L'evento di estinzione di massa più grave degli ultimi 540 milioni di anni ha eliminato oltre il 90% delle specie marine della Terra e il 75% delle specie terrestri. Sebbene gli scienziati avessero precedentemente ipotizzato che l'estinzione di massa di fine Permiano, avvenuta 251 milioni di anni fa, è stato innescato da voluminose eruzioni vulcaniche in una regione dell'attuale Siberia, non sono stati in grado di spiegare il meccanismo con cui le eruzioni hanno provocato l'estinzione di tante specie diverse, sia negli oceani che sulla terraferma.

La professoressa associata Laura Wasylenki della School of Earth and Sustainability e del Dipartimento di Chimica e Biochimica della Northern Arizona University è co-autrice di un nuovo articolo in Comunicazioni sulla natura intitolato, "Gli isotopi di nichel collegano le particelle di aerosol delle trappole siberiane all'estinzione di massa di fine Permiano, " in collaborazione con cinesi, Scienziati canadesi e svizzeri. Il documento presenta i risultati delle analisi degli isotopi di nichel eseguite nel laboratorio di Wasylenki su rocce sedimentarie del tardo Permiano raccolte nel Canada artico. I campioni hanno i rapporti isotopici di nichel più leggeri mai misurati nelle rocce sedimentarie, e l'unica spiegazione plausibile è che il nichel provenga dal terreno vulcanico, molto probabilmente trasportato da particelle di aerosol e depositato nell'oceano, dove ha cambiato drasticamente la chimica dell'acqua di mare e ha gravemente interrotto l'ecosistema marino.

"I risultati dello studio forniscono una forte evidenza che le particelle ricche di nichel sono state aerosolizzate e disperse ampiamente, sia attraverso l'atmosfera che nell'oceano, " Wasylenki ha detto. "Il nichel è un metallo traccia essenziale per molti organismi, ma un aumento dell'abbondanza di nichel avrebbe determinato un insolito aumento della produttività dei metanogeni, microrganismi che producono gas metano. L'aumento del metano sarebbe stato tremendamente dannoso per tutta la vita dipendente dall'ossigeno".

"I nostri dati forniscono un collegamento diretto tra la dispersione globale di aerosol ricchi di Ni, cambiamenti della chimica oceanica e l'evento di estinzione di massa, Wasylenki ha detto. "I dati dimostrano anche che il degrado ambientale probabilmente è iniziato molto prima dell'evento di estinzione, forse a partire dal 300, 000 anni prima di allora. Prima di questo studio, la connessione tra il vulcanismo del basalto alluvionale delle trappole siberiane, l'anossia marina e l'estinzione di massa erano piuttosto vaghi, ma ora abbiamo le prove di uno specifico meccanismo di uccisione. Questa scoperta dimostra la potenza delle analisi degli isotopi di nichel, che sono relativamente nuovi, per risolvere problemi di vecchia data nelle geoscienze".

Wasylenki, che è entrato a far parte della NAU nel 2018, era precedentemente un petrologo igneo e poi uno specialista nella crescita dei cristalli di calcite e nella biomineralizzazione. Ora si concentra sull'uso della geochimica degli isotopi metallici stabili per affrontare questioni geologiche, questioni ambientali e biologiche. Molti dei suoi progetti recenti e attuali hanno studiato gli effetti degli isotopi metallici nelle interfacce solido-fluido, in particolare durante l'adsorbimento del metallo nelle particelle minerali di ossiidrossido. Questo lavoro ha implicazioni per i cicli geochimici antichi e moderni e il trasporto ambientale dei metalli. Il gruppo di laboratorio di Wasylenki, denominato Studio sperimentale sistematico e analisi dei metalli nell'ambiente (Laboratorio SESAME), si concentra su due principali temi di ricerca, il ciclo dei metalli di transizione negli oceani moderni e antichi e il trasporto ambientale di metalli pesanti tossici.