Circa 430 milioni di anni fa, durante il periodo Siluriano terrestre, gli oceani globali stavano sperimentando cambiamenti che oggi sembrerebbero stranamente familiari. Lo scioglimento dei ghiacci polari significava che il livello del mare era in costante aumento, e l'ossigeno dell'oceano stava cadendo velocemente in tutto il mondo.

Più o meno nello stesso periodo, una morte globale nota tra gli scienziati come l'evento di estinzione di Ireviken che ha devastato decine di specie antiche. L'ottanta per cento dei conodonti, che somigliavano a piccole anguille, sono stati spazzati via, insieme a metà di tutti i trilobiti, che correvano sul fondo del mare come i loro lontani, parente moderno del granchio a ferro di cavallo.

Ora, per la prima volta, un team di ricercatori della Florida State University ha scoperto prove conclusive che collegano l'innalzamento del livello del mare del periodo e l'esaurimento dell'ossigeno dell'oceano alla diffusa decimazione delle specie marine. Il loro lavoro mette in luce una storia drammatica sull'urgente minaccia rappresentata dalla riduzione delle condizioni di ossigeno al ricco arazzo della vita oceanica.

I risultati del loro studio sono stati pubblicati sulla rivista Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti .

Sebbene altri ricercatori avessero prodotto risme di dati sull'evento di Ireviken, nessuno era stato in grado di stabilire un legame definitivo tra l'estinzione di massa ei cambiamenti chimici e climatici negli oceani.

"La connessione tra questi cambiamenti nel ciclo del carbonio e l'evento di estinzione marina è sempre stata un mistero, " ha detto l'autore principale Seth Young, un assistente professore nel Dipartimento della Terra della FSU, Scienza dell'oceano e dell'atmosfera.

Per rispondere a questa vecchia e ostinata domanda, Young e i suoi coautori hanno messo in atto strategie nuove e innovative. Hanno sviluppato un approccio sperimentale multiproxy avanzato utilizzando isotopi di carbonio stabili, isotopi di zolfo stabili e firme geochimiche di iodio per produrre dettagli, misurazioni uniche nel loro genere per la fluttuazione dell'ossigeno marino locale e globale durante l'evento di Ireviken.

"Sono tre separati, proxy geochimici indipendenti, ma quando li combini insieme hai un set di dati molto potente per svelare fenomeni da scala locale a globale, " Young ha detto. "Questa è l'utilità e l'unicità di combinare questi proxy".

Young e il suo team hanno applicato il loro approccio multiproxy a campioni provenienti da due siti geologicamente importanti in Nevada e Tennessee, entrambi i quali furono sommersi da antichi oceani durante il periodo dell'evento di estinzione. Dopo aver analizzato i loro campioni presso il National High Magnetic Field Laboratory della FSU, le connessioni tra i cambiamenti nei livelli di ossigeno dell'oceano e l'estinzione di massa degli organismi marini sono diventate chiare.

Gli esperimenti hanno rivelato un significativo esaurimento globale dell'ossigeno contemporaneo all'evento di Ireviken. Composto con l'innalzamento del livello del mare, che portava acque deossigenate in zone meno profonde e più abitabili, le condizioni di ossigeno ridotto erano più che sufficienti per svolgere un ruolo centrale nell'estinzione di massa. Questa è stata la prima prova diretta di un legame credibile tra l'ampia perdita di ossigeno e l'evento di estinzione di Ireviken.

Ma, giovane trovato, che la perdita di ossigeno non era universale. Solo circa l'8% o meno degli oceani globali ha sperimentato condizioni di riduzione significativa con pochissimo o nessun ossigeno e alti livelli di solfuro tossico, suggerendo che queste condizioni non avevano bisogno di avanzare su scala oceanica per avere un fuori misura, effetto distruttivo.

"Il nostro studio rileva che non è necessario che l'intero oceano si riduca per generare questo tipo di firme geochimiche e per fornire un meccanismo di uccisione per questo significativo evento di estinzione, " ha detto il giovane.

Oggi, come 430 milioni di anni fa, il livello del mare è in aumento e l'ossigeno dell'oceano sta sanguinando a un ritmo allarmante. Mentre continuano a emergere paralleli tra i cambiamenti di oggi e le calamità passate, scrutare il lontano passato della Terra potrebbe essere uno strumento fondamentale per prepararsi al futuro.

"Ci sono fili comuni con altri eventi climatici e di estinzione nel corso della storia della Terra, e il lavoro futuro continuerà ad aiutarci a comprendere le somiglianze e le differenze di questi eventi per limitare le previsioni climatiche future, " ha detto il co-autore Jeremy Owens, un assistente professore nel Dipartimento della Terra della FSU, Ocean and Atmospheric Science che ha lavorato su altri eventi di estinzione nei periodi Giurassico e Cretaceo.

"Penso che sia importante vedere come si sono svolti questi eventi dall'intervallo di estinzione fino al periodo di recupero, quanto fossero severi e le loro connessioni con l'ambiente antico lungo la strada, " ha aggiunto Young. "Questo potrebbe aiutarci a capire cosa c'è in serbo per il nostro futuro e come possiamo potenzialmente mitigare alcuni degli esiti negativi".