wymieranie odegrało ważną rolę w historii życia, oczyszczając nisze i sprzyjając promieniowaniu adaptacyjnemu. Największe masowe wymieranie z udziałem 70% do ponad 90% istniejących gatunków miało miejsce co najmniej pięć razy w ciągu ostatnich 540 milionów lat. Odkrycie Alvarez et al. (1) masowe wymieranie w kredzie (65 mln lat temu) zbiegło się z dowodami na uderzenie asteroidy lub komety o średnicy ∼10 km, skupiając zainteresowanie przyczynami innych masowych wymierania. Spodziewano się, że dowody na podobny wpływ można znaleźć podczas innych masowych wyginięć. Takie dowody jednak powoli się pojawiają (2). W tym samym czasie, epizodyczne masywne kontynentalne erupcje bazaltu powodziowego zostały zasugerowane jako kolejna możliwa przyczyna masowych wymierania (3, 4). Związek ten ilustruje badanie przeprowadzone przez Whiteside et al. (5) to dostarcza dowodów na to, że erupcja bazaltów Środkowoatlantyckiej prowincji magmowej (CAMP), o zachowanej objętości większej niż 1 × 106 km3 i obejmującej więcej niż 7 × 106 km2, zbiegła się z wydarzeniem End-triasowym (ETE) (201.4 Mya) na lądzie i w oceanach.
raport Whiteside et al. (5) przedstawia wyniki izotopów węgla uzyskane z N-alkanów wosku liściowego, drewna i całkowitego węgla organicznego z dwóch niemarkowych sekcji z basenów Newark i Hartford we wschodnich Stanach Zjednoczonych, które obejmują bazalty CAMP i które są ściśle ograniczone przez odwrócenia magnetyczne, cykle orbitalne i badania pyłków. Korelacja wykorzystuje poziomy ETE i zbieżnego wypadania izotopów węgla i granicy Hettangiańsko-Sinemurskiej 1,8 mln lat później, które obejmują odcinek CAMP. Sekcje są kalibrowane z wysoką precyzją (20-ky). Dane te są dopasowane do wymuszonych orbitalnie danych izotopowych węgla z sekcji marine St Audrie ’ s Bay w Wielkiej Brytanii, pokazując, że ostre początkowe ujemne przesunięcie izotopu węgla i horyzont ekstynkcji są synchroniczne w sekcjach morskich i niemarynkowych. Najstarsze bazalty obozowe w basenach Newark i Hartford nieco postdują horyzont wymierania (o ∼20 ky), ale w podobnych marokańskich sekcjach bazalty mogą być równoczesne z horyzontem wymierania (6, 7).
wraz z pojawieniem się dokładnych epok radiometrycznych ustalono, że epizody bazaltu powodziowego są krótkie i poważne (z maksymalną wydajnością ponad 1 mln kilometrów sześciennych w ciągu mniej niż 1 mln lat, w większości przypadków) (4). Dwa inne poważne masowe wymieranie zostały skorelowane z epizodami bazaltu powodziowego: Zdarzenie end-kredowe (65 mln lat temu) z Bazaltami Dekanu w Indiach i Zdarzenie End-Permskie (251 mln lat temu) z Bazaltami syberyjskimi. Jednak obecnie wiadomo, że erupcje Dekanu rozpoczęły się przed wydarzeniem masowego wymierania/uderzenia w kredę, a przepływy syberyjskie nadal są tylko w przybliżeniu skorelowane z wymarciem permu końcowego (4).
epizody zalania bazaltu mogą być głównymi przyczynami zmian klimatycznych i biologicznych.
Mniejsze wymieranie i zdarzenia paleoklimatyczne są skorelowane z Bazaltami Północnoatlantyckimi 55-Mya (z maksimum termicznym paleocenu i eocenu lub PETM) i bazaltami 183-Mya Karoo (z wczesnym ociepleniem jurajskim i wymieraniem). Aby określić związek przyczynowo-skutkowy, potrzebujemy teraz ściśle ograniczonych badań stratygraficznych podobnych do badań Whiteside et al. (5) powiązanie strumieni lawy z zapisami wymierania i innymi perturbacjami środowiskowymi w sekcjach morskich i niemarynkowych.
przyczyny wymierania
Jaki jest mechanizm powodujący wymieranie? Zasugerowano chłodzenie klimatyczne z aerozoli wulkanicznych w górnej atmosferze, podobnie jak ocieplenie spowodowane magmową emisją dwutlenku węgla. Jednak magmowe emisje dwutlenku węgla z obozu prawdopodobnie były zbyt małe, aby znacznie wpłynęły na klimat, a długotrwałe chłodzenie z aerozoli jest bardzo niepewne (8). Początkowe ujemne wycieki izotopowe δ13C w sekcjach Newark, Hartford i St Audrie ’ s Bay sugerują ogromny wkład zubożonego 13C metanu zbiegł się z początkiem CAMP, a czas trwania początkowej wycieczki izotopem węgla szacuje się na zaledwie 20-40 ky. Super szklarnia dwutlenku węgla jest poparta badaniami paleobotanicznymi (10) i dowodami na kryzys wśród organizmów wapiennych w oceanach (11).
najbardziej prawdopodobnym źródłem gazów cieplarnianych może być szybkie uwalnianie się z reakcji między magmowymi intruzami towarzyszącymi przepływom i otaczającymi osadami. Na przykład Svensen et al. (12) zaproponował, że PETM i związane z nim ujemne przemieszczenie izotopem węgla wynikają z wybuchowego uwalniania metanu zubożonego o 13C z wtargnięcia równoległych bazaltowych kompleksów progowych do osadów bogatych w substancje organiczne. Dalsze poparcie dla tego pomysłu wynika z obecności niezwykłych skał magmowych wytwarzanych przez topnienie osadów w kontakcie z intruzami Północnoatlantyckimi (13). Niedawno zaproponowano podobny model uwalniania gazów cieplarnianych z erupcji bazaltów syberyjskich i Karoo, w których intruzom towarzyszą rury o silnie pękniętej skale, które wskazują na wybuchowe uwalnianie termogenicznych gazów z intruzowanych osadów (14, 15).
katastrofy
niezależnie od ostatecznej przyczyny wymierania i zaburzeń klimatycznych, wyniki Whiteside et al. (5) zapewnienie przekonującego związku między ETE a BAZALTAMI obozowymi. Uznanie, że katastrofalne wydarzenia, takie jak duże uderzenia lub epizody zalania bazaltu, mogą być głównymi przyczynami zmian klimatycznych i biologicznych, stanowi zmianę morską w naukach geologicznych. Mówi się, że James Hutton (1726-1797) odkrył głęboki czas—prawie niewyobrażalną długość czasu geologicznego—a Charles Lyell (1797-1875) zinterpretował głęboki czas jako akceptujący ideę, że bezpośrednio obserwowalne powolne i stabilne procesy geologiczne działające przez długie wieki mogą wyjaśniać wielkie zmiany geologiczne i biologiczne. Natomiast zdarzenia naturalne różnego rodzaju w świecie rzeczywistym mają tendencję do podążania za odwrotną relacją prawa mocy między częstotliwością F i wielkością m, tak że F = 1 / MD, gdzie D jest dodatnie (patrz na przykład refs. 16, 17). Tak więc zdarzenia o małej wielkości (np. trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, uderzenia) zdarzają się znacznie częściej niż potencjalnie katastrofalne zdarzenia o dużej wielkości. Przyczyny są zmienne, ale ogólnie rzecz biorąc istnieje probabilistyczny związek między wielkością i częstotliwością zdarzeń.
tak więc pojęcie głębokiego czasu musi uwzględniać fakt, że Wydarzenia o największej skali powinny zdarzać się bardzo rzadko; w rzeczywistości między największymi wydarzeniami mogą upłynąć dziesiątki do setek milionów lat. Znaczenie głębokiego czasu polega na tym, że chociaż spodziewamy się bardzo dużych zdarzeń tylko bardzo rzadko, długa skala czasu geologicznego praktycznie gwarantuje, że potencjalne katastrofy, takie jak uderzenia dużych ciał i wulkanizm bazaltu powodziowego, będą się zdarzać od czasu do czasu (być może dość „często” w porównaniu z długością czasu geologicznego), a wyniki tych bardzo energetycznych zdarzeń powinny być ważnym aspektem zapisów geologicznych i biologicznych.
Przypisy
- 1e-mail: mrr1{at}nyu.edu.
-
autorem artykułu jest M. R. R.
-
autor nie deklaruje konfliktu interesów.
-
zobacz artykuł na stronie 6721.