Нове дослідження показує, що поєднання вулканічної активності та процесів очищення океану призвело екосистеми Землі до переломного моменту. Розмаїта та насичена морським життям девонська ера Землі, що відбулася понад 370 мільйонів років тому, ознаменувалася появою перших насіннєвих рослин, які поширилися великими лісами на континентах Гондвана та Лаврусія.
Однак подія масового вимирання наприкінці цієї ери вже давно є предметом дискусій. Деякі вчені стверджують, що масове вимирання в пізньому девоні було спричинено масштабними виверженнями вулканів, які спричинили глобальне похолодання. Інші стверджують, що виною тому масова дезоксигенація, викликана розширенням наземних рослин.
Останні результати дослідження
Нещодавно опубліковане дослідження в журналі Communications Earth and Environment під керівництвом дослідників з IUPUI тепер стверджує, що обидва фактори зіграли свою роль — і привертає увагу до екологічних переломних моментів, з якими сьогодні стикається планета.
Філіппеллі та Гілхулі сказали, що висновки дослідження дають дослідникам багато для розгляду. У девонську еру нові біологічні наслідки на суші спричинили негативний вплив на життя в океані. Гілхулі зазначив, що в наш час така діяльність, як стікання добрив в океан, у поєднанні з нагріванням від спалювання викопного палива, знижує рівень кисню в океанах. Попередній результат цього подібного сценарію в пізньому девоні мав катастрофічні наслідки, сказав він.
Історичні уроки та сучасні наслідки
«Протягом історії Землі відбулася низка біологічних інновацій і геологічних подій, які повністю змінили біологічне різноманіття та умови навколишнього середовища в океані та на суші», — сказав Гілхулі. «У девонську еру нова біологічна стратегія на суші мала негативний вплив на життя в океані. Це протверезне спостереження в контексті сучасних глобальних і кліматичних змін, спричинених діяльністю людини. Нам є чому навчитися з історії Землі, що може допомогти нам продумати стратегії та дії, щоб уникнути майбутніх переломних моментів».
Іншими учасниками дослідження були Казумі Озакі з Токійського технологічного інституту, Крістофер Рейнхард з Технологічного інституту Джорджії, Джон Маршалл з Саутгемптонського університету та Джессіка Уайтсайд з Державного університету Сан-Дієго.
Співавторами дослідження є Школа науки факультету IUPUI Габріель Філіппеллі та Вільям Гілхулі III. Провідним автором є Метью Смарт, доцент кафедри океанографії Військово-морської академії США, який на момент дослідження був аспірантом у лабораторії Філіппеллі.
Висновки та методологія
Ця робота є першою, яка об’єднала дві конкуруючі теорії вимирання пізнього девону в комплексний причинно-наслідковий сценарій. По суті, група дійшла висновку, що для масового вимирання повинні відбутися обидві події — масовий вулканізм і деоксигенація, викликана наземними рослинами, які вимивають надлишок поживних речовин в океани.
«Ключ до вирішення цієї головоломки полягав у визначенні та об’єднанні часу та величини геохімічних сигналів, які ми визначили за допомогою складної глобальної моделі», — сказав Філіппеллі. «Це моделювання показало, що величина поживних речовин, яку ми спостерігали на основі геохімічних записів, могла спричинити значне вимирання в морі, але тривалість подій вимагала обох факторів — еволюції коренів дерев і вулканізму — для підтримки морських умов, які були токсичними. до організмів».
Група експертів із седиментології, палеонтології, геохімії, біогеохімії та математичного моделювання буквально копала глибоко, щоб геохімічно проаналізувати сотні зразків, розкиданих по різних континентах. Серед них зразки з острова Імер у східній Гренландії, де знаходяться одні з найстаріших зразків гірських порід на планеті.
«Процес був надзвичайно міждисциплінарним», — сказав Гілхулі. «Цей об’єднаний досвід створив строгий підхід до збору зразків, кореляції послідовностей у часі, отримання хімічних даних і використання геохімічних моделей для перевірки робочих гіпотез про відносний вплив біотичних — рослин — і хімічних — вулканів — тригерів масового вимирання. . Наш аналіз показує, що впливи набагато більш змішані, ніж сценарій «або-або».