Forskare som studerar marina fossilbäddar i Italien har funnit att världens värsta massutrotning följdes av två andra utrotningshändelser, en slutsats som kan förklara varför det tog miljontals år för ekosystem runt om i världen att återhämta sig.

Utrotningshändelserna är kopplade till klimatförändringar orsakade av massiv vulkanisk aktivitet, enligt studien publicerad i tidskriften PLOS ONE den 15 mars. Huvudförfattaren William Foster, en postdoktor vid Jackson School of Geosciences vid University of Texas i Austin, sa att den här studien är ett steg mot att förstå hur livsformer överlevde under utrotningen, som kan hjälpa forskare att förstå hur det moderna havslivet utvecklades och hur det kan reagera på klimatförändringar i framtiden.

"Den tidiga utvecklingen av moderna marina ekosystem skedde under återhämtningsperioden för dessa utrotningshändelser, "Att titta på hur de svarade då ger oss en uppfattning om hur de kommer att reagera på liknande faktorer i framtiden."

Jorden har upplevt fem massutrotningar i sin historia som dödade majoriteten av de arter som levde på planeten vid den tiden. Slut-Perm-utrotningen eller "Great Dying" som inträffade för cirka 252 miljoner år sedan var den värsta, med uppskattningsvis 95 procent av det marina livet och 70 procent av livet på jorden försvinner.

Utrotningen är kopplad till klimatförändringar orsakade av långvariga vulkanutbrott i Rysslands sibiriska fällor. Utbrotten täckte ett område större än Alaska med lava och släppte ut enorma mängder växthusgaser i atmosfären, som fick fruktansvärda konsekvenser för livet över hela planeten.

"Denna utsläpp av koldioxid och svavel startade hela detta klimatuppvärmningsscenario som orsakade utrotningen, " sa Foster.

Slut-Perm-utrotningen hade också den längsta återhämtningstiden av någon massutrotning, varar 5 miljoner till 8 miljoner år.

"Vi var tvungna att undersöka hundratals meter sten innan man kunde se återhämtningen miljontals år senare, " sa Foster.

I deras forskningsartikel, Foster och hans kollegor tillhandahåller de första kombinerade fossila och geokemiska bevisen för två distinkta utrotningshändelser efter slutperm som förmodligen spelade en roll i den långsamma återhämtningen. Bevisen kommer från stenprover med spikar av kol 12 i förhållande till kol 13, ett kemiskt förhållande förknippat med stora störningar i kolets kretslopp som troligen orsakades av vulkanutbrotten.

En kol 12 -spik uppstod i prover från Dienerian, en period ungefär en halv miljon år efter slut-Perm-utrotningen som tidigare erkändes från fossila bevis som en utrotningshändelse. En andra kol 12-spets hittades vid gränsen mellan Smithian/Spathian-perioderna, som inträffar cirka 1,5 miljoner år efter slut-Permernas utrotning. På båda platserna noterade Foster och kollegor också en minskad mångfald av marina fossiler jämfört med omgivande perioder, med de dominerande överlevande av utrotningshändelserna blötdjur, som sniglar och musslor, bara några centimeter stora som mest.

Efter den andra utrotningshändelsen, fossilregistret visar på en ökad ekologisk mångfald. Detta är ett tecken, forskare sa, att miljöpåfrestningarna som begränsade återhämtningen från den första utrotningshändelsen och orsakade den andra började minska.

Att studera hur havslivet reagerade på klimatförändringar tidigare kan hjälpa till att förbereda de potentiella effekterna av pågående och framtida klimatförändringar, sa Foster. Han påpekade att förändringarna i havsförhållandena som orsakade massutrotningen i slutet av Perm - havets försurning, syrebrist i havet och ökande temperaturer - är problem som uppstår idag, dock inte på de extrema nivåer som registrerades i de sena stadierna av slut-Perm-utdöendet.