Extreem lage zuurstofniveaus in de oceanen van de aarde kunnen verantwoordelijk zijn voor de uitbreiding van de effecten van een massale uitsterving die ongeveer 200 miljoen jaar geleden miljoenen soorten op aarde heeft uitgeroeid. volgens een nieuwe studie.

Door sporenniveaus van uranium in oceanische kalksteen te meten die overeenkomen met zuurstofniveaus in zeewater dat aanwezig is tijdens de vorming van het gesteente, de nieuwe studie vindt dat delen van de zeebodem zonder zuurstof met een factor 100 zijn toegenomen tijdens het einde van het Trias uitsterven.

Het duurde ongeveer 50 000 jaar voor de oceaanzuurstofniveaus om terug te keren naar wat ze waren vóór het uitsterven en het kan wel 250 hebben geduurd, 000 jaar voor koraalriffen over de hele wereld om volledig te herstellen, volgens de studie.

De nieuwe resultaten werpen licht op de toestand van de oceanen tijdens het eind-Trias uitsterven, die ongeveer 76 procent van alle mariene en terrestrische soorten heeft uitgeroeid. Het eind-Trias is de op drie na grootste uitstervingsepisode in de geschiedenis van de aarde en vond plaats net voordat dinosaurussen het dominante landdier van de aarde werden.

Wetenschappers weten niet zeker wat de uitstervingsgebeurtenis heeft veroorzaakt, maar vermoed dat een uitbarsting van vulkanische activiteit ongeveer 200 miljoen jaar geleden het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer verhoogde. Dat zou de oceanen zuurder hebben gemaakt en ervoor hebben gezorgd dat het oceaanwater anoxisch zou zijn geworden. Ernstige anoxie veroorzaakt "dode zones" in het water waar lage zuurstofniveaus ervoor zorgen dat het leven in de zee stikt en sterft.

Er wordt al lang vermoed dat anoxie een rol heeft gespeeld bij het uitsterven van het eind-Trias, maar de duur en ernst van de anoxie waren niet bekend, volgens de auteurs van de studie. De nieuwe studie, gepubliceerd in Geochemie, Geofysica, Geosystemen, een tijdschrift van de American Geophysical Union, kwantificeert de timing en omvang van mariene anoxie tijdens en na het einde-Trias uitsterven, zei Adam Jost, een postdoctoraal onderzoeker aan MIT's Earth, Sfeervol, en de afdeling Planetaire Wetenschappen in Cambridge, Massachusetts, en hoofdauteur van de nieuwe studie.

De grootschalige anoxie die waarschijnlijk optrad tijdens het uitsterven van het eind-Trias zou veel gebieden niet in staat hebben gesteld om in leven te blijven, volgens de nieuwe studie. De aanhoudende anoxie, of gebrek aan zuurstof, waargenomen in de nieuwe studie zou organismen die de massale uitsterving hebben overleefd, hebben vertraagd om terug te keren naar zuurstofarme gebieden en ze opnieuw te bevolken.

Het kan belangrijk zijn om de rol van anoxie bij het uitsterven te begrijpen, aangezien het uitsterven van het eind-Trias kan dienen als een case study voor biologische aanpassing aan veranderingen in het milieu.

Aangezien uranium in de oceaan goed vermengd is, het kan worden gebruikt om de globale niveaus van anoxie te onderzoeken, wetenschappers informatie geven over de gemiddelde niveaus van oceanische zuurstof. Andere methoden kunnen onderzoekers alleen informeren over lokale zuurstofcondities, zei Joost.

"Het is heel moeilijk om die bewijsstukken te nemen en te extrapoleren wat er op wereldschaal gebeurt, " zei hij. "[De oceaan] kan zuurstofloos zijn [op één locatie], maar als je 100 kilometer verder gaat, het is misschien helemaal niet anoxisch. Het leuke van uraniumisotopen is dat samen met het model dat we construeren, we kunnen beginnen die verandering in anoxie te kwantificeren, en bepalen hoeveel oppervlakte anoxische oceaanbodem nodig is om de trends te genereren die we zien in de uraniumisotopen."

Wetenschappers kunnen bepalen hoeveel zuurstof aanwezig is in oceaanwater door de verhouding van twee vormen van uranium in oceanische kalksteen te meten:uranium-238 en uranium-235.

Oceanische kalksteen vormt zich door de ophoping van calciumcarbonaat uit koraalriffen en de schelpen van tweekleppigen. Uranium dat ook in het zeewater aanwezig is, wordt verwerkt in het calciumcarbonaat en uiteindelijk in de kalksteen.

Als zeewater anoxisch is, bepaalde chemische reacties gebruiken bij voorkeur het zwaardere uranium-238 boven het lichtere uranium-235. Meer van het uranium-238 wordt onoplosbaar in oceaanwater, en kan niet meer worden opgenomen in calciumcarbonaat. In plaats daarvan, het uranium-235 dat in het zeewater achterblijft, wordt op hogere niveaus in het calciumcarbonaat – en uiteindelijk in de kalksteen – opgenomen dan het uranium-238.

Om de ernst van de anoxie tijdens en na het eind-Trias uitsterven te bestuderen, onderzoekers verzamelden monsters van kalksteen uit het Lombardijebekken in Noord-Italië die ongeveer 201 miljoen jaar geleden werden afgezet tijdens en na het einde van het Trias. Ze maten het uraniumgehalte in de monsters, en ontdekte dat er meer uranium-235 dan uranium-238 in de kalksteen zat, wat aangeeft dat er zuurstofloze omstandigheden waren toen het gesteente werd gevormd.

Op basis van hun metingen, de onderzoekers schatten het tijdsbestek voor anoxie tijdens het uitsterven. De onderzoekers ontdekten dat oceaanwater minstens 50 zuurstofloos was, 000 jaar tijdens het uitsterven maar vertraagde rifherstel tot 250, 000 jaar na het uitsterven. Hoewel er andere processen zijn die mogelijk de ophoping van uranium-238 of uranium-235 in het sediment kunnen veroorzaken, de onderzoekers gebruikten modellering om aan te tonen dat deze processen niet de verhoogde niveaus van uranium-235 konden produceren die ze in hun monsters hadden waargenomen.

De auteurs van het onderzoek vermoeden dat de anoxie de oorzaak is van het herstel van mariene soorten tijdens het eind-Trias en zou kunnen hebben bijgedragen aan de ernst van het uitsterven.

Jost zei dat hun conclusies over anoxie aan het eind van het Trias passen in een groter geheel dat naar voren komt uit recent onderzoek dat veel overeenkomsten laat zien tussen het uitsterven van het einde van het Trias en de ernstigste uitsterving ooit. het eind-Perm, die ongeveer 52 miljoen jaar voor het einde van het Trias uitsterven plaatsvond. Door deze uitstervingen te begrijpen, kunnen wetenschappers beter begrijpen hoe soorten kunnen reageren op toekomstige veranderingen in de omgeving.

"Het eind-Perm was veel langer, en het herstel was veel langer en het uitsterven ernstiger, " zei Jost. "Dus in sommige opzichten, het eind-Trias is een mini-eind-Perm."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.