소멸사건

Extinction event
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CambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogene
해면대의 해양소멸강도
%
수백만년전에
CambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogene
파란색 그래프는 특정 시간 간격 동안 멸종되는 해양 동물 속의 겉보기 비율(절대 수가 아님)을 보여줍니다.그것은 모든 해양 종을 대표하는 것이 아니라, 단지 쉽게 화석화되는 종들을 대표합니다.전통적인 "빅 파이브" 멸종 사건과 최근에 알려진 카피타니아 대멸종 사건의 라벨은 클릭 가능한 링크입니다.캄브리아기(극좌)에서 발생한 두 멸종 사건은 백분율에서 매우 크지만, 그 당시 화석을 생산하는 생명체의 상대적인 부족으로 인해 알려진 절대적인 수가 적습니다.(소스 및 이미지 정보)

대멸종 또는 생물학적 위기라고도 알려진 멸종 사건은 지구상의 생물 다양성의 광범위하고 급격한 감소입니다.그러한 사건은 다세포 생물의 다양성과 풍부함의 급격한 변화로 확인됩니다.배경 소멸률과[1] 사양화율에 따라 소멸률이 증가할 때 발생합니다.지난 5억 4천만 년 동안의 주요 대멸종의 수는 적게는 5년에서 많게는 20년 이상으로 추정됩니다.이러한 차이는 "주요" 멸종 사건을 구성하는 것과 과거의 다양성을 측정하기 위해 선택된 데이터에 대한 의견 차이에서 비롯됩니다.

"빅 파이브" 대멸종

1982년에 출판된 획기적인 논문에서 Jack Sepkoski와 David M. Raup은 과도한 다양성 손실을 가진 다섯 개의 특정한 지질학적 간격을 확인했습니다.[2]이들은 원래 페네로조생대 동안 멸종률이 감소하는 일반적인 경향으로 이상치로 확인되었으나,[3] 축적된 데이터에 더 엄격한 통계적 테스트가 적용됨에 따라 다세포 동물의 생명체는 최소 5개의 크고 작은 대량 멸종을 경험한 것으로 확인되었습니다.[4]"빅 파이브"는 그렇게 명확하게 정의될 수 없고 오히려 비교적 매끄러운 멸종 사건의 연속체 중 가장 큰 (또는 가장 큰) 것으로 보입니다.[3]Ediacaran의 끝에 있는 더 이른 (첫 번째) 사건이 추측됩니다.[5]

  1. 오르도비스기-실루리아 멸종 사건 (오르도비스기 말기 또는 O-S): 445–444 Ma, 오르도비스기-실루리아 전환 직전 및 그 시점.모든 과의 27%, 모든 속의 57%, 그리고 모든 종의 85%를 죽인 두 가지 사건이 일어났습니다.[6]많은 과학자들에 의해 멸종된 속들의 비율로 볼 때 그들은 지구 역사상 5대 멸종 중 두 번째로 큰 것으로 평가되고 있습니다.2020년 5월, 연구들은 대멸종의 원인이 화산 활동과 관련된 지구 온난화와 무산소증이며, 앞서 고려했던 것처럼 냉각과 빙하 현상이 아니라고 주장했습니다.[7][8]그러나, 이는 지구 냉각을 주요 동인으로 제시한 여러 선행 연구들과는 상반된 결과입니다.[9]가장 최근에는 화산재의 퇴적이 지질학적 기록에서 관찰되는 빙하와 무산소증으로 이어지는 대기 중 이산화탄소의 감소의 계기가 될 것으로 제시되고 있습니다.[10]
  2. 데본기 후기 멸종: 372–359 Ma, 데본기-석탄기 전환기까지 데본기 후기의 대부분을 차지했습니다.후기 데본기는 두 개의 멸종 사건으로 집중된 높은 다양성 손실의 간격이었습니다.가장 큰 멸종은 후기 데본기를 대략 중간쯤 지나 프라스니아 말기의 멸종 사건인 켈바서 사건(Frasian-Famennian, F-F, 372 Ma)이었습니다.이 멸종은 산호초와 턱이 없는 물고기, 상완동물, 삼엽충과 같은 수많은 열대 저서 동물들을 전멸시켰습니다.또 다른 주요 멸종은 데본기 전체에 종말을 가져온 한겐베르크 사건(데본기-탄화수소, 또는 D-C, 359 Ma)이었습니다.이 멸종은 장갑을 낀 판피 물고기를 전멸시켰고 새로 진화한 암모노이드의 멸종으로 이어질 뻔 했습니다.이 두 개의 밀접하게 진행된 멸종 사건은 모든 과의 약 19%, 모든 속의[6] 50%, 그리고 적어도 모든 종의 70%를 집단적으로 제거했습니다.[11]Sepkoski and Raup(1982)은 초기에 후기 데본기 멸종 구간(기브티안, 프라스니아, 페멘 단계)이 통계적으로 중요하다고 생각하지 않았습니다.[2]그럼에도 불구하고, 이후의 연구들은 켈바서와 행겐베르크 사건의 강력한 생태학적 영향을 확인했습니다.[12]
  3. 삼엽충은 페름기-트라이아스기 멸종 사건이 일어나기 전까지 매우 성공적인 해양 동물이었습니다.
    페름기-트라이아스기 멸종 사건 (End Permian):[13] 252 Ma, 페름기-트라이아스기 전이에서.지구상에서 가장 큰 멸종으로 53%의 해양과, 84%의 해양과, 약 81%의 해양과[14], 약 70%의 육상 척추동물이 멸종했습니다.[15]이것은 또한 곤충들에게 있어서 알려진 가장 큰 멸종 사건이기도 합니다.[16]대단히 성공한 해양 절지동물 삼엽충은 멸종했습니다.식물에 관한 증거는 덜 명확하지만, 멸종 이후 새로운 분류군이 우세하게 되었습니다.[17]"Great Dying"은 엄청난 진화적 의미를 지닙니다.육지에서는 초기 시냅스의 우위를 종식시켰습니다.척추동물의 회복은 3천만년이 걸렸지만,[18] 빈 틈새로 인해 공룡들이 승천할 수 있는 기회가 생겼습니다.바다에서는 (움직일 수 없는) 무능력한 동물의 비율이 67%에서 50%로 떨어졌습니다.페름기 후기 전체는 P-T 경계가 소멸되기 전까지도 적어도 해양 생물에게는 어려운 시기였습니다.더 최근의 연구에 따르면, "대사멸" 이전에 발생한 말기-카피타니아 멸종 사건은 P-T 멸종과 별개의 사건을 구성할 가능성이 있습니다; 만약 그렇다면, 그것은 일부 "빅 파이브" 멸종 사건보다 더 클 것이고, 아마도 이 멸종 사건 바로 직전에 이 목록에서 별개의 위치를 차지할 가치가 있을 것입니다.
  4. 트라이아스기-쥬라기 멸종 사건 (End Triasic): 201.3 Ma, 트라이아스기-쥬라기 전이에서.전체 과의 약 23%, 전체 속의 48%(해양과 20%, 해양속 55%), 전체 종의 70%에서 75%[6]가 멸종했습니다.대부분의 비공룡류의 아치형 공룡들과 대부분의 급류, 그리고 대부분의 대형 양서류들이 멸종되어 공룡들은 거의 지상 경쟁을 하지 않게 되었습니다.비공룡류의 숙식은 계속해서 수중 환경을 지배했고, 비공룡류의 숙식은 계속해서 해양 환경을 지배했습니다.대형 양서류의 분추류 계통도 호주 백악기(예: Koolasuchus)까지 생존했습니다.
  5. 앨버타주 드럼헬러 인근의 불모지. 침식으로 백악기-팔레오진 경계가 드러났습니다.
    백악기-고생대 멸종 사건 (백세 말기, K–Pg 멸종, 또는 이전 K–T 멸종): 66 Ma, 백악기 (마스트리흐티안)–고생대 (대니안) 전이.[19]이 사건은 이전에는 백악기-삼일엽 또는 K-멸종 또는 K-T 경계라고 불렸고, 현재는 공식적으로 백악기-백일엽 또는 K-Pg 멸종 사건으로 명명되었습니다.모든 과의 약 17%, 모든 속의[6] 50%, 그리고 모든 종의 75%가 멸종했습니다.[2]바다에서는 모든 암모나이트, 플레시오사우르스, 모사사우르스가 사라졌고, 무좀 동물의 비율은 약 33%로 줄었습니다.모든 비조류 공룡들은 그 기간 동안 멸종했습니다.[20]경계 사건은 매우 심각했으며 서로 다른 계층 간 및 계층 간의 소멸 속도에 상당한 차이가 있었습니다.전자는 시냅스의 후손이고 후자는 수각류 공룡의 후손인 포유류와 조류가 지배적인 육상 동물로 부상했습니다.

이 다섯 가지 사건들이 대중화되었음에도 불구하고, 그것들을 다른 멸종 사건들과 구분하는 명확한 선은 없습니다; 멸종의 영향을 계산하는 다른 방법을 사용하면 상위 5개의 사건들로 이어질 수 있습니다.[21]

오래된 화석 기록은 더 해석하기 어렵습니다.그 이유는:

  • 오래된 화석은 보통 상당한 깊이에 묻혀 있기 때문에 찾기가 더 어렵습니다.
  • 오래된 화석의 연대 측정은 더 어렵습니다.
  • 생산적인 화석 침대는 비생산적인 것보다 더 많이 연구되기 때문에 특정 시기를 연구하지 않게 됩니다.
  • 선사시대의 환경적 사건은 퇴적 과정을 방해할 수 있습니다.
  • 화석의 보존은 육지에 따라 다르지만, 해양 화석은 육지에서 찾는 화석보다 더 잘 보존되는 경향이 있습니다.[22]

해양 생물 다양성의 명백한 변화는 다양한 시기의 표본 추출에 이용 가능한 암석의 양과 직접적으로 관련된 풍부도 추정치와 함께 실제로 인공유물일 수 있다고 제안되었습니다.[23]그러나 통계적 분석에 따르면 이것은 관찰된 패턴의 50%만을 설명할 수 있으며,[citation needed] 곰팡이 스파이크(지질학적으로 곰팡이 풍부의 급격한 증가)와 같은 다른 증거는 대부분 널리 받아들여지는 멸종 사건이 실제라는 확신을 제공합니다.서유럽의 암석 노출에 대한 정량화는 생물학적 설명이 요구된 많은 사소한 사건들이 표본 추출 편향에 의해 가장 쉽게 설명된다는 것을 나타냅니다.[24]

여섯 번째 대멸종

1982년 신학기 논문(셉코스키와 라우프) 이후에 완료된 연구는 인간의 활동으로 인해 6번째 대멸종 사건이 진행 중이라는 결론을 내렸습니다.

  • 홀로세 멸종: 현재 진행중입니다.1900년 이후 배경 멸종률의 1000배가 넘는 멸종이 일어났고, 그 비율은 점점 증가하고 있습니다.[25][26][a]대멸종은 인구 증가와 지구의 천연자원 과잉 소비로 인한 인간 활동(에코사이드)[28][29][30][31]의 결과입니다.[b]IPBES에 의한 2019년 세계 생물 다양성 평가는 추정되는 800만 종 중 100만 종의 동식물이 현재 멸종 위기에 처해 있다고 주장합니다.[33][34][35][36]2021년 말, WWF 독일은 "공룡 시대가 끝난 이후 가장 큰 대규모 멸종 사건"으로 100만 종 이상이 10년 안에 멸종될 수 있다고 제안했습니다.[37]PNAS에 발표된 2023년 연구는 1500년 이후로 적어도 73개 속의 동물들이 멸종되었다고 결론지었습니다.만약 인간이 존재하지 않았다면, 같은 속들이 자연적으로 사라지기까지 18,000년이 걸렸을 것이라고 그 보고서는 말합니다.[38][39][40]

심각도별 소멸

주요 기사:멸종 사건 목록

멸종 사건은 지질학적 변화, 생태학적 영향, 멸종 대 기원(종) 비율, 분류학적 단위 중 가장 일반적인 다양성 손실 등 여러 방법으로 추적할 수 있습니다.대부분의 초기 논문은 Sepkoski(1982, 1992)의 해양동물군 개요에 기초하여 분류학의 단위로 과를 사용했습니다.[41][42]셉코스키와 다른 저자들의 후기 논문들은 종에 비해 더 정확하고 분류학적 편향이나 불완전한 표본 추출이 덜한 속으로 전환했습니다.[43]이것들은 일반적으로 논의되는 15개의 멸종 사건으로 인한 손실 또는 생태학적 영향을 추정하는 몇 가지 주요 논문입니다.이 논문들이 사용하는 다양한 방법들이 다음 절에 설명되어 있습니다."빅 파이브" 대멸종은 대담합니다.

대멸종 심각도 추정에서 해양속의 멸종 비율(다양성 손실) 또는 생태적 영향
소멸명 나이
(마)		 셉코스키 (1996)[44]
다중 구간
대대로		 밤바흐
(2006)[45] 		맥기 외 (2013)[12] 스탠리 (2016)[14]
분류학
손해를 보다		 생태학적
등수를 매기는
후기 오르도비치안 (아쉬길리안 / 히르난티안) 445-444 ~49% 57%[d]
(40%, 31%)[e] 		52% 7 42-46%
라우 이벤트(Ludfordian) 424 ~23% - 9% 9 -
카차크 사건 (에이펠리안) ~388 ~24%[a] - 32% 9 -
타가닉 이벤트(기브티안) ~384 ~30%[a] 28.5% 36% 8 -
후기 데보니안/켈바서 이벤트(Frasian) 372 ~35% 34.7% 40% 4 16-20%
엔드-데보니안/한겐베르크 사건 (파멘니안) 359 ~28%[a] 31% 50% 7 <13%[f]
세르푸코비아누스 ~330-325 ~23% 31% 39% 6 13-15%
카피타니아의 260 ~47%[b] 48% 25% 5 33-35%
페름기 – 트라이아스기 (창싱어) 252 ~58% 55.7% 83% 1 62%
트라이아스기-쥬라기 (래티안) 201 ~37%[c] 47%[c] 73% 3 해당[g] 없음
플리엔스바흐 토아르키안 186-178 ~14% 25%, 20%[e] - - -
쥬라기 말기 (티토니아) 145 ~18% 20% - - -
세노마니아-투로니아어 94 ~15% 25% - - -
백악기-백조류 (마스트리흐티안) 66 ~39% 40-47% 40% 2 38-40%
에오세 올리고세 34 ~11% 15.6% - - -

a 그래프로 그려졌지만 셉코스키(1996)에 의해 논의되지 않음, 후기 데본기 대멸종과 연속적인 것으로 간주됨
b 페름기 말 대멸종과 연속적인 것으로 간주된 당시
c 후기 노리안 타임슬라이스 포함
d 함께 계산된 두 펄스의 다이버시티 손실
e 펄스가 인접한 타임슬라이스에 걸쳐 확장되며, 별도로 계산됩니다.
f 생태학적으로 중요한 것으로 간주되지만 직접 분석되지는 않음
g 후기 트라이아스기 연대기에 대한 공감대 부족으로 제외

주요 멸종사건에 관한 연구

1980~1990년대의 획기적 연구

1981년 이탈리아 굽비오의 K-Pg 경계에서 루이스(왼쪽)와 월터 알바레즈(오른쪽).이 팀은 K-Pg 멸종의 원인이 되는 소행성 충돌에 대한 지질학적 증거를 발견하여 대중과 과학적인 관심을 불러일으켰습니다.

20세기의 많은 기간 동안, 대멸종에 대한 연구는 불충분한 데이터로 인해 방해를 받았습니다.대멸종은 인정되긴 했지만, 느린 진화적 경향이 동물의 변화를 규정하는 선사시대의 지배적인 점진주의적 관점에 대한 불가사의한 예외로 여겨졌습니다.최초의 돌파구는 1980년 루이스 알바레즈가 이끄는 팀에 의해 발표되었는데, 그는 백악기 말에 소행성 충돌에 대한 미량의 금속 증거를 발견했습니다.백악기 말의 멸종에 대한 알바레즈의 가설은 대규모 멸종을 초래했고, 재앙적인 설명으로 대중적이고 과학적인 관심을 새로이 갖게 되었습니다.[46]

Sepkoski(1997)는 속과 과들 간의 다양성의 변화를 보고하였다."빅 파이브" 대멸종은 화살표로 표시되어 있으며, 분류군은 캄브리아기-(Cm), 고생대-(Pz), 현대-(Md)형으로 구분됩니다.

또 다른 획기적인 연구는 1982년에 이루어졌는데, 그 때 David M. Raup과 Jack Sepkoski에 의해 쓰여진 논문이 사이언스 저널에 출판되었습니다.[2]이 논문은 셉코스키에 의해 개발된 멸종된 해양동물과의 개요서에서 유래한 것으로,[41] 시간이 지남에 따라 멸종률이 감소하는 배경 가운데 두드러진 해양동물과 멸종의 정점 5개를 확인했습니다.이들 봉우리 중 네 개는 통계적으로 유의했습니다: 아쉬길리안(오르도비스기 말기), 페름기 후기, 노리안(트라이아스기 말기), 마스트리흐트(크레테기 말기).남아있는 정점은 데본기 후기에 걸친 높은 멸종의 넓은 간격이었으며, 그 정점은 프라스니아 단계에 있었습니다.[2]

1980년대까지 Raup과 Sepkoski는 그들만의 다양화와 멸종의 패턴을 가진 고해상도 생물다양성 곡선("셉코스키 곡선")과 연속적인 진화적 파우나를 정의하면서 그들의 멸종과 기원 데이터를 계속 정교화하고 구축했습니다.[47][48][49][50][51][52]이러한 해석들이 대멸종에 대한 후속 연구들에 대한 강력한 근거를 형성했지만, 롭과 셉코스키는 1984년에 더 논란이 많은 아이디어를 제안하기도 했습니다: 대멸종에 대한 2천 6백만 년의 주기적인 패턴입니다.[53]두 팀의 천문학자들은 이것을 태양계 먼 곳에 있는 가상의 갈색 왜성과 연관 지었고, 다른 천문학자들에 의해 강력하게 논쟁되어 온 "네메시스 가설"을 만들어 냈습니다.

비슷한 시기에, 셉코스키는 연구자들이 더 미세한 분류학적 해상도로 멸종을 탐험할 수 있게 해주는 해양 동물 속에 대한 개요를 고안하기 시작했습니다.그는 이미 1986년부터 진행 중인 이 연구의 예비 결과를 29개의 주석 소멸 간격을 확인한 논문에 발표하기 시작했습니다.[51]1992년까지 그는 1982년 가족 개요를 업데이트하여 10년 동안의 새로운 데이터에도 불구하고 다양성 곡선에 대한 최소한의 변화를 발견했습니다.[42][54]1996년, Sepkoski는 가족 멸종에 대한 그의 이전 연구와 유사하게 단계별로 해양 속 멸종을 추적한 다른 논문을 발표했습니다.이 논문은 표본을 세 가지 방법으로 걸러냈습니다: 모든 속(필터링되지 않은 표본 크기 전체), 다중 간격 속(한 단계 이상에서 발견된 것들만 해당), 그리고 "잘 보존된" 속(화석 기록이 빈약하거나 연구가 덜 된 집단의 것들은 제외).해양동물과의 다양성 트렌드도 1992년 업데이트를 바탕으로 수정되었습니다.[44]

대멸종에 대한 관심이 되살아나면서 다른 많은 저자들이 지질학적 사건을 삶에 미치는 영향의 맥락에서 재평가하게 되었습니다.[55]1995년 마이클 벤튼(Michael Benton)의 논문은 해양과 대륙(민물과 육상)의 멸종률과 발생률을 추적하여 22개의 멸종 간격과 주기적인 패턴이 없음을 확인했습니다.[56]O.H. Wallister(1996)와 A의 개요서. 할람이랑 P.B.Wignall(1997)은 지난 20년간의 새로운 멸종 연구를 정리했습니다.[57][58]이전 자료의 한 장에는 다양한 크기의 전 지구적 멸종으로 여겨질 수 있는 60개 이상의 지질학적 사건들이 나열되어 있습니다.[59]이러한 문헌들과 1990년대에 널리 유포된 다른 출판물들은 선사시대를 통해 많은 소규모 멸종과 함께 "빅 파이브"라는 대중적인 이미지를 확립하는 데 도움을 주었습니다.

속에 관한 새로운 자료: 셉코스키의 개요서

Bambach (2006)에 의해 비례적인 세대의 멸종을 통해 추적된 주요한 페네로조류의 멸종.

셉코스키는 1999년에 세상을 떠났지만, 그의 해양 속 해설서는 2002년에 공식적으로 출판되었습니다.이것은 대멸종의 역학에 대한 새로운 연구의 물결을 촉발시켰습니다.[43]이 논문들은 지질학적 단계나 하부의 맥락에서 멸종률과 평행한 기원율(새로운 종이 나타나거나 추측하는 비율)을 추적하기 위해 개요서를 사용했습니다.[60]Bambach(2006)에 의한 Sepkoski의 자료의 검토와 재분석은 캄브리아기의 4개의 대멸종을 포함하여 18개의 뚜렷한 대멸종 간격을 확인했습니다.이것들은 세프코스키의 멸종 정의에 부합하며, 주변 환경에 비해 큰 다양성 손실과 전반적으로 높은 멸종률을 가진 짧은 물질입니다.[45]

Bambach et al.(2004)는 각각의 "Big Five" 소멸구간이 발생과 소멸경향 간의 관계에서 상이한 패턴을 가진다고 보았다.또한 배경 소멸률은 광범위하게 가변적이며 더 심각한 시간 간격과 덜 심각한 시간 간격으로 구분될 수 있습니다.배경 멸종은 중기 오르도비스기-초기 실루리안, 후기 석탄기-페르미안, 그리고 쥐라기-최근의 기원율에 비해 가장 덜 심각했습니다.이것은 후기 오르도비스기, 말기-페르미안, 그리고 백악기 말의 멸종이 생물 다양성 추세에서 통계적으로 유의미한 이상치인 반면, 후기 데본기와 말기-트라이아스기의 멸종은 이미 상대적으로 높은 멸종과 낮은 기원으로 인해 스트레스를 받았던 시기에 발생했다고 주장합니다.[61]

Foote (2005)가 운영하는 컴퓨터 모델은 급격한 멸종의 움직임이 매끄러운 정점과 수조가 있는 점진적이고 지속적인 배경 멸종률보다 선사시대 생물 다양성의 패턴에 훨씬 더 잘 맞는 것으로 확인했습니다.이는 다양성 변화의 주요 동인으로서 신속하고 빈번한 대량 멸종의 유용성을 강력하게 뒷받침합니다.펄스 발생 이벤트도 지원되지만 펄스 소멸에 크게 의존하는 정도는 적습니다.[62]

이와 유사하게 Stanley(2007)는 서로 다른 진화적 파우나와 분류학적 집단 간의 회전율과 소멸 반응을 조사하기 위해 소멸과 기원 자료를 사용했습니다.이전의 저자들과는 대조적으로, 그의 다양성 시뮬레이션은 전체적인 페네로조이틱을 통한 생물 다양성 증가의 전반적인 지수적인 비율을 지지하는 것을 보여줍니다.[63]

화석 기록의 편향 문제 해결

화석 표본 추출의 증가가 유기체가 정말로 멸종하는 정확한 시간을 더 잘 제약하는 데 도움이 될 것이라고 가정하는 지질학적 편견인 시그너 립스 효과의 예입니다.

데이터가 계속 누적됨에 따라 일부 저자들은 표본 편향을 설명하기 위한 방법을 사용하여 Sepkoski의 표본을 재평가하기 시작했습니다.일찍이 1982년에 Phillip W. Signor와 Jere H. Lipps의 논문은 화석 기록의 불완전함으로 인해 멸종의 진정한 날카로움이 희석되었다고 언급했습니다.[64]나중에 시뇨르 립스 효과라고 불리는 이 현상은 종의 진정한 멸종은 마지막 화석 이후에 일어나야 하며, 그 기원은 첫 번째 화석 이전에 일어나야 한다는 것에 주목합니다.따라서, 화석 기록만을 보면 명백하게 점진적인 감소에도 불구하고, 갑작스러운 멸종 사건 직전에 멸종된 것으로 보이는 종들은 대신 그 사건의 희생자가 될 수 있습니다.Foote (2007)의 모델은 많은 지질학적 단계들이 멸종 사건이 있는 후기 단계들로부터 시뇨르 립스의 "뒷모습"으로 인해 인위적으로 멸종률을 부풀렸다는 것을 발견했습니다.[65]

시간에 따른 세대 간의 예상 멸종률입니다.Foote (2007), top, Kocsis et al. (2019), bottom

다른 편향으로는 회전율이 높은 분류군을 평가하기 어렵거나 발생이 제한된 분류군이 있는데, 이는 미세한 규모의 시간 분해능이 부족하여 직접 평가할 수 없습니다.많은 고생물학자들은 이러한 모든 편견을 설명하기 위해 원시 시간 범위 데이터가 아닌 화석 풍부도의 무작위 추출과 희귀화를 통해 다양성 경향을 평가하기로 선택합니다.그러나 이 솔루션은 표본 크기와 관련된 편향의 영향을 받습니다.특히 한 가지 주요한 편견은 화석 기록(즉, 알려진 다양성)이 일반적으로 현대에 가깝게 개선된다는 사실인 "최근의 당김"입니다.이것은 원시 데이터만으로는 오래된 지질학적 시기의 생물 다양성과 풍부함이 과소평가될 수 있음을 의미합니다.[60][65][3]

Alroy(2010)는 다양성 추정에서 표본 크기와 관련된 편향을 회피하기 위해 그가 "주주 쿼럼 서브샘플링"(SQS)이라고 부르는 방법을 사용했습니다.이 방법에서 화석은 해당 수집의 상대적 다양성을 평가하기 위해 "수집"(예: 시간 간격)에서 표본을 추출합니다.새로운 종(또는 다른 분류군)이 표본에 들어올 때마다 해당 종에 속하는 모든 다른 화석들(표본에서 "점유율")을 가져옵니다.예를 들어, 한 종의 화석의 절반이 포함된 치우친 컬렉션은 해당 종이 가장 먼저 표본이 될 경우 즉시 표본 점유율이 50%에 이를 것입니다.이 작업은 사전에 설정된 원하는 공유 비율의 합계를 나타내는 "범위" 또는 "쿼럼"에 도달할 때까지 샘플 공유를 합산합니다.이 시점에서 표본의 종 수가 계산됩니다.더 많은 종을 가진 집합은 더 많은 종을 가진 표본 정족수에 도달할 것으로 예상되므로 표본 크기에 고유한 편향에 의존하지 않고 두 집합 간의 상대적 다양성 변화를 정확하게 비교합니다.[66]

Alroy는 또한 세 명으로 이루어진 알고리즘을 상세히 설명했는데, 이 알고리즘은 소멸률과 발생률의 추정치의 편향을 방지하기 위한 것입니다.주어진 분류군은 주어진 시간 간격 전, 후, 그리고 주어진 시간 간격 내에 찾을 수 있는 경우에는 '3회'이고, 한 쪽의 시간 간격과 겹치는 경우에는 '2회'입니다.시간 간격의 양쪽 끝에서 "세 번"과 "두 번"을 세는 것과 시간 간격을 순서대로 샘플링하는 것은 더 적은 편향으로 소멸과 발생을 예측하기 위해 방정식으로 결합될 수 있습니다.[66]이후의 논문에서, Alroy는 정밀도와 특이한 샘플로 남아있는 문제들을 개선하기 위해 그의 방정식들을 계속해서 다듬었습니다.[67][68]

주로 대멸종의 생태학적 효과에 초점을 맞춘 논문인 McGhee et al. (2013)도 Alroy의 방법에 기초한 멸종 심각도의 새로운 추정치를 발표했습니다.이러한 새로운 추정치 하에서 많은 멸종이 훨씬 더 큰 영향을 미쳤지만 일부 멸종은 덜 두드러졌습니다.[12]

Stanley(2016)는 이전의 멸종 심각도 추정에서 두 가지 일반적인 오류를 제거하려고 시도한 또 다른 논문입니다.첫 번째 오류는 단일 타임슬라이스에만 고유한 속인 "싱글레톤"의 정당화되지 않은 제거였습니다.그들의 제거는 이직률이 높은 그룹이나 다각화 초기에 줄을 끊은 그룹의 영향을 가릴 것입니다.두 번째 오류는 배경 소멸과 동일한 짧은 시간 간격 내의 짧은 대멸종 사건을 구분하는 데 어려움이 있다는 것입니다.이 문제를 방지하기 위해 대량 멸종이 없는 단계 또는 하위 단계에 대해 다양성 변화(멸종/발생)의 배경 비율을 추정한 다음 대량 멸종이 있는 다음 단계에 적용하는 것으로 가정했습니다.예를 들어, 산토니안 단계와 캄파니아 단계는 각각 K-Pg 대멸종 이전 마스트리흐트에서 다양성 변화를 추정하는 데 사용되었습니다.소멸 합계에서 배경 소멸을 빼면 표본으로 추출된 6개의 대량 소멸 사건의 추정 심각도가 감소하는 효과가 있었습니다.이 효과는 데본기와 같이 배경 멸종률이 높은 시기에 발생한 대멸종에 대해 더 강했습니다.[14]

원생대와 그 이전 시기의 불확실성

지구상의 대부분의 다양성과 바이오매스는 미생물이기 때문에 화석을 통해서는 측정하기가 어렵기 때문에, 기록에 남아있는 멸종 사건들은 생물의 전체 다양성과 풍부함보다는 쉽게 관찰되고 생물학적으로 복잡한 생물권의 구성 요소에 영향을 미치는 사건들입니다.[69]이러한 이유로, 잘 기록된 멸종 사건들은 모든 살아있는 유기체들이 미생물이거나 기껏해야 부드러운 몸을 가진 파네로조이콘에 국한됩니다; 유일한 예외는 원생대의 대산화 사건입니다.아마도 강력한 미생물 화석 기록이 없기 때문에, 대량 멸종은 주로 페네로조아 현상으로 보이며, 큰 복잡한 유기체가 생기기 전에는 명백한 멸종률이 낮았습니다.[70]

멸종은 고르지 못한 속도로 일어납니다.화석 기록에 의하면, 지구상의 멸종 배경 비율은 백만 년마다 약 2-5개의 해양 동물 분류군입니다.해양 화석은 육지 동물에 비해 화석 기록과 지층 범위가 뛰어나 멸종률을 측정하는 데 주로 사용됩니다.

고생대에서 약 24억 5천만 년 전에 일어난 대산화 사건은 아마도 최초의 주요 멸종 사건이었을 것입니다.[71]캄브리아기 폭발 이후, 다섯 차례의 대규모 멸종이 배경 멸종률을 크게 넘어섰습니다.가장 최근에 가장 잘 알려진 백악기-고대 멸종 사건은 약 66 Ma (백만 년 전)에 일어난 것으로, 지질학적으로 짧은 기간에 동식물 종들의 대규모 멸종이었습니다.[72]5대 대멸종 외에도 수많은 소멸종이 있으며, 인간 활동으로 인해 현재 진행되고 있는 대멸종을 6대멸종이라고 부르기도 합니다.[73]

진화적 중요성

참고 항목:진화방사선과 거시진화

대멸종은 때때로 지구상의 생명체의 진화를 가속화시켰습니다.특정한 생태적 틈새의 지배가 한 집단에서 다른 집단으로 전달될 때, 그것은 새로 지배하는 집단이 오래된 집단보다 "우월한" 것이기 때문이 거의 아니지만, 보통 멸종 사건이 오래되고 지배적인 집단을 제거하고 새로운 집단에게 길을 열어주기 때문인데, 이것은 적응 방사선이라고 알려진 과정입니다.[74][75]

예를 들어, 포유류 형태("거의 포유류")와 포유류는 공룡의 통치 기간 내내 존재했지만 공룡이 독점했던 거대한 육상 척추동물 틈새에서는 경쟁할 수 없었습니다.백악기 말의 대멸종은 비조류 공룡을 제거하고 포유류가 큰 육상 척추동물 틈새로 확장하는 것을 가능하게 했습니다.공룡들은 그들의 주요 경쟁자들인 크루로타산을 대부분 제거했던 트라이아스기 말기의 대멸종의 수혜자였습니다.

에스컬레이션 가설에 제시된 또 다른 관점은 유기체와 유기체 간의 갈등이 더 많은 생태적 틈새에 있는 종들이 멸종에서 살아남을 가능성이 더 적을 것이라고 예측합니다.멸종 사건의 역학 과정 중에 경쟁 생물들 사이에서 개체수 수준이 떨어지면 종의 수를 유지하고 상당히 정적인 조건에서 생존할 수 있는 특성이 부담이 되기 때문입니다.

게다가, 대멸종에서 살아남은 많은 집단들은 숫자나 다양성이 회복되지 않고, 이들 중 많은 집단들이 장기적으로 감소하고, 이것들은 종종 "데드 클레이드 워킹"이라고 불립니다.[76]그러나 대멸종 이후 상당 기간 생존하고 일부 종으로 줄어든 분류군은 '과거의 밀림'이라는 반등 효과를 경험했을 가능성이 높습니다.[77]

다윈은 식량과 우주를 위한 경쟁과 같은 생물학적 상호작용이 물리적 환경의 변화보다 진화와 멸종을 촉진하는 데 훨씬 더 중요하다는 의견을 확고하게 가지고 있었습니다.그는 '종의 기원'에서 이렇게 표현했습니다.

"종들은 천천히 작용하는 원인들에 의해 생성되고 멸종됩니다... 유기적 변화의 모든 원인들 중 가장 중요한 것은 변화와는 거의 무관한 것입니다...물리적 조건, 즉 유기체와 유기체의 상호 관계 – 다른 유기체의 개선 또는 소멸을 수반하는 하나의 유기체의 개선."[78]

빈도의 패턴

다양한 저자들은 멸종 사건이 주기적으로, 2,600만 년에서 3,000만 년마다 일어났거나,[79][53] 다양성이 약 6,200만 년마다 주기적으로 변동한다고 제안했습니다.[80]주로 천문학적인 영향에 관한 다양한 아이디어는 태양에 가상의 동반성의 존재,[81][82] 은하면에서의 진동 또는 은하수의 나선팔을 통과하는 것을 포함하여 추정되는 패턴을 설명하려고 시도합니다.[83]그러나 다른 저자들은 해양 대멸종에 대한 데이터가 대멸종이 주기적이라는 생각과 맞지 않거나 생태계가 점차 대멸종을 피할 수 없는 지점까지 형성된다고 결론 내렸습니다.[3]제안된 상관 관계들 중 많은 것들이 거짓이거나 통계적 유의성이 부족하다고 주장되어 왔습니다.[84][85][86]다른 사람들은 다양한 기록에서 [87]주기성을 뒷받침하는 강력한 증거가 있으며 스트론튬 동위원소,[88] 홍수 현무암, 무산소 사건, 산소 발생 및 증발 퇴적물과 같은 비생물학적 지구화학적 변수의 일치된 주기적 변동 형태의 추가적인 증거가 있다고 주장했습니다.이 제안된 주기에 대한 한 가지 설명은 대기와 맨틀 사이에서 탄소를 교환하는 해양 지각에 의한 탄소 저장과 방출입니다.[89]

"잘 정의된" 속
추세선
"빅 파이브" 대멸종
기타 대멸종
수백만년전에
수천속
화석 기록에서 볼 수 있는 바와 같이, 지질학적 생물학적 생물 다양성

대멸종은 장기적인 스트레스와 단기적인 충격이 복합적으로 작용할 때 발생하는 것으로 생각됩니다.[90]페네로조생대의 기간 동안, 개개의 분류군은 멸종을 겪을 가능성이 낮아진 것으로 보이는데,[91] 이것은 더 적은 멸종에 취약한 종뿐만 아니라 더 강력한 먹이 그물을 반영할 수도 있고, 대륙 분포와 같은 다른 요인들을 반영할 수도 있습니다.[91]그러나 표본 편향을 고려한 후에도, 페네로조이아 동안 소멸률과 발생률은 점진적으로 감소하는 것으로 보입니다.[3]이것은 회전율이 높은 집단이 우연에 의해 멸종될 가능성이 더 높다는 사실을 나타낼 수도 있고, 분류학의 산물일 수도 있습니다: 가족은 시간이 지남에 따라 더 종적이 되는 경향이 있고, 따라서 멸종될 가능성이 덜합니다; 그리고 [3]더 큰 분류학적 집단(정의상)이 지질학적 시간보다 일찍 나타납니다.[92]

지난 5억 년 동안 바다가 생명체에게 점점 더 편안해졌기 때문에 대멸종에 덜 취약하다는 주장도 제기되고 있지만,[c][93][94] 분류학적 수준에서 멸종에 취약하기 때문에 대멸종 가능성은 다소 높지 않은 것으로 보입니다.[91]

원인들

모든 대멸종의 원인에 대해서는 여전히 논쟁이 있습니다.일반적으로 장기간 스트레스를 받는 생물권이 단기적인 충격을 받을 때 큰 멸종이 일어날 수 있습니다.[90]다양성에 대한 멸종률과 발생률의 상관관계에 근본적인 메커니즘이 있는 것으로 보입니다.다양성이 높으면 멸종률이 지속적으로 증가하고, 다양성이 낮으면 발생률이 지속적으로 증가합니다.이러한 생태학적으로 통제된 관계는 관측된 전역적 효과를 생성하기 위해 더 작은 섭동(소행성 충돌 등)을 증폭시킬 가능성이 있습니다.[3]

특정 대멸종의 원인 규명

특정 대멸종에 대한 좋은 이론은 다음과 같습니다.

  • 일부 그룹(공룡 등)에만 집중하는 것이 아니라 모든 손실을 설명합니다.
  • 특정한 생물군이 왜 멸종했는지 그리고 다른 생물군들이 왜 살아남았는지를 설명합니다.
  • 대량 멸종을 일으킬 수 있을 정도로 충분히 강력하지만 완전한 멸종을 일으키지 않는 메커니즘을 제공합니다.
  • 발생한 것으로 보여질 수 있는 사건이나 과정에 근거한 것이지, 단지 멸종으로부터 추론된 것은 아닙니다.

원인의 조합을 고려해야 할 수도 있습니다.예를 들어, 백악기 말 멸종의 해양적 측면은 시간적으로 부분적으로 겹친 여러 과정에 의해 발생한 것으로 보이며, 세계의 여러 지역에서 다른 수준의 중요성을 가졌을 수도 있습니다.[95]

Arens와 West(2006)[96]는 대멸종이 일반적으로 두 가지 유형의 원인을 필요로 하는 "누름/펄스" 모델을 제안했습니다: 생태계에 대한 장기적인 압력("누름")과 압력의 기간이 끝날 무렵에 갑작스러운 재앙("펄스").그들의 페네로조대 전체의 해양 멸종률에 대한 통계적 분석은 장기적인 압력만으로는, 재앙만으로는 멸종률을 크게 증가시키기에 충분하지 않다는 것을 시사했습니다.

가장 널리 지지되는 설명

MacLeod(2001)[97]는 Courtillot, Jaeger & Yang et al.(1996),[98] Hallam(1992)[99] 및 Grieve & Pessonen(1992)의 데이터를 사용하여 대량 멸종과 대량 멸종의 원인으로 가장 자주 언급되는 사건들 간의 관계를 요약했습니다.[100]

  • 홍수 현무암 사건 (거대한 화산 폭발): 11번의 발생, 모두 중요한 멸종과[d][e] 관련이 있습니다. 그러나 Wignall (2001)은 홍수 현무암 폭발과 일치하는 주요 멸종 중 5번만 발생하고 주요 멸종 단계는 폭발 이전에 시작되었다고 결론 내렸습니다.[101]
  • 해수면 하강: 12개, 그 중 7개는 심각한 멸종과 관련이 있습니다.[e]
  • 소행성 충돌: 하나의 큰 충돌은 대멸종, 즉 백악기-백조기 멸종 사건과 관련이 있습니다. 많은 작은 충돌이 있었지만 중대한 멸종과 관련이 없거나 정확하게 연대를 측정할 수 없습니다.[102]실잔 고리를 만든 영향은 데본기 후기 멸종 직전이거나 그 시기와 일치했습니다.[103]

대멸종의 가장 일반적인 원인은 다음과 같습니다.

홍수현무암사건

지구 온도를 상승시킨 시베리아 트랩을 만든 화산 폭발로 인해 대량의 이산화탄소가 배출된 것이 엔드-페르미안 멸종 사건의 주요 원인이라는 것이 과학적 합의입니다.

홍수 현무암 사건에 의한 대규모 화성 형성은 다음과 같은 결과를 가져올 수 있습니다.

  • 생성된 먼지와 입자성 에어로졸들은 광합성을 억제하고 따라서 육지와 바다에서[104] 먹이사슬이 붕괴되게 하였습니다.
  • 산성비로 침전되어 많은 생물을 독살시킨 배출된 황산화물들은 먹이사슬의 붕괴에 더 기여하였습니다.
  • 배출된 이산화탄소와 먼지와 미립자 에어로졸이 사라지면 지속적인 지구 온난화를 일으킬 수 있습니다.

홍수 현무암 사건은 휴면기에 의해 중단되는 활동의 파동으로 발생합니다.결과적으로, 그들은 기후를 냉각과 온난화 사이에서 요동치게 할 가능성이 있지만, 그들이 배출하는 이산화탄소가 수백 년 동안 대기에 머물 수 있기 때문에 전반적인 온난화 추세에 있습니다.

홍수 현무암 사건은 많은 주요 멸종 사건의 원인으로 지목되고 있습니다.[105][106]켈바세르 사건,[107][108][109] 과달루피안 멸종 사건,[110][111][112] 페르미안 멸종 사건,[113][114][115] 스미디안-스파티아 멸종,[116][117][118] 트라이아스기-쥬라기 멸종,[119][120][121] 토아시안 해양대식증,[122][123][124][125][126][127] 세노마니아-투로니아 해양대식증, 백악기-팔래오겐 멸종 등의 원인이 된 것으로 추측됩니다.이벤트와 [128][129][130]팔레오세-에오세 온도 최대치를 기록했습니다.[131][132][133]지난 2억 6천만 년 동안 거대한 화성 지역에서 나타난 거대한 화산 사건들과 대멸종 사이의 상관관계를 보여주었습니다.[134][135]최근에 그러한 가능한 상관관계가 전체 페네로조지온으로 확장되었습니다.[136]

해수면 하강

이러한 퇴적물은 해저에서 조수대로, 해변에서 건조지로, 그리고 지질학적 과정에 의해 해당 지역의 암석이 융기되었다는 증거가 전혀 없는 전 세계적인 동시대 퇴적물의 배열로 종종 명확하게 특징지어집니다.해수면 하강은 해양 대멸종을 일으킬 수 있을 만큼 충분히 대륙붕 지역(해양에서 가장 생산적인 부분)을 감소시킬 수 있고, 육지에서 멸종을 일으킬 수 있을 만큼 충분히 기상 패턴을 방해할 수 있습니다.하지만 해수면 하강은 지구의 지속적인 냉각이나 대양저 산맥의 침몰과 같은 다른 사건들의 결과일 가능성이 매우 높습니다.

해수면 하강은 "빅 5"를 포함한 대부분의 대멸종과 관련이 있는데, 여기에는 오르도비스기 말기, 데본기 후기, 페르미기 말기, 트라이아스기 말기, 백악기 말기의 모든 대멸종이 포함됩니다.[137][138]

네이처지에 발표된 2008년의 한 연구는 대량 멸종 사건의 속도와 해수면과 퇴적물의 변화 사이의 관계를 확립했습니다.[139]이 연구는 해수면과 관련된 해양 환경의 변화가 멸종 속도에 영향을 미치고 일반적으로 해양의 생명체 구성을 결정한다고 제안합니다.[140]

외계 위협

충격 이벤트
Meteoroid entering the atmosphere with fireball.
한 예술가가 지구와 몇 킬로미터 떨어진 곳에서 충돌하는 소행성을 그려냈습니다.그러한 충격은 동시에 폭발하는 수백만 개의 핵무기에 해당하는 에너지를 방출할 수 있습니다.

충분히 큰 소행성이나 혜성의 충격은 먼지와 미립자 에어로졸을 생성하여 광합성을 억제함으로써 육지와 바다 모두에서 먹이 사슬을 붕괴시킬 수 있었습니다.[141]유황이 풍부한 암석에 대한 충격은 유독성 산성비로 침전된 유황 산화물을 방출하여 먹이 사슬의 붕괴에 더 기여할 수 있었습니다.이러한 영향은 메가쓰나미나 전세계 산불을 일으킬 수도 있습니다.

현재 대부분의 고생물학자들은 소행성이 지구에 66 Ma 정도 충돌했다는 것에 동의하지만, 그 충돌이 백악기-고대 멸종의 유일한 원인인지에 대해서는 아직 논쟁이 남아 있습니다.[142][143]그럼에도 불구하고 2019년 10월 연구자들은 비조류 공룡 66 Ma의 멸종을 초래한 백악기 칙술루브 소행성 충돌 또한 해양을 빠르게 산성화시켜 생태적 붕괴와 기후에 장기적인 영향을 미쳤으며, 백악기 말 대량 멸종의 핵심 원인이 되었다고 보고했습니다.[144][145]

페름기-트라이아스기 멸종 사건은 또한 페름기 말기의 멸종 사건과 겹치는 분화구의 형성 추정 날짜 때문에 아라구아이나 분화구를 형성한 소행성 충돌에 의해 발생한 것으로 추측되고 있습니다.[146][147][148]그러나 이 가설은 대부분의 연구자들에 의해 영향 가설이 기각되는 등 광범위하게 이의가 제기되고 있습니다.[149][150][151]

시바 가설에 따르면 지구는 약 2,700만 년에 한 번 꼴로 소행성 충돌이 증가하는데, 이는 태양이 은하면을 통과하기 때문이며, 따라서 2,700만 년 간격으로 멸종 사건이 발생하기 때문입니다.이 가설에 대한 몇 가지 증거는 해양 및 해양 환경 모두에서 나타났습니다.[152]그 대신, 은하의 고밀도 나선팔을 통과하는 태양의 통과는 지구에서의 대멸종과 일치할 수 있는데, 아마도 증가된 충돌 사건 때문일 것입니다.[153]그러나 CO 분자선 방출에서 은하수의 나선 구조 지도를 바탕으로 나선 구조를 통해 태양이 통과하는 효과를 재분석한 결과 상관관계를 발견하지 못했습니다.[154]

근처의 초신성, 초신성 또는 감마선 폭발

근처의 감마선 폭발은 지구의 오존층을 파괴할 수 있을 정도로 강력할 것이고, 태양으로부터의 자외선에 생명체를 취약하게 만들 것입니다.[155]감마선 폭발은 매우 드물며, 주어진 은하에서 백만 년에 몇 번밖에 일어나지 않습니다.[156]감마선 폭발이 오르도비스기 종말의 멸종을 일으켰다는 주장이 있는 반면,[157][158] 초신성은 한겐베르크 사건의 원인으로 제시되고 있습니다.[159]

지구냉각

지속적이고 상당한 지구 온난화는 많은 극지방과 온대지방의 종들을 죽이고 다른 종들이 적도 쪽으로 이동하도록 강요할 수 있습니다. 열대지방 종들이 이용할 수 있는 면적을 줄입니다. 주로 지구의 물을 더 많이 얼음과 눈에 가둠으로써 지구의 기후를 평균적으로 더 건조하게 만드는 경우가 많습니다.현재 빙하기의 빙하기는 생물 다양성에 아주 경미한 영향을 미쳤을 것으로 생각되며, 따라서 상당한 냉각이 존재하는 것만으로는 대멸종을 설명하기에 충분하지 않습니다.

지구의 냉각이 오르도비스기 말기, 페름기-트라이아스기, 후기 데본기 멸종, 그리고 다른 것들의 원인이 되었거나 기여한 것으로 추정되고 있습니다.지속적인 지구 냉각은 홍수 현무암 사건이나 충격의 일시적인 기후적 영향과 구별됩니다.

지구온난화

주요 기사:지구온난화로 인한 멸종위험

이것은 반대의 효과를 가질 것입니다: 열대지방 종들이 이용할 수 있는 지역을 확장하는 것; 온대지방 종들을 죽이거나 그들이 극지방으로 이동하도록 강요하는 것; 아마도 극지방 종들의 심각한 멸종을 야기할 수 있습니다; 주로 얼음과 눈이 녹아서 물의 순환량을 증가시킴으로써, 지구의 기후를 평균적으로 습윤하게 만드는 경우가 많습니다.그것은 또한 바다에서 산소가 없는 사건들을 일으킬 수도 있습니다 (아래 참조)

대멸종의 원인으로서 지구 온난화는 최근의 여러 연구들에 의해 지지되고 있습니다.[160]

지속적인 온난화의 가장 극적인 예는 팔레오세-에오세 열 최대치이며, 이는 더 작은 대멸종 중 하나와 관련이 있습니다.이는 또한 트라이아스기-쥬라기 멸종 사건을 일으켰으며, 이 기간 동안 모든 해양 과의 20%가 멸종되었다고 주장되고 있습니다.게다가 페름기-트라이아스기 멸종 사건은 온난화 때문에 일어난 것으로 추정되고 있습니다.[161][162][163]

포접설
주요 기사 : 포접설

클래드레이트는 한 물질의 격자가 다른 물질 주위에 우리를 형성하는 복합 물질입니다.물 분자가 새장인 메탄 포합물은 대륙붕에서 형성됩니다.예를 들어, 갑작스러운 지구 온난화나 해수면의 급격한 하강, 심지어 지진에 대한 반응으로, 온도가 빠르게 상승하거나 압력이 빠르게 떨어지면, 이러한 포합 속도는 급격히 분해되어 메탄을 방출할 가능성이 있습니다.메탄은 이산화탄소보다 훨씬 더 강력한 온실가스이기 때문에, 만약 그 폭발 자체가 지구 온난화에 의한 것이라면 메탄 폭발("clathrate gun")은 급격한 지구 온난화를 야기하거나 훨씬 더 심각하게 만들 수 있습니다.

이러한 메탄 폭발의 가장 가능성 있는 징후는 침전물의 탄소-13에 대한 탄소-12의 비율이 갑자기 감소하는 것일 것입니다. 왜냐하면 메탄 포접 속도는 탄소-13이 낮기 때문입니다. 하지만 다른 사건들도 탄소-13의 비율을 감소시킬 수 있기 때문에 그 변화는 매우 커야 할 것입니다.[164]

"클래트레이트 건" 메탄 분출은 페름기 말기 멸종("The Great Dying")과 팔레오세-에오세 온도 최대치(Paleocene-Eocene Thermal Maximum)에 관련되어 있으며, 이는 더 작은 대멸종 중 하나와 관련이 있다고 주장되고 있습니다.

무독성 사건

무산소증은 바다의 중간층과 심지어는 상층부까지 산소가 부족해지거나 완전히 부족해지는 상황을 말합니다.그 원인들은 복잡하고 논란의 여지가 있지만, 알려진 모든 사례들은 주로 지속적인 거대한 화산 활동에 의해 발생하는 심각하고 지속적인 지구 온난화와 관련이 있습니다.[165]

산소가 없는 사건들이 오르도비스기-실루리아기,[169][170][171] 후기 [166][167][168]데본기,[172][173][174] 카피타니아기, 페름기-트라이아스기, 트라이아스기-쥬라기의 [175][176][177]멸종을 일으켰거나 기여했다고 주장되고 있습니다.[178]투로니아 사건).한편, 대멸종과는 관련이 없는 무독성 사건을 나타내는 백악기 중기의 검은 셰일층이 널리 존재합니다.

필수 미량 원소(특히 셀레늄)의 잠재적인 치사율에 대한 생물학적 이용 가능성은 바다에서 최소한 세 번의 대멸종 사건, 즉 오르도비스기 말, 데보니언 중기와 후기, 트라이아스기 말에 일어난 것과 일치하는 것으로 나타났고, 이에 기여했을 가능성이 있습니다.산소 농도가 낮은 기간 동안 매우 용해성이 높은 셀레늄(Se6+)은 훨씬 덜 용해성인 셀레늄(Se2-), 원소 Se 및 유기-셀레늄 복합체로 변환됩니다.이러한 멸종 사건 동안 셀레늄의 생물학적 이용 가능성은 현재 해양 농도의 약 1%로 떨어졌는데, 이는 현존하는 많은 생물들에게 치명적인 것으로 입증된 수준입니다.[179]

영국의 해양학자이자 대기 과학자인 앤드류 왓슨은 홀로세 시대가 과거의 무독증 사건에 기여한 것을 연상시키는 많은 과정을 보여주는 반면, 전면적인 해양 무독증은 "발전하는 데 수천 년"이 걸릴 것이라고 설명했습니다.[180]

바다에서의 황화수소 배출

Kump, Pavlov and Arthur (2005)는 페름기-트라이아스기 멸종 사건 동안 온난화는 광합성 플랑크톤과 심층수 황산염 감소 박테리아 사이의 해양 균형을 망쳐 육지와 바다 모두의 생명체를 오염시키고 오존층을 심각하게 약화시킨 황화수소의 대량 방출을 유발한다고 제안했습니다.여전히 치명적인 수준의 자외선에 남아있는 생명체의 많은 부분을 노출하는 것.[181][182][72]

대양저반전

해양 전복은 지표수(증발 때문에 깊은 물보다 염수가 많은)가 바로 아래로 가라앉게 하는 열-할린 순환의 교란으로, 산소가 풍부한 물을 표면으로 끌어와 지표면과 중간 깊이에 사는 대부분의 산소 호흡 생물을 죽입니다.비록 빙하가 시작될 때 뒤집히는 것이 더 위험하지만, 이전의 따뜻한 시기에 더 많은 양의 무산소수가 생성되었기 때문에, 그것은 빙하가 시작될 때나 끝에 일어날 수 있습니다.[183]

회귀(해수면 하강)나 무산소 사건과 같은 다른 해양 재앙과는 달리, 역전 현상은 암석에 쉽게 확인되는 "징후"를 남기지 않으며, 다른 기후 및 해양 사건에 대한 연구자들의 결론의 이론적 결과입니다.

해양의 붕괴가 후기 데본기와 페름기-트라이아스기의 멸종을 일으켰거나 원인이 되었다고 주장되고 있습니다.

지자기 역전

한 이론은 지자기의 반전이 증가하는 기간이 지구의 자기장을 충분히 오래 약화시켜 대기를 태양풍에 노출시켜 산소 이온이 대기에서 3-4배 증가하는 속도로 탈출하여 산소가 처참하게 감소할 것이라는 것입니다.[184]

판구조학

대륙들이 몇몇 구조로 이동하는 것은 빙하기를 시작하거나 종식시킴으로써, 해류와 풍류를 변화시켜 기후를 변화시킴으로써, 이전에 고립된 종들을 그들이 잘 적응하지 못한 경쟁에 노출시키는 바닷길이나 육교를 개방함으로써, 여러 가지 방식으로 멸종을 야기하거나 기여할 수 있습니다(예를 들어,북아메리카와 남아메리카 사이에 육교가 생긴 후, 남아메리카의 대부분의 토착 유제류와 모든 거대한 유성우의 멸종.때때로 대륙 이동은 지구 육지 면적의 대부분을 포함하는 초대륙을 생성하는데, 위에 나열된 효과 외에도 대륙붕의 전체 면적(해양에서 가장 종이 풍부한 부분)을 줄이고 극심한 계절적 변동을 가질 수 있는 광대하고 건조한 대륙 내부를 생성할 가능성이 있습니다.

또 다른 이론은 초대륙 판게아의 생성이 종말-페르미아 대멸종에 기여했다는 것입니다.판게아는 페름기 중기에서 페름기 후기로 넘어가는 시기에 거의 완전히 형성됐는데, 이 글의 상단에 있는 '해양속 다양성' 도표는 당시부터 시작된 멸종 수준을 보여주고 있는데, 페름기 말기에 '대멸종'이 가려지지 않았다면 '빅5'에 포함될 자격이 있었을 것입니다.[185]

기타가설

아마존 열대우림의 파괴로 인해 많은 종류의 식물과 동물들이 멸종의 위험에 처해있습니다.

새로운 질병의 확산이나 특히 성공적인 생물학적 혁신에 따른 단순한 경쟁과 같은 많은 다른 가설들이 제안되었습니다.그러나 모두 기각되었는데, 그 이유는 대개 다음과 같은 이유 중 하나 때문입니다. 증거가 없는 사건이나 과정을 필요로 하기 때문입니다. 그들은 이용 가능한 증거와 상반되는 메커니즘을 가정하기 때문입니다. 그들은 기각되거나 대체된 다른 이론에 근거를 두고 있습니다.

후기 플라이스토세는 초기 인류가 대륙을 건너 이주한 시기와 맞물려 수많은 거대 동물 종들의 멸종을 목격했습니다.[186]

과학자들은 인간의 활동이 과거 어느 시점보다 더 많은 식물과 동물을 멸종시킬 수 있다고 우려해왔습니다.인간이 만든 기후의 변화와 함께, 이러한 멸종의 일부는 남획, 남획, 침입종, 또는 서식지 감소로 인해 발생할 수 있습니다.2017년 5월 미국 국립과학원 회보에 게재된 한 연구는 인구 과잉과 소비와 같은 인위적 원인의 결과로 6번째 대멸종 사건과 유사한 "생물학적 멸종"이 진행되고 있다고 주장했습니다.이 연구는 한때 지구상에 살았던 동물 개체 수의 50%가 이미 멸종되어 인간의 존재 기반도 위협받고 있다고 제안했습니다.[187][30]

미래 생물권 소멸/멸균

참고 항목:미래의 지구와 메디아 가설

태양의 궁극적인 온난화와 팽창은 대기 중의 이산화탄소의 궁극적인 감소와 결합하여 실제로 훨씬 더 큰 대멸종을 일으킬 수 있으며, 미생물까지도 없앨 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다(다시 말해서, 지구는 완전히 살균될 것입니다). 팽창하는 태양에 의해 야기되는 지구 온도의 상승은 점차적으로 증가할 것입니다.풍화 속도로 인해 대기에서 점점 더 많은 이산화탄소가2 제거됩니다.이산화탄소2 수치가 너무 낮아지면(아마도 50ppm일 것입니다), 대부분의 식물은 멸종되지만, 풀과 이끼와 같은 단순한 식물은 이산화탄소2 수치가 10ppm으로 떨어질 때까지 훨씬 더 오래 생존할 수 있습니다.[188][189]

모든 광합성 생물들이 사라지면서, 대기 중의 산소는 더 이상 보충될 수 없고, 그것은 아마도 화산 폭발로부터 대기 중의 화학 반응에 의해 결국 제거됩니다.결국 산소의 손실은 단순한 혐기성 원핵생물들만 남기고 남은 호기성 생명체들을 질식시켜 죽게 할 것입니다.약 10억 년 후에 태양이 10% 더 밝아지면, [188]지구는 습한 온실 효과를 겪게 되어 바다가 끓는 반면, 지구의 액체 바깥쪽 중심핵은 내부 중심핵의 팽창으로 인해 냉각되어 지구의 자기장을 멈추게 됩니다.자기장이 없다면, 태양으로부터 하전된 입자들은 대기를 고갈시키고 28억년 안에 지구의 온도를 평균 420K (147°C, 296°F) 정도로 더 증가시켜 지구의 마지막 남은 생명체가 멸종되게 할 것입니다.이것은 기후로 인한 멸종 사건의 가장 극단적인 예입니다.이것은 태양의 생애 후반에만 일어날 것이기 때문에, 그것은 지구 역사상 마지막 대멸종을 나타낼 것입니다 (비록 매우 긴 멸종 사건이지만 말입니다.[188][189]

효과 및 복구

대멸종 사건의 영향은 매우 다양했습니다.주요 멸종 사건 이후, 다양한 서식지에서 살 수 있는 능력 때문에 보통 잡초가 무성한 종들만 살아남습니다.[190]나중에, 종들은 다양해지고 빈 틈새를 차지합니다.일반적으로, 멸종 사건 이후 생물의 다양성이 회복되기 위해서는 수백만 년이 걸립니다.[191]가장 심각한 대멸종의 경우 1,500만 년에서 3,000만 년이 걸릴 수도 있습니다.[190]

최악의 페름기-트라이아스기 멸종은 지구상의 생명체들을 황폐화시켰고, 90% 이상의 종들을 죽였습니다.P-T 멸종 이후 생명체는 빠르게 회복되는 것처럼 보였지만, 이것은 대부분 강건한 리스트로사우루스와 같은 재난 분류군의 형태였습니다.가장 최근의 연구는 높은 생물 다양성, 복잡한 먹이줄 그리고 다양한 틈새를 가진 복잡한 생태계를 형성한 특화된 동물들이 회복하는 데 훨씬 더 오래 걸렸다는 것을 보여줍니다.이러한 긴 회복은 초기 트라이아스기까지 지속된 장기간의 환경 스트레스뿐만 아니라 회복을 저해하는 연속적인 멸종의 물결에 의한 것으로 생각됩니다.최근의 연구에 따르면 멸종된 지 4백만 년에서 6백만 년이 지난 트라이아스기 중기가 시작될 때까지 회복이 시작되지 않았다고 합니다.[192] 그리고 일부 저자들은 P-T 멸종 이후, 즉 트라이아스기 후기인 3천만 년이 지나서야 회복이 완료되었다고 추정합니다.[193]P-T 멸종 이후 지방화가 증가하여 더 작은 범위의 종들이 차지하게 되었고, 아마도 틈새 시장에서 기존의 종들을 제거하고 궁극적으로 재다양화를 위한 발판을 마련한 것으로 보입니다.[194]

식물 화석 기록에 내재된 편향을 고려할 때, 대멸종이 식물에 미치는 영향은 정량화하기가 다소 어렵습니다.일부 대멸종(예: 페르미안 말과 같은)은 식물에게도 똑같이 재앙적인 반면, 데본기 말과 같은 다른 멸종은 식물군에 영향을 미치지 않았습니다.[195]

참고 항목

각주

  1. ^ 생물의 다양성은 인류 역사상 그 어느 때보다도 빠르게 감소하고 있습니다.예를 들어, 현재 소멸률은 기준치보다 약 100~1,000배 높으며, 증가하고 있습니다.[27]
  2. ^ "현재 진행 중인 6번째 대멸종은 되돌릴 수 없기 때문에 문명의 지속성에 가장 심각한 환경적 위협이 될 수 있습니다.심각한 멸종 위기에 처한 척추동물 종의 수 천 마리가 한 세기 동안 사라졌는데, 이는 여섯 번째 대멸종이 인간에 의한 것이고 가속화되고 있다는 것을 보여줍니다.인구수와 소비율이 여전히 빠르게 증가하고 있기 때문에 멸종 위기의 가속화는 확실합니다."[32]
  3. ^ 용존 산소는 더 널리 퍼졌고 더 깊이 침투되었습니다. 육지에서의 생명체의 발달은 영양분의 고갈을 감소시켰고 따라서 부영양화와 무산소증의 위험을 감소시켰습니다. 그리고 해양 생태계는 먹이 사슬이 교란될 가능성이 덜하도록 더 다양해졌습니다.
  4. ^ 가장 초기에 알려진 홍수 현무암 사건은 시베리아 덫을 만들어낸 사건으로, 페르미안 종말의 멸종과 관련이 있습니다.
  5. ^ a b 홍수 현무암과 해수면 하강과 관련된 일부 멸종은 "대규모" 멸종보다 상당히 적었지만, 배경 멸종 수준보다는 훨씬 더 컸습니다.

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추가열람

  • Brannen P (2017). The Ends of the World: Volcanic Apocalypses, Lethal Oceans, and Our Quest to Understand Earth's Past Mass Extinctions. Harper Collins. ISBN 978-0-06-236480-7.

외부 링크