Mysteriet løst:Oceanets surhed i den sidste masseudryddelse

En ny undersøgelse ledet af Yale University bekræfter en langvarig teori om den sidste store masseudryddelse i historien, og hvordan den påvirkede Jordens oceaner. Resultaterne kan også besvare spørgsmål om, hvordan livet i havet til sidst kom sig.

Forskerne siger, at det er det første direkte bevis på, at Kridt-Paleogen-udryddelsen for 66 millioner år siden faldt sammen med et kraftigt fald i havenes pH-niveauer - hvilket indikerer en stigning i havets surhedsgrad.

Undersøgelsen vises i online-udgaven af ​​tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Kridt-palæogenet dør ud, også kendt som K-Pg masseudryddelsen, opstod, da en meteor bragede ind i Jorden i slutningen af ​​kridtperioden. Påvirkningen og dens eftervirkninger dræbte omkring 75 % af dyre- og plantearterne på planeten, inklusive hele grupper som ikke-fugle dinosaurer og ammonitter.

"Årevis, folk foreslog, at der ville have været et fald i havets pH, fordi meteornedslaget ramte svovlrige klipper og forårsagede, at svovlsyre regnede ud, men indtil nu havde ingen nogen direkte beviser for at vise, at dette skete, " sagde hovedforfatter Michael Henehan, en tidligere Yale-forsker, der nu er ved GFZ German Research Center for Geosciences i Potsdam, Tyskland.

Det viste sig, at alt de skulle gøre var at se på foraminifererne.

Foraminiferer er bittesmå plankton, der vokser en calcitskal og har en utrolig komplet fossiloptegnelse, der går hundreder af millioner af år tilbage. Analyse af den kemiske sammensætning af foraminifera fossiler fra før, i løbet af, og efter K-Pg-begivenheden producerede et væld af data om ændringer i havmiljøet over tid. Specifikt, målinger af bor-isotoper i disse skaller gjorde det muligt for Yale-forskerne at opdage ændringer i havets surhedsgrad.

Tidligere K-Pg-forskning havde vist, at nogle marine calcifiers - dyrearter, der udvikler skaller og skeletter fra calciumcarbonat - blev udslettet uforholdsmæssigt i masseudryddelsen. Den nye undersøgelse tyder på, at højere havsyreindhold (lavere pH) kan have forhindret disse forkalkningsstoffer i at skabe deres skaller. Dette var vigtigt, forskere bemærker, fordi disse calcifiers udgjorde en vigtig del af det første trin i havets fødekæde, understøtter resten af ​​økosystemet.

"Den havforsuring, vi observerer, kunne nemt have været udløseren for masseudryddelse i havområdet, " sagde seniorforfatter Pincelli Hull, assisterende professor i geologi og geofysik ved Yale.

I mellemtiden holdets bor-isotopanalyse og modelleringsteknikker kan have forenet nogle konkurrerende teorier og forvirrende fakta vedrørende havets liv efter K-Pg-begivenheden.

Hvorfor, for eksempel, er kulstofisotopsignaturer (analyseret fra dybhavskerneprøver) umiddelbart efter K-Pg-asteroidens nedslag, identiske i fossilt materiale fra havbunden og overfladevandet, hvornår normal kulstofcyklus i havene skal føre til forskellige signaturer?

En teori, "Strangelove Ocean"-teorien, hævdede, at for en tid efter K-Pg, havet var i det væsentlige dødt, og det normale kulstofkredsløb stoppede lige. Problemet med "Strangelove Ocean, " ifølge nogle forskere, er, at mange organismer på havbunden, der er afhængige af mad, der synker fra havets overflade, fortsatte uskadt på tværs af K-Pg-begivenheden - en usandsynlig hændelse i et dødt hav. En anden populær teori, kaldet "det levende hav, " foreslog, at K-Pg dræbte større planktonarter, forstyrre kulstofkredsløbet ved at gøre det sværere for organisk materiale at synke til dybhavet, men tillod noget havliv at overleve.

Den nye undersøgelse deler forskellen. Det siger, at havene havde en stor, indledende tab af artsproduktivitet - med så meget som 50 % - efterfulgt af en overgangsperiode, hvor livet i havet begyndte at komme sig.

"På en måde, vi forenede begge disse 'Strangelove'- og 'Living Ocean'-scenarier, Henehan sagde. „Begge havde delvis ret; de skete bare i rækkefølge."

Den nye undersøgelse kan også have afgjort et spørgsmål vedrørende havets pH-niveauer, der fører op til K-Pg. Nogle forskere har teoretiseret, at vulkanudbrud, der startede hundredtusindvis af år før K-Pg, gradvist havde gjort Jorden mere udsat for en masseudryddelse. Dette bør afspejles i et konstant fald i havets pH-niveauer indtil udryddelsen.

"Det, vi kan vise, er, at der ikke er noget reelt signal om gradvist pH-fald i havet i optakten til K-Pg, " sagde Henehan. "Vores resultater understøtter ikke nogen større rolle for vulkansk aktivitet i at forberede verden til udryddelse."

En udløber fra undersøgelsen kan være dens evne til at hjælpe med at forstå jordens tidlige atmosfære og klima. Borisotoperne fra foraminiferer i denne undersøgelse er en fremragende proxy til at estimere kuldioxidniveauer i den geologiske fortid, sagde forfatterne.