udryddelser har spillet en vigtig rolle i livets historie ved at rydde nicher og fremme adaptive strålinger. Større masseudryddelser, der involverede 70% til mere end 90% af de eksisterende arter, forekom mindst fem gange i løbet af de sidste 540 millioner år. Opdagelsen af Alvares et al. (1) At end-kridt (65 Mya) masseudryddelse faldt sammen med bevis for virkningen af en asteroide eller komet, der var 10 km i diameter, fokuserede interessen for årsagerne til de andre masseudryddelser. Det forventedes, at der kunne findes bevis for en lignende virkning ved andre masseudryddelsesbegivenheder. Det har dog været meget langsomt (2). Samtidig blev episodiske massive kontinentale oversvømmelsesbasaltudbrud foreslået som en anden mulig årsag til masseudryddelse (3, 4). Denne forbindelse illustreres af en undersøgelse af Hvideside et al. (5) Det giver bevis for, at udbruddet af Central Atlantic magmatic province (CAMP) basalter, med et bevaret volumen større end 1 liter 106 km3 og dækker mere end 7 liter 106 km2, faldt sammen med end-Trias udryddelsesbegivenhed (ETE) (201.4 Mya) på land og i oceanerne.
rapporten af Hvideside et al. (5) præsenterer kulstofisotopresultater opnået fra bladvoks n-alkaner, træ og totalt organisk kulstof fra to ikke-Marine sektioner fra Nyark og Hartford bassiner i det østlige USA, som inkluderer CAMP basalter, og som er tæt begrænset af magnetiske reverseringer, orbitale cyklusser og pollenundersøgelser. Korrelationen udnytter niveauerne af ETE og sammenfaldende kulstof-isotop udflugt og hettangian-Sinemurian grænse 1.8 Mya senere, som beslag lejr episode. Sektionerne er kalibreret ved høj (20-ky) præcision. Disse data matches med orbitalt tvungne kulstofisotopdata fra marine St Audrie ‘ s Bay, UK sektion, der viser, at den skarpe indledende negative kulstofisotopforskydning og udryddelseshorisont er synkron i marine og ikke-Marine sektioner. De ældste CAMP basalter i Nyark og Hartford bassiner lidt efterdatere udryddelseshorisonten (af 20 ky), men i lignende marokkanske sektioner kan basalterne være samtidige med udryddelseshorisonten (6, 7).
da præcise radiometriske aldre er blevet tilgængelige, er det blevet bestemt, at oversvømmelsesbasaltepisoder er korte og alvorlige (med en maksimal produktion på mere end 1 million kubik kilometer over mindre end 1 million år, i de fleste tilfælde) (4). To andre store masseudryddelser er blevet korreleret med oversvømmelsesbasaltepisoder: end-Cretaceous event (65 Mya) med Deccan basalter i Indien og end-Perm begivenhed (251 Mya) med sibiriske basalter. Imidlertid er Deccan-udbruddene nu kendt for at være startet inden slutningen-kridt masseudryddelse/påvirkningsbegivenhed, og de sibiriske strømme er stadig kun groft korreleret med slutningen-Perm dø ud (4).
Flood basalt episoder kan være hovedårsager til klimatiske og biologiske ændringer.
mindre udryddelser og paleoklimatiske begivenheder er korreleret med 55-Mya Nordatlantiske basalter (med Paleocene-Eocene termisk maksimum eller PETM) og 183-Mya Karoo basalter (med en tidlig Jura opvarmning og udryddelse begivenhed). At bestemme et årsag-og-virkningsforhold, hvad vi har brug for nu er tæt begrænsede stratigrafiske undersøgelser svarende til Hvidsiden et al. (5) sammenkædning af lavastrømmene med fortegnelserne over udryddelserne og andre miljømæssige forstyrrelser i marine og ikke-Marine sektioner.
årsager til udryddelse
Hvad er mekanismen, der forårsager udryddelse? Klimaafkøling fra vulkanske aerosoler i den øvre atmosfære er blevet foreslået, ligesom opvarmning som følge af magmatiske kulstofemissioner. Imidlertid var magmatiske emissioner af CAMP-kulsyre sandsynligvis for små til at have påvirket klimaet meget, og den langsigtede afkøling fra aerosoler er meget usikker (8). De første negative isotopudflugter af karrus13c i Nyark, Hartford og St Audrie ‘ s Bay sektioner antyder et massivt input af 13C-udtømt metan sammenfaldende med lejrens begyndelse, og varigheden af den indledende carbon-isotopudflugt anslås til kun 20-40 ky. Et superdrivhus med kulsyre understøttes af paleobotaniske undersøgelser (10) og tegn på en krise blandt kalkholdige organismer i havene (11).
den mest sandsynlige kilde til drivhusgasser kan være hurtig frigivelse fra reaktioner mellem stødende indtrængen, der ledsager strømmen og omgivende sedimenter. For eksempel Svensen et al. (12) foreslog, at PETM og tilhørende negativ kulstofisotopudflugt skyldtes eksplosiv frigivelse af 13C-udtømt methan fra indtrængen af samtidige basaltiske karmkomplekser i organisk rige sedimenter. Yderligere støtte til denne ide kommer fra tilstedeværelsen af usædvanlige vulkanske klipper produceret ved smeltning af sedimenter i kontakt med de nordatlantiske indtrængen (13). For nylig er en lignende model blevet foreslået til frigivelse af drivhusgasser fra udbruddet af Siberian og Karoo basalter, hvor indtrængen ledsages af rør af stærkt brudt sten, der indikerer eksplosiv frigivelse af termogene gasser fra de trængte sedimenter (14, 15).
katastrofer
uanset den ultimative årsag til udryddelser og klimatiske forstyrrelser, resultaterne af Hvidside et al. (5) give en overbevisende forbindelse mellem ETE og CAMP basalts. Erkendelsen af, at katastrofale begivenheder såsom store påvirkninger eller oversvømmelsesbasaltepisoder kan være hovedårsager til klimatiske og biologiske ændringer repræsenterer en havændring i de geologiske videnskaber. James Hutton (1726-1797) siges at have opdaget dyb tid—den næsten ufattelige længde af geologisk tid—og Charles Lyell (1797-1875) fortolkede dyb tid som imødekommende ideen om, at de direkte observerbare langsomme og stabile geologiske processer, der arbejder gennem de lange aldre, kan forklare store geologiske og biologiske ændringer. I modsætning hertil har naturlige begivenheder af forskellig art i den virkelige verden en tendens til at følge et omvendt magtforhold mellem frekvens F og størrelse M, så F = 1/MD, hvor D er positiv (se for eksempel refs. 16, 17). Jordskælv, vulkanudbrud, påvirkninger) har en tendens til at ske meget hyppigere end potentielt katastrofale begivenheder i stor størrelse. Årsagerne er variable, men generelt eksisterer der et probabilistisk forhold mellem størrelsen og hyppigheden af begivenheder.
således skal begrebet dyb tid tage højde for det faktum, at begivenhederne med den største størrelse skal ske meget sjældent; faktisk kunne tiere til hundreder af millioner af år gå mellem de største begivenheder. Betydningen af dyb tid er, at selvom vi kun forventer ekstremt store begivenheder meget sjældent, garanterer den lange geologiske tidsskala praktisk talt, at potentielle katastrofer som store kropspåvirkninger og oversvømmelsesbasaltvulkanisme vil ske fra tid til anden (måske ganske “ofte” sammenlignet med længden af geologisk tid), og resultaterne af disse meget energiske begivenheder bør være et vigtigt aspekt af de geologiske og biologiske optegnelser.
fodnoter
- 1E-mail: mrr1{at}nyu.edu.
-
Forfatterbidrag: M. R. R. skrev papiret.
-
forfatteren erklærer ingen interessekonflikt.
-
se ledsagende artikel på side 6721.