Den allvarligaste massutrotningen under de senaste 540 miljoner åren eliminerade mer än 90 procent av jordens marina arter och 75 procent av landlevande arter. Även om forskare tidigare hade antagit att massutrotningen i slutet av Perm, som ägde rum för 251 miljoner år sedan, utlöstes av voluminösa vulkanutbrott i en region i det som nu är Sibirien, de kunde inte förklara mekanismen genom vilken utbrotten resulterade i utrotningen av så många olika arter, både i haven och på land.

Docent Laura Wasylenki vid Northern Arizona University's School of Earth and Sustainability och Department of Chemistry and Biochemistry är medförfattare till en ny artikel i Naturkommunikation berättigad, "Nickelisotoper länkar Siberian Traps aerosolpartiklar till massutdöendet i slutet av Perm, "i samarbete med kinesiska, Kanadensiska och schweiziska forskare. Uppsatsen presenterar resultaten av nickelisotopanalyser utförda i Wasylenkis labb på sedimentära bergarter från sena perm som samlats in i det arktiska Kanada. Proverna har de lättaste nickelisotopförhållandena som någonsin uppmätts i sedimentära bergarter, och den enda rimliga förklaringen är att nickel härrörde från den vulkaniska terrängen, mycket troligt bärs av aerosolpartiklar och deponeras i havet, där det dramatiskt förändrade havsvattnets kemi och allvarligt störde det marina ekosystemet.

"Studieresultaten ger starka bevis för att nickelrika partiklar aerosoliserades och spreds brett, både genom atmosfären och ut i havet, Wasylenki sa. "Nickel är en viktig spårmetall för många organismer, men en ökning av nickelförekomsten skulle ha lett till en ovanlig ökning av metanogeners produktivitet, mikroorganismer som producerar metangas. Ökat metan skulle ha varit oerhört skadligt för allt syreberoende liv."

"Våra data ger en direkt koppling mellan global spridning av Ni-rika aerosoler, havets kemiförändringar och massutrotningen, "Sade Wasylenki. "Datan visar också att miljöförstöring sannolikt började långt före utrotningshändelsen - kanske med början så tidigt som 300, 000 år innan dess. Före denna studie, sambandet mellan sibiriska fällor översvämmar basaltvulkanism, marin anoxi och massutrotning var ganska vag, men nu har vi bevis på en specifik dödningsmekanism. Detta fynd visar styrkan hos nickelisotopanalyser, som är relativt nya, att lösa långvariga problem inom geovetenskaperna."

Wasylenki, som gick med i NAU 2018, var tidigare magmatisk petrolog och sedan specialist på kalcitkristalltillväxt och biomineralisering. Hon fokuserar nu på användningen av metallstabil isotopgeokemi för att ta itu med geologiska, miljöfrågor och biologiska frågor. Många av hennes senaste och aktuella projekt har undersökt metallisotopeffekter vid fast-vätskegränssnitt, i synnerhet under metalladsorption till oxihydroxidmineralpartiklar. Detta arbete har implikationer för forntida och moderna geokemiska kretslopp och miljömässig metalltransport. Wasylenkis labbgrupp, kallad Systematisk experimentell studie och analys av metaller i miljön (SESAME Lab), fokuserar på två huvudsakliga forskningsteman, kretsloppet av övergångsmetaller i moderna och antika hav och miljötransporter av giftiga tungmetaller.