Stigning i iltniveauer hænger sammen med gammel eksplosion af liv, finder forskere

Oxygen har givet et frisk pust til studiet af Jordens udvikling for omkring 400 plus millioner år siden.

Et team af forskere, herunder et fakultetsmedlem og postdoktor fra Washington University i St. Louis, fandt ud af, at iltindholdet ser ud til at stige på omtrent samme tid som en tredobling i biodiversiteten i den ordoviciske periode, mellem 445 og 485 millioner år siden, ifølge en undersøgelse offentliggjort 20. november i Naturgeovidenskab .

"Denne iltning understøttes af to tilgange, der for det meste er uafhængige af hinanden, ved hjælp af forskellige sæt af geokemiske optegnelser og forudsigelse af den samme mængde iltning skete på omtrent samme tid som diversificering, "sagde Cole Edwards, hovedforsker af en undersøgelse, der blev udført, da han var postdoktor i laboratoriet under papirets seniorforfatter, David Fike, lektor i jord- og planetvidenskab i kunst og videnskab. De andre forfattere er Matthew Saltzman fra Ohio State University og Dana Royer fra Wesleyan University i Connecticut.

"Vi lavede en anden forbindelse mellem biodiversificering og iltniveauer, men denne gang under ordovicien, hvor næsten moderne iltniveauer blev nået for omkring 455 millioner år siden, "sagde Edwards, adjunkt i geologisk og miljøvidenskab ved Appalachian State i Boone, N.C. "Det skal understreges, at dette sandsynligvis ikke var den eneste grund til, at diversificering fandt sted på det tidspunkt. Det er sandsynligt, at andre ændringer - såsom havkøling, øget tilførsel af næringsstoffer til havene og predationstryk - arbejdede sammen for at give dyrelivet mulighed for at sprede sig i millioner af år. "

Denne eksplosion af mangfoldighed, anerkendt som den store ordoviciske biodiversifikationsbegivenhed, forårsagede fremkomsten af ​​forskellige marine liv, enorm forandring på tværs af artsfamilier og typer, samt ændringer på Jorden, fra bunden af ​​havbunden. Asteroide -påvirkninger var blandt de mange forstyrrelser, der blev undersøgt som årsagerne til en sådan eksplosion af ændringer. Edwards, Fike og andre ønskede at fortsætte med at undersøge sammenhængen mellem iltniveauer i havatmosfæren og mangfoldighed hos dyr gennem dyb tid.

Det er særligt vanskeligt at estimere sådanne iltniveauer:Der er ingen måde at direkte måle sammensætningen af ​​gamle atmosfærer eller oceaner. Tidsmaskiner eksisterer kun i fiktion.

Ved hjælp af geokemiske proxyer, data i høj opløsning og kemiske signaturer bevaret i carbonatsten dannet af havvand, forskerne var i stand til at identificere en iltstigning i midten og sen ordoviciumperioder - og en hurtig stigning, ved det. De nævner en stigning på næsten 80 procent i iltniveauer, hvor ilt udgjorde omkring 14 procent af atmosfæren under Darriwilian-scenen (Middle Ordovician 460-465 millioner år siden) og steg til så højt som 24 procent af atmosfæren ved midten af ​​Katian (Sent ordovicium for 450-455 millioner år siden).

"Denne undersøgelse tyder på, at atmosfæriske iltniveauer ikke nåede og opretholdt moderne niveauer i millioner af år efter den kambriske eksplosion, som traditionelt betragtes som den tid, hvor havatmosfæren blev iltet, "Sagde Edwards." I denne forskning, vi viser, at iltningen af ​​atmosfæren og det lave hav tog millioner af år, og først da det lave hav blev gradvist iltet, kunne de store diversificeringspulser finde sted. "

De kemiske signaturer, der tjente som fuldmagter for opløst uorganisk kulstof, omfattede data fra geologiske indstillinger lige fra Great Basin i det vestlige USA, til det nordlige og østlige USA, til Canada og dets maritimer, samt Argentina på den sydlige halvkugle og Estland på den østlige halvkugle. Nevada, Utah, Oklahoma, Missouri (New London nord og Highway MM syd for St. Louis), Iowa, Ohio, West Virginia og Pennsylvania var blandt datapunkterne i USA

Forskerne konkluderede, at det fortsat var uklart, om den øgede iltning havde en direkte effekt på dyrelivet, eller selvom det havde en passiv effekt ved, sige, udvidelse af det iltrige økospace. Så det er svært at løse, hvis temperaturen, øget iltning eller andet fungerede som driver for biodiversifikation. Men resultaterne viste, at ilt sikkert var stigende i tiderne med nogle af de største ændringer.

"Ilt og dyreliv har altid været forbundet, men det meste af fokus har været på, hvordan dyr blev til, "sagde Saltzman, professor og skoledirektør for Earth Sciences i Ohio State. "Vores arbejde tyder på, at ilt kan have været lige så vigtigt for at forstå, hvordan dyr blev så mangfoldige og rigelige."