L'ossigeno ha fornito una ventata di aria fresca allo studio dell'evoluzione della Terra circa 400 milioni di anni fa.

Un team di ricercatori, tra cui un membro della facoltà e un borsista post-dottorato della Washington University di St. Louis, hanno scoperto che i livelli di ossigeno sembrano aumentare all'incirca contemporaneamente a un aumento di tre volte della biodiversità durante il periodo Ordoviciano, tra 445 e 485 milioni di anni fa, secondo uno studio pubblicato il 20 novembre in Geoscienze naturali .

"Questa ossigenazione è supportata da due approcci per lo più indipendenti l'uno dall'altro, utilizzando diversi set di registrazioni geochimiche e prevedendo la stessa quantità di ossigenazione avvenuta all'incirca nello stesso momento della diversificazione, " ha detto Cole Edwards, il ricercatore principale di uno studio condotto quando era un borsista post-dottorato in laboratorio sotto l'autore senior del documento, David Fike, professore associato in Scienze della Terra e Planetarie in Arts &Sciences. Gli altri autori sono Matthew Saltzman della Ohio State University e Dana Royer della Wesleyan University nel Connecticut.

"Abbiamo creato un altro collegamento tra la biodiversificazione e i livelli di ossigeno, ma questa volta durante l'Ordoviciano, dove furono raggiunti livelli di ossigeno quasi moderni circa 455 milioni di anni fa, " ha detto Edwards, assistente professore in scienze geologiche e ambientali presso Appalachian State a Boone, N.C. "Va sottolineato che questo probabilmente non era l'unico motivo per cui si è verificata la diversificazione in quel momento. È probabile che altri cambiamenti, come il raffreddamento degli oceani, l'aumento dell'apporto di nutrienti agli oceani e le pressioni di predazione, hanno lavorato insieme per consentire alla vita animale di diversificarsi per milioni di anni".

Questa esplosione di diversità, riconosciuto come il Grande Evento di Biodiversificazione Ordoviciano, portato alla nascita di varie forme di vita marina, enormi cambiamenti tra le famiglie e i tipi di specie, così come i cambiamenti della Terra, a partire dal fondo dei fondali oceanici. Gli impatti di asteroidi sono stati tra le molte perturbazioni studiate come ragioni di una tale esplosione di cambiamento. Edwards, Fike e altri volevano continuare a sondare il legame tra i livelli di ossigeno nell'atmosfera oceanica e i livelli di diversità degli animali nel tempo profondo.

La stima di tali livelli di ossigeno è particolarmente difficile:non c'è modo di misurare direttamente la composizione di antiche atmosfere o oceani. Le macchine del tempo esistono solo nella finzione.

Utilizzando proxy geochimici, dati ad alta risoluzione e firme chimiche conservate in rocce carbonatiche formate da acqua di mare, i ricercatori sono stati in grado di identificare un aumento di ossigeno durante i periodi medio e tardo dell'Ordoviciano e un rapido aumento, a quel. Citano un aumento di quasi l'80 percento dei livelli di ossigeno in cui l'ossigeno costituiva circa il 14 percento dell'atmosfera durante lo stadio di Darriwilian (Ordoviciano medio 460-465 milioni di anni fa) e aumentava fino al 24 percento dell'atmosfera verso la metà del Katian. (Tardo Ordoviciano 450-455 milioni di anni fa).

"Questo studio suggerisce che i livelli di ossigeno atmosferico non hanno raggiunto e mantenuto i livelli moderni per milioni di anni dopo l'esplosione del Cambriano, che è tradizionalmente visto come il momento in cui l'atmosfera oceanica era ossigenata, " ha detto Edwards. "In questa ricerca, mostriamo che l'ossigenazione dell'atmosfera e dell'oceano poco profondo ha richiesto milioni di anni, e solo quando i mari poco profondi si sono progressivamente ossigenati si sono potuti verificare i maggiori impulsi di diversificazione."

Le firme chimiche che servivano da proxy per il carbonio inorganico disciolto includevano dati da impostazioni geologiche che vanno dal Great Basin negli Stati Uniti occidentali, negli Stati Uniti settentrionali e orientali, al Canada e ai suoi Marittimi, così come l'Argentina nell'emisfero australe e l'Estonia nell'emisfero orientale. Nevada, Utah, Oklahoma, Missouri (New London a nord e Highway MM a sud di St. Louis), Iowa, Ohio, West Virginia e Pennsylvania erano tra i punti dati negli Stati Uniti.

I ricercatori hanno concluso che non era chiaro se l'aumento dell'ossigenazione avesse un effetto diretto sulla vita animale, o anche se ha avuto un effetto passivo, dire, espandere l'ecospazio ricco di ossigeno. Quindi è difficile risolvere se la temperatura, aumento dell'ossigenazione o qualcos'altro è servito come motore per la biodiversità. Ma i risultati hanno mostrato che l'ossigeno stava certamente aumentando durante i periodi di alcuni dei più grandi cambiamenti.

"L'ossigeno e la vita animale sono sempre stati collegati, ma la maggior parte dell'attenzione si è concentrata su come sono nati gli animali, "disse Saltzman, professore e direttore della scuola di Scienze della Terra presso l'Ohio State. "Il nostro lavoro suggerisce che l'ossigeno potrebbe essere stato altrettanto importante per capire come gli animali siano diventati così diversi e abbondanti".