Jorden var stresset før dinosaurernes udryddelse

Nye beviser indsamlet fra antarktiske muslingeskaller bekræfter, at Jorden allerede var ustabil før asteroide-nedslaget, der udslettede dinosaurerne.

Studiet, ledet af forskere ved Northwestern University, er den første til at måle calciumisotopsammensætningen af ​​forstenede muslinge- og sneglehuse, som går tilbage til Kridt-Paleogen-masseudryddelsen. Forskerne fandt ud af, at skallernes kemi - i tiden op til udryddelsen - ændrede sig som reaktion på en bølge af kulstof i havene.

Denne kulstoftilstrømning skyldtes sandsynligvis langvarige udbrud fra Deccan Traps, en 200, 000 kvadratkilometer vulkansk provins beliggende i det moderne Indien. I årene op til asteroidens nedslag, Deccan-fælderne spyede enorme mængder kuldioxid (CO2) ud i atmosfæren. Koncentrationen af ​​CO2 forsurede havene, direkte påvirker de organismer, der lever der.

"Vores data tyder på, at miljøet ændrede sig før asteroidens nedslag, sagde Benjamin Linzmeier, undersøgelsens første forfatter. "Disse ændringer ser ud til at korrelere med udbruddet af Deccan Traps."

"Jorden var tydeligvis under stress før den store masseudryddelse, " sagde Andrew D. Jacobson, en ledende forfatter af papiret. "Asteroide-nedslaget falder sammen med allerede eksisterende kulstofcyklus-ustabilitet. Men det betyder ikke, at vi har svar på, hvad der faktisk forårsagede udryddelsen."

Undersøgelsen vil blive offentliggjort i januar 2020-udgaven af ​​tidsskriftet Geologi , som udkommer senere på måneden.

Jacobson er professor i jord- og planetvidenskab ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences. Linzmeier var postdoc-forsker med Ubben-programmet for klima- og kulstofvidenskab ved Institute for Sustainability and Energy i Northwestern, da forskningen blev udført. Han er nu postdoc ved University of Wisconsin-Madison i Department of Geoscience.

'Hver skal er et øjebliksbillede'

Tidligere undersøgelser har undersøgt de potentielle virkninger af Deccan Traps-udbruddene på masseudryddelsen, men mange har undersøgt bulk sedimenter og brugt forskellige kemiske sporstoffer. Ved at fokusere på en bestemt organisme, forskerne fik en mere præcis, højere opløsning registrering af havets kemi.

"Skaller vokser hurtigt og ændrer sig med vandkemi, " sagde Linzmeier. "Fordi de lever i så kort tid, hver skal er en kort, bevaret øjebliksbillede af havets kemi."

Muslingeskaller består for det meste af calciumcarbonat, det samme mineral som findes i kridt, kalksten og nogle antacida tabletter. Kuldioxid i vand opløser calciumcarbonat. Under dannelsen af ​​skallerne, CO2 påvirker sandsynligvis skalsammensætningen selv uden at opløse dem.

Til denne undersøgelse, forskerne undersøgte skaller indsamlet fra Lopez de Bertodano-formationen, en velbevaret, fossilrigt område på vestsiden af ​​Seymour Island i Antarktis. De analyserede skallernes calciumisotopsammensætninger ved hjælp af en state-of-the-art teknik udviklet i Jacobsons laboratorium i Northwestern. Metoden går ud på at opløse skalprøver for at adskille calcium fra forskellige andre grundstoffer, efterfulgt af analyse med et massespektrometer.

"Vi kan måle calciumisotopvariationer med høj præcision, " sagde Jacobson. "Og disse isotopvariationer er som fingeraftryk for at hjælpe os med at forstå, hvad der skete."

Ved at bruge denne metode, holdet fandt overraskende oplysninger.

"Vi forventede at se nogle ændringer i skallernes sammensætning, men vi var overraskede over, hvor hurtigt ændringerne skete, " sagde Linzmeier. "Vi var også overraskede over, at vi ikke så flere ændringer forbundet med selve udryddelseshorisonten."

En fremtidig advarsel

Forskerne sagde, at forståelsen af, hvordan Jorden reagerede på tidligere ekstrem opvarmning og CO2-input, kan hjælpe os med at forberede os på, hvordan planeten vil reagere på strøm, menneskeskabte klimaændringer.

"Til en vis grad, vi tror, ​​at ældgamle havforsuringsbegivenheder er gode analoger til det, der sker nu med menneskeskabte CO2-emissioner, " sagde Jacobson. "Måske kan vi bruge dette arbejde som et værktøj til bedre at forudsige, hvad der kan ske i fremtiden. Vi kan ikke ignorere rockrekorden. Jordsystemet er følsomt over for store og hurtige tilførsler af CO2. Nuværende emissioner vil have miljømæssige konsekvenser."