Seria intensywnych wydarzeń środowiskowych, które miały miejsce 100 milionów lat temu, doprowadziła do powszechnego wymierania gatunków morskich.
Naukowcy odkryli, w jaki sposób interakcja „zespołu tagów” między oceanami i kontynentami miliony lat temu doprowadziła do ogromnej dewastacji życia morskiego, znacząco zmieniając bieg ewolucji na Ziemi.
Ich badania odsłoniły nowe wyjaśnienie szeregu poważnych kryzysów środowiskowych, zwanych oceanicznymi zjawiskami beztlenowymi, które miały miejsce między 185 a 85 milionami lat temu. Miało to miejsce, gdy morza zostały krytycznie wyczerpane w postaci rozpuszczonego tlenu.
Eksperci z Uniwersytetu w Southampton, który kierował badaniem, stwierdzili, że zdarzenia te wywołały znaczące wstrząsy biologiczne, w tym masowe wymieranie gatunków morskich. gatunek. Wyniki opublikowano niedawno w czasopiśmie Nauka o przyrodzie.
Główny autor Tom Gernon, profesor nauk o Ziemi w Southampton, powiedział: „Zdarzenia związane z anoksyką w oceanach były jak naciśnięcie przycisku resetowania ekosystemów planety. Wyzwaniem było zrozumienie, które siły geologiczne naciskają przycisk”.
Badanie zostało przeprowadzone przez Southampton we współpracy z naukowcami z uniwersytetów w Leeds, Bristolu w Wielkiej Brytanii, Adelajdzie w Australii, Utrechcie w Holandii, Waterloo w Kanadzie i Yale w USA.
Siły geologiczne stojące za zakłóceniami morskimi
Naukowcy zbadali wpływ sił tektonicznych płyt na chemię oceanów w okresie jurajski I Kreda Okresy, zwane łącznie Mezozoik era.
Ten rozdział historii Ziemi często nazywany jest erą dinozaurów, powiedział profesor Gernon, i jest najbardziej odsłonięty wzdłuż Wybrzeża Jurajskiego na południowym wybrzeżu Wielkiej Brytanii, a także wzdłuż klifów Whitby w Yorkshire i Eastbourne w East Sussex.
Zespół połączył analizy statystyczne i wyrafinowane modele komputerowe, aby zbadać, w jaki sposób cykle chemiczne w oceanie mogły w realny sposób zareagować na rozpad superkontynentu Gondwany – wielkiego lądu, po którym wędrowały niegdyś dinozaury.
Prof Gernon dodał: „W erze mezozoicznej doszło do rozpadu tego lądu, co z kolei spowodowało intensywną aktywność wulkaniczną na całym świecie. W miarę przesuwania się płyt tektonicznych i tworzenia się nowego dna morskiego z wietrzenia skał wulkanicznych przedostały się do oceanów duże ilości fosforu, składnika odżywczego niezbędnego do życia. Co najważniejsze, znaleźliśmy dowody na liczne impulsy wietrzenia chemicznego zarówno na dnie morskim, jak i na kontynentach, które na przemian zakłócały funkcjonowanie oceanów”.
„To coś w rodzaju geologicznego zespołu badawczego” – powiedział profesor Gernon.
Eksperci z uniwersytetów odkryli, że czas wystąpienia tych impulsów wietrzenia jest zgodny z większością oceanicznych zdarzeń beztlenowych w zapisie skalnym.
Wpływ na życie morskie i ekosystemy
Proponują, że związany z wietrzeniem napływ fosforu do oceanu działał jak naturalny nawóz, stymulując rozwój organizmów morskich.
Naukowcy stwierdzili jednak, że te epizody zapłodnienia wiązały się z poważnymi kosztami dla ekosystemów morskich.
Wzrost aktywności biologicznej doprowadził do opadnięcia ogromnych ilości materii organicznej na dno oceanu, gdzie zużyła duże ilości tlenu, powiedział współautor Benjamin Mills, profesor ewolucji systemów ziemskich na Uniwersytecie w Leeds.
Dodał: „Proces ten ostatecznie spowodował, że obszary oceanów stały się beztlenowe, czyli zubożone w tlen, tworząc „martwe strefy”, w których wyginęła większość życia morskiego. Zdarzenia beztlenowe trwały zazwyczaj od jednego do dwóch milionów lat i miały głęboki wpływ na ekosystemy morskie, których dziedzictwo jest odczuwalne nawet dzisiaj. Skały bogate w materię organiczną nagromadzone podczas tych wydarzeń są zdecydowanie największym źródłem komercyjnych zasobów ropy i gazu na świecie”.
Spostrzeżenia dotyczące współczesnych wyzwań środowiskowych
Wyniki badania nie tylko wyjaśniają przyczynę ekstremalnych zawirowań biologicznych w mezozoiku, ale także podkreślają niszczycielski wpływ, jaki nadmierne obciążenie substancjami odżywczymi może mieć obecnie na środowisko morskie.
Zespół badaczy wyjaśnił, w jaki sposób dzisiejsza działalność człowieka obniżyła średni poziom tlenu w oceanach o około dwa procent, co doprowadziło do znacznego wzrostu mas wody beztlenowej.
Profesor Gernon dodał: „Badanie zdarzeń geologicznych dostarcza cennych spostrzeżeń, które mogą pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób Ziemia może zareagować na przyszłe obciążenia klimatyczne i środowiskowe”.
Ogólnie rzecz biorąc, odkrycia zespołu ujawniają silniejszy niż oczekiwano związek między stałym wnętrzem Ziemi a jej środowiskiem powierzchniowym i biosferą, szczególnie w okresach wstrząsów tektonicznych i klimatycznych.
„To niezwykłe, jak łańcuch wydarzeń zachodzących na Ziemi może wpłynąć na powierzchnię, często z niszczycielskimi skutkami” – dodał profesor Gernon. „Rozdzielenie kontynentów może mieć głębokie konsekwencje dla przebiegu ewolucji”.
Odniesienie: „Solid Earth forcing of Mesozoic oceanic anoxic events” autorstwa TM Gernona, BJW Millsa, TK Hincksa, AS Merditha, LJ Alcotta, EJ Rohlinga i MR Palmera, 29 sierpnia 2024 r., Nauka o przyrodzie.
DOI: 10.1038/s41561-024-01496-0
