Sovende kæmpe kan gøre en ende på livet i dybhavet

En tidligere overset faktor – kontinenternes position – hjælper med at fylde Jordens oceaner med livsbærende ilt. Kontinental bevægelse kan i sidste ende have den modsatte effekt og dræbe de fleste dybe havdyr.

"Kontinentaldrift virker så langsom, som om der ikke kan komme noget drastisk ud af det, men når havet er klaret, kan selv en tilsyneladende lille begivenhed udløse havlivets udbredte død," sagde Andy Ridgwell, UC Riverside-geolog og medforfatter til en ny undersøgelse af kræfter, der påvirker oceanisk oxygen.

Vandet ved havets overflade bliver koldere og tættere, når det nærmer sig nord- eller sydpolen, og synker derefter. Når vandet synker, transporterer det ilt, der trækkes fra Jordens atmosfære ned til havbunden.

Til sidst bringer en returstrøm næringsstoffer frigivet fra nedsænket organisk materiale tilbage til havets overflade, hvor det fremmer væksten af ​​plankton. Både den uafbrudte tilførsel af ilt til lavere dybder og organisk materiale produceret ved overfladen understøtter en utrolig mangfoldighed af fisk og andre dyr i nutidens hav.

Nye resultater ledet af forskere baseret på UC Riverside har fundet ud af, at denne cirkulation af ilt og næringsstoffer kan ende ganske pludseligt. Ved hjælp af komplekse computermodeller undersøgte forskerne, om kontinentalpladernes placering påvirker, hvordan havet flytter ilt rundt. Til deres overraskelse gør det det.

Dette fund, der er offentliggjort i dag, er detaljeret beskrevet i tidsskriftet Nature .

"For mange millioner år siden, ikke så længe efter at dyrelivet i havet startede, så hele den globale havcirkulation ud til at lukke ned med jævne mellemrum," sagde Ridgwell. "Vi forventede ikke at opdage, at bevægelsen af ​​kontinenter kunne få overfladevand og ilt til at stoppe med at synke og muligvis dramatisk påvirke den måde, livet udviklede sig på på Jorden."

Indtil nu var modeller, der blev brugt til at studere udviklingen af ​​marin ilt over de sidste 540 millioner år, relativt enkle og tog ikke højde for havcirkulationen. I disse modeller indebar havanoksi - tidspunkter, hvor oceanisk oxygen forsvandt - et fald i atmosfæriske oxygenkoncentrationer.

"Forskere har tidligere antaget, at skiftende iltniveauer i havet for det meste afspejlede lignende udsving i atmosfæren," sagde Alexandre Pohl, førsteforfatter af undersøgelsen og tidligere UCR palæoklimamodeller, nu ved Université Bourgogne Franche-Comté i Frankrig.

Denne undersøgelse brugte for første gang en model, hvor havet var repræsenteret i tre dimensioner, og hvor havstrømme blev redegjort for. Resultater viser, at sammenbrud i den globale vandcirkulation fører til en skarp adskillelse mellem iltniveauer i de øvre og nedre dybder.

Denne adskillelse betød, at hele havbunden, bortset fra lavvandede steder tæt på kysten, fuldstændig mistede ilt i mange titusinder af år, indtil for omkring 440 millioner år siden i begyndelsen af ​​den siluriske periode.

"Cirkulationssammenbrud ville have været en dødsdom for alt, der ikke kunne svømme tættere på overfladen og den livgivende ilt, der stadig er til stede i atmosfæren," sagde Ridgwell. Dybets væsener omfatter fisk med bizart udseende, kæmpe orme og krebsdyr, blæksprutter, svampe og meget mere.

Papiret omhandler ikke, om eller hvornår Jorden kan forvente en lignende begivenhed i fremtiden, og det er svært at identificere, hvornår et sammenbrud kan forekomme, eller hvad der udløser det. Eksisterende klimamodeller bekræfter dog, at stigende global opvarmning vil svække havcirkulationen, og nogle modeller forudsiger et eventuelt sammenbrud af den kredsløbsgren, der starter i Nordatlanten.

"Vi har brug for en klimamodel med højere opløsning for at forudsige en masseudryddelse," sagde Ridgwell. "Når det er sagt, har vi allerede bekymringer om vandcirkulationen i Nordatlanten i dag, og der er beviser på, at strømmen af ​​vand til dybden er faldende."

I teorien sagde Ridgwell, at en usædvanlig varm sommer eller erosion af en klippe kunne udløse en kaskade af processer, der ændrer livet, som det ser ud i dag.

"Man skulle tro, at havets overflade, det stykke, du måske surfer eller sejler på, er der, hvor alt handlingen er. Men nedenunder arbejder havet utrætteligt væk og giver livsvigtig ilt til dyr i det mørke dyb," sagde Ridgwell .

"Havet tillader livet at blomstre, men det kan tage det liv væk igen. Intet udelukker det, da kontinentalpladerne fortsætter med at bevæge sig." + Udforsk yderligere

Afsløring af hemmelighederne bag Jordens første store masseudryddelse