Per decenni, gli scienziati hanno condotto ricerche incentrate sulle cinque principali estinzioni di massa che hanno plasmato il mondo in cui viviamo. Le estinzioni risalgono a più di 450 milioni di anni fa con l'estinzione di massa del tardo Ordoviciano fino all'estinzione più mortale, l'estinzione del tardo Permiano 250 milioni di anni fa che spazzò via oltre il 90% delle specie.

Negli anni, gli scienziati hanno scoperto le principali cause delle estinzioni di massa, che includono massicce eruzioni vulcaniche, il riscaldamento globale, collisioni di asteroidi, e oceani acidi come probabili colpevoli. Altri fattori che sicuramente avranno un ruolo includono le eruzioni di metano e gli eventi anossici marini, quando gli oceani perdono l'ossigeno che sostiene la vita.

Gli eventi che hanno innescato l'estinzione di massa del tardo Ordoviciano o LOME di animali e piante marini sono rimasti in gran parte un mistero fino ad ora. L'Ordoviciano è stato un intervallo di tempo dinamico nella storia della Terra che ha registrato un notevole aumento della diversità biologica marina e una transizione climatica da serra a ghiacciaia. I ricercatori ritengono che questo periodo di raffreddamento, che culminò nella prima glaciazione fanerozoica portò alla tarda estinzione di massa dell'Ordoviciano.

Ora un team di ricercatori, tra cui Maya Elrick all'Università del New Mexico, L'ex studente di master di Elrick Rick Bartlett, ora conseguendo il dottorato alla Louisiana State University, James Wheeley dell'Università di Birmingham (Inghilterra) e Andre Desrochers dell'Università di Ottawa, hanno decifrato le prove geochimiche lasciate nei sedimenti calcarei marini che suggeriscono che questa estinzione sia stata causata da un periodo di raffreddamento globale che ha creato un evento anossico marino globale.

La ricerca, "Improvvisa anossia oceanica globale durante il tardo Ordoviciano-inizio Siluriano rilevata utilizzando isotopi di uranio di carbonati marini, " è stato pubblicato oggi in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ). è stato sostenuto, in parte, attraverso un triennio, $ 680, 000 sovvenzione della National Science Foundation.

"Questa estinzione è la prima delle "cinque grandi" estinzioni che hanno colpito la Terra e la nostra ricerca indica che è stata coincidente con il brusco sviluppo dell'anossia oceanica diffusa che è durata per almeno 1 milione di anni, " disse Elrick.

Lavorare con una troupe internazionale, Elrick e il suo team si sono recati all'isola di Anticosti nella costa di St. Lawrence in Quebec, Canada dove hanno raccolto campioni di roccia calcarea. I campioni restituiti sono stati analizzati per gli isotopi di uranio utilizzando uno spettrometro di massa ospitato nel Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie dell'UNM. I risultati dello studio indicano che l'anossia marina improvvisa e diffusa si è verificata nello stesso momento in cui l'85 percento della vita marina si è estinto.

"Questi risultati hanno fornito la prima prova di un'improvvisa anossia oceanica globale che inizia e continua attraverso condizioni glaciali di picco e calante, " Elrick ha detto. "Suggeriamo che l'anossia sia stata guidata dal raffreddamento globale che ha riorganizzato la circolazione oceanica su larga scala e ha portato a una diminuzione dell'ossigenazione dell'oceano profondo e, flussi di nutrienti potenziati, che ha causato fioriture di fitoplancton e ampliato le aree a bassa concentrazione di ossigeno. Questi risultati forniscono anche la prima prova della diffusa anossia oceanica che inizia e continua durante le condizioni glaciali".

La ricerca di Elrick e Bartlett è il primo studio di questo tipo che utilizza un proxy geochimico (isotopi di uranio) che integra l'intera concentrazione di ossigeno dell'oceano. I risultati concordano con ciò che altri scienziati avevano detto prima, sebbene gli studi precedenti valutassero solo le concentrazioni di ossigeno locali piuttosto che le concentrazioni integrate a livello globale. Ulteriore, Elrick e il suo team stanno modellando le concentrazioni globali di ossigeno nell'oceano per valutare quanta parte del fondale marino è diventata anossica durante l'estinzione del tardo Ordoviciano.

Il team ha confrontato le condizioni 450 milioni di anni fa con quelle odierne e ha determinato che durante l'estinzione di massa del tardo Ordoviciano c'è stato un aumento del 15% circa del fondale marino anossico. L'oceano moderno ha meno di mezzo punto percentuale di fondali anossici (principalmente il Mar Nero), quindi un aumento del 15% dell'anossia del fondale marino è piuttosto significativo.

"L'isola di Anticosti è il miglior laboratorio naturale al mondo per lo studio dei fossili e degli strati sedimentari risalenti alla prima estinzione di massa di quasi 445 milioni di anni fa. L'isola è ora in attesa di riconoscimento nel programma del patrimonio mondiale dell'UNESCO per la sua eccezionale geologia e paleontologia, ", ha affermato Andre Desrochers dell'Università di Ottawa.

Elrick sta anche studiando tre delle altre "cinque grandi" estinzioni di massa utilizzando isotopi di uranio come proxy di ossigenazione.

"Finora a ciascuno di loro è stata associata un'anossia diffusa, quindi stiamo scoprendo che le basse concentrazioni di ossigeno nell'acqua di mare sono un killer importante, "Elrick ha detto

Questi risultati per le passate estinzioni di massa dei "cinque grandi" hanno implicazioni per l'estinzione moderna che il nostro pianeta sta attualmente vivendo.

"Oggi stiamo riscaldando e acidificando gli oceani e gli oceani più caldi contengono sempre meno ossigeno. Alcuni organismi marini possono gestire il calore e l'acidità, ma non la mancanza di ossigeno" ha detto Elrick. "Tutte queste cose stanno accadendo oggi e i risultati dello studio del tardo Ordoviciano indicano la potenziale gravità dell'anossia marina come causa di estinzione per molti degli eventi di estinzione biologica passati e in corso".