Hur gör du en dinosaurisk burp i en väska? Mätning av förhistorisk metan

Anonim

Förra veckan publicerade mina kollegor och jag ett papper som visar hur metan som emitterats av dinosaurier kan ha påverkat världens klimat. Mediasvaret var enormt, med 100+ intervjuer via e-post och telefon, och lever radiointervjuer på tre kontinenter. Google News säger att nästan 600 butiker publicerade historien igen.

Med hjälp av efterhand är det en tydlig spekulation, och en som måste ha inträffat för andra människor tidigare. Faktum är att vi har hört från Simon Brassell (en geologiprofessor vid Indiana University, USA) sedan han publicerade vårt papper att han gjorde liknande spekulationer i ett konferenssamtal för över 20 år sedan. Men efter att ha fått ganska negativa reaktioner på dessa idéer, förföljde han dem aldrig till formell publicering.

Flera saker har ändrats sedan dess. Det finns nu en mycket större insikt om vikten av interaktionerna mellan biologi och planetens kemi och fysik - ett område som blivit känt som Earth Systems Science.

Dessutom publicerades mycket av de data som vi använde i vår egen studie bara nyligen. det hade varit mycket svårare att göra dessa idéer kvantitativa i början av 1990-talet. Att sätta siffror till en sådan idé är en viktig del för att försöka träna om det är troligt att det är korrekt.

Det hände till min kollega Graeme Ruxton och jag att om moderna nötkreatur potentiellt kan vara en källa till klimatförändrande mängder metan skulle de utdöda sauropoderna, som är så mycket större än alla levande markdjur, kunna ha varit en viktig källa till växthusgaser i dåtid.

Varken Graeme eller jag är specialiserade dinosauriforskare. I stället är vi ekologer och fascineras av sauropoder eftersom de är så olika, i storlek och form, från djur som lever idag. Detta gör att de tänker på dem - och hur deras biologi kan ha fungerat - särskilt intressant.

Tanken att metan från växtätande dinosaurier kan ha producerats i kvantiteter som kan få en mätbar effekt på det globala klimatet är en spännande möjlighet, men hur beräknar du metan som produceras av långa dödade djur?

Det visar sig att det finns ekvationer som beskriver hur metanproduktionen av mikrober som lever i moderna växtätare är relaterad till deras kroppsstorlek. Det finns flera sådana ekvationer för olika typer av djur - som olika typer av däggdjur med olika matsmältningsstrategier och reptiler också.

Hur bestämmer du vilken du ska använda för en dinosaurie? Tanken att dinosaurier är närmast relaterade till fåglar är nu välkända, men fåglar hjälper inte mycket i det här fallet. Deras anpassningar till flygningen gör dem till en mycket specialiserad grupp och få av dem äter stora mängder bladmaterial, eftersom flygning tenderar att kräva mer energirika livsmedel.

Vad sägs om reptiler? Hittills har de flesta antagit att de var närmaste levande släktingar till dinosaurier så att de kan verka som en bra "näst bästa" om fågeldata inte är tillgängliga.

Men det är faktiskt mikroberna som producerar metan, inte djuren. Så - för oss - var det uppenbart att fråga var, var villkoren för dessa mikrober i sauropods närmare moderna däggdjur eller reptiler?

Eftersom dessa växtätande dinosaurier var så stora tror de flesta biologer att de skulle ha haft en hög och konstant kroppstemperatur (eftersom stora djur förlorar värme långsamt). Ur detta mikrobiella perspektiv är moderna däggdjursdata sannolikt en bättre matchning. Det har den extra fördelen att inkludera data från elefanter. För närvarande det närmaste markdjuret i storlek till en stor dinosaurie.

På grund av dessa argument bestämde vi oss för att använda relativt konservativa däggdjursekvationer för att göra en informerad gissning om den stora metanproduktionen av en stor sauropod (vissa däggdjur, såsom idisslare som kor, producerar ännu mer metan än de däggdjur vi grundade våra sauropoder på).

Andra vetenskapsmän hade uppskattat sannolik biomassa - det vill säga vikten av sauropoder - som kan ha funnits bor i ett visst område, huvudsakligen baserat på teoretiska argument om energianvändning, tillsammans med en begränsad mängd fossila data. Med dessa siffror uppskattade vi globala metanproduktionen av sauropoder och - med hjälp av Euan Nisbet, en geolog och metanexpert från London University - utarbetade vad detta innebar för metanhalten i jordens atmosfär.

Vårt resultat är uppenbarligen en utbildad gissning - men till vår förvåning var svaret extraordinärt! Metanproduktionen från dessa dinosaurier kan ha varit ekvivalent med den totala mängden metan som produceras på jorden idag, det är både från naturliga och konstgjorda källor! Även om våra resultat är dubbelt så stora som verkligheten, skulle dessa djur fortfarande ge ut klimatiskt signifikanta mängder metan.

Vi vet att klimatet av tiden var väldigt varmt och att en slags växthuseffekt är den troliga förklaringen till detta. Våra resultat kan inte bevisa att dinosauriska metan spelade en roll under dessa varma förhållanden men det visar att det är en idé som verkligen behöver ta på allvar.