająco czystym morzu bez żadnego pożywienia.

Negatywną stroną tej nowej kambryjskiej menażerii pobierającej całą maź węglową z wody i grzebiącej ją w morskim dnie mogło być jeszcze większe zasilenie oceanu w tlen. Ten zastrzyk mógł dalej napędzać wyścig zbrojeń innowacji, doprowadzając do eskalacji w morzach i pozostawiając w tyle biedne ślamazarne pseudo­ stworzenia. Zwierzęta, wentylując oceany, sprawiały, że planeta coraz bardziej nadawała się do zamieszkania przez

Początki

33

kolejne organizmy żywe, i napędzały coraz bardziej szalone eksperymenty biologiczne. Jaką szansę w świecie zbrojącym się w czułki, zewnętrzne szkielety i pazury mógł mieć wypukły kleks czy nieruchomy fraktalny liść?

Panuje przekonanie – zwłaszcza wśród nienaukowców – że myśl o tym, iż ludzie poważnie, na skalę geologiczną szkodzą Ziemi, jest zwykłą antropocentryczną arogancją. Ale odczucie to opiera się na niewłaściwej interpretacji dziejów życia. W geologicznej przeszłości drobne innowacje przeorganizowały skład chemiczny całej planety, popychając ją w kierunku drastycznych zmian.

Ludzie bez wątpienia mogą odgrywać rolę równie istotną, jak filtrujące wodę zwierzęta z eksplozji kambryjskiej.

– To nic szokującego, jednak ludziom trudno zaakceptować tę prawdę, chyba dlatego, że postrzegamy siebie jako małe trybiki wielkiej machiny – stwierdził Darroch. – Ale oto mamy przykład, że 500 milionów lat temu wydarzyło się coś bardzo podobnego. Bardzo dużo mówi się dzisiaj na temat porównywania tempa dawnych masowych wymierań z tym, w jakim dziś doprowadzamy gatunki do wyginięcia, a wszystko to za sprawą ewolucji nowych zachowań i oddziaływania na ekosystemy.

Podobnie jak kambryjskie organizmy wykopujące jamy, które środowisko mikrobiologicznych mat dostosowały do własnych potrzeb, ludzie połowę powierzchni lądów zamienili w tereny uprawne. Zaczęliśmy nawet zmieniać skład chemiczny oceanu, zakwaszając go dwutlenkiem węgla i pozbawiając tlenu całe połacie szelfów

34

Końce świata

kontynentalnych w następstwie zalewu nawozów azotowych i fosforowych z pól uprawnych. A oszałamiający arsenał nowoczesnej technologii jest innowacyjnym skokiem, jakiemu w całej historii życia dorównuje być może tylko erupcja biologicznej inwencji wybuchu kambryjskiego. Krótko mówiąc, nie jest przesadą myśl, że możemy być równie ważni jak niezmogowce.

– Moim zdaniem to przykład kryzysu ekologicznego z zamierzchłych czasów, który nastąpił w wyniku ingerencji w ekosystem – ocenił Darroch. – I nie powinniśmy być zbyt zaskoczeni ani zbyt zdumieni, ani zbytnio porażeni faktem, że być może dzieje się to znowu. Żywe organizmy stanowią niewiarygodnie potężną siłę geologiczną.

Eksplozja kambryjska – niszcząca dla dziwnych ediakarskich stworzeń – dla życia na Ziemi okazała się rzeczą zdecydowanie dobrą. Wyznaczyła oficjalny początek panowania zwierząt na planecie, pogrążonej do tej pory w „nudnych miliardach”. Być może dziś nowy technologiczny świat, który sobie stworzyliśmy, jest początkiem podobnej epokowej zmiany i czeka nas nowy eon, który za 10 milionów lat będzie nam się wydawał tak obcy, jak oszałamiający świat zwierząt z kambru mógł się wydawać biednym stworzeniom istniejącym przed nimi. A może nasze kataklizmy okażą się mniej pomyślne dla ludzkości i pozostawią za sobą zrujnowany świat – a nasze dziedzictwo ograniczy się jedynie do długiej środowiskowej rekonwalescencji po cywilizacyjnym przesycie?

Początki

35

Jeśli chodzi o okres kambryjski, jego spuścizną jest cały przekrój organizmów, które rozwinęły się od zapomnianego przodka. Planeta stała się aktywna. Życie czołgało się i pływało, i szpiegowało się oczami i chemoreceptorami. Stworzenia zabijały się i zjadały wzajemnie, i chowały jedne przed drugimi przerażone. Choć byśmy go nie rozpoznali, był to teraz nasz świat – krwiożerczy i drapieżny. Po trwającym 4 miliardy lat prologu, zapoczątkowanym ogniem, a zakończonym Ziemią śnieżką, rozpoczęła się parada życia zwierząt i kolejne pół miliarda lat będzie okresem zdecydowanie najbardziej interesującym.

Choć eksplozji kambryjskiej należy się uznanie za to, że dała początek życiu na Ziemi, kambryjski ocean został zubożony na miliony lat, kiedy pozbawione tlenu prądy wdzierały się na mielizny, wymywając gatunek za gatunkiem w kolejnych falach wymierania. To dziwne wytracenie prędkości rozwoju życia, które nastąpiło po eksplozji kambryjskiej, zostało złowieszczo nazwane „kambryjskim martwym okresem”. Mroczne wieki zakończyły się jednak wraz z początkiem następującego po nich ordowiku. Niemal do samego jego końca trwały bezprecedensowo dobre dla ewolucji czasy.

Ordowik był dla życia na Ziemi okresem burzliwym, z niewiarygodnym rozkwitem, niepodobnym do żadnego innego w dziejach planety, po którym nastąpił jeszcze bardziej niewiarygodny upadek. Rozpoczęła się epoka masowych wymierań.

Spis treści

Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1. Początki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Wymieranie ordowickie . . . . . . . . . . . . .

3. Masowe wymieranie dewońskie . . . . . . .

4. Masowe wymieranie permskie . . . . . . . .

5. Masowe wymieranie triasowe . . . . . . . .

6. Masowe wymieranie kredowe . . . . . . . .

7. Masowe wymieranie plejstoceńskie . . . .

8. Bliska przyszłość . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Ostatnie wymieranie . . . . . . . . . . . . . . .

23 36 96 146 199 245 309 352 392

Podziękowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Indeks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435