Життя на Землі, починаючи з простих мікроорганізмів, які еволюціонували та розвивалися в неймовірну різноманітність видів, завжди було турбулентним.

Масові вимирання відбуваються, здавалося б, без попередження, знищуючи безліч видів і дозволяючи іншим зайняти їх місце.

Але не лише катастрофи, такі як супер вулкани та удари астероїдів, викликають масові вимирання.

Нове дослідження показує, що приблизно в часи п'яти найбільших масових вимирань хімія Землі "коливалася".

Це, зокрема, є попереджувальним знаком змін, які можуть відбутися.

Дослідження, опубліковане в Nature Communications, показує, що клімат Землі займав п'ять різних кліматичних режимів, розділених різкими періодами швидких екологічних змін протягом останніх 539 мільйонів років.

Під час цих перехідних періодів життя на Землі було особливо вразливим до масових вимирань, що пропонує нове історичне пояснення, чому деякі періоди відзначалися такими екстремальними втратами біорізноманіття.

Дослідження описує метрику загальної "вразливості біосфери" – поєднуючи темпи виникнення та вимирання з наявним біорізноманіттям – що вказує на те, чи перебуває Земля в періоді, коли масові вимирання більш імовірні.

Ця міра біотичного стресу "зростає, коли ми маємо збільшення темпів вимирання та виникнення, що також представляє прагнення адаптуватися до нових і складних умов", - сказав співавтор дослідження Андрій Спірідонов, палеонтолог і вчений з систем Землі в Вільнюському університеті в Литві.

"Вона також зростає, коли різноманіття зменшується, що також відображає скорочення біотичних можливостей. Слід зазначити, що вразливість є ансамблевою метрикою, і коли стан біосфери вразливий, це не означає, що кожен окремий вид або навіть регіон світу "під тиском".

Якщо ви хочете заглибитися в математику, індекс вразливості біосфери є простою формулою, розрахованою з натурального логарифма загальної інтенсивності загального обігу – комбінованих темпів, з якими таксони виникають і вимирання, відносно стандартизованого наявного різноманіття.

Коротше кажучи, він порівнює темп екологічних змін з загальним біорізноманіттям, щоб вказати, чи є екосистема нестабільною і, отже, вразливою до ще більш радикальних змін.

Перевіряючи індекс, дослідники виявили, що загальна вразливість варіювала в різні періоди часу, які вони визначили, кожен тривав від 10 до більше 100 мільйонів років.

Під час цих періодів – дослідники назвали їх "Haggis bins", оскільки деякі їх графіки нагадували їм шотландську страву – підвищена вразливість до вимирання та втрати біорізноманіття в основному корелювала з підвищенням температури.

Епохи з вищими температурами, як виявили, зазвичай збігалися з більшою фоновою вразливістю біосфери.

Але вразливість біосфери різко зростала щоразу, коли один період закінчувався, а інший починався – в той час як "Великі п'ять" масових вимирань також були пов'язані з піками вразливості.

Це не означає, що екологічна турбулентність викликає масове вимирання, - сказав Спірідонов. Наприклад, ми знаємо, що в деяких з цих випадків було залучено іншу подію, таку як масивний удар астероїда.

Але це показує, що ці переходи можуть слугувати попереджувальним знаком того, що життя на Землі тимчасово буде більш крихким, ніж зазвичай, і більш сприйнятливим до ще однієї катастрофи.

"Коли система наближається до критичного переходу," - сказав він, це пропонує інформацію "про можливі майбутні великі зміни, такі як масове вимирання або навіть серії з них."

Що це означає для сьогоднішнього дня?

Дослідження пропонує історичний аналіз – воно не може передбачити, що станеться з людством або іншими видами, які наразі проходять через триваючу кліматичну кризу та період прискореного вимирання.

"Наше дослідження показує, що нинішня геологічна ера – кайнозойська – є надзвичайно стабільною, маючи низьку вразливість," - пояснив він.

"Це не означає, що зовнішній вплив геофізичних сил або вплив людини не матиме жодних значних наслідків для еволюції біосфери. Це просто означає, що за інших фонових умов, які переважали в інших геологічних ерах, таке порушення мало б набагато більший ефект."

Дослідження було опубліковане в Nature.