De ernstigste massa-extinctie in de afgelopen 540 miljoen jaar heeft meer dan 90 procent van de mariene soorten op aarde en 75 procent van de terrestrische soorten uitgeroeid. Hoewel wetenschappers eerder hadden verondersteld dat de massa-extinctie aan het eind van het Perm, die 251 miljoen jaar geleden plaatsvond, werd veroorzaakt door omvangrijke vulkaanuitbarstingen in een regio van wat nu Siberië is, ze waren niet in staat om het mechanisme te verklaren waardoor de uitbarstingen resulteerden in het uitsterven van zoveel verschillende soorten, zowel in de oceanen als op het land.

Universitair hoofddocent Laura Wasylenki van de School of Earth and Sustainability en Department of Chemistry and Biochemistry van de Northern Arizona University is co-auteur van een nieuw artikel in Natuurcommunicatie recht hebben, "Nikkelisotopen verbinden aërosoldeeltjes van Siberische vallen met de massa-extinctie aan het einde van het Perm, " in samenwerking met Chinees, Canadese en Zwitserse wetenschappers. Het artikel presenteert de resultaten van nikkelisotoopanalyses die zijn uitgevoerd in het laboratorium van Wasylenki op laat-Perm-afzettingsgesteenten verzameld in Arctisch Canada. De monsters hebben de lichtste nikkel-isotoopverhoudingen ooit gemeten in sedimentair gesteente, en de enige plausibele verklaring is dat het nikkel afkomstig was uit het vulkanische terrein, zeer waarschijnlijk gedragen door aerosoldeeltjes en afgezet in de oceaan, waar het de chemie van zeewater drastisch veranderde en het mariene ecosysteem ernstig verstoorde.

"De onderzoeksresultaten leveren sterk bewijs dat nikkelrijke deeltjes werden verneveld en wijd verspreid, zowel door de atmosfeer als in de oceaan, " zei Wasylenki. "Nikkel is een essentieel sporenmetaal voor veel organismen, maar een toename van de hoeveelheid nikkel zou een ongewone stijging van de productiviteit van methanogenen hebben veroorzaakt, micro-organismen die methaangas produceren. Verhoogd methaan zou enorm schadelijk zijn geweest voor al het zuurstofafhankelijke leven."

"Onze gegevens bieden een direct verband tussen de wereldwijde verspreiding van Ni-rijke aerosolen, veranderingen in de oceaanchemie en de massa-extinctie, "Zei Wasylenki. "De gegevens tonen ook aan dat de aantasting van het milieu waarschijnlijk lang voor het uitsterven begon - misschien al in 300, 000 jaar daarvoor. Voorafgaand aan deze studie, de verbinding tussen de Siberische vallen, het vulkanisme van basalt, mariene anoxie en massa-extinctie was nogal vaag, maar nu hebben we bewijs van een specifiek kill-mechanisme. Deze bevinding demonstreert de kracht van nikkelisotoopanalyses, die relatief nieuw zijn, om al lang bestaande problemen in de geowetenschappen op te lossen."

Wasylenki, die in 2018 bij de NAU kwam, was vroeger een stollingspetroloog en daarna een specialist in de groei van calcietkristallen en biomineralisatie. Ze richt zich nu op het gebruik van metaalstabiele isotopengeochemie om geologische, ecologische en biologische vraagstukken. Veel van haar recente en huidige projecten hebben onderzoek gedaan naar metaalisotoopeffecten op vaste-vloeistof-interfaces, in het bijzonder tijdens metaaladsorptie aan oxyhydroxide-mineraaldeeltjes. Dit werk heeft implicaties voor oude en moderne geochemische cycli en metaaltransport in het milieu. Wasylenki's laboratoriumgroep, genaamd Systematic Experimental Study and Analysis of Metals in the Environment (SESAME Lab), richt zich op twee hoofdonderzoeksthema's, de kringloop van overgangsmetalen in moderne en oude oceanen en het milieutransport van giftige zware metalen.