Ontdek de verrassende geheimen achter de eerste grote massa-extinctie van de aarde

Een team van onderzoekers heeft een nieuwe studie gepubliceerd die de oorzaak van de late Ordovicium-massale uitsterving onderzoekt.

We weten allemaal dat dinosaurussen zijn uitgestorven door een massale uitsterving. Maar wist je dat er ook andere massa-extincties zijn? Er zijn vijf uiterst belangrijke massa-extincties, bekend als de “Big Five”, waarbij ten minste driekwart van alle soorten op aarde binnen een bepaalde geologische periode met uitsterven werd bedreigd. Met de huidige trends van het broeikaseffect en klimaatverandering denken veel onderzoekers nu dat we de zesde plaats kunnen innemen.

Het ontdekken van de oorzaak van het massale uitsterven van de aarde is al lang een hot topic voor wetenschappers, omdat het begrijpen van de omgevingsomstandigheden die de meeste soorten in het verleden hebben uitgeroeid, kan helpen voorkomen dat een soortgelijke gebeurtenis in de toekomst plaatsvindt.

Een team van wetenschappers van de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen van de Universiteit van Syracuse Universiteit van California, Berkeley En University of California, Riverside, University of Bourgogne-Franch Comte, University of New Mexico, University of Ottawa, University of Science and Technology of China en Stanford University waren onlangs co-auteur van onderzoek naar de Late Ordovician Mass Extinction (LOME), de eerste of oudste van de “Big Five (445 miljoen jaar geleden). Ongeveer)”. Ongeveer 85% van de mariene soorten, waarvan de meeste in ondiepe oceanen in de buurt van continenten leefden, verdween in die tijd.

Gedetailleerde afbeeldingen van fossielen van de Ordovicium-rots van Anticosti Island, Quebec, Canada. Krediet: André Desrochers, Universiteit van Ottawa

Hoofdauteur Alexandre Paul, van de University of California Riverside (nu een postdoctoraal onderzoeker aan de universiteit van Bourgogne-Franche-Comté in Dijon, Frankrijk) en zijn co-auteurs onderzochten het oceaanmilieu voor, tijdens en na het uitsterven om bepalen hoe de gebeurtenis was. Gebrouwen en aangezet. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift natuurlijke aardwetenschappen Vandaag (1 november 2021).

Om een ​​beeld te schetsen van het oceanische ecosysteem tijdens de Ordovicium-periode, zegt massa-extinctie-expert Seth Finnegan, universitair hoofddocent aan UC Berkeley, dat de zeeën vol waren met biodiversiteit. De oceanen bevatten enkele van de eerste riffen die door dieren zijn gemaakt, maar ze missen een overvloed aan gewervelde dieren.

“Als je was gaan duiken in de Ordovicium Zee, zou je een aantal bekende groepen hebben gezien, zoals oesters, slakken en sponzen, maar ook veel andere groepen die nu minder divers of volledig uitgestorven zijn, zoals trilobieten, theropoden en carnoïden”, zegt Finnegan. zegt.

In tegenstelling tot snelle massa-extincties, zoals krijtachtigDe derde uitsterving vond plaats toen dinosauriërs en andere soorten plotseling stierven, ongeveer 65,5 miljoen jaar geleden, zegt Finnegan.Lomi vond plaats over een aanzienlijke periode, met schattingen variërend van minder dan een half miljoen tot bijna twee miljoen jaar geleden.

Gedetailleerde afbeeldingen van fossielen van de Ordovicium-rots van Anticosti Island, Quebec, Canada. Krediet: André Desrochers, Universiteit van Ottawa

Een van de belangrijkste discussies over LOME is of het gebrek aan zuurstof in het zeewater de massale uitsterving van die periode heeft veroorzaakt. Om deze vraag te onderzoeken, combineerde het team geochemische testen met numerieke simulaties en computermodellering.

Zunli Lu, een professor in Aard- en Milieuwetenschappen aan de Universiteit van Syracuse, en zijn studenten deden metingen van de jodiumconcentratie in carbonaatgesteenten uit die periode, en deden belangrijke ontdekkingen over zuurstofniveaus in verschillende oceaandiepten. De concentratie van jodium in carbonaatgesteenten dient als een indicator voor veranderingen in het oceanische zuurstofniveau in de geschiedenis van de aarde.

Hun gegevens, samen met computersimulaties, gaven aan dat er geen bewijs was van hypoxie – of hypoxie – tijdens het uitsterven in de ondiepe oceaandierenhabitat waar de meeste organismen leefden, wat impliceert dat klimaatkoeling plaatsvond tijdens de late Ordovicium-periode samen met Gecombineerd met extra factoren die waarschijnlijk verantwoordelijk zijn voor LOME.

Aan de andere kant zijn er aanwijzingen dat hypoxie in de diepe oceaan zich in dezelfde tijd uitbreidde, een mysterie dat niet kan worden verklaard door het klassieke model van oceaanzuurstof, zegt klimaatmodelleringsexpert Alexander Paul.

“Oxygenatie van de bovenste oceaan werd verwacht als reactie op de afkoeling, omdat atmosferische zuurstof bij voorkeur oplost in kouder water”, zegt Ball. “We waren echter verrast om de prevalentie van hypoxie in de lagere oceaan te zien, aangezien hypoxie in de geschiedenis van de aarde over het algemeen in verband wordt gebracht met de opwarming van de aarde veroorzaakt door vulkanen.”

Ze schrijven het gebrek aan zuurstof in de diepzee toe aan de circulatie van zeewater door de mondiale oceanen. Een belangrijk punt om in gedachten te houden, zegt Buhl, is dat de oceaancirculatie een zeer belangrijk onderdeel is van het klimaatsysteem.

Hij maakte deel uit van een team onder leiding van senior ontwerper Andy Ridgewell, een professor aan de University of California Riverside, wiens computermodelleringsresultaten aantoonden dat klimaatkoeling waarschijnlijk het oceaancirculatiepatroon veranderde, waardoor de stroming van zuurstofrijk water in ondiepe zeeën naar de oceaan diepten.

Volgens Lu is de erkenning dat klimaatkoeling ook kan leiden tot lagere zuurstofniveaus in sommige delen van de oceaan, een belangrijke conclusie van hun onderzoek.

“Al tientallen jaren is de dominante stroming in ons vakgebied dat de opwarming van de aarde ervoor zorgt dat de oceanen zuurstof verliezen en zo de levensvatbaarheid van het zeeleven aantasten, waardoor het hele ecosysteem mogelijk wordt gedestabiliseerd”, zegt Lu. “In de afgelopen jaren wijzen steeds meer bewijzen op verschillende episodes in de geschiedenis van de aarde toen het zuurstofgehalte ook daalde in koudere klimaten.”

Hoewel er nog geen volledige overeenstemming is bereikt over de oorzaken van het late Ordovicium-uitsterven, en het zal nog geruime tijd niet worden overeengekomen, sluit de studie van het team veranderingen in oxygenatie uit als een verklaring voor dit uitsterven en voegt het nieuwe gegevens toe die de voorkeur geven aan temperatuurverandering als het dodingsmechanisme voor LOEM.

Buhl hoopt dat ze met betere klimaatgegevens en complexere numerieke modellen in staat zullen zijn om een ​​sterkere weergave te geven van de factoren die mogelijk hebben geleid tot de late Ordovicium-massale uitsterving.

Referentie: “Verticale scheiding in hypoxie in het late Ordovicium als gevolg van reorganisatie van de oceaancirculatie” door Alexander Ball, Zunli Lu, Wani Lu, Richard J. Ridgewell, 1 november 2021, hier beschikbaar. natuurlijke aardwetenschappen.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00843-9