Раскрытие удивительных секретов первого крупного массового вымирания Земли

Подробные изображения окаменелостей из ордовикских обнажений острова Антикости, Квебек, Канада. Предоставлено: Андре Дерошер, Университет Оттавы.

Группа исследователей опубликовала новое исследование, в котором изучается причина массового вымирания в позднем ордовике.

Все мы знаем, что динозавры вымерли в результате массового вымирания. Но знаете ли вы, что есть и другие массовые вымирания? Существует пять критически важных массовых вымираний, известных как «Большая пятерка», в которых по крайней мере три четверти всех видов на Земле столкнулись с исчезновением в течение определенного геологического периода времени. Учитывая текущие тенденции глобального потепления и изменения климата, многие исследователи полагают, что мы можем занять шестое место.

Обнаружение первопричины массового вымирания Земли долгое время было горячей темой для ученых, потому что понимание условий окружающей среды, которые уничтожили большинство видов в прошлом, может помочь предотвратить подобное событие в будущем.

Команда ученых из Департамента наук о Земле и окружающей среде Сиракузского университета Калифорнийский университет в Беркли А Калифорнийский университет в Риверсайде, Бургундский университет-Франч-Конте, Университет Нью-Мексико, Оттавский университет, Университет науки и технологий Китая и Стэнфордский университет недавно стали соавторами исследования, посвященного изучению массового вымирания позднего ордовика (LOME), первого или самый старый из «Большой пятерки» (445 миллионов лет назад. Примерно) ». Около 85% морских видов, большинство из которых обитало в мелководных океанах у континентов, исчезли за это время.

Подробные изображения окаменелостей из ордовикских обнажений острова Антикости, Квебек, Канада. Предоставлено: Андре Дерошер, Университет Оттавы.

Ведущий автор Александр Поль из Калифорнийского университета в Риверсайде (ныне доктор наук в Университете Бургонь-Франш-Конте в Дижоне, Франция) и его соавторы исследовали окружающую среду океана до, во время и после исчезновения, чтобы определить, что мероприятие понравилось. Заварил и включил. Результаты их исследования опубликованы в журнале. естественные науки о Земле Сегодня (1 ноября 2021 г.).

Чтобы нарисовать картину океанической экосистемы в ордовикский период, эксперт по массовому вымиранию Сет Финниган, доцент Калифорнийского университета в Беркли, говорит, что моря были переполнены биоразнообразием. Океаны были одними из первых рифов, созданных животными, но им не хватало позвоночных.

«Если бы вы ныряли в ордовикском море, вы бы увидели некоторые знакомые группы, такие как устрицы, улитки и губки, но также и многие другие группы, которые сейчас менее разнообразны или полностью вымерли, такие как трилобиты, тероподы и морские лилии», — сказал Финнеган. говорит.

В отличие от быстрых массовых вымираний, таких как меловойТретье вымирание произошло, когда динозавры и другие виды внезапно умерли около 65,5 миллионов лет назад, говорит Финнеган. Ломи произошло в течение значительного периода времени, по оценкам, от менее полумиллиона до почти двух миллионов лет назад.

Подробные изображения окаменелостей из ордовикских обнажений острова Антикости, Квебек, Канада. Предоставлено: Андре Дерошер, Университет Оттавы.

Один из основных споров о LOME заключается в том, вызвал ли недостаток кислорода в морской воде массовое вымирание в тот период. Чтобы исследовать этот вопрос, команда объединила геохимические испытания с численным моделированием и компьютерным моделированием.

Зунли Лу, профессор наук о Земле и окружающей среде в Сиракузском университете, и его студенты провели измерения концентрации йода в карбонатных породах того периода и сделали важные открытия об уровнях кислорода в различных глубинах океана. Концентрация йода в карбонатных породах служит индикатором изменений уровня кислорода в океане в истории Земли.

Их данные, наряду с компьютерным моделированием, показали, что не было никаких доказательств гипоксии — или гипоксии — во время вымирания в среде обитания животных на мелководье, где обитало большинство организмов, что означает, что похолодание климата произошло в поздний ордовикский период вместе с дополнительные факторы, которые могут быть причиной LOME.

С другой стороны, есть свидетельства того, что гипоксия в глубинах океана расширилась в то же время, и эта загадка не может быть объяснена классической моделью кислорода в океане, говорит эксперт по моделированию климата Александр Пол.

«Оксигенация верхних слоев океана была ожидаема в ответ на похолодание, потому что атмосферный кислород преимущественно растворяется в более холодной воде», — говорит Болл. «Однако мы были удивлены, увидев преобладание гипоксии в нижних слоях океана, поскольку гипоксия в истории Земли обычно ассоциировалась с глобальным потеплением, вызванным вулканами».

Они связывают нехватку кислорода в морских глубинах с циркуляцией морской воды в Мировом океане. Ключевой момент, о котором следует помнить, говорит Буль, заключается в том, что циркуляция океана является очень важным компонентом климатической системы.

Он был частью команды, возглавляемой старшим дизайнером Энди Риджуэллом, профессором Калифорнийского университета в Риверсайде, результаты компьютерного моделирования которого показали, что похолодание климата, вероятно, изменило схему циркуляции океана, остановив поток богатой кислородом воды из мелководных морей в сторону океана. океанские глубины.

По словам Лу, признание того, что похолодание климата также может привести к снижению уровня кислорода в некоторых частях океана, является ключевым выводом из их исследования.

«На протяжении десятилетий доминирующая школа мысли в нашей области заключалась в том, что глобальное потепление приводит к тому, что океаны теряют кислород и, таким образом, влияют на жизнеспособность морской жизни, потенциально дестабилизируя всю экосистему», — говорит Лу. «В последние годы появляется все больше свидетельств, указывающих на несколько эпизодов в истории Земли, когда уровень кислорода также снижался в более холодном климате».

Хотя причины позднего ордовикского вымирания полностью не согласованы и не будут согласованы в течение некоторого времени, исследование группы исключает изменения оксигенации как одно из объяснений этого вымирания и добавляет новые данные, которые подтверждают изменение температуры как механизм убийства. ЛОМЕ.

Буль надеется, что с лучшими климатическими данными и более сложными численными моделями они смогут обеспечить более надежное представление о факторах, которые могли привести к массовому вымиранию в позднем ордовике.

Ссылка: «Вертикальное разделение при гипоксии в позднем ордовике из-за реорганизации циркуляции океана» Александра Болла, Зунли Лу, Вани Лу, Ричарда Дж. Риджуэлл, 1 ноября 2021 г., доступно здесь. естественные науки о Земле.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00843-9