Zwarte neushoorns, rode wolven, gierende kraanvogels:de wereldwijde lijst van bedreigde diersoorten groeit elk jaar tot het punt waarop sommige onderzoekers zeggen dat we getuige zijn van het begin van de volgende massale uitsterving van de aarde.

Thomas Algeo, professor in de geologie van de Universiteit van Cincinnati, bestudeert de meest verwoestende catastrofe die ooit de planeet heeft getroffen om ons inzicht te verschaffen in de wereldwijde veranderingen die wetenschappers vandaag waarnemen. Algeo gaf een keynote presentatie over het onderwerp aan de Geological Society of America tijdens haar jaarlijkse conferentie vorige maand in Seattle.

algeo, die werkt in het McMicken College of Arts &Sciences, heeft zijn carrière besteed aan het onderzoeken van de vijf grootste bekende uitstervingen van de aarde, inclusief een ramp 252 miljoen jaar geleden die destijds het meeste leven op aarde wegvaagde.

"Er is veel interesse geweest in het bestuderen van deze gebeurtenissen. Ze informeren ons over het verloop van de biologische evolutie tijdens de geschiedenis van de aarde, " hij zei.

Uitsterven is een natuurlijk onderdeel van evolutie, zei Algeo. Maar massale uitstervingen worden gekenmerkt door een verwoestend verlies aan biodiversiteit, meestal als gevolg van een catastrofale wereldwijde ramp. Wetenschappers hebben er vijf in de geschiedenis van de aarde geïdentificeerd, waarvan de grootste soms "de Grote Stervende" wordt genoemd. Deze natuurramp vond plaats tussen het Perm en het Trias toen vulkanen in wat nu Siberië is, uitbarsten en genoeg lava spuwden om meer dan 400 te bedekken, 000 vierkante mijl - een gebied dat 10 keer groter is dan Ohio.

Om dat in perspectief te plaatsen, de uitbarsting van Mount St. Helens in Washington in 1980 zorgde ervoor dat 240 vierkante kilometer bos werd geëgaliseerd en zoveel lava werd uitgespuwd dat as op de voorruiten van auto's viel 1, 500 mijl verderop in Oklahoma. Die uitbarsting heeft 3 kubieke kilometer materiaal de atmosfeer ingeblazen.

Het Perm-Trias uitsterven omvatte 11 perioden van grote vulkaanuitbarstingen, 3 miljoen kubieke kilometer as en steen in de lucht spuwen over een tijdspanne van 1 miljoen jaar. Nadien, De temperatuur van het oceaanoppervlak is met 10 graden Celsius gestegen door het broeikaseffect van vulkanisch methaan en koolstofdioxide in de lucht. Het land werd een ware stofkom met frequente en hevige stormen, terwijl de oceanen geen zuurstof meer hadden en sterk verzuurd raakten.

Wetenschappers zijn het nog steeds niet eens over welke van de resulterende gevolgen het meest verantwoordelijk was voor de enorme afsterving van planten en dieren.

"Is het de temperatuurstijging? Het gebrek aan zuurstof in het water of de verzuring van de oceanen?" zei Algeo. "Ik denk dat het heel moeilijk zal zijn om deze effecten uit elkaar te halen, omdat ze allemaal tegelijkertijd werken."

Algeo bestudeert ook hoe lang planten en dieren nodig hebben om te herstellen na een massale uitsterving.

"We willen weten hoe het herstel verband hield met het veranderen en verbeteren van de omgevingsomstandigheden, " zei hij. "Er is veel potentieel om nieuwe ontdekkingen te doen op dit gebied."

Het leven bleef bestaan ​​na elke wereldwijde uitsterving. Overlevende soorten aangepast aan de nieuwe omstandigheden en de meest winterharde en meest productieve daarvan, genaamd "ramp taxa, " verspreidde zich snel om de leegte te vullen, zij het met een veel lagere soortendiversiteit, zei Algeo.

Algeo ontwikkelde in 1995 de heersende theorie voor een van de Big 5 massa-extincties, die plaatsvond aan het einde van het Devoon, 360 miljoen jaar geleden. Dat uitsterven ging aanzienlijk langzamer, verspreid over 25 miljoen jaar, en gedoemd ongeveer de helft van het leven op aarde, vooral het zeeleven.

In plaats van één enkele catastrofale gebeurtenis zoals een meteoorinslag of vulkaanuitbarsting, Algeo suggereerde dat een verrassende boosdoener de schuldige was:planten.

"Tijdens het Devoon, landplanten vestigden zich en begonnen innovaties te ontwikkelen zoals bladeren en wortelstelsels waardoor ze krachtiger konden groeien in verschillende omgevingen, " zei hij. "Ze ontwikkelden houtachtige weefsels waardoor ze groter konden worden. En ze ontwikkelden zaden zodat ze drogere habitats konden koloniseren."

Gedurende miljoenen jaren, De aarde ontsproten een enorme nieuwe tuin, maar tegen een prijs. Waterwegen raakten verstikt met voedingsstoffen van ontbindende planten. Deze rottende vegetatie absorbeerde zuurstof in het water, ander leven uithongeren, een proces dat eutrofiëring wordt genoemd.

Het is een fenomeen dat nu steeds vaker voorkomt in waterwegen van de Golf van Mexico naar estuaria langs de oostkust, gevoed door nutriëntenafvoer van kustontwikkeling.

"Planten ontginnen voedingsstoffen in de bodem, die tijdelijk in de biomassa wordt opgesloten. Maar als de plant sterft, uiteindelijk komen die voedingsstoffen in de waterwegen en in de oceaan terecht, veroorzaakt massale bloei van zeealgen, " hij zei.

Geologen die het Devoon bestuderen, vinden enorme afzettingen van organisch rijke zwarte schalie, bewijs dat de hypothese van Algeo ondersteunt.

"Het sluit allemaal heel mooi aan, ' zei Algeo.

Meer weten over de gevolgen voor de aarde na de grootste natuurrampen kan het huidige onderzoek naar klimaatverandering informeren, waterkwaliteit en biodiversiteit. Eerdere massale uitstervingen kunnen dienen als een waarschuwing voor beslissingen die we vandaag nemen, hij zei.

"Eerdere massale uitstervingen laten zien dat dingen drastisch mis kunnen gaan en grote delen van de biosfeer in relatief korte perioden wegvagen. "zei hij. "Daar zouden we ons zorgen over moeten maken."

Het idee dat mensen de volgende massale uitsterving van de wereld bespoedigen, is controversieel, maar wordt ondersteund door bewijs. Een studie die dit jaar in Nature werd gepubliceerd, wees uit dat 1 op de 4 zoogdieren en 13 procent van alle vogels met uitsterven werd bedreigd door de zich uitbreidende ontwikkeling, habitatfragmentatie, jacht en vervuiling. De meest soortenrijke bossen zullen naar verwachting toenemende risico's van uitsterven zien bij de huidige prognoses van de menselijke populatie en het landgebruik, aldus de studie.

"Er is een algemeen patroon in massale uitstervingen. Hoe hoger je in de voedselketen komt, hoe groter de kans dat je uitsterft, ' zei Algeo.

Wetenschappers en natuurbeschermingsorganisaties over de hele wereld werken er hard aan om de biodiversiteit te beschermen. Non-profitorganisaties zoals Gorilla Doctors, die medische interventie biedt aan bedreigde berggorilla's, zijn gericht op een enkele soort, terwijl andere, zoals de National Wildlife Federation, bredere doelen hebben.

"Veel mensen hebben de neiging om de uitstervingscrisis te zien als iets dat ver weg in tropische regenwouden gebeurt. Maar hier in de Verenigde Staten, we hebben veel soorten in onze eigen achtertuinen die achteruit zijn gegaan en ernstig worden bedreigd, " zei Bruce Stein, associate vice-president van natuurbehoudswetenschap en klimaatadaptatie voor de National Wildlife Federation.

Stein zei dat het fossielenbestand veel te zeggen heeft over hoe soorten zich aanpassen aan klimaatverandering. Dit kan de komende jaren bijdragen aan de instandhoudingsinspanningen.

"We kunnen veel leren door te kijken naar soorten die perioden van uitsterven hebben overleefd, " hij zei.

Vooral, wetenschappers bestuderen de grootste koudweerdieren, die naar verwachting als eerste zullen bezwijken voor klimaatverandering. Bijvoorbeeld, elanden nemen af ​​in het zuidelijke deel van hun verspreidingsgebied, waar ze worden geconfronteerd met een groeiende dreiging van parasieten zoals teken en hersenworm-veroorzakende nematoden die traditioneel onder controle werden gehouden door koude winters.

"Ze krijgen in de zomer een enorme tekenbelasting die ze gewoon leegzuigt. Deze elanden krabben aan bomen en wrijven uiteindelijk hun vacht af. Ze noemen ze spookelanden, Stein zei. "Zonder deze isolatie, ze overleven de winter niet."

Interventie heeft de afgelopen jaren een aantal bekende soorten van de rand van uitsterven gebracht, die laat zien wat mogelijk is met zowel de publieke wil als de middelen. Maar de trendlijn voor veel soorten is ontmoedigend, zei Steen.

"Er zijn enkele geweldige succesverhalen:Amerikaanse zeearenden en slechtvalken. De Californische condor, Stein zei. "Maar voor elk herstel of succes, er zijn veel meer soorten die in ernstige problemen verkeren of achteruitgaan."

Het onvermijdelijke verlies aan biodiversiteit zal voor mensen weinig merkbare gevolgen hebben. Maar dezelfde onderliggende problemen zullen naar verwachting leiden tot toenemende bevolkingsmigratie naarmate mensen hongersnood ontvluchten, droogte, ziekten en natuurrampen zoals orkanen en overstromingen. De regering-Obama verklaarde in 2016 klimaatverandering als "een significante en groeiende bedreiging voor de nationale veiligheid".

Ondanks de uitdagingen, Stein zei dat er reden is voor optimisme.

"Als we het tempo van de klimaatverandering vasthouden, er zijn kansen voor mensen, planten en dieren om zich aan die veranderingen aan te passen, " hij zei.

UC's Algeo zei dat het meer tijd en natuurrampen zou kunnen kosten voor het publiek om offers te brengen en beleidswijzigingen te eisen.

"Persoonlijk denk ik dat er nog een massale uitsterving zal zijn. Het zal heel moeilijk zijn om te stoppen, Algeo zei. "Er zullen zichtbare gevolgen moeten zijn voordat mensen zo wakker worden dat ze actie van hun leiders eisen.

"Het is een wereldwijd probleem, "Zei Algeo. "Het vereist een wereldwijde oplossing."