Scisti neri laminati e selci esposti sul fiume Peel, Yukon, Canada, che furono depositati durante il tardo Ordoviciano e il primo Siluriano. Questi sedimenti non mostrano prove di organismi che vivono sul fondo del mare a causa delle condizioni anossiche del fondo marino. I ricercatori hanno stimato l'estensione globale delle condizioni di carenza di ossigeno durante questo periodo di tempo utilizzando nuovi dati sugli isotopi di metalli in tracce e modelli di incertezza. Credito:Erik Sperling
In un nuovo studio, I ricercatori di Stanford hanno fortemente sostenuto la teoria secondo cui la mancanza di ossigeno negli oceani della Terra ha contribuito a una devastante morte di circa 444 milioni di anni fa. I nuovi risultati indicano inoltre che queste condizioni anossiche (poco o senza ossigeno) sono durate oltre 3 milioni di anni, significativamente più a lungo di simili periodi di distruzione della biodiversità nella storia del nostro pianeta.
Oltre ad approfondire la comprensione degli antichi eventi di estinzione di massa, i risultati hanno rilevanza per oggi:il cambiamento climatico globale sta contribuendo alla diminuzione dei livelli di ossigeno nell'oceano aperto e nelle acque costiere, un processo che probabilmente segna il destino di una varietà di specie.
"Il nostro studio ha eliminato gran parte dell'incertezza residua sull'estensione e l'intensità delle condizioni anossiche durante una moria di massa avvenuta centinaia di milioni di anni fa, " ha detto l'autore principale Richard George Stockey, uno studente laureato nel laboratorio di studio co-autore Erik Sperling, un assistente professore di scienze geologiche presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali (Stanford Earth). "Ma i risultati non si limitano a quell'unico cataclisma biologico".
Lo studio, pubblicato in Comunicazioni sulla natura 14 aprile incentrato su un evento noto come la tarda estinzione di massa dell'Ordoviciano. È riconosciuto come uno dei "Big Five" grandi morti nella storia della Terra, con il più famoso è l'evento Cretaceo-Paleogene che spazzò via tutti i dinosauri non aviari circa 65 milioni di anni fa.
Mondo acquatico
All'inizio dell'evento tardo Ordoviciano circa 450 milioni di anni fa, il mondo era un posto molto diverso da quello che è oggi o lo era persino nell'era dei dinosauri. La stragrande maggioranza della vita si è verificata esclusivamente negli oceani, con le piante che hanno appena iniziato ad apparire sulla terra. La maggior parte dei continenti moderni erano ammassati insieme come un unico supercontinente, soprannominato Gondwana.
Un primo impulso di estinzione iniziò a causa del raffreddamento globale che attanagliò gran parte del Gondwana sotto i ghiacciai. Circa 444 milioni di anni fa, un secondo impulso di estinzione si verificò poi al confine tra gli stadi geologici Hirnantian e Rhuddani in gran parte, anche se in modo inconcludente, attribuito all'anossia oceanica. Circa l'85% delle specie marine scomparve dai reperti fossili prima che l'evento del Tardo Ordoviciano fosse definitivamente passato.
I ricercatori di Stanford e i loro colleghi di studio hanno esaminato specificamente il secondo impulso di estinzione. Il team ha cercato di limitare l'incertezza riguardo a dove nei mari della Terra si è verificata una carenza di ossigeno disciolto, fondamentale per la biologia oceanica allora come lo è ora, nonché in che misura e per quanto tempo. Studi precedenti hanno dedotto le concentrazioni di ossigeno oceanico attraverso analisi di antichi sedimenti contenenti isotopi di metalli come uranio e molibdeno, che subiscono diverse reazioni chimiche in condizioni anossiche rispetto a quelle ben ossigenate.
prove elementari
Stockey ha guidato la costruzione di un nuovo modello che incorporava dati sugli isotopi metallici precedentemente pubblicati, così come nuovi dati da campioni di scisto nero provenienti dal bacino di Murzuq in Libia, depositato nel record geologico durante l'estinzione di massa. Il modello ha lanciato un'ampia rete, tenendo conto di 31 diverse variabili relative ai metalli, comprese le quantità di uranio e molibdeno che lisciviano dalla terraferma e raggiungono gli oceani attraverso i fiumi per depositarsi sul fondo del mare.
Conclusione del modello:in ogni scenario ragionevole, un'anossia oceanica grave e prolungata deve essersi verificata su grandi volumi dei fondali oceanici della Terra. "Grazie a questo modello, possiamo affermare con sicurezza che un lungo e profondo evento anossico globale è legato al secondo impulso di estinzione di massa nel Tardo Ordoviciano, " Disse Sperling. "Per la maggior parte della vita oceanica, il confine Hirnantian-Rhuddanian era davvero un brutto momento per essere vivi."
Effetti sulla biodiversità
Le lezioni del passato suggeriscono che la deossigenazione sempre più documentata negli oceani moderni, in particolare nelle pendici superiori delle piattaforme continentali che racchiudono grandi masse continentali, metterà a dura prova molti tipi di organismi, forse sull'orlo dell'estinzione. "Non c'è modo che le condizioni di basso livello di ossigeno non abbiano un grave effetto sulla diversità, "Ha detto Stockey.
In questo modo, oltre a far luce sulla Terra di un lontano passato, i risultati dello studio potrebbero aiutare i ricercatori a modellare meglio il pianeta così com'è ora.
"In realtà abbiamo un grosso problema nel modellare l'ossigenazione nell'oceano moderno, " ha detto Sperling. "E ampliando il nostro pensiero su come si sono comportati gli oceani in passato, potremmo ottenere alcune informazioni sugli oceani oggi".
I coautori dello studio sono con il Georgia Institute of Technology, Università di Yale, Università di Portsmouth e Università ceca delle scienze della vita di Praga.
