Driver til den største masseudryddelse i Jordens historie identificeret

Livet på jorden har en lang, men også en ekstremt turbulent historie. Ved mere end én lejlighed, størstedelen af ​​alle arter uddøde, og en allerede højt udviklet biodiversitet skrumpede til et minimum igen, ændrer evolutionens gang hver gang. Den mest omfattende masseudryddelse fandt sted for omkring 252 millioner år siden. Det markerede slutningen på den permiske epoke og begyndelsen på den triasiske epoke. Omkring tre fjerdedele af alt landliv og omkring 95 procent af livet i havet forsvandt inden for få tusinde år.

Gigantiske vulkanske aktiviteter i nutidens Sibirien og frigivelse af store mængder metan fra havbunden er længe blevet diskuteret som potentielle udløsere for den perm-triasiske udryddelse. Men den nøjagtige årsag og rækkefølgen af ​​hændelser, der førte til masseudryddelsen, forblev meget kontroversiel. Nu, forskere fra Tyskland, Italien og Canada, inden for rammerne af det EU-finansierede projekt BASE-LiNE Earth ledet af prof. dr. Anton Eisenhauer fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel i samarbejde med Helmholtz Center Potsdam GFZ German Research Center for Geosciences, har for første gang været i stand til endegyldigt at rekonstruere hele kaskaden af ​​begivenheder på det tidspunkt ved hjælp af banebrydende analytiske teknikker og innovativ geokemisk modellering. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i dag i det internationale tidsskrift Naturgeovidenskab .

Til deres undersøgelse, BASE-LiNE Earth-teamet brugte et tidligere ofte forsømt miljøarkiv:skallerne fra fossile brachiopoder. "Det er muslingeagtige organismer, der har eksisteret på Jorden i mere end 500 millioner år. Vi var i stand til at bruge velbevarede brachiopodfossiler fra de sydlige alper til vores analyser. Disse skaller blev deponeret i bunden af ​​det lavvandede hyldehav af Tethys Ocean for 252 millioner år siden og registrerede miljøforholdene kort før og i begyndelsen af ​​udryddelse, "forklarer Dr. Hana Jurikova. Hun er første forfatter til undersøgelsen, som hun gennemførte som en del af BASE-LiNE Earth-projektet og hendes doktorafhandling ved GEOMAR.

Ved at måle forskellige isotoper af elementet bor i de fossile skaller, holdet var i stand til at spore udviklingen af ​​pH -værdierne i havet for 252 millioner år siden. Da havvandets pH er tæt koblet til CO ₂ koncentration i atmosfæren, rekonstruktionen af ​​sidstnævnte var også mulig. Til analyserne, holdet brugte isotopanalyser med høj præcision på GEOMAR samt mikroanalyser i høj opløsning på det state-of-the-art sekundære ion-massespektrometer (SIMS) med stor geometri ved GFZ.

"Med denne teknik, vi kan ikke kun rekonstruere udviklingen af ​​det atmosfæriske CO ₂ koncentrationer, men også tydeligt spore det tilbage til vulkansk aktivitet. Opløsningen af ​​methanhydrater, som var blevet foreslået som en potentiel yderligere årsag, er meget usandsynligt baseret på vores data, "forklarer Dr. Marcus Gutjahr fra GEOMAR, medforfatter af undersøgelsen.

Som et næste trin, holdet fodrede deres data fra boret og yderligere carbonisotopbaserede undersøgelser af en computerbaseret geokemisk model, der simulerede Jordens processer på det tidspunkt. Resultaterne viste, at opvarmning og forsuring af havet er forbundet med det enorme vulkanske CO ₂ injektion i atmosfæren var allerede dødelig og førte til udryddelse af marine forkalkende organismer lige ved udryddelsens begyndelse. Imidlertid, CO ₂ frigivelse medførte også yderligere konsekvenser; med øgede globale temperaturer forårsaget af drivhuseffekten, kemisk forvitring på land steg også.

Over tusinder af år, stigende mængder næringsstoffer nåede havene via floder og kyster, som derefter blev overbefrugtet. Resultatet var en stor iltforringelse og ændring af hele elementære cyklusser. "Dette domino-lignende sammenbrud af de indbyrdes forbundne livsløbende cykler og processer førte i sidste ende til det observerede katastrofale omfang af masseudryddelse ved den perm-triasiske grænse, "opsummerer Dr. Jurikova.

Undersøgelsen blev udført inden for rammerne af det EU-finansierede ITN-projekt BASE-LiNE Earth, hvor brugen af ​​brachiopoder som miljøarkiv systematisk blev undersøgt for første gang, og relevante analysemetoder blev forbedret og nyudviklet. "Uden disse nye teknikker ville det være svært at rekonstruere miljøprocesser for mere end 250 millioner år siden i samme detaljeringsniveau, som vi har gjort nu, "understreger prof. dr. Anton Eisenhauer fra GEOMAR, den tidligere BASE-LiNE Earth-projektkoordinator og medforfatter af det nye studie, "ud over, de nye metoder kan anvendes til andre videnskabelige anvendelser. "