Sinds 2016, de onderzoekers van de afdeling Geologie van de Technische Universiteit van Tallinn zijn betrokken bij een onderzoeksproject dat de oorzaken van de Silurische biodiversiteitscrisis analyseert. De bevindingen van de studie zijn samengevat in het artikel "Het koppelen van de progressieve expansie van reducerende omstandigheden aan een stapsgewijze massale uitstervingsgebeurtenis in de late Silurische oceanen, " onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Geologie .

Het internationale onderzoeksteam bestond uit wetenschappers van de Universiteit van Florida, Technische Universiteit van Tallinn, de Universiteit van South Carolina en de Universiteit van Lund. Een lid van de onderzoeksgroep, Tallinn University of Technology, geoloog Olle Hints, zegt, "Ons onderzoek was gericht op de veranderingen in de milieuomstandigheden en de biodiversiteit van de aarde tijdens de Siluurperiode, ongeveer 425 miljoen jaar geleden."

Er zijn vijf grote massa-extincties bekend uit de laatste half miljard jaar van de geschiedenis van de aarde. Bijvoorbeeld, 250 miljoen jaar geleden, aan het einde van het Perm, 95 procent van de plant- en diersoorten van die tijd verdween in korte tijd. Vandaag, te, we worden geconfronteerd met een groot verlies aan biodiversiteit en kennis van eerdere uitstervingsgebeurtenissen stelt ons in staat om het mogelijke verloop en de gevolgen ervan in te schatten. In ernstige biotische crisis in het Siluur, bekend als het Lau-evenement, uitsterven van bijna 25 procent van de mariene soorten plaatsvond.

De wetenschappers gingen op zoek naar de chronologie en mogelijke mechanismen van het evenement.

Informatie over de biota en het milieu uit het verre verleden wordt het best bewaard in afzettingsgesteenten in de zee. Studie van fossielen stelt onderzoekers in staat om de evolutie en de dynamiek van de biodiversiteit te documenteren. Fossielen spelen ook een cruciale rol bij het construeren van de geologische tijdschaal en het dateren van gesteenten. Alleen als er een precieze tijdschaal is vastgesteld, kunnen onderzoekers bestuderen hoe en waarom de omgevingsomstandigheden veranderden en hoe dit de biosfeer beïnvloedde. Bijvoorbeeld, de atomen waaruit de mineralen van kalksteen bestaan, leveren het bewijs van de chemische samenstelling van de oude oceaan en de atmosfeer en hun evolutie. Door paleontologische en geochemische gegevens te combineren, conclusies kunnen worden getrokken over de relaties tussen biota en milieu.

In dit werk, de onderzoekers concentreerden zich op de studie van koolstof, zwavel- en thalliumisotopen. "Wat ons onderzoek uniek maakt, is dat voor het eerst, thalliumisotopen werden geanalyseerd uit de paleozoïsche rotsen die wijzen op veranderingen in redox-omstandigheden van de wereldwijde oceaan. De geanalyseerde gesteentemonsters zijn verzameld uit Letland en het eiland Gotland, die ooit deel uitmaakten van de Baltische paleosea. In deze regio, gesteenten zijn de afgelopen 500 miljoen jaar weinig veranderd, en dus is de originele informatie nog steeds aanwezig. De Baltische regio is een lonend natuurlijk laboratorium voor geologen - er zijn maar weinig plaatsen in de wereld waar de rotsachtige archieven van het Paleozoïcum zo goed bewaard zijn gebleven, ’ zegt professor Hints.

Dit gegeven zorgt ervoor dat de resultaten van de analyses betrouwbaar zijn. Naast de unieke rotsmonsters, geavanceerde analytische apparatuur die voor het meten van stabiele isotopenverhoudingen van kleine hoeveelheden steenpoeder een cruciale rol speelde. De meeste geochemische analyses werden uitgevoerd door Chelsie N. Bowman en professor Seth A. Young in het National High Magnetic Field Laboratory van de Florida State University, een van de modernste analytische faciliteiten ter wereld voor dit soort onderzoek.

De resultaten van de analyses toonden voor het eerst aan dat het uitsterven van laat-Siluursoorten begon met een progressieve afname van het zuurstofgehalte in de oceaan en culmineerde toen zuurstofloze en waarschijnlijk sulfidische watermassa's de ondiepe zeeën bereikten. Deze verandering was relatief langzaam - het duurde waarschijnlijk 175-270 k.y. vanaf de beginfase tot de crisis haar hoogtepunt bereikte. Onder de eerste organismen die te lijden hadden onder de veranderingen in het milieu waren gewervelde dieren, vertegenwoordigd door vissen en conodonts, waarvan de diversiteit met bijna 70 procent is afgenomen. De milieuverandering had ook een grote impact op plankton, hoewel het iets later gebeurde.

Professor Hints zei:"Wat zijn de voordelen van het bestuderen van zo'n ver verleden? Aan de ene kant we kunnen bevestigen dat veranderingen in de redoxcondities en zuurstofniveaus in de zee catastrofale gevolgen hebben voor het leven in de oceanen en dat de gewervelde dieren de eersten zijn die door de veranderingen worden getroffen."

Dit is een zeer actueel onderwerp, aangezien zowel metingen als modellen wijzen op een progressieve expansie van oceanische anoxie in de huidige oceanen. Geologische gegevens bewijzen dat als een systeem uit evenwicht raakt, het zal vanuit menselijk perspectief hopeloos lang duren om terug te keren naar de omstandigheden van vóór de gebeurtenis.

"Anderzijds, we kunnen leren van dit specifieke voorbeeld, evenals uit de geschiedenis van de aarde in het algemeen, dat elke crisis de basis vormt voor evolutionaire innovaties, waardoor beter aanpasbare organismen kunnen overleven en nieuwe kunnen ontstaan, ' zegt professor Hints.