Een factor die voorheen over het hoofd werd gezien - de positie van continenten - helpt de oceanen van de aarde te vullen met levensondersteunende zuurstof. Continentale bewegingen kunnen uiteindelijk het tegenovergestelde effect hebben en de meeste diepzeewezens doden.

"Continentale drift lijkt zo traag, alsof er niets drastisch uit kan komen, maar wanneer de oceaan klaar is, kan zelfs een ogenschijnlijk kleine gebeurtenis de wijdverbreide dood van het zeeleven veroorzaken", zegt Andy Ridgwell, UC Riverside-geoloog en co-auteur van een nieuwe studie over krachten die oceanische zuurstof beïnvloeden.

Het water aan het oppervlak van de oceaan wordt kouder en dichter naarmate het de noord- of zuidpool nadert en zinkt dan. Terwijl het water zinkt, transporteert het zuurstof uit de atmosfeer van de aarde naar de oceaanbodem.

Uiteindelijk brengt een retourstroom voedingsstoffen die vrijkomen uit verzonken organisch materiaal terug naar het oppervlak van de oceaan, waar het de groei van plankton voedt. Zowel de ononderbroken toevoer van zuurstof naar lagere diepten als organisch materiaal dat aan de oppervlakte wordt geproduceerd, ondersteunen een ongelooflijke diversiteit aan vissen en andere dieren in de huidige oceaan.

Nieuwe bevindingen onder leiding van onderzoekers van UC Riverside hebben ontdekt dat deze circulatie van zuurstof en voedingsstoffen vrij plotseling kan eindigen. Met behulp van complexe computermodellen onderzochten de onderzoekers of de locaties van continentale platen invloed hebben op hoe de oceaan zuurstof verplaatst. Tot hun verbazing wel.

Deze bevinding, die vandaag is gepubliceerd, wordt gedetailleerd beschreven in het tijdschrift Nature .

"Vele miljoenen jaren geleden, niet zo lang nadat het dierenleven in de oceaan begon, leek de hele wereldwijde oceaancirculatie periodiek te stoppen", zei Ridgwell. "We hadden niet verwacht dat de beweging van continenten ertoe zou kunnen leiden dat oppervlaktewater en zuurstof niet meer zinken, en mogelijk een dramatische invloed zou hebben op de manier waarop het leven op aarde evolueerde."

Tot nu toe waren modellen die werden gebruikt om de evolutie van zeezuurstof in de afgelopen 540 miljoen jaar te bestuderen relatief eenvoudig en hielden ze geen rekening met de oceaancirculatie. In deze modellen impliceerde oceaananoxie - tijden waarin oceanische zuurstof verdween - een daling van de atmosferische zuurstofconcentraties.

"Wetenschappers gingen er eerder van uit dat veranderende zuurstofniveaus in de oceaan meestal soortgelijke schommelingen in de atmosfeer weerspiegelden", zegt Alexandre Pohl, eerste auteur van de studie en voormalig UCR paleoklimaatmodelleur, nu aan de Université Bourgogne Franche-Comté in Frankrijk.

Deze studie gebruikte voor het eerst een model waarin de oceaan in drie dimensies werd weergegeven en waarin rekening werd gehouden met oceaanstromingen. Resultaten tonen aan dat ineenstorting van de wereldwijde watercirculatie leidt tot een sterke scheiding tussen zuurstofniveaus in de bovenste en onderste diepten.

Die scheiding betekende dat de hele zeebodem, met uitzondering van ondiepe plaatsen dicht bij de kust, gedurende vele tientallen miljoenen jaren volledig zuurstof verloor, tot ongeveer 440 miljoen jaar geleden aan het begin van het Siluur.

"Het instorten van de bloedsomloop zou een doodvonnis zijn geweest voor alles wat niet dichter bij de oppervlakte kon zwemmen en de levengevende zuurstof die nog in de atmosfeer aanwezig is", zei Ridgwell. Diepe wezens zijn onder meer bizar ogende vissen, gigantische wormen en schaaldieren, inktvissen, sponzen en meer.

Het artikel gaat niet in op de vraag of en wanneer de aarde in de toekomst een soortgelijke gebeurtenis zou kunnen verwachten, en het is moeilijk vast te stellen wanneer een ineenstorting zou kunnen plaatsvinden of waardoor deze wordt veroorzaakt. Bestaande klimaatmodellen bevestigen echter dat toenemende opwarming van de aarde de oceaancirculatie zal verzwakken, en sommige modellen voorspellen een uiteindelijke ineenstorting van de circulatietak die begint in de Noord-Atlantische Oceaan.

"We hebben een klimaatmodel met een hogere resolutie nodig om een ​​massale uitstervingsgebeurtenis te voorspellen," zei Ridgwell. "Dat gezegd hebbende, hebben we vandaag al zorgen over de watercirculatie in de Noord-Atlantische Oceaan, en er zijn aanwijzingen dat de waterstroom naar diepte afneemt."

In theorie zei Ridgwell dat een ongewoon warme zomer of de erosie van een klif een cascade van processen zou kunnen veroorzaken die het leven op zijn kop zetten zoals het er vandaag uitziet.

"Je zou denken dat het oppervlak van de oceaan, het stukje waarop je zou kunnen surfen of zeilen, de plek is waar alle actie is. Maar daaronder werkt de oceaan onvermoeibaar weg en levert vitale zuurstof aan dieren in de donkere diepten," zei Ridgwell. .

"De oceaan laat het leven bloeien, maar het kan dat leven weer wegnemen. Niets sluit dat uit, aangezien continentale platen blijven bewegen." + Verder verkennen

Onthulling van de geheimen achter de eerste grote massa-extinctie van de aarde