End-Permian extinction, som utplånade de flesta av jordens arter, var ögonblicklig i geologisk tid

Den mest allvarliga massutrotningen i Jordens historia inträffade med nästan inga tidiga varningstecken, enligt en ny studie av forskare vid MIT, Kina och på andra håll.

massutrotningen i slutet av perm, som ägde rum för 251,9 miljoner år sedan, dödade mer än 96 procent av planetens marina arter och 70 procent av dess markbundna liv-en global förintelse som markerade slutet av Perm—perioden.,

den nya studien, som publiceras idag i GSA-Bulletinen, rapporterar att under de cirka 30 000 åren som leder fram till slutet-Perm-utrotningen finns det inga geologiska bevis på att arter börjar dö ut. Forskarna fann inga tecken på några stora svängningar i havstemperaturen eller dramatiska flöden av koldioxid i atmosfären. När havet och landarterna dog ut, gjorde de det masse, under en period som var geologiskt ögonblicklig.,

”Vi kan säga säkert att det inte fanns några inledande pulser av utrotning som kommer in, säger studie medförfattare Jahandar Ramezani, forskare på MIT: s Department of Earth, Atmosfäriska, och planetforskning. ”Ett livfullt Marint ekosystem fortsatte fram till slutet av Permian, och sedan försvinner bang—life. Och det stora resultatet av detta dokument är att vi inte ser tidiga varningssignaler om utrotningen. Allt hände geologiskt mycket snabbt.,”

Ramezani medförfattare inkluderar Samuel Bowring, professor i geologi vid MIT, har tillsammans med forskare från Chinese Academy of Sciences, National Museum of Natural History, University of Calgary.

hitta saknade bitar

i över två decennier har forskare försökt att fästa ner tidpunkten och varaktigheten av slutpermian massutrotningen för att få insikter i dess möjliga orsaker. Mest uppmärksamhet har ägnats åt välbevarade lager av fossilrika stenar i östra Kina, på en plats som är känd för geologer som Meishan-sektionen., Forskare har bestämt att denna del av sedimentära bergarter deponerades i ett gammalt havsbassäng, strax före och något efter slutet-permiska utrotningen. Som sådan tros Meishan-sektionen bevara tecken på hur jordens liv och klimat gick fram till den katastrofala händelsen.

”Meishan-sektionen deponerades dock i en djup vatteninställning och är mycket kondenserad”, säger Shuzhong Shen från Nanjing Institute of Geology och Palaeontologi i Kina, som ledde studien. ”Rockrekordet kan vara ofullständigt.,”Hela utrotningsintervallet vid Meishan omfattar bara 30 centimeter av gamla sedimentära lager, och han säger att det är troligt att det fanns perioder i denna speciella havsinställning när sediment inte bosatte sig och skapade ”deponeringsgap” under vilka några tecken på liv eller miljöförhållanden kanske inte har registrerats.,

1994 tog Shen Bowring, tillsammans med paleobiologen Doug Erwin, nu curator för paleozoiska ryggradslösa djur på National Museum of Natural History och en medförfattare av papperet, letar efter en mer fullständig utrotning rekord i Penglaitan, en mycket mindre studerad del av rock i södra Kinas Guangxi-provinsen. Penglaitan-sektionen är vad geologer anser ” mycket utökad.,”Jämfört med Meishans 30 centimeter av sediment utgör Penglaitans sedimentära lager en mycket mer expanderad 27-mätare som deponerades under samma tidsperiod, strax före den huvudsakliga utrotningshändelsen inträffade.

”det är från en annan del av det gamla oceanbassängen, som var närmare kontinenten, där du kan hitta korallrev och mycket mer sedimentering och biologisk aktivitet”, säger Ramezani. ”Så vi kan se mycket mer, som i vad som händer i miljön och med livet, under samma tidsperiod.,”

forskarna samlade noggrant och analyserade prover från flera lager av Penglaitan-sektionen, inklusive prover från askbäddar som deponerades av vulkanisk aktivitet som inträffade när närliggande havsbotten krossades långsamt under kontinentalskorpan. Dessa askbäddar innehåller zirkoner-små mineralkorn som innehåller uran och bly, vars förhållanden forskare kan mäta för att bestämma zirkonens ålder och askbädden från vilken den kom.,

Ramezani och hans kollegor använde denna geokronologiteknik, som i stor utsträckning utvecklats av Bowring, för att med hög precision bestämma åldern för flera askbäddskikt i hela Penglaitan-sektionen. Från deras analys kunde de bestämma att den slutliga permiska utrotningen inträffade plötsligt, för cirka 252 miljoner år sedan, ge eller ta 31 000 år.,

”a sudden punch”

laget analyserade också sedimentära lager för fossiler, liksom syre och kolisotoper, vilket kan berätta något om havstemperaturen och tillståndet för dess kolcykel vid den tidpunkt då sedimenten deponerades. Från den fossila rekordet förväntade de sig att vågor av arter skulle utrotas i fram till den slutliga utrotningshorisonten. På samma sätt förväntade de sig stora förändringar i havstemperatur och kemi, vilket skulle signalera den kommande katastrofen.,

”vi trodde att vi skulle se en gradvis minskning av mångfalden i livsformer eller till exempel vissa arter som är kända för att vara mindre motståndskraftiga än andra, vi skulle förvänta oss att de skulle dö ut tidigt, men vi ser inte det, säger Ramezani. ”Försvinnanden är mycket slumpmässiga och överensstämmer inte med någon form av fysiologisk process eller miljöeffekt. Det får oss att tro att de förändringar Vi ser före händelsehorisonten inte verkligen återspeglar utrotning.,”

till exempel fann forskarna tecken på att havstemperaturen steg från 30 till 35 grader Celsius från basen till toppen av 27-metersintervallet—en period som omfattar cirka 30 000 år före huvudutrotningsevenemanget. Denna temperatursving är dock inte särskilt signifikant jämfört med en mycket större uppvärmning som ägde rum efter att de flesta arter redan hade dött ut.

”stora temperaturförändringar kommer strax efter utrotningen, när havet blir riktigt varmt och obekväma”, säger Ramezani. ”Så vi kan utesluta att havstemperaturen var en drivkraft för utrotningen.,”

Så vad kunde ha orsakat den plötsliga, globala wipeout? Den ledande hypotesen är att den slutliga permiska utrotningen orsakades av massiva vulkanutbrott som spydde mer än 4 miljoner kubikkilometer lava över det som nu kallas sibiriska fällor, i Sibirien, Ryssland. Sådana enorma och långvariga utbrott släppte sannolikt stora mängder svaveldioxid och koldioxid i luften, uppvärmning av atmosfären och försurning av oceanerna.,

tidigare arbete av Bowring och hans tidigare doktorand Seth Burgess bestämde att tidpunkten för de sibiriska fällor utbrott matchar tidpunkten för slutet-Permian utrotning. Men enligt lagets nya data från Penglaitan-sektionen, även om ökad global vulkanisk aktivitet dominerade de senaste 400,000-åren av Permian, verkar det inte som om det fanns några dramatiska utdöden av marina arter eller några signifikanta förändringar i havstemperaturen och Atmosfäriskt kol under de 30,000-åren som ledde fram till den huvudsakliga utrotningen.,

”Vi kan säga att det fanns omfattande vulkanisk aktivitet före och efter utrotningen, vilket kunde ha orsakat viss miljöbelastning och ekologisk instabilitet. Men den globala ekologiska kollapsen kom med ett plötsligt slag, och vi kan inte se dess rökpistol i sedimenten som registrerar utrotning, säger Ramezani. ”Nyckeln i detta dokument är utrotningens abrupthet. Varje hypotes som säger att utrotningen orsakades av gradvis miljöförändring under den sena Permian—alla de långsamma processerna kan vi utesluta., Det ser ut som ett plötsligt slag kommer in, och vi försöker fortfarande ta reda på vad det betydde och vad exakt orsakade det.”

”denna studie lägger mycket till det växande beviset på att jordens stora utrotningshändelser inträffar på mycket korta tidsplaner, geologiskt sett”, säger Jonathan Payne, professor i geologisk vetenskap och biologi vid Stanford University, som inte var inblandad i forskningen. ”Det är även möjligt att Huvudpulsen av Permisk utrotning inträffade på bara några århundraden., Om det visar sig återspegla en miljöbrytningspunkt inom ett längre intervall av pågående miljöförändringar, bör det göra oss särskilt oroade över potentiella paralleller till globala förändringar som händer i världen runt omkring oss just nu.”