Hvad forårsagede masseudryddelsen af ​​Jordens første dyr?

Fossile optegnelser fortæller os, at de første makroskopiske dyr dukkede op på Jorden for omkring 575 millioner år siden. 24 millioner år senere, mangfoldigheden af ​​dyr begyndte på mystisk vis at falde, fører til Jordens første kendte masseudryddelsesbegivenhed.

Forskere har argumenteret i årtier om, hvad der kan have forårsaget denne masseudryddelse, under det, der kaldes "Ediacaran-Cambrian-overgangen." Nogle mener, at en kraftig nedgang i opløst ilt i havet var ansvarlig. Andre antager, at disse tidlige dyr gradvist blev erstattet af nyudviklede dyr.

Den præcise årsag er forblevet undvigende, dels fordi så lidt er kendt om kemien i Jordens oceaner for længe siden.

Et forskerhold, ledet af forskere fra Arizona State University og finansieret af NASA og National Science Foundation, hjælper med at opklare dette mysterium og forstå, hvorfor denne udryddelsesbegivenhed skete, hvad det kan fortælle os om vores oprindelse, og hvordan verden, som vi kender den, blev til.

Studiet, udgivet i Videnskab fremskridt , blev ledet af ASU School of Earth and Space Exploration -kandidatstuderende Feifei Zhang, under ledelse af fakultetsmedlem Ariel Anbar og personaleforsker Stephen Romaniello.

Betydningen af ​​ilt

I dag er der en overflod af ilt, en vital del af livet, i de fleste af Jordens oceaner. Men der er beviser, der tyder på, at under masseudryddelsen, der var et tab af opløst ilt i Jordens oceaner, en effekt kaldet "marin anoxi".

For at få en bedre forståelse af masseudryddelsen, forskergruppen fokuserede på at studere denne effekt. De ville ikke kun bestemme, hvor meget af havet, der var iltfrit, da dyrene begyndte at falde, men også om marin anoxi bidrog til tilbagegang og eventuel udryddelse af de tidlige dyr.

Integrering af geokemiske data og Jordens fossile optegnelser

For at bestemme niveauerne af marin anoxi og dens virkninger, forskergruppen brugte en ny tilgang til at kombinere geokemiske data og Jordens fossile rekord for præcist at matche evolutionære og miljømæssige begivenheder.

Typisk, forskere bestemmer havets anoxi -niveauer ved at se på mængden af ​​pyrit, almindeligvis kendt som "fjolsguld, "og andre elementer og mineraler i gamle muddersten. Men mudderstener giver kun spor om, hvad der kan være sket på et enkelt sted. Forskere skal prøve snesevis af steder rundt om i verden for at udlede det store billede fra muddersten.

For at overvinde dette, teamet var banebrydende for en ny og mere effektiv tilgang. Stenprøver af marin kalksten blev indsamlet i Three Gorges Area (Hubei -provinsen) i Folkerepublikken Kina. Dette område er kendt for at have nogle af de bedste eksempler i verden fra Ediacaran -perioden. Stenprøverne til denne undersøgelse blev deponeret i et lavt havmiljø for mellem 551 og 541 millioner år siden, og opbevare de marine miljøændringer, der opstod, da de blev deponeret.

Tilbage på laboratoriet, holdet målte uranisotopvariationerne i havkalksten og integrerede derefter uranisotopdataene og paleontologiske data fra den samme pakke af sten. Når dataene blev integreret, teamet kunne tydeligt se, at episoden med omfattende marine anoksi faldt sammen med tilbagegangen og den efterfølgende forsvinden af ​​tidlige dyr.

"Dette kan have været den alvorligste marine anoksiske hændelse i de sidste 550 millioner år, "siger Zhang." Matematisk modellering af vores data tyder på, at næsten hele havbunden var overlejret af anoksisk vand i slutningen af ​​Ediacaran -perioden. "

Er der en masseudryddelse i vores fremtid?

Mens vores oceaner i øjeblikket har en overflod af ilt, der har været en nylig målbar stigning i havanoxi, forskere tilskriver klimaændringer. Fremskridt i undersøgelsen af ​​gammel marin anoksi, som denne, så kan det hjælpe os med at forstå og forudsige, hvad der venter.

"Fortiden er vores bedste laboratorium til at forstå fremtiden", siger medforfatter Anbar "Det er ædruende at se, hvor ofte fortidens masseudryddelser blev forudgået af stigninger i havanoxi. Der er meget, vi ikke forstår om klimaændringer , men de ting, vi ved, er en stor grund til bekymring. "