A kihalások fontos szerepet játszottak az élet történetében azáltal, hogy kitisztították a fülkéket és elősegítették az adaptív sugárzást. A fennmaradt Fajok 70-90% – át érintő jelentős tömeges kihalások legalább ötször fordultak elő az elmúlt 540 millió évben. Alvarez felfedezése et al. (1) hogy a krétakori vég (65 Mya) tömeges kihalás egybeesett a bizonyítékokkal egy aszteroida vagy üstökös ütközésére 10 km átmérőjű, a többi tömeges kihalás okaira összpontosító érdeklődés. Várható volt, hogy hasonló hatás bizonyítéka megtalálható más tömeges kihalási eseményeknél is. Az ilyen bizonyítékok azonban lassan érkeznek (2). Ugyanakkor a tömeges kihalások másik lehetséges okaként epizodikus hatalmas kontinentális árvíz bazaltkitöréseket javasoltak (3, 4). Ezt a kapcsolatot a Whiteside et al. (5) ez bizonyítja, hogy a Közép-Atlanti magmatikus tartomány (CAMP) bazaltjainak kitörése, amelynek megőrzött térfogata nagyobb, mint 1 106 km3 és több mint 7 106 km2, egybeesett a triász végi kihalási eseménnyel (ETE) (201.4 Mya) a szárazföldön és az óceánokban.
A jelentés Whiteside et al. (5) bemutatja az Egyesült Államok keleti részén található Newark és Hartford medencék két nem tengeri szakaszából származó n-alkánokból, fából és teljes szerves szénből származó szén-izotóp eredményeket, amelyek magukban foglalják a CAMP bazaltokat, és amelyeket szorosan korlátoznak a mágneses megfordítások, az orbitális ciklusok és a pollenvizsgálatok. A korreláció az ETE és az egybeeső szén-izotóp kirándulás szintjét, valamint a HETTANGIAN-Sinemurian határ 1,8 Mya később, amelyek a tábor epizódját rögzítik. A szakaszok nagy (20 ky) pontossággal vannak kalibrálva. Ezek az adatok egyeznek a Marine St Audrie ‘ s Bay (Egyesült Királyság) szakasz orbitálisan kényszerített szén-izotóp adataival, ami azt mutatja, hogy az éles kezdeti negatív szén-izotóp eltolódás és kihalási horizont szinkron a tengeri és nem tengeri szakaszokban. A newarki és Hartfordi medencék legrégebbi tábori bazaltjai kissé a kihalási horizont után (20 ky-val), de hasonló Marokkói szakaszokban a bazaltok egyidejűleg lehetnek a kihalási horizonttal (6, 7).
mivel a pontos radiometrikus korok elérhetővé váltak, megállapítást nyert, hogy az árvíz bazalt epizódjai rövidek és súlyosak (a legtöbb esetben több mint 1 millió köbkilométer csúcsteljesítmény kevesebb, mint 1 millió év alatt) (4). Két másik jelentős tömeges kihalást összefüggésbe hoztak az árvíz bazalt epizódjaival: a krétakori véges eseményt (65 Mya) az indiai Dekkán bazaltokkal, a Permi véges eseményt (251 Mya) a szibériai bazaltokkal. A Dekkán-kitörések azonban már a krétakori tömeges kihalási / becsapódási esemény előtt kezdődtek, és a szibériai áramlások még mindig csak nagyjából korrelálnak a Permi végpusztulással (4).
az éghajlati és biológiai változások fő okai lehetnek az árvíz bazalt epizódok.
a kisebb kihalások és paleoklimatikus események összefüggenek az 55-Mya Észak-Atlanti bazalttal (a paleocén-eocén termikus maximummal vagy PETM-mel) és a 183-Mya Karoo bazalttal (egy korai Jura felmelegedési és kihalási eseménnyel). Az ok-okozati kapcsolat meghatározása, amire most szükségünk van, a Whiteside et al. (5) a lávafolyások összekapcsolása a tengeri és nem tengeri szakaszok kihalásainak és egyéb környezeti zavarainak nyilvántartásával.
A kihalás okai
mi okozza a kihalást? Javasolták a vulkanikus aeroszolok éghajlati hűtését a felső légkörben, csakúgy, mint a magmás szén-dioxid-kibocsátásból eredő felmelegedést. A CAMP szén-dioxid magmás kibocsátása azonban valószínűleg túl kicsi volt ahhoz, hogy nagymértékben befolyásolta volna az éghajlatot, és az aeroszolok hosszú távú hűtése nagyon bizonytalan (8). A Newark, Hartford és St Audrie ‘ s Bay szakaszokban a kezdeti negatív 13C izotópos kirándulások arra utalnak, hogy a CAMP kezdetével egy időben a 13C-ban kimerült metán hatalmas bemenete van, és a kezdeti szén-izotóp kirándulás időtartamát csak 20-40 ky-ra becsülik. A szén-dioxid-szuper-üvegházat paleobotanikai vizsgálatok (10) és az óceánok meszes organizmusai közötti válságra vonatkozó bizonyítékok támasztják alá (11).
az üvegházhatású gázok legvalószínűbb forrása az áramlásokat kísérő magmás behatolások és a környező üledékek közötti reakciók gyors felszabadulása lehet. Például Svensen et al. (12) azt javasolta, hogy a PETM és az ahhoz kapcsolódó negatív szénizotóp-kioldódás a 13C-ből kimerült metán robbanásszerű felszabadulásából eredjen, amikor egyidejűleg bazaltos párkánykomplexek behatolnak a szerves anyagokban gazdag üledékekbe. Ennek az ötletnek a további támogatása az észak-atlanti behatolásokkal érintkező üledékek olvadásával előállított szokatlan magmás kőzetek jelenlétéből származik (13). Újabban hasonló modellt javasoltak az üvegházhatású gázok kibocsátására a szibériai és Karoo-bazaltok kitörésekor, ahol a behatolásokat erősen törött kőzetcsövek kísérik, amelyek a behatolt üledékekből termogén gázok robbanásszerű felszabadulását jelzik (14, 15).
katasztrófák
bármi legyen is a kihalások és az éghajlati zavarok végső oka, Whiteside et al. (5) meggyőző kapcsolat biztosítása az ETE és a tábori bazaltok között. Az a felismerés, hogy a katasztrofális események, mint például a nagy hatások vagy az árvíz bazalt epizódok az éghajlati és biológiai változások fő okai lehetnek, a geológiai tudományok tengeri változását jelenti. James Hutton (1726-1797) állítólag felfedezte a mély időt—a geológiai idő szinte elképzelhetetlen hosszúságát—, Charles Lyell (1797-1875) pedig úgy értelmezte a mély időt, hogy alkalmazkodott ahhoz az elképzeléshez, hogy a hosszú korszakokon keresztül közvetlenül megfigyelhető lassú és állandó geológiai folyamatok magyarázhatják a nagy geológiai és biológiai változásokat. Ezzel szemben a valós világ különböző természeti eseményei hajlamosak az F frekvencia és az M magnitúdó közötti inverz hatványjogi összefüggést követni, így F = 1/MD, ahol D pozitív (lásd például refs. 16, 17). Így a kis nagyságrendű események (például földrengések, vulkánkitörések, hatások) általában sokkal gyakrabban fordulnak elő, mint a potenciálisan katasztrofális nagy nagyságrendű események. Az okok változóak, de általában valószínűségi kapcsolat áll fenn az események nagysága és gyakorisága között.
így a mély idő fogalmának figyelembe kell vennie azt a tényt, hogy a legnagyobb nagyságrendű eseményeknek nagyon ritkán kell történniük; valójában tíz-százmillió év telhet el a legnagyobb események között. A mély idő jelentősége abban rejlik, hogy annak ellenére, hogy rendkívül nagy eseményekre csak nagyon ritkán számítunk, a hosszú geológiai időskála gyakorlatilag garantálja, hogy a potenciális katasztrófák, mint például a Nagytestű becsapódások és az árvíz bazalt vulkanizmus időről időre bekövetkeznek (talán meglehetősen “gyakran” a geológiai idő hosszához képest), és ezeknek a nagyon energikus eseményeknek az eredményei fontos szempontjai legyenek a geológiai és biológiai feljegyzéseknek.
lábjegyzetek
- 1E-mail: mrr1{at}nyu.edu.
-
szerzői hozzájárulások: M. R. R. írta a papírt.
-
a szerző kijelenti, hogy nincs összeférhetetlenség.
-
lásd a kísérő cikket a 6721.oldalon.