Elämän joukkosukupuutot ja katastrofaaliset tulvabasaltti vulkaanisuus

Sukupuutot ovat olleet elämän historiassa tärkeässä roolissa raivaten lokeroita ja edistäen adaptiivista säteilyä. Suuret joukkosukupuutot, joissa 70-90 prosenttia jäljellä olevista lajeista on tapahtunut vähintään viisi kertaa viimeisten 540 miljoonan vuoden aikana. Alvarez et al. (1) että lopun liitukauden (65 Mya) joukkosukupuutto sattui samaan aikaan kuin todisteet asteroidin tai komeetan törmäyksestä ∼10 km läpimitaltaan keskittyneen kiinnostuksen muiden joukkosukupuuttojen syihin. Odotettiin, että todisteita samanlaisesta vaikutuksesta voisi löytyä muissakin joukkosukupuuttotapahtumissa. Tällaisia todisteita on kuitenkin tullut hitaasti (2). Samalla esitettiin episodimaisia massiivisia mannertulvan basalttipurkauksia toisena mahdollisena joukkosukupuuttojen aiheuttajana (3, 4). Tämä yhteys ilmenee Whiteside et al: n tutkimuksesta. (5) Tämä osoittaa, että Keski-Atlantin magmaattisen provinssin (CAMP) basalttien purkaus, jonka tilavuus on yli 1 × 106 km3 ja jonka pinta-ala on yli 7 × 106 km2, sattui samaan aikaan kuin triaskauden lopun sukupuuttotapahtuma (ETE) (201.4 Mya) maalla ja valtamerissä.

Whiteside et al. (5) esittää hiili-isotooppitulokset, jotka on saatu lehtivahasta n-alkaaneista, puusta ja orgaanisen hiilen kokonaismäärästä kahdesta nonmariini-osasta Newarkin ja Hartfordin altaista Itä-Yhdysvalloissa, joihin kuuluvat CAMP-basaltit ja joita rajoittavat tiukasti magneettiset kääntymiset, kiertoratajaksot ja siitepölytutkimukset. Korrelaatiossa hyödynnetään ete: n ja samanaikaisen hiili-isotooppieron tasoja sekä HETTANGIAN-Sinemurian rajaa 1,8 Mya myöhemmin, joka yhdistää CAMP-episodin. Osat on kalibroitu suurella (20-ky) tarkkuudella. Nämä tiedot on sovitettu orbitaalisesti pakotettuihin hiili-isotooppitietoihin marine St Audrie ’ s Baysta, UK: sta, mikä osoittaa, että jyrkkä alkuperäinen negatiivinen hiili-isotooppisiirtymä ja sukupuuttohorisontti ovat synkronisia meri-ja nonmarine-jaksoissa. Newarkin ja Hartfordin altaiden vanhimmat LEIRIBASALTIT ajoittuvat hieman extinction Horizonin (by 20 ky) jälkeen, mutta vastaavissa marokkolaisissa osissa basaltit saattavat olla samanaikaisia extinction Horizonin kanssa (6, 7).

koska tarkat radiometriset iät ovat tulleet saataville, on selvitetty, että tulvabasalttijaksot ovat lyhyitä ja vakavia (enimmäisteho on useimmissa tapauksissa yli miljoona kuutiokilometriä alle miljoonan vuoden aikana) (4). Kaksi muuta suurta joukkosukupuuttoa ovat korreloineet tulvabasalttijaksojen kanssa: lopun liitukauden tapahtuma (65 Mya) Intian Deccanin basalttien kanssa ja lopun permikauden tapahtuma (251 Mya) Siperian basalttien kanssa. Deccanin purkausten tiedetään kuitenkin alkaneen ennen liitukauden lopun joukkosukupuuttoa / törmäystapahtumaa, ja Siperian virtaamat korreloivat edelleen vain suurin piirtein permikauden lopun sammumiseen (4).

Tulvabasalttijaksot voivat olla merkittäviä syitä ilmastollisiin ja biologisiin muutoksiin.

vähäisemmät sukupuuttoaallot ja paleoklimaattiset tapahtumat korreloivat 55-Mya Pohjois-Atlantin basalttien kanssa (paleoseenin ja Eoseenin terminen maksimi eli PETM) ja 183-Mya Karoo-basalttien kanssa (varhainen jurakauden lämpeneminen ja sukupuutto). Syyn ja seurauksen suhteen määrittämiseksi tarvitsemme nyt tiukasti rajoitettuja stratigrafisia tutkimuksia, jotka ovat samanlaisia kuin Whiteside et al. (5) laavavirtojen yhdistäminen sukupuutoista ja muista ympäristön häiriöistä merellisissä ja ei-merellisissä osissa.

sukupuuton syyt

mikä on sukupuuttoa aiheuttava mekanismi? Yläilmakehän vulkaanisista aerosoleista johtuvaa ilmaston viilenemistä on ehdotettu, samoin kuin magmaattisista hiilidioksidipäästöistä johtuvaa lämpenemistä. CAMP-hiilidioksidin magmaattiset päästöt olivat kuitenkin todennäköisesti liian pieniä vaikuttaakseen suuresti ilmastoon, ja aerosolien aiheuttama pitkäaikainen jäähtyminen on hyvin epävarmaa (8). Ensimmäiset negatiiviset δ13C-isotooppierot Newarkin, Hartfordin ja St Audrie ’ s Bayn osuuksilla viittaavat massiiviseen 13C-köyhdytetyn metaanin syöttöön samaan aikaan leirin alkamisen kanssa, ja hiili-isotooppiretken keston arvioidaan olevan vain 20-40 ky. Hiilidioksidin superhuonekasvillisuutta tukevat paleobotaaniset tutkimukset (10) ja todisteet kalkkipitoisten eliöiden kriisistä valtamerissä (11).

todennäköisin kasvihuonekaasujen lähde voi olla nopea vapautuminen virtausten ja ympäröivien sedimenttien välisissä reaktioissa. Esimerkiksi Svensen et al. (12) ehdotti, että PETM: n ja siihen liittyvän negatiivisen hiili-isotoopin ekskouraatio johtui 13C-köyhdytetyn metaanin räjähdysmäisestä vapautumisesta samanaikaisten basalttisten sillikompleksien tunkeutumisesta orgaanisiin sedimentteihin. Tätä ajatusta tukee myös se, että Pohjois-Atlantin intruusioiden kanssa kosketuksiin joutuneiden sedimenttien sulamisessa syntyy epätavallisia magmakiviä (13). Viime aikoina on ehdotettu samankaltaista mallia kasvihuonekaasujen vapauttamiseksi Siperian ja Karoon basalttien purkauksesta, jossa intruusioihin liittyy erittäin murtuneita kiviputkia, jotka viittaavat termogeenisten kaasujen räjähdysmäiseen vapautumiseen tunkeutuneista sedimenteistä (14, 15).

katastrofit

riippumatta sukupuuttojen ja ilmastollisten häiriöiden perimmäisestä syystä, Whiteside et al. 5) tarjoavat vakuuttavan yhteyden ETE: n ja BASALTTIEN leirin välille. Sen tunnustaminen, että katastrofaaliset tapahtumat, kuten suuret vaikutukset tai tulvabasalttijaksot, voivat olla merkittäviä ilmastollisten ja biologisten muutosten aiheuttajia, edustaa merellistä muutosta geologisissa tieteissä. James Huttonin (1726-1797) sanotaan löytäneen syvän ajan—geologisen ajan lähes käsittämättömän pituuden—ja Charles Lyellin (1797-1875) tulkitsi syvän ajan sopivan ajatukseen, että suoraan havaittavat hitaat ja vakaat geologiset prosessit, jotka toimivat pitkien aikojen kuluessa, voisivat selittää suuret geologiset ja biologiset muutokset. Sen sijaan reaalimaailman erilaiset luonnonilmiöt pyrkivät noudattamaan käänteisvoimalain suhdetta taajuuden F ja magnitudin M välillä niin, että F = 1/MD, missä D on positiivinen (KS.esimerkiksi refs. 16, 17). Näin ollen pienimuotoiset tapahtumat (esim.maanjäristykset, tulivuorenpurkaukset, iskut) tapahtuvat paljon useammin kuin mahdollisesti katastrofaaliset suurtapahtumat. Syyt ovat vaihtelevia, mutta yleensä tapahtumien suuruuden ja esiintymistiheyden välillä on probabilistinen suhde.

näin ollen syvän ajan käsitteessä on otettava huomioon se, että suurimpien tapahtumien tulisi tapahtua hyvin harvoin; itse asiassa suurimpien tapahtumien välillä voi kulua kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia. Syvän ajan merkitys on siinä, että vaikka odotamme äärimmäisen suuria tapahtumia vain hyvin harvoin, pitkä geologinen aikaskaala käytännössä takaa sen, että mahdolliset katastrofit, kuten suuriruumiiseen kohdistuvat iskut ja tulvabasaltti vulkaanisuus, tapahtuvat aika ajoin (ehkä melko ”usein” verrattuna geologisen ajan pituuteen), ja näiden hyvin energisten tapahtumien tulosten pitäisi olla tärkeä osa geologisia ja biologisia tallenteita.

alaviitteet

  • 1e-mail: mrr1{at}nyu.edu.
  • Tekijäosuudet: M. R. R. kirjoitti paperin.

  • kirjoittaja ilmoittaa, ettei hänellä ole eturistiriitaa.

  • katso sisarartikkeli sivulta 6721.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.