Geokemisk undersøgelse bekræfter årsagen til slut-Permian masseudryddelse

Den mest alvorlige masseudryddelse i de sidste 540 millioner år eliminerede mere end 90 procent af Jordens marine arter og 75 procent af terrestriske arter. Selvom videnskabsmænd tidligere havde antaget, at den endelige permiske masseudryddelse, som fandt sted for 251 millioner år siden, blev udløst af voluminøse vulkanudbrud i en region i det nuværende Sibirien, de var ikke i stand til at forklare den mekanisme, hvorved udbruddene resulterede i udryddelsen af ​​så mange forskellige arter, både i havene og på land.

Lektor Laura Wasylenki fra Northern Arizona University's School of Earth and Sustainability og Department of Chemistry and Biochemistry er medforfatter på et nyt papir i Naturkommunikation berettiget, "Nikkelisotoper forbinder Siberian Traps-aerosolpartiklerne med masseudryddelsen i slutningen af ​​Perm, "i samarbejde med kinesere, canadiske og schweiziske videnskabsmænd. Papiret præsenterer resultaterne af nikkelisotopanalyser udført i Wasylenkis laboratorium på senpermiske sedimentære bjergarter indsamlet i det arktiske Canada. Prøverne har de letteste nikkelisotopforhold nogensinde målt i sedimentære bjergarter, og den eneste plausible forklaring er, at nikkel stammer fra det vulkanske terræn, højst sandsynligt båret af aerosolpartikler og aflejret i havet, hvor det dramatisk ændrede havvandets kemi og alvorligt forstyrrede det marine økosystem.

"Forsøgsresultaterne giver stærke beviser for, at nikkelrige partikler blev aerosoliseret og spredt bredt, både gennem atmosfæren og ud i havet, " sagde Wasylenki. "Nikkel er et vigtigt spormetal for mange organismer, men en stigning i nikkeloverflod ville have drevet en usædvanlig stigning i produktiviteten af ​​methanogener, mikroorganismer, der producerer metangas. Øget metan ville have været enormt skadeligt for alt iltafhængigt liv."

"Vores data giver en direkte forbindelse mellem global spredning af Ni-rige aerosoler, ændringer i havets kemi og masseudryddelsen, " sagde Wasylenki. "Dataene viser også, at miljøforringelsen sandsynligvis begyndte et godt stykke før udryddelseshændelsen - måske begyndende så tidligt som 300, 000 år før da. Forud for denne undersøgelse, forbindelsen mellem sibiriske fælder oversvømmer basaltvulkanisme, marin anoksi og masseudryddelse var ret vag, men nu har vi beviser for en specifik dræbningsmekanisme. Dette fund demonstrerer styrken af ​​nikkelisotopanalyser, som er relativt nye, at løse mangeårige problemer inden for geovidenskaberne."

Wasylenki, som kom til NAU i 2018, var tidligere magmatisk petrolog og derefter specialist i calcitkrystalvækst og biomineralisering. Hun fokuserer nu på brugen af ​​metalstabil isotopgeokemi til at adressere geologiske, miljømæssige og biologiske spørgsmål. Mange af hendes seneste og nuværende projekter har undersøgt metalisotopvirkninger ved faststof-væske grænseflader, især under metaladsorption til oxyhydroxidmineralpartikler. Dette arbejde har implikationer for gamle og moderne geokemiske kredsløb og miljømæssig metaltransport. Wasylenkis laboratoriegruppe, navngivet Systematisk eksperimentel undersøgelse og analyse af metaller i miljøet (SESAME Lab), fokuserer på to hovedforskningstemaer, overgangsmetallernes kredsløb i moderne og ældgamle have og miljøtransporten af ​​giftige tungmetaller.