End-Perm-Aussterben, das die meisten Arten der Erde auslöschte, war augenblicklich in geologischer Zeit

Das schwerste Massensterben in der Geschichte der Erde trat fast ohne Frühwarnzeichen, nach einer neuen Studie von Wissenschaftlern am MIT, China, und anderswo.

Das Massensterben am Ende von Perm, das vor 251,9 Millionen Jahren stattfand, tötete mehr als 96 Prozent der Meeresarten des Planeten und 70 Prozent seines Landlebens-eine globale Vernichtung, die das Ende der Perm—Periode markierte.,

Die neue Studie, die heute im GSA Bulletin veröffentlicht wurde, berichtet, dass es in den etwa 30.000 Jahren vor dem Ende des Perm-Aussterbens keine geologischen Beweise dafür gibt, dass Arten aussterben. Die Forscher fanden auch keine Anzeichen für große Schwankungen der Meerestemperatur oder dramatische Zuflüsse von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Als Ozean – und Landarten aussterben, taten sie dies massenhaft, über einen Zeitraum, der geologisch augenblicklich war.,

„Wir können mit Sicherheit sagen, dass keine ersten Aussterbungsimpulse eingetreten sind“, sagt Studien-Co-Autor Jahandar Ramezani, ein Wissenschaftler in der Abteilung für Erde, Atmosphäre und Planetenwissenschaften des MIT. „Ein pulsierendes Meeresökosystem setzte sich bis zum Ende von Perm fort,und dann verschwindet das Bang—Life. Und das große Ergebnis dieses Papiers ist, dass wir keine frühen Warnsignale für das Aussterben sehen. Alles geschah geologisch sehr schnell.,“

Zu Ramezanis Co-Autoren gehören Samuel Bowring, Professor für Geologie am MIT, sowie Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, des National Museum of Natural History und der University of Calgary.

Fehlende Teile finden

Seit über zwei Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, den Zeitpunkt und die Dauer des Massenaussterbens in Perm zu bestimmen, um Einblicke in seine möglichen Ursachen zu erhalten. Die meiste Aufmerksamkeit wurde gut erhaltenen Schichten fossiler Gesteine in Ostchina gewidmet, an einem Ort, der Geologen als Meishan-Abschnitt bekannt ist., Wissenschaftler haben festgestellt, dass dieser Abschnitt von Sedimentgesteinen kurz vor und kurz nach dem Ende des Perm-Aussterbens in einem alten Ozeanbecken abgelagert wurde. Als solches wird angenommen, dass die Meishan-Sektion Anzeichen dafür bewahrt, wie das Leben und das Klima der Erde vor dem katastrophalen Ereignis verlaufen sind.

„Der Meishan-Abschnitt wurde jedoch in tiefem Wasser abgelagert und ist stark kondensiert“, sagt Shuzhong Shen vom Nanjing Institute of Geology and Palaeontology in China, der die Studie leitete. „Die Rock-Platte kann unvollständig sein.,“Das gesamte Aussterbungsintervall in Meishan umfasst nur 30 Zentimeter alter Sedimentschichten, und er sagt, es sei wahrscheinlich, dass es in dieser bestimmten Meeresumgebung Perioden gab, in denen sich Sedimente nicht niederließen, wodurch „Ablagerungslücken“ entstanden, in denen keine Beweise für Leben oder Umweltbedingungen aufgezeichnet wurden.,

1994 nahm Shen Bowring zusammen mit dem Paläobiologen Doug Erwin, jetzt Kurator der paläozoischen Wirbellosen am National Museum of Natural History und Co-Autor des Papiers, auf der Suche nach einem vollständigeren Aussterbungsrekord in Penglaitan, einem viel weniger untersuchten Gesteinsabschnitt in der südchinesischen Provinz Guangxi. Der Penglaitan-Abschnitt ist das, was Geologen als „stark erweitert“ betrachten.,“Im Vergleich zu Meishans 30 Zentimetern Sedimenten machen die Sedimentschichten von Penglaitan viel mehr als 27 Meter aus, die sich im gleichen Zeitraum kurz vor dem Hauptaussterbereignis ablagerten.

„Es stammt aus einem anderen Teil des alten Ozeanbeckens, der näher am Kontinent lag, wo Sie möglicherweise Korallenriffe und viel mehr Sedimentation und biologische Aktivität finden“, sagt Ramezani. „So können wir viel mehr sehen, wie in dem, was in der Umwelt und mit dem Leben passiert, in dieser gleichen Zeit.,“

Die Forscher sammelten und analysierten sorgfältig Proben aus mehreren Schichten des Penglaitan-Abschnitts, einschließlich Proben aus Aschebetten, die durch vulkanische Aktivität abgelagert wurden, die auftraten, als der nahe gelegene Meeresboden langsam unter Kontinentalkruste zerkleinert wurde. Diese Aschebetten enthalten Zirkone-winzige Mineralkörner, die Uran und Blei enthalten, deren Verhältnisse Forscher messen können, um das Alter des Zirkons und das Aschebett, aus dem er stammt, zu bestimmen.,

Ramezani und seine Kollegen verwendeten diese geochronologische Technik, die zu einem großen Teil von Bowring entwickelt wurde, um das Alter mehrerer Aschebettschichten im gesamten Penglaitan-Abschnitt mit hoher Präzision zu bestimmen. Aus ihrer Analyse konnten sie feststellen, dass das Ende-Perm-Aussterben vor etwa 252 Millionen Jahren plötzlich auftrat oder 31.000 Jahre dauerte.,

„A sudden punch“

Das Team analysierte auch Sedimentschichten für Fossilien sowie Sauerstoff-und Kohlenstoffisotope, die etwas über die Meerestemperatur und den Zustand ihres Kohlenstoffkreislaufs zum Zeitpunkt der Ablagerung der Sedimente aussagen können. Aus dem Fossilienbestand erwarteten sie, dass Wellen von Arten im Vorfeld des endgültigen Aussterbungshorizonts aussterben würden. In ähnlicher Weise erwarteten sie große Veränderungen in der Meerestemperatur und Chemie, die die bevorstehende Katastrophe signalisieren würden.,

„Wir dachten, wir würden einen allmählichen Rückgang der Vielfalt der Lebensformen oder zum Beispiel bestimmter Arten sehen, von denen bekannt ist, dass sie weniger widerstandsfähig sind als andere, wir würden erwarten, dass sie frühzeitig aussterben, aber wir sehen das nicht“, sagt Ramezani. „Verschwindenlassen ist sehr zufällig und entspricht keinem physiologischen Prozess oder Umwelteffekt. Das lässt uns glauben, dass die Veränderungen, die wir vor dem Ereignishorizont sehen, nicht wirklich das Aussterben widerspiegeln.,“

Zum Beispiel fanden die Forscher Anzeichen dafür, dass die Meerestemperatur von 30 auf 35 Grad Celsius von der Basis bis zur Spitze des 27-Meter—Intervalls anstieg-ein Zeitraum, der etwa 30.000 Jahre vor dem Hauptaussterbereignis umfasst. Dieser Temperaturschwung ist jedoch im Vergleich zu einer viel größeren Erwärmung, die stattfand, nachdem die meisten Arten bereits ausgestorben waren, nicht sehr signifikant.

„Große Temperaturänderungen treten direkt nach dem Aussterben auf, wenn der Ozean wirklich heiß und unangenehm wird“, sagt Ramezani. „So können wir ausschließen, dass die Meerestemperatur ein Treiber für das Aussterben war.,“

Was könnte also den plötzlichen globalen Wipeout verursacht haben? Die führende Hypothese ist, dass das Ende-Perm-Aussterben durch massive Vulkanausbrüche verursacht wurde, die mehr als 4 Millionen Kubikkilometer Lava über das, was jetzt als Sibirische Fallen bekannt ist, in Sibirien, Russland spuckten. Solche immensen und anhaltenden Eruptionen haben wahrscheinlich große Mengen Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft freigesetzt, die Atmosphäre erwärmt und die Ozeane angesäuert.,

Frühere Arbeiten von Bowring und seinem ehemaligen Doktoranden Seth Burgess stellten fest, dass der Zeitpunkt der sibirischen Vulkanausbrüche mit dem Zeitpunkt des End-Perm-Aussterbens übereinstimmt. Aber nach den neuen Daten des Teams aus dem Penglaitan Abschnitt, obwohl erhöhte globale vulkanische Aktivität dominiert die letzten 400.000 Jahre des Perm, es scheint nicht, dass es irgendwelche dramatischen Aussterben von Meeresarten oder irgendwelche signifikanten Veränderungen in der Meerestemperatur und atmosphärischen Kohlenstoff in den 30.000 Jahren vor dem Hauptaussterben.,

„Wir können sagen, es gab umfangreiche vulkanische Aktivität vor und nach der Auslöschung, die verursacht haben könnte einige Umweltbelastungen und ökologischer Instabilität. Aber der globale ökologische Zusammenbruch kam mit einem plötzlichen Schlag, und wir können seine rauchende Waffe nicht in den Sedimenten sehen, die das Aussterben verzeichnen“, sagt Ramezani. „Der Schlüssel in diesem Papier ist die Plötzlichkeit des Aussterbens. Jede Hypothese, die besagt, dass das Aussterben durch allmähliche Umweltveränderungen während des späten Perm verursacht wurde—all diese langsamen Prozesse können wir ausschließen., Es sieht so aus, als würde ein plötzlicher Schlag eintreten, und wir versuchen immer noch herauszufinden, was es bedeutete und was genau es verursacht hat.“

„Diese Studie trägt sehr stark zu den wachsenden Beweisen bei, dass die wichtigsten Aussterbereignisse der Erde geologisch gesehen in sehr kurzen Zeiträumen auftreten“, sagt Jonathan Payne, Professor für geologische Wissenschaften und Biologie an der Stanford University, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Es ist sogar möglich, dass der Hauptimpuls des Perm-Aussterbens in nur wenigen Jahrhunderten auftrat., Wenn es sich herausstellt, dass es einen ökologischen Wendepunkt innerhalb eines längeren Intervalls anhaltender Umweltveränderungen widerspiegelt,sollte uns dies besonders besorgt über mögliche Parallelen zum globalen Wandel in der Welt um uns herum machen.“