I årtionden, forskare har bedrivit forskning kring de fem stora massutrotningarna som har format världen vi lever i. Utrotningarna går tillbaka mer än 450 miljoner år med den sena ordoviciska massutrotningen till den dödligaste utrotningen, den senpermiska utrotningen för 250 miljoner år sedan som utplånade över 90 procent av arterna.

Över åren, forskare har kommit fram till de främsta orsakerna till massutrotningen, som inkluderar massiva vulkanutbrott, Global uppvärmning, asteroidkollisioner, och sura hav som sannolika syndare. Andra faktorer som säkert spelar en roll är metanutbrott och marina anoxiska händelser-när oceaner tappar livslösande syre.

Händelserna som utlöste den sena ordoviciens massutrotning eller MASSOR av marina djur och växter har i stort sett förblivit ett mysterium tills nu. Ordovicium var ett dynamiskt tidsintervall i jordens historia som registrerade en stor ökning av marinbiologisk mångfald och en klimatövergång från växthus till ishus. Forskare tror att denna kylperiod, som kulminerade i den första fenerozoiska glaciationen ledde till den sena ordoviciska massutrotningen.

Nu är ett team av forskare, inklusive Maya Elrick vid University of New Mexico, Elricks tidigare masterstudent Rick Bartlett, tar nu sin doktorsexamen vid Louisiana State University, James Wheeley från University of Birmingham (England) och University of Ottawas Andre Desrochers, har dechiffrerat geokemiska bevis kvar i marint kalkstenssediment som tyder på att denna utrotning orsakades av en period av global kylning som skapade en global marin anoxisk händelse.

Forskningen, "Plötslig global havsanoxi under sen Ordovicium-tidig silur upptäcktes med uranisotoper av marinkarbonater, "publicerades idag i Förfaranden från National Academy of Sciences ( PNAS ). Det fick stöd, till viss del, genom ett treårigt $ 680, 000 National Science Foundation -bidrag.

"Denna utrotning är den första av de" stora fem "utrotningarna som drabbade jorden och vår forskning tyder på att det sammanföll med den plötsliga utvecklingen av utbredd havsanoxi som varade i minst 1 miljon år, sa Elrick.

Arbeta med en internationell besättning, Elrick och hennes team reste till Anticosti Island i St. Lawrence Seaway i Quebec, Kanada där de samlade kalkstenprov. De returnerade proverna analyserades med avseende på uranisotoper med användning av en masspektrometer som finns i UNM Department of Earth and Planetary Sciences. Resultat från studien indikerar att abrupt och utbredd marin anoxi inträffade samtidigt som 85 procent av det marina livet gick ut.

"Dessa resultat gav det första beviset för abrupt global havsanoxi som initierar och fortsätter genom topp- och avtagande glaciala förhållanden, "Elrick sa." Vi föreslår att anoxin drevs av global kylning som omorganiserade storskalig cirkulation av havet och ledde till minskad syresättning i djupet och, förbättrade näringsflöden, som orsakade växtplanktonblommor och utvidgade områdena med låga syrekoncentrationer. Dessa resultat ger också det första beviset för utbredd havsanoxi som initieras och fortsätter under istid. "

Elrick och Bartletts forskning är den första studien av denna typ som använder en geokemisk proxy (uranisotoper) som integrerar hela havets syrekoncentration. Resultaten överensstämmer med vad andra forskare hade sagt tidigare, även om de tidigare studierna endast utvärderade lokala syrekoncentrationer snarare än globalt integrerade koncentrationer. Ytterligare, Elrick och hennes team modellerar globala syrehalter i havet för att utvärdera hur mycket av havsbotten som gick anoxiskt under den sena ordoviciska utrotningen.

Teamet jämförde förhållandena för 450 miljoner år sedan med dagens och bestämde att det var ungefär en 15 -procentig ökning av det anoxiska havsbotten under den sena ordoviciska massutrotningen. Det moderna havet har mindre än en halv procent av havsbotten som är anoxisk (främst Svarta havet), så en 15 procents ökning av havsbottenanoxi är ganska betydande.

"Anticosti Island är det bästa naturliga laboratoriet i världen för att studera fossil och sedimentära skikt från den första massutrotningen för nästan 445 miljoner år sedan. Ön väntar nu på erkännande på Unescos världsarvsprogram på grund av dess exceptionella geologi och paleontologi, "sade University of Ottawa's Andre Desrochers.

Elrick studerar också tre av de andra "stora fem" massutrotningarna med hjälp av uranisotoper som syresättningsproxy.

"Hittills har var och en av dem en utbredd anoxi förknippad med dem, så vi upptäcker att låga havsvattenskoncentrationer är en stor dödande, "Sa Elrick

Dessa resultat för de senaste ”stora fem” massutrotningarna har konsekvenser för den moderna utrotning som vår planet för närvarande upplever.

"Vi värmer och försurar haven i dag och varmare hav håller mindre och mindre syre. Vissa marina organismer kan hantera värmen och surheten, men inte syrebristen "sa Elrick." Alla dessa saker händer i dag och resultaten från den sena ordoviciska studien indikerar den potentiella svårigheten hos marin anoxi som en utrotningsdrivning för många av de tidigare och pågående biologiska utrotningshändelserna. "