I gamle oceaner, der lignede vores egne, ilttab udløste masseudryddelse

For omkring 430 millioner år siden, under jordens siluriske periode, verdenshavene oplevede ændringer, som ville virke uhyggeligt velkendte i dag. Smeltende polare iskapper betød, at havniveauet steg støt, og havets ilt faldt hurtigt rundt om i verden.

Omtrent på samme tid, en global udryddelse kendt blandt videnskabsmænd som Irevikens udryddelsesbegivenhed ødelagde snesevis af gamle arter. Firs procent af konodonterne, som lignede små ål, blev udslettet, sammen med halvdelen af ​​alle trilobitter, som styrtede langs havbunden som deres fjerne, moderne slægtning hesteskokrabben.

Nu, for første gang, et team af forskere fra Florida State University har afsløret afgørende beviser, der forbinder periodens havniveaustigning og havets iltsvind til den udbredte decimering af marine arter. Deres arbejde fremhæver en dramatisk historie om den presserende trussel, som reducerede iltforhold udgør for havets rige gobelin.

Resultaterne fra deres undersøgelse blev offentliggjort i tidsskriftet Earth and Planetary Science Letters .

Selvom andre forskere havde produceret mængder af data om Ireviken-begivenheden, ingen havde været i stand til definitivt at etablere en sammenhæng mellem masseudryddelsen og de kemiske og klimatiske ændringer i havene.

"Forbindelsen mellem disse ændringer i kulstofkredsløbet og den marine udryddelseshændelse havde altid været et mysterium, " sagde hovedforfatter Seth Young, en adjunkt i FSU's Department of Earth, Ocean og atmosfærisk videnskab.

For at besvare dette gamle og stædige spørgsmål, Young og hans medforfattere implementerede nye og innovative strategier. De udviklede en avanceret multiproxy eksperimentel tilgang ved hjælp af stabile kulstofisotoper, stabile svovlisotoper og geokemiske signaturer af jod for at producere detaljerede, første af deres slags målinger for lokale og globale marine iltsvingninger under Ireviken-arrangementet.

"Det er tre adskilte, uafhængige geokemiske fuldmagter, men når du kombinerer dem sammen, har du et meget kraftfuldt datasæt til at optrevle fænomener fra lokal til global skala, " sagde Young. "Det er nytten og unikheden ved at kombinere disse fuldmagter."

Young og hans team anvendte deres multiproxy-tilgang til prøver fra to geologisk vigtige feltsteder i Nevada og Tennessee, som begge var nedsænket under ældgamle oceaner under udryddelsen. Efter at have analyseret deres prøver på det FSU-baserede National High Magnetic Field Laboratory, sammenhængen mellem ændringer i havets iltniveauer og masseudryddelse af marine organismer blev tydelige.

Eksperimenterne afslørede betydelig global iltsvind samtidig med Ireviken-begivenheden. Sammensat med det stigende havniveau, som bragte iltfattigt vand ind i lavvandede og mere beboelige områder, de reducerede iltforhold var mere end nok til at spille en central rolle i masseudryddelsen. Dette var det første direkte bevis på en troværdig sammenhæng mellem ekspansivt ilttab og Ireviken-udryddelsen.

Men, Ung fundet, at ilttab ikke var universelt. Kun omkring 8 procent eller mindre af de globale oceaner oplevede væsentligt reducerende forhold med meget lidt eller ingen ilt og høje niveauer af giftigt sulfid, tyder på, at disse forhold ikke behøvede at gå videre til hele oceanskala for at have en overstørrelse, destruktiv effekt.

"Vores undersøgelse finder, at du ikke nødvendigvis har brug for, at hele havet reduceres for at generere den slags geokemiske signaturer og for at give en dræbningsmekanisme for denne betydelige udryddelseshændelse, " sagde Young.

I dag, som for 430 millioner år siden, Havniveauet er stigende, og havets ilt bløder i en alarmerende hastighed. Efterhånden som paralleller fortsætter med at dukke op mellem nutidens ændringer og tidligere katastrofer, At kigge ind i Jordens fjerne fortid kunne være et vigtigt værktøj til at forberede sig på fremtiden.

"Der er røde tråde med andre klima- og udryddelsesbegivenheder gennem Jordens historie, og fremtidigt arbejde vil fortsætte med at hjælpe os med at forstå lighederne og forskellene mellem disse begivenheder for at begrænse fremtidige klimaforudsigelser, " sagde medforfatter Jeremy Owens, en adjunkt i FSU's Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science, som har arbejdet på andre udryddelsesbegivenheder i jura- og kridtperioden.

"Jeg tror, ​​det er vigtigt at se, hvordan disse begivenheder udspillede sig hele vejen fra udryddelsesintervallet til genoprettelsesperioden, hvor alvorlige de var og deres forbindelser til det gamle miljø undervejs, " tilføjede Young. "Det kunne hjælpe os med at finde ud af, hvad der er i vente for vores fremtid, og hvordan vi potentielt kan afbøde nogle af de negative resultater."