300萬年的長期缺氧導致了毀滅性的物種滅絕

2021-01-07 冬哥譜科

2020年4月14日,史丹福大學發表論文。

在一項新的研究中,史丹福大學的研究人員有力地支持了這樣的理論,即大約4.44億年前,地球海洋中的缺氧導致了毀滅性的物種滅絕。

新的結果進一步表明,這些缺氧(幾乎沒有氧氣)的條件持續了300多萬年,遠遠長於我們星球歷史上類似的生物多樣性崩潰時期。

除了加深對古代大滅絕事件的理解外,這些發現對今天也有意義:全球氣候變化正在導致公海和沿海水域的氧氣水平下降,這一過程可能會給各種物種帶來厄運。

主要作者理察·喬治·斯託基說:「我們的研究排除了數億年前發生的大規模死亡期間缺氧條件的範圍和強度方面的許多剩餘不確定性。」

「但這些發現並不局限於那一場生物大災難。」

這項研究發表在4月14日的「自然通訊」上,圍繞著一場被稱為晚奧陶世大滅絕的事件展開。

它被認為是地球歷史上「五大」大滅絕之一,其中最著名的是大約6500萬年前白堊紀-古近紀事件,那次事件滅絕了所有的非鳥類恐龍。

水世界。

在大約4.5億年前的晚奧陶世事件開始時,世界與今天非常不同,甚至不同於恐龍時代。

絕大多數生命完全發生在海洋中,陸地上的植物才剛剛開始出現。

大多數現代大陸被擠在一起,形成了一個超級大陸,被稱為岡瓦那。

由於全球變冷,岡瓦那的大部分地區被冰川籠罩,開始了最初的物種滅絕進程。

到大約4.44億年前,第二次物種滅絕進程開始出現在赫南提亞和羅得丹地質階段之間的邊界,儘管沒有定論,但主要歸因於海洋缺氧。

到晚奧陶世事件最終過去時,大約85%的海洋物種從化石記錄中消失了。

史丹福大學的研究人員和他們的研究同事專門研究了物種滅絕的第二個進程。

該研究小組試圖限制關於地球海洋中溶解氧匱乏(當時和現在一樣對海洋生物學至關重要)發生在哪裡,以及在多大程度和多長時間內發生的不確定性。

先前的研究已經通過分析含有鈾和鉬等金屬同位素的古代沉積物來推斷海洋氧濃度,這些沉積物在缺氧和富氧條件下會發生不同的化學反應。

基本證據。

Stockey領導了一個新模型的構建,該模型納入了之前發布的金屬同位素數據,以及來自利比亞穆爾祖克盆地黑色頁巖冰雹樣本的新數據,這些樣本存放在大滅絕期間的地質記錄中。

該模型撒下了一張大網,考慮了31個與金屬相關的不同變量,包括從陸地上滲出的鈾和鉬的數量,這些鈾和鉬通過河流進入海洋,然後沉降到海底。

該模型的結論是:在任何合理的情況下,地球的大量海底肯定都發生了嚴重而長期的海洋缺氧。

「多虧了這個模型,我們可以自信地說,一個漫長而深刻的全球缺氧事件與奧陶紀晚期的第二次大規模滅絕有關,」斯珀林說。

「對於大多數海洋生物來說,赫南提亞-羅丹尼亞邊界確實是一個非常不適合生存的時期。」

對生物多樣性的影響。

過去的教訓表明,現代海洋中越來越多的記錄表明,脫氧作用,特別是在主要陸塊周圍的大陸架上坡,將給許多生物類型帶來壓力-可能瀕臨滅絕。

斯託基說:「低氧條件不可能不對生物多樣性產生嚴重影響。」

斯珀林說:「我們在模擬現代海洋中的氧化作用時遇到了很大的問題。」通過擴展我們對過去海洋行為的思考,我們可以對今天的海洋有所了解。」

這項研究的共同作者是喬治亞理工學院、耶魯大學、樸茨茅斯大學和捷克布拉格生命科學大學。

來源:丹妮爾·託倫特·塔克(Danielle Torrent Tucker),史丹福大學

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