door Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology

Sam Bowring (front) en voormalig afgestudeerde student Seth Burgess inspecteren de end-Perm extinctie horizon in penglaitan., Credit: Shuzhong Shen

de ernstigste massa-extinctie in de geschiedenis van de aarde vond plaats met bijna geen vroege waarschuwingssignalen, volgens een nieuwe studie van wetenschappers aan het mit, China en elders.

de massa-extinctie die 251,9 miljoen jaar geleden plaatsvond, doodde meer dan 96 procent van de mariene soorten en 70 procent van het aardse leven van de planeet—een wereldwijde vernietiging die het einde van de Perm periode markeerde.,

De nieuwe studie, die vandaag in het GSA Bulletin is gepubliceerd, meldt dat er in de ongeveer 30.000 jaar voorafgaand aan het uitsterven van het Perm geen geologisch bewijs is dat soorten beginnen uit te sterven. De onderzoekers vonden ook geen tekenen van grote schommelingen in de temperatuur van de oceaan of dramatische fluxen van kooldioxide in de atmosfeer. Toen oceaansoorten en landsoorten stierven, deden ze dat massaal, gedurende een geologisch ogenblikkelijke periode.,

“We kunnen met zekerheid zeggen dat er geen eerste pulsen van extinctie kwamen”, zegt coauteur Jahandar Ramezani, een onderzoekswetenschapper in het Departement van aard -, atmosferische en planetaire Wetenschappen van het MIT. “Een levendig marien ecosysteem ging door tot het einde van Perm, en dan verdwijnt bang-life. Het grote resultaat van dit artikel is dat we geen vroege waarschuwingssignalen zien van uitsterven. Alles gebeurde geologisch zeer snel.,Ramezani ‘ s coauteurs zijn onder andere Samuel Bowring, hoogleraar geologie aan het MIT, samen met wetenschappers van de Chinese Academie van Wetenschappen, het National Museum of Natural History en de Universiteit van Calgary.

het vinden van ontbrekende stukken

al meer dan twee decennia proberen wetenschappers de timing en duur van de massa-extinctie van het Eindperm vast te stellen om inzicht te krijgen in de mogelijke oorzaken ervan. De meeste aandacht is besteed aan goed bewaarde lagen van fossiele-rijke rotsen in Oost-China, op een plaats die bij geologen bekend staat als de Meishan sectie., Wetenschappers hebben vastgesteld dat dit deel van sedimentaire gesteenten werd afgezet in een oud oceaanbekken, net voor en net na het uitsterven van het Perm. Het Meishan-gedeelte zou dan ook tekenen kunnen bewaren van hoe het leven en het klimaat op aarde vergingen in de aanloop naar de ramp.

“echter, de Meishan sectie werd afgezet in een diep water omgeving en is zeer gecondenseerd,” zegt Shuzhong Shen van het Nanjing Institute of Geology and Paleontology in China, die de studie leidde. “De Rock plaat kan onvolledig zijn.,”Het hele extinctie-interval op Meishan bestaat uit slechts 30 centimeter oude sedimentlagen, en hij zegt dat het waarschijnlijk is dat er perioden waren in deze specifieke oceaanomgeving waarin sedimenten zich niet settelden, waardoor “afzettingsgaten” ontstonden waarin enig bewijs van leven of omgevingsomstandigheden misschien niet zijn geregistreerd., in 1994 nam Shen Bowring samen met Paleobioloog Doug Erwin, nu conservator van Paleozoïsche ongewervelde dieren in het National Museum of Natural History en een coauteur van de paper, op zoek naar een completer extinctieverslag in Penglaitan, een veel minder bestudeerde rots in de Zuid-Chinese provincie Guangxi. De Penglaitan sectie is wat geologen beschouwen als ” sterk uitgebreid.,”Vergeleken met Meishan’ s 30 centimeter sediment, vormen de sedimentlagen van Penglaitan een veel uitgebreidere 27 meter die in dezelfde periode werden afgezet, net voordat de belangrijkste extinctie plaatsvond.

” Het komt uit een ander deel van het oude oceaanbekken, dat dichter bij het continent lag, waar je koraalriffen en veel meer sedimentatie en biologische activiteit zou kunnen vinden, ” zegt Ramezani. “Dus we kunnen veel meer zien, zoals in wat er gebeurt in de omgeving en met het leven, in dezelfde periode.,”

de onderzoekers verzamelden en analyseerden zorgvuldig monsters van meerdere lagen van het Penglaitan-gedeelte, waaronder monsters van asbedden die werden afgezet door vulkanische activiteit die plaatsvond toen de nabijgelegen zeebodem langzaam onder de continentale korst werd geplet. Deze asbedden bevatten zirkonen-minuscule minerale korrels die uranium en lood bevatten, waarvan onderzoekers de verhoudingen kunnen meten om de leeftijd van de zirkoon te bepalen, en het asbed waaruit het kwam.,

Ramezani en zijn collega ‘ s gebruikten deze geochronologische techniek, die voor een groot deel door Bowring werd ontwikkeld, om met hoge precisie de leeftijd van meerdere asbedlagen in het Penglaitaanse gedeelte te bepalen. Uit hun analyse konden ze vaststellen dat het uitsterven van het Eindperm plotseling plaatsvond, ongeveer 252 miljoen jaar geleden, ongeveer 31.000 jaar.,

“a sudden punch”

Het team analyseerde ook sedimentlagen op fossielen, evenals zuurstof-en koolstofisotopen, die iets kunnen vertellen over de temperatuur van de oceaan en de toestand van de koolstofcyclus op het moment dat de sedimenten werden afgezet. Uit het fossielenbestand, verwachtten ze golven van soorten te zien uitsterven in de aanloop naar de uiteindelijke uitstervingshorizon. Op dezelfde manier anticipeerden ze op grote veranderingen in de temperatuur en chemie van de oceaan, die de naderende ramp zouden signaleren.,

” We dachten dat we een geleidelijke afname zouden zien in de diversiteit van levensvormen of, bijvoorbeeld, bepaalde soorten waarvan bekend is dat ze minder veerkrachtig zijn dan andere, we zouden verwachten dat ze vroeg zouden uitsterven, maar dat zien we niet,” zegt Ramezani. “Verdwijningen zijn zeer willekeurig en voldoen niet aan enige vorm van fysiologische proces of milieu-effect. Dat doet ons geloven dat de veranderingen die we zien voor de waarnemingshorizon niet echt het gevolg zijn van uitsterven.,”

bijvoorbeeld, de onderzoekers vonden tekenen dat de temperatuur van de oceaan steeg van 30 tot 35 graden Celsius van de basis naar de top van de 27-meter interval—een periode die ongeveer 30.000 jaar voor de belangrijkste extinctie gebeurtenis omvat. Deze temperatuurschommeling is echter niet erg significant in vergelijking met een veel grotere warmte-up die plaatsvond nadat de meeste soorten al waren uitgestorven.

“grote veranderingen in temperatuur komen direct na het uitsterven, wanneer de oceaan echt heet en ongemakkelijk wordt,” zegt Ramezani. “We kunnen dus uitsluiten dat de temperatuur van de oceaan de oorzaak was van het uitsterven.,”

dus wat kan de plotselinge, wereldwijde wipeout hebben veroorzaakt? De belangrijkste hypothese is dat de extinctie van het Eindpermien werd veroorzaakt door enorme vulkaanuitbarstingen die meer dan 4 miljoen kubieke kilometer lava over wat nu bekend staat als de Siberische vallen, in Siberië, Rusland. Dergelijke immense en aanhoudende uitbarstingen hebben waarschijnlijk enorme hoeveelheden zwaveldioxide en koolstofdioxide in de lucht afgegeven, waardoor de atmosfeer werd verwarmd en de oceanen werden verzuurd.,eerder werk van Bowring en zijn ex-student Seth Burgess stelde vast dat de timing van de erupties van de Siberische Traps overeenkomt met de timing van het uitsterven van het Eindpermaanse. Maar volgens de nieuwe gegevens van het team uit de Penglaitaanse sectie, hoewel de toegenomen wereldwijde vulkanische activiteit de laatste 400.000 jaar van het Perm domineerde, lijkt het er niet op dat er sprake was van dramatische uitstervingen van mariene soorten of significante veranderingen in de temperatuur van de oceaan en atmosferische koolstof in de 30.000 jaar voorafgaand aan de belangrijkste uitsterving.,

” We kunnen zeggen dat er een uitgebreide vulkanische activiteit was voor en na de uitsterving, die enige milieustress en ecologische instabiliteit zou kunnen hebben veroorzaakt. Maar de wereldwijde ecologische ineenstorting kwam met een plotselinge klap, en we kunnen het rokende pistool niet zien in de sedimenten die uitsterven registreren,” zegt Ramezani. “De sleutel in dit artikel is de abruptheid van het uitsterven. Elke hypothese die zegt dat het uitsterven werd veroorzaakt door geleidelijke omgevingsverandering tijdens het late Perm—al die langzame processen, kunnen we uitsluiten., Het lijkt erop dat er plotseling een klap komt, en we proberen nog steeds uit te vinden wat het betekende en wat het precies veroorzaakte.”

” deze studie voegt veel toe aan het groeiende bewijs dat de belangrijkste uitstervingsgebeurtenissen van de aarde plaatsvinden op zeer korte tijd, geologisch gesproken, ” zegt Jonathan Payne, professor in geologische Wetenschappen en biologie aan Stanford University, die niet betrokken was bij het onderzoek. “Het is zelfs mogelijk dat de belangrijkste puls van Perm uitsterving plaatsvond in slechts een paar eeuwen., Als het een omslagpunt voor het milieu blijkt te weerspiegelen binnen een langere periode van voortdurende milieuveranderingen, zou dat ons in het bijzonder zorgen moeten maken over mogelijke parallellen met mondiale veranderingen die nu in de wereld om ons heen plaatsvinden.”

aangeboden door het Massachusetts Institute of Technology

Dit verhaal wordt opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site die nieuws over mit onderzoek, innovatie en onderwijs behandelt.

0