Peter Ward over massa-uitstervingen

Ik wil graag beginnen met deze fantastische afbeelding uit mijn kindertijd Ik hou van die science fiction films. Hier is hij, "This Island Earth" En laat het maar aan Hollywood over om het precies goed te doen Twee-en-een-half jaar in de maak . Ik bedoel maar, zelfs de creationisten geven ons 6000 jaar, maar Hollywood gaat de race aan. En in deze film zien we wat wij denken dat daarbuiten zit: vliegende schotels en aliens. Elke wereld heeft een alien, en elke buitenaardse beschaving heeft vliegende schotels, die zich met grote snelheid verplaatsen. Aliens.

Don Brownlee, een vriend van me en ik kwamen zover dat we bij het aanzetten van de tv en alleen maar elke avond aliens en ruimteschepen zagen, dat we hebben geprobeerd een tegenargument te schrijven om duidelijk te maken wat er voor een 'aarde' nodig is om bewoonbaar te zijn voor een planeet om een aarde te zijn, om een plek te hebben waar je waarschijnlijk niet alleen leven kan krijgen, maar ook complexiteit iets wat enorme hoeveelheden evolutie vereist en daarvoor constante condities. Dus, in 2000 hebben we "Rare Earth" geschreven. Daarna vroegen we, in 2003 laten we eens niet kijken naar waar er 'aardes' zijn in de ruimte, maar hoe lang is onze aarde eigenlijk al onze aarde? Als je twee miljard jaar teruggaat in de tijd, ben je allang niet meer op een planeet die op onze aarde lijkt. Wat wij een planeet zoals de aarde noemen, is eigenlijk maar een heel kort tijdsbestek.

Nou, "Rare Earth" heeft me eigenlijk heel veel geleerd over het ontmoeten van het publiek. Meteen daarna kreeg ik een uitnodiging om naar een science fiction congres te gaan, en met alle goede wil ging ik erheen. David Brin zou het debat met me aangaan maar toen ik naar binnen liep begon de groep van 100 man uitgebreid boe te roepen. Er was een meisje dat naar me toekwam, en zei: "Mijn vader zegt dat je de duivel bent". Je kunt de mensen hun aliens niet afpakken en verwachten dat je bevriend blijft met ze. Tijdens het tweede deel, kort daarna -- toen ik met Paul Allen aan het praten was, die in het publiek zat en ik hem een kopie van "Rare Earth" gaf. Jill Tarter was daar ook, ze draaide zich naar me toe en keek me aan. Ze leek precies op het meisje in "The Exorcist". Het was net als in de film: "Het brandt! Het brandt!" SETI wil dit namelijk helemaal niet horen. SETI wil dat er daarbuiten iets is. Ik vind het werk van SETI heel goed, maar we hebben nog niets gehoord. En ik denk echt dat we moeten beginnen met nadenken over wat een goede, en wat geen goede planeet is.

Ik laat deze slide zien omdat het voor mij aangeeft dat: zelfs als SETI iets ontvangt, kunnen we dan uitvogelen wat ze gezegd hebben? Voorbeeld: dit is een slide die tussen de twee grote intelligente soorten op aarde werd verzonden -- een Mac en een PC -- en die konden de letters niet eens goed zetten -- . -- hoe gaat het ons dan lukken om met de aliens te praten? En als ze 50 lichtjaar ver weg zitten, en we bellen ze op en zeggen: *bla bla bla bla bla* en het komt 50 jaar laten terug met de boodschap: 'kun je dat herhalen?' Ik bedoel maar, daar zitten we dan.

Onze planeet is een goede planeet omdat hij water vast kan houden. Mars is een slechte planeet, maar nog goed genoeg om heen te gaan en te wonen als we maar beschermd worden. Maar Venus is een heel slechte -- de slechtste -- planeet. Hoewel hij lijkt op de aarde en zelfs waarschijnlijk helemaal in het begin mogelijk aarde-achtig leven heeft gehuisvest, ging de planeet al snel ten onder aan een doorgeslagen broeikaseffect en kreeg 800 graden (celsius) aan het oppervlak vanwege losgeslagen CO2.

Met astrobiologie kunnen we nu echt voorspellen wat er met onze planeet gaat gebeuren. We zitten nu daar mooi in het midden waar er ten minste leven bestaat op Planeet Aarde, vlak na het eerste verschrikkelijke microben-tijdperk. Tijdens de Cambrische explosie kwam er leven uit de moerassen gestrompeld er ontstond complexiteit en voor zover we nu kunnen zien zijn we ongeveer halverwege. Wij hebben net zoveel tijd als de dieren om te bestaan op deze planeet totdat we bij het tweede microben-tijdperk belanden. En dat zal paradoxaal genoeg gebeuren -- alles wat je hoort over het broeikaseffect -- als de CO2 concentratie daalt naar 10 ppm dan zullen er geen planten meer zijn die kunnen overleven door fotosynthese en dan kun je de dieren gedag zeggen. Daarna hebben we ongeveer 7 miljard jaar. De zon zal feller, heter en intenser worden, en uiteindelijk, ongeveer 12 miljard jaar nadat we ontstaan zijn verbrandt de aarde door een grote zon, en dit is wat er overblijft. Een planeet als de onze zal dus oud en heel oud zijn, en wij zitten precies in de 'gouden eeuw'

Maar elke medaille heeft een keerzijde, nietwaar? Een hoop van jullie zullen waarschijnlijk oud sterven, een paar van jullie, hoe verschrikkelijk ook, zullen sterven bij een ongeluk. Dat is ook het lot van een planeet Aarde, als we gelukkig zijn -- en we niet geraakt worden door een 'Hale-Bopp (komeet)' of weggeblazen worden door een supernova die te dichtbij is tijdens de komende zeven miljard jaar -- Maar wat dan als er een ongeluk gebeurt? Nou, paleontologen hebben de laatste 200 jaar alle dood en verderf bijgehouden. Wat vreemd is -- uitsterving als concept werd niet eens overwogen totdat Cuvier in Frankrijk zijn eerste mastodont vond. Het lukte hem niet om vergelijkbare botten te vinden en toen zei hij: "Aha! Dit beest is uitgestorven" Niet heel lang daarna begon het dossier met fossielen al behoorlijk te bevatten hoeveel dieren en planten er al geweest waren omdat complex leven heel interessante fossielen achterliet. In dat complexe bestand van fossielen bleken er tijden te zijn waarop er opeens heel veel dingen heel snel uitstierven en de geologen noemden deze gebeurtenissen massa-uitstervingen

Eigenlijk dacht men dat dit of Gods doen, of misschien langdurige, langzame klimaatverandering, en dat veranderde pas echt in 1980, door deze aardlaag bij Gubbio waar Walter Alvarez probeerde uit te zoeken wat het tijdsverschil was tussen deze witte stenen die beestjes van het Krijt-tijdperk bevatten en de roze stenen daarboven, die tertiaire fossielen bevatten. Hoe lang duurde het om van het ene naar het volgende systeem te gaan? Wat ze vonden was nogal onverwacht. Ze vonden een klein lijntje, tussen de twee lagen in, een heel dunne kleilaag, en die kleilaag -- dat hele dunne rode laagje hier -- zit vol met Iridium. En het is niet zomaar Iridium; het zit vol met kleine glazige bolletjes, en vol met kleine kwarts-kristallen die zijn blootgesteld aan een enorm hoge druk: 'schok-kwarts'.

In deze dia is het wit krijtsteen en dit krijt is neergeslagen in een warme oceaan. Het krijt bestaat uit dood plankton dat toen het stierf naar de bodem van de zee zakte, dat betekent dat 90% van die neerslag skeletten van levende dingen, en dan heb je opeens die rode laag van een millimeter dik en dan heb je zwarte steen. Wat de neerslag is op de zeebodem als er geen plankton is. En dat is wat er gebeurt als er een asteroïde inslaat, want dat is natuurlijk wat dit was. Dit is de beroemde K-T scheidslijn. Een rots van 10km raakte de planeet. De effecten ervan werden verspreid in een heel dunne laag over de hele planeet, en heel snel daarna gingen de dinosaurussen dood, de dood van deze schitterende ammonieten 'Leconteiceras' hier en 'Celaeceras' daar, en nog zo veel meer.

Ik bedoel, het moet wel waar zijn omdat we sindsdien twee kaskrakers uit Hollywood gehad hebben en dit nieuwe idee, heeft van 1980 tot ongeveer 2000 heel erg veranderd hoe wij geologen dachten over rampen. Daarvoor was uniformiteit het overheersende idee: dat als er in het verleden iets is gebeurd op de planeet dat er huidige processen zijn die dat zullen verklaren. Maar wij hebben nooit een grote asteroïde in zien slaan, dus dit is een soort van 'neo-catastrofisme' en het duurde ongeveer 20 jaar voordat het eindelijk tot de gevestigde orde doordrong: ja, we zijn geraakt; en ja, de effecten van die inslag hebben massa-uitsterving veroorzaakt.

Er zijn 5 grote massa-uitstervingen in de laatste 500 miljoen jaar, die de Grote Vijf genoemd worden. De eerste was zo'n 450 miljoen jaar geleden en de laatste, de K-T, nummer vier. maar de grootste van allemaal was de 'P', of de Perm-uitsterving soms de 'moeder aller massa uitstervingen' genoemd. En elke van deze wordt uiteindelijk gewijt aan een inslag van een groot lichaam. Is dat wel waar?

Van de meest recente uitsterving, de Perm-uitsterving, dacht men dat het een inslag was vanwege deze schitterende structuur rechts Dit is een 'Buckminsterfullereen', een koolstof-60 omdat het lijkt op een van die verschrikkelijke geodetische koepels van de door mij geliefde jaren 60. Ze worden "buckyballs" genoemd. Dit bewijs werd gebruikt om te suggereren dat aan het eind van het Perm, 250 miljoen jaar geleden, een komeet ons heeft geraakt. En als een komeet ons raakt ontstaan buckyballs door de druk, en die vangen kleine beetjes van de komeet. Helium-3: zeer zeldzaam op het aardoppervlak, veel te vinden in de ruimte.

Is dit allemaal waar? In 1990, toen ik al 10 jaar aan de K-T uitsterving gewerkt had verhuisde ik naar Zuid Afrika om twee keer per jaar in de grote Karoo woestijn te gaan werken. Ik was zo gelukkig om de verandering van dat Zuid Afrika in het nieuwe Zuid Afrika te zien, omdat ik er elk jaar heen ging. En ik werkte aan de Perm-uitsterving kampeerde maandenlang bij de 'Boer'-begraafplaats. De fossielen waren buitengewoon. Je weet dat je naar je verre voorouders aan het kijken bent. Dit zijn zoogdierachtige reptielen. Ze zijn cultureel onzichtbaar, hier maken we geen films over. Dit is een Gorgonopsiaan, of Gorgon. Dat is een 46cm lange schedel van een beest dat waarschijnlijk zo'n 2,5m hoog was, kroop als een hagedis en waarschijnlijk een hoofd als een leeuw had. Dit is de top-carnivoor, de T-Rex van zijn tijd. Maar er is nog veel meer. Dit is mijn arme zoon Patrick. . Dit wordt nou paleontologische kindermishandeling genoemd Stilstaan, jij vormt de schaal. .

Dingen waren groot toen. 55 soorten zoogdierachtige reptielen. Het tijdperk van de zoogdieren was al lang en breed begonnen 250 miljoen jaar geleden ... ... en toen gebeurde er een catastrofe. En toen kwam het dinosaurus-tijdperk Het was allemaal een grote fout, het had nooit mogen gebeuren. Toch gebeurde het. Gelukkig, deze 'Thrinaxodon', ter grootte van een roodborst-ei hier: dit is een schedel die ik ontdekte net voordat ik deze foto nam -- daar zit een pen voor de schaal; hij is echt heel klein -- dit is in het Laat-Trias, nádat de massa-uitsterving was afgelopen. Je kunt de oogkas en de kleine tandjes voorin zien. Als dat niet overleeft, ben ik niet degene die dit praatje houdt. Dan is het iets anders, want als dat niet overleeft zijn wij niet hier; dan zijn er geen zoogdieren. Zo nauw luistert het; één soort glipt erdoor

Nu, over het patroon, wat overleeft en wat niet? Hier is zo'n beetje het eind van die 10 jaar werk. Het enorme bereik -- de rode lijn is de massa-uitsterving. Maar we zien ook overlevenden en dingen die erdoorheen komen. en het blijkt dat de dingen die erdoorheen komen bij voorkeur koudbloedig zijn. Warmbloedige dieren krijgen een enorme klap op dit moment. De overlevenden die er wel doorheen komen maken een wereld van krokodil-achtige wezens. Nog geen dinosaurussen; alleen deze trage, hagedissige, schubbige, lelijke moerassige plek met een paar hele kleine zoogdieren die zich verstoppen op donkere plekken. Daar zouden ze zich zo'n 160 miljoen jaar verstoppen, totdat ze bevrijd werden door die K-T asteroïde.

Dus, als er geen inslag was, wat dan? Het wat, denk ik, is dat we terugkwamen, steeds maar weer, naar de Pre-Cambrische wereld, dat eerste microbentijdperk, die microben zijn er nog steeds. Ze haten ons dieren. Ze willen echt hun wereld terug. En ze hebben het steeds weer geprobeerd. Dat suggereert volgens mij dat het leven dat deze massa-uitstervingen veroorzaakt omdat ze het deden, uiterst anti-gayaan is. Dat hele Gaya idee, dat leven voor zichzelf de wereld beter maakt -- is er ooit iemand vrijdagmiddag op de snelweg bij Los Angeles geweest die gelooft in de Gaya-hypothese? Nee.

Ik vermoed dus echt dat er een alternatief is, dat leven eigenlijk probeert zichzelf het hoekje om te krijgen niet bewust, maar gewoon, omdat het zo gaat. Daar is het wapen, lijkt het, dat het de afgelopen 500 miljoen jaar zo ging Er zijn microben die door hun stofwisseling Waterstfofsulfide produceren, en dat doen in grote hoeveelheden. Waterstofsulfide is zeer dodelijk voor ons mensen. Het doodt je al vanaf 200 ppm. Je hoeft maar naar de zwarte zee, of een paar andere plekken te gaan, sommige meren en te bukken, dan zul je zien dat het water paars wordt. Het wordt paars door de aanwezigheid van microben die zonlicht en waterstofsulfide nodig hebben, en we kunnen hun aanwezigheid detecteren -- we kunnen ze zien -- maar we kunnen ook hun aanwezigheid in het verleden vaststellen.

En de laatste drie jaar hebben we een enorme doorbraak gezien in een heel nieuw veld. Ik ben al bijna uitgestorven -- Ik ben een paleontoloog die fossielen verzamelt. Maar de nieuwe golf van paleontologen -- mijn afgestudeerde studenten -- verzamelt biomarkers. Ze pakken de grond zelf, halen de olie eruit, en daarvan kunnen ze mengsels maken die enorm specifiek van bepaalde groepen microben blijken te zijn. Het komt door de enorme stevigheid van vetten, daardoor kunnen ze bewaard blijven in de grond en makkelijk die honderden miljoenen jaren overleven, om uit de grond gehaald te worden en ons te vertellen wie er toen was.

En we weten wie er toen was. Aan het einde van het Perm, aan het einde van veel van deze massa-uitstervingsmomenten vinden we dit: 'isorenierateen'. Het is heel specifiek. Het verschijnt alleen maar als het oppervlak van de oceaan geen zuurstof bevat, en het is helemaal verzadigd van waterstofsulfide -- genoeg om bijvoorbeeld uit een oplossing te komen. Dit leidde ertoe dat Lee Kump en anderen van 'Penn State' en mijn groep, voorstelden, wat ik de Kump Hypothese noem: heel veel van de massa-uitstervingen werden veroorzaakt door dalend zuurstof, door hoog CO2. En het ergste aan het broeikaseffect, blijkt het volgende te zijn: waterstofsulfide dat vanuit de oceaan geproduceerd wordt.

Dus, wat is hier nou de bron van? In dit specifieke geval is de bron elke keer vloedbasalt. Dit is een beeld van de aarde nu, als we er een hoop uithalen. En elk van deze lijkt op een waterstofbom; eigenlijk zijn de gevolgen nog erger. Dit is wat er gebeurt als materiaal diep uit de aarde naar het oppervlak komt, zich uitspreidt over het oppervlak van de planeet. Nouja, het is niet de lava dat alles doodmaakt, het is de CO2 die naar buiten komt met de lava. Dit zijn geen Volvo's, dit zijn vulkanen. Maar CO2 is CO2.

Dus dit is nieuwe data die Rob Berner en ik -- van Yale -- combineerden, en wat we proberen is de hoeveelheid CO2 in alle steenlagen uit te zoeken en we kunnen dit op verschillende manieren doen en alle rode lijnen hier trekken wanneer deze -- wat ik massa-broeikasuitstervingen noem -- plaatsvonden. Er zijn twee dingen die hier heel duidelijk voor me zijn deze uitstervingen gebeuren wanneer de CO2 toeneemt. Maar het tweede wat je hier niet ziet: dat de aarde geen ijs aan zijn oppervlak had toen er 1000 ppm CO2 was. We zitten nu op 380 en stijgen.. We zouden de 1000 over maximaal 300 jaar bereiken, maar mijn vriend David Battisti in Seattle schat 100 jaar. Dus, daar gaan de ijskappen, en stijgt het zeeniveau zo'n 73 meter. Ik woon in een huis met uitzicht; straks woon ik aan de kust.

Oké, wat zijn de gevolgen? De oceanen worden waarschijnlijk paars. En we denken nu dat dit de reden is dat complexiteit zo langzaam is ontwikkeld op aarde We hebben deze waterstofsulfide oceanen voor een hele lange tijd gehad. Ze zorgen ervoor dat complex leven niet meer bestaat. We weten dat waterstofsulfide nu op een paar plekken uit de aarde komt. En ik stop deze dia erbij -- dit ben ik, trouwens, twee maanden geleden -- en deze omdat het mijn favoriete dier is, Nautilus pompilius. Dit beestje was al op onze planeet met de eerste dieren -- 500 miljoen jaar. Dit is een speurexperiment, en als een van jullie duikt, als je aan een van de coolste projecten ooit wil meedoen, dit gaat vanaf de Great Barrier Reef. Op dit moment, volgen we deze nautilus.

Wat ik hiermee wil zeggen is, dat heel soms kunnen wij duikers in de problemen komen, dus ik kom nu even met een klein gedachtenexperiment. Dit is een grote witte haai die een paar vallen heeft opgegeten. We trokken hem omhoog, en hij kwam mee. Dus, hij is bij me 's nachts. Ik ben dus aan het zwemmen, en de haai bijt mijn been eraf. Ik ben zo'n 80 mijl van de kust af, wat zal er gebeuren? Op dit moment zou ik doodgaan. Over vijf jaar hoop ik dat dit met me gebeurt: Men neemt me terug naar de boot, en ze geven me een gasmasker: 80 ppm waterstofsulfide. Daarna gooien ze me in een ijsbad en koel ik 15 graden af dan zouden ze me naar een ziekenhuis kunnen brengen. En waarom ik dat zou kunnen? Wij zoogdieren hebben al een paar van deze waterstofsulfide gebeurtenissen doorstaan we zijn erop aangepast. We kunnen dit gaan gebruiken als een grote medische doorbraak, denk ik.

Dit is Mark Roth. Hij is gesponsord door DARPA. Hij wil Amerikanen redden als ze gewond raken op het slagveld. Hij laat varkens leegbloeden. Hij stopt er 80 ppm waterstofsulfide in -- hetzelfde spul dat deze laatste massa-uitstervingen heeft overleefd -- en hij verandert een zoogdier in een reptiel. "Ik geloof dat we deze reactie zien, als het gevolg van zoogdieren en reptielen die al vaker zijn blootgesteld aan H2S." Ik kreeg deze e-mail twee jaar geleden van hem; hij zei: "Ik denk dat ik een antwoord heb op een paar van je vragen." Hij heeft nu muizen plat gekregen tot wel vier uur, soms zes, en dit is gloednieuwe data van hem. Bovenaan, daar is de temperatuur van een muis. de gestippelde lijn, de temperaturen. De temperatuur start bij 25 graden celsius, en gaat lager en lager Zes uur later gaat de temperatuur weer omhoog. Nu, dezelfde muis krijgt 80 ppm waterstofsulfide De dikke lijn, en kijk nu naar de temperatuur. Zijn temperatuur daalt. Het gaat omlaag van 35 naar 15 graden, en overleeft dat alsof er niets gebeurd is.

Zo kan je mensen naar de eerste hulp krijgen. Zo kunnen we mensen koud genoeg krijgen om te overleven tot er eerste hulp is. Nu denken jullie: Ja, maar how zit het met hersenletsel? Dat gaat een van de grote dilemma's worden die men gaat krijgen. Je krijgt een ongeluk en je hebt twee keuzes: je gaat dood, of je neemt de waterstofsulfide, en zeg; 75 procent van je mentale 'ik' wordt gered. Wat ga je doen? Moeten we allemaal een kleine sticker krijgen met: "laat me sterven"? Dit komt eraan, en ik denk dat het een revolutie gaat zijn. We zullen levens kunnen redden, maar wel tegen hoge kosten.

Het inzicht op massa-uistervingen is: ja, we zijn geraakt en ja: we moeten voor de lange termijn denken, want we zullen nog eens geraakt worden. Maar er is een veel groter gevaar dat dreigt. We kunnen makkelijk weer terecht komen in de waterstofsulfide wereld. Geef ons een paar duizend jaar -- en de mens zou die paar millennia wel moeten overleven gaat het nog een keer gebeuren? Als we zo doorgaan wel. Hoeveel van jullie zijn hierheen gevlogen? Hoeveel van jullie hebben je volledige Kyoto-quotum overschreden door dit jaar alleen te vliegen? Hoeveel van jullie zijn eroverheen gegaan? Ik wel, ik ben er zeker overheen gegaan. We worden als soort met een enorm probleem geconfronteerd. We moeten dit verslaan. Ik wil terug kunnen gaan naar dit koraalrif. Dank u wel.

.

Chris Anderson: Ik heb nog een vraag voor je Peter. Begrijp ik je goed; dat wat je zegt is dat wij in onze lichamen een biochemische reactie hebben op waterstofsulfide die in jouw opzicht bewijst dat we massa-uitstervingen hebben gehad door klimaatverandering?

Peter Ward: Ja, elke cel in ons lichaam kan minimale hoeveelheden waterstofsulfide produceren in grote crises. Dat is wat Roth heeft ontdekt. Dus, we zoeken nu: laat het een teken achter? Laat het een teken achter in botten of planten? en gaan we terug naar alle fossielen en kunnen we proberen te zien hoeveel van deze gebeurtenissen er zijn geweest.

CA: Het is tegelijkertijd een geweldige medische toepassing, maar ook een verschrikkelijke

PW: zegen en vloek.