Ongeveer 430 miljoen jaar geleden, tijdens de Silurische periode van de aarde, de oceanen ondergingen veranderingen die vandaag akelig bekend voorkomen. Smeltende poolijskappen betekenden dat de zeespiegel gestaag steeg, en de oceaanzuurstof viel snel over de hele wereld.

Rond dezelfde tijd, een wereldwijde afsterving die onder wetenschappers bekend staat als de Ireviken-uitstervingsgebeurtenis verwoestte tientallen oude soorten. Tachtig procent van de conodonten, die op kleine palingen leken, werden weggevaagd, samen met de helft van alle trilobieten, die over de zeebodem kronkelden als hun verre, hedendaagse verwant de degenkrab.

Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, een team van onderzoekers van de Florida State University heeft overtuigend bewijs gevonden dat de stijging van de zeespiegel en de uitputting van zuurstof in de oceaan in verband brengt met de wijdverbreide decimering van mariene soorten. Hun werk belicht een dramatisch verhaal over de urgente dreiging die uitgaat van verminderde zuurstofcondities voor het rijke tapijt van het oceaanleven.

De bevindingen van hun onderzoek werden gepubliceerd in het tijdschrift Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

Hoewel andere onderzoekers stapels gegevens over de Ireviken-gebeurtenis hadden geproduceerd, niemand was in staat geweest om definitief een verband te leggen tussen de massale uitsterving en de chemische en klimatologische veranderingen in de oceanen.

"Het verband tussen deze veranderingen in de koolstofcyclus en het uitsterven van de zee was altijd een mysterie geweest, " zei hoofdauteur Seth Young, een assistent-professor in FSU's Department of Earth, Oceaan en Atmosferische Wetenschap.

Om deze oude en hardnekkige vraag te beantwoorden, Young en zijn co-auteurs gebruikten nieuwe en innovatieve strategieën. Ze ontwikkelden een geavanceerde experimentele multiproxy-aanpak met behulp van stabiele koolstofisotopen, stabiele zwavelisotopen en geochemische jodiumkenmerken om gedetailleerde, eerste-van-hun-soort metingen voor lokale en globale mariene zuurstoffluctuatie tijdens het Ireviken-evenement.

"Dat zijn drie aparte, onafhankelijke geochemische proxy's, maar als je ze samen combineert, heb je een zeer krachtige dataset om fenomenen van lokale tot wereldwijde schaal te ontrafelen, " zei Young. "Dat is het nut en de uniciteit van het combineren van deze proxy's."

Young en zijn team pasten hun multiproxy-aanpak toe op monsters van twee geologisch belangrijke veldlocaties in Nevada en Tennessee, beide waren ondergedompeld onder oude oceanen tijdens de uitstervingsgebeurtenis. Na analyse van hun monsters in het FSU-gebaseerde National High Magnetic Field Laboratory, de verbanden tussen veranderingen in het zuurstofgehalte in de oceaan en massale uitsterving van mariene organismen werden duidelijk.

De experimenten onthulden een significante wereldwijde zuurstofuitputting gelijktijdig met de Ireviken-gebeurtenis. Samen met de stijgende zeespiegel, die zuurstofarme wateren naar ondiepere en meer bewoonbare gebieden bracht, de verminderde zuurstofcondities waren meer dan voldoende om een ​​centrale rol te spelen in de massa-extinctie. Dit was het eerste directe bewijs van een geloofwaardig verband tussen uitgebreid zuurstofverlies en het uitsterven van Ireviken.

Maar, jong gevonden, dat zuurstofverlies niet universeel was. Slechts ongeveer 8 procent of minder van de wereldzeeën ondervond aanzienlijk verminderende omstandigheden met zeer weinig tot geen zuurstof en hoge niveaus van giftig sulfide, wat suggereert dat deze omstandigheden niet naar de hele oceaanschaal hoefden te gaan om een ​​​​buitenmaatse, vernietigende werking.

"Onze studie constateert dat je niet per se de hele oceaan nodig hebt om te verkleinen om dit soort geochemische handtekeningen te genereren en een kill-mechanisme te bieden voor deze belangrijke uitstervingsgebeurtenis, ' zei Jong.

Vandaag, zoals 430 miljoen jaar geleden, de zeespiegel stijgt en de zuurstof in de oceaan bloedt in een alarmerend tempo. Terwijl er steeds meer parallellen ontstaan ​​tussen de veranderingen van vandaag en de rampen uit het verleden, turen in het verre verleden van de aarde kan een cruciaal hulpmiddel zijn bij de voorbereiding op de toekomst.

"Er zijn raakvlakken met andere klimatologische en uitstervingsgebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde, en toekomstig werk zal ons blijven helpen de overeenkomsten en verschillen van deze gebeurtenissen te begrijpen om toekomstige klimaatvoorspellingen te beperken, " zei co-auteur Jeremy Owens, een assistent-professor in FSU's Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science die heeft gewerkt aan andere uitstervingsgebeurtenissen in het Jura en het Krijt.

"Ik denk dat het belangrijk is om te zien hoe deze gebeurtenissen zich hebben afgespeeld vanaf het uitstervingsinterval tot de herstelperiode, hoe ernstig ze waren en hun connecties met de oude omgeving onderweg, " voegde Young toe. "Dat zou ons kunnen helpen erachter te komen wat onze toekomst in petto heeft en hoe we mogelijk enkele van de negatieve resultaten kunnen verzachten."