UC Riverside-ledet undersøgelse peger på et gammelt iltfrit og hydrogensulfidrigt hav, der muligvis kan skygge for vores fremtid.
Oxygen i atmosfæren og havet steg dramatisk for omkring 600 millioner år siden, sammenfaldende med den første spredning af dyrelivet. Siden da fandt sted adskillige kortvarige biotiske begivenheder - typisk præget af betydelige klimatiske forstyrrelser - sted, da iltkoncentrationer i havet dyppede episodisk.
Havudsigt. Kredit: Amanda Sharp
Den mest studerede og omfattende af disse begivenheder fandt sted for 93,9 millioner år siden. Ved at se på kemi af sten, der er afsat i denne periode, specifikt koblede kulstof- og svovlisotopoplysninger, rapporterede et forskerteam ledet af University of California, Riverside biogeochemists, at iltfrie og hydrogensulfidrige vand strækker sig over ca. fem procent af verdenshav under denne store klimatiske forstyrrelse - langt mere end det moderne havs 0,1 procent, men meget mindre end tidligere skøn for denne begivenhed.
Undersøgelsen antyder, at tidligere estimater af iltfrie og hydrogensulfidrige forhold eller "euxinia" var for høje. Ikke desto mindre var den begrænsede og lokaliserede euxinia stadig tilstrækkeligt udbredt til at have dramatisk effekt på hele havets kemi og dermed biologisk aktivitet.
”Disse forhold skal have haft indflydelse på næringsstoftilgængelighed i havet og i sidste ende den rumlige og tidsmæssige fordeling af livet i havet,” sagde teammedlem Jeremy D. Owens, en tidligere UC Riverside kandidatstuderende, der nu er en postdoktor ved Woods Hole Oceanographic Institution . "Under miljøer med lavt ilt fjernes mange biologisk vigtige metaller og andre næringsstoffer fra havvand og afsættes i sedimenterne på havbunden, hvilket gør dem mindre tilgængelige for livet at blomstre."
”Det, der gør denne opdagelse særlig bemærkelsesværdig, er, at vi kortlagde et landskab af bioessentielle elementer i havet, der var langt mere forstyrret, end vi forventede, og virkningerne på livet var store,” sagde Timothy W. Lyons, professor i biogeokemi ved UCR , Owens tidligere rådgiver og hovedundersøger for forskningsprojektet.
Undersøgelsesresultater vises online denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences.
På tværs af begivenheden for 93,9 millioner år siden er der allerede dokumenteret en større biologisk udryddelse i det marine område. Også forbundet med denne begivenhed er høje niveauer af kuldioxid i atmosfæren, som er forbundet med forhøjede hav- og atmosfæriske temperaturer. Tilknyttede konsekvenser inkluderer sandsynligvis forbedret global nedbør og forvitring af kontinenterne, hvilket yderligere skiftede havets kemi.
”Vores arbejde viser, at selvom kun en lille del af havet indeholdt giftigt og metalfjerner hydrogensulfid, var det tilstrækkeligt stort, så ændringer i havets kemi og biologi sandsynligvis var dybe,” sagde Owens. ”Hvad det siger, er, at kun dele af havet behøver at indeholde sulfid for at påvirke biota i høj grad.”
Til deres analyse indsamlede forskerne havbunden-mudderprøver, nu sten, fra flere lokaliteter i England og Italien. De udførte derefter kemisk ekstraktion på prøverne for at analysere svovlisotop-sammensætningerne for at estimere det globale havs kemi.
Ifølge forskerne hæves vigtigheden af deres undersøgelse af den store mængde tidligere arbejde med det samme interval og dermed den omfattende tilgængelighed af understøttende data og prøver. Trods al denne tidligere forskning var teamet i stand til at foretage en grundlæggende opdagelse om de globale forhold i det gamle hav og deres indflydelse på livet.
”I dag står vi over for stigende kuldioxidindhold i atmosfæren gennem menneskelige aktiviteter, og mængden af ilt i havet kan falde tilsvarende i lyset af stigende havvandstemperaturer,” sagde Lyons. ”Oxygen er mindre opløselig i varmere vand, og der er allerede antydninger om sådanne fald. I lyset af disse bekymringer kan vores fund fra det varme, iltfattige gamle ocean være et advarselsskud om endnu en mulig forstyrrelse af den marine økologi i fremtiden. ”
Via UC Riverside