Geologer afslører, at anoksi forårsagede tab af biodiversitet i gamle hav

Siden 2016 har forskerne ved Institut for Geologi ved Tallinn University of Technology har været involveret i et forskningsprojekt, der analyserer årsagerne til silurisk krise i biodiversitet. Resultaterne af undersøgelsen er opsummeret i artiklen "Kæde den progressive ekspansion af reducerende betingelser til en trinvis masseudryddelse i de sene siluriske oceaner, "offentliggjort for nylig i tidsskriftet Geologi .

Det internationale forskerteam omfattede forskere fra University of Florida, Tallinn University of Technology, University of South Carolina og Lund University. Medlem af forskningsgruppen, Tallinn University of Technology geolog Olle Hints, siger, "Vores forskning fokuserede på ændringer i Jordens miljøforhold og biodiversitet i den siluriske periode, for 425 millioner år siden. "

Fem store masseudryddelser kendes fra de sidste halve milliarder år af Jordens historie. For eksempel, 250 millioner år siden, ved slutningen af ​​den permiske periode, 95 procent af den tids plante- og dyrearter forsvandt på kort tid. I dag, også, vi står over for et stort tab af biodiversitet og viden om tidligere udryddelsesbegivenheder sætter os i stand til at vurdere dets mulige forløb og konsekvenser. I alvorlig biotisk krise i siluren, kendt som Lau -begivenheden, udryddelse af næsten 25 procent af de marine arter fandt sted.

Forskerne satte sig for at bestemme begivenhedens kronologi og mulige mekanismer.

Oplysninger om biota og miljø fra den fjerne fortid er bedst bevaret i marine sedimentære klipper. Undersøgelse af fossiler gør det muligt for forskere at dokumentere udviklingen og dynamikken i biodiversitet. Fossiler spiller også en afgørende rolle i konstruktionen af ​​den geologiske tidsskala og datering af sten. Kun hvis der er etableret en præcis tidsskala, kan forskere undersøge, hvordan og hvorfor miljøforholdene ændrede sig, og hvordan dette påvirkede biosfæren. For eksempel, atomerne, der udgør kalkstenens mineraler, er vidnesbyrd om den kemiske sammensætning af det gamle hav og atmosfæren og deres udvikling. Ved at kombinere paleontologiske og geokemiske data, konklusioner kan drages om forholdet mellem biota og miljøet.

I dette arbejde, forskerne fokuserede på undersøgelsen af ​​kulstof, svovl- og thalliumisotoper. "Det, der gør vores forskning unik, er, at for første gang, thalliumisotoper blev analyseret fra de paleozoiske klipper, hvilket indikerer ændringer i redoxforholdene i det globale hav. De analyserede stenprøver blev indsamlet fra Letland og øen Gotland, som engang var en del af Baltic paleosea. I denne region, sten har ændret sig meget lidt i løbet af de sidste 500 millioner år, og dermed er de originale oplysninger stadig til stede. Den baltiske region er et givende naturlaboratorium for geologer - der er meget få steder i verden, hvor stenarkiverne i den paleozoiske æra er så velbevarede, "siger professor Hints.

Denne kendsgerning sikrer, at analysernes resultater er pålidelige. Ved siden af ​​de unikke stenprøver, banebrydende analyseudstyr, der til måling af stabile isotopforhold fra små mængder stenpulver spillede en afgørende rolle. De fleste af de geokemiske analyser blev udført af Chelsie N. Bowman og professor Seth A. Young i National High Magnetic Field Laboratory ved Florida State University, en af ​​de mest moderne analytiske faciliteter til denne form for forskning i verden.

Resultaterne af analyserne viste for første gang, at udryddelsen af ​​sene siluriske arter begyndte med et progressivt fald i iltindholdet i havet og kulminerede, da anoksiske og sandsynlige sulfidiske vandmasser nåede de lave hav. Denne ændring var relativt langsom-det tog sandsynligvis 175-270 k.y. fra den indledende fase til krisen nåede sit højdepunkt. Blandt de første organismer, der led af miljøændringen, var der hvirveldyr, repræsenteret af fisk og conodonts, hvis mangfoldighed faldt med næsten 70 procent. Miljøændringen havde også en stor indvirkning på plankton, selvom det skete noget senere.

Professor Hints sagde, "Hvad er fordelene ved at studere en så fjern fortid? På den ene side, vi kan bekræfte, at ændringer i marine redoxforhold og iltniveauer har katastrofale konsekvenser for livet i havene, og at hvirveldyrene er de første, der bliver påvirket af ændringerne. "

Dette er et yderst aktuelt problem, da målinger såvel som modeller indikerer en progressiv ekspansion af oceanisk anoksi i nutidens oceaner. Geologiske data viser, at hvis et system flyttes ud af ligevægt, det vil tage håbløst lang tid fra et menneskeligt perspektiv at vende tilbage til forholdene før hændelsen.

"På den anden side, vi kan lære af dette særlige eksempel, såvel som fra Jordens historie generelt, at hver krise skaber grundlaget for evolutionære innovationer, tillader bedre tilpasningsdygtige organismer at overleve og nye til at dukke op, "Siger professor Hints.