För cirka 252 miljoner år sedan, mer än 90 procent av allt djurliv på jorden gick ut. Den här tillställningen, kallade "Permian-Triassic mass extinction, "representerar den största katastrofen i livets historia på jorden. Ekosystem tog nästan fem miljoner år att återhämta sig och många aspekter av händelsen förblir ett mysterium.

Ett forskargrupp, ledd av forskare från Arizona State University och finansierade av NASA och National Science Foundation, hjälper till att förstå varför denna utrotningshändelse hände och varför det tog liv så lång tid att återhämta sig. Studien, publicerad i Vetenskapliga framsteg , leddes av ASU School of Earth and Space Exploration doktorand Feifei Zhang, med instruktion från skolans fakultetsmedlem Ariel Anbar.

Massutrotning av marina ekosystem

För denna studie, forskargruppen fokuserade på marina ekosystem, som decimerades under Perm-Trias massutrotning. Tidigare studier visade att förlusten av upplöst syre i jordens hav, en effekt som kallas "marin anoxi, "spelade en viktig roll i massutrotningen. Teamet ville ta reda på när anoxin inträffade, hur utbredd den var, och hur länge det varade efter utrotningshändelsen.

Särskilt, laget ville se om separata episoder av utrotning som hände under den långa återhämtningsperioden drevs av episoder av havsanoxi och andra miljöförändringar.

Banbrytande för en ny teknik

Vanligtvis, forskare bestämmer havets anoxinivåer genom att titta på överflöd av pyrit, allmänt känd som "dårens guld, "och andra element och mineraler i gamla leror. Men leror ger bara ledtrådar till vad som kan ha hänt på en enda plats. Forskare måste prova dussintals platser runt om i världen för att utläsa helheten från lerberg.

För att övervinna detta, teamet var banbrytande för ett nytt och mer effektivt tillvägagångssätt. Genom att studera variationerna av uranisotoper som registrerats i karbonater, teamet kunde dra slutsatser om global anoxi som förekommer i hela havet med hjälp av prover från ett enda utslag. Dessa sediment, samlade i dagens Iran, deponerades för 252-246 miljoner år sedan i ett relativt grunt tropiskt hav nära ekvatorn.

De resulterande variationerna av uranisotoper gav laget de svar de letade efter. De kunde visa att episoder av utrotning sammanföll med pulser av havsanoxi, drivs av förändringar i havscirkulationen och näringsnivåer.

"Detta fynd, "säger Zhang, "ger viktig inblick i mönster för oceaniska miljöförändringar och deras bakomliggande orsaker, som slutligen var kopplade till intensiv klimatuppvärmning under den tidiga triasperioden. "

Klimatförändringar - då och nu

Teamets upptäckt uppmärksammar också de möjliga effekterna av moderna klimatförändringar, eftersom den globala uppvärmningen var den ultimata drivkraften för marin anoxi under den tidiga triasperioden.

"En av de mest intressanta och oroväckande sakerna med Permian-Triassic-utrotningen är hur lika dessa händelser är som det som händer idag, "säger medförfattaren Stephen Romaniello." Liknar det som hände under den permiska perioden, jordens moderna hav står inför snabb klimatuppvärmning och förbättrade näringsflöden. "

Poäng i själva verket, forskare har upptäckt mer än 400 marina döda zoner i de moderna haven. Dessa är mestadels kopplade till förhöjda näringsflöden i kustområden, och den globala uppvärmningen kommer sannolikt att få dessa zoner att expandera dramatiskt i framtiden.

"Vårt arbete visar att om vi fortsätter på vår nuvarande kurs, det finns en god chans att syreförbrukningen kommer att förvärra de utmaningar som marina organismer redan står inför, "tillade medförfattaren Thomas Algeo.