Havet som vi förstår det idag formades av ett globalt evolutionärt regimskifte för cirka 170 miljoner år sedan, enligt ny forskning.

Fram till den tiden, framgången för organismer som levde i den marina miljön hade starkt kontrollerats av icke-biologiska faktorer, inklusive havskemi och klimat.

Dock, från mitten av juraperioden och framåt (för cirka 170 miljoner år sedan), biologiska faktorer som rovdjur-bytesförhållanden blev allt viktigare.

Skriver in Naturgeovetenskap , forskare säger att denna förändring sammanföll med spridningen av kalciumkarbonatavsöndrande plankton och deras efterföljande avsättning på havsbotten.

De tror att uppkomsten av detta plankton stabiliserade havets kemiska sammansättning och gav förutsättningar för en av de mest framträdande diversifieringarna av marint liv i jordens historia.

Forskningen leddes av akademiker från University of Plymouth's School of Geography, Geo- och miljövetenskap och School of Computing, Elektronik och matematik, i samarbete med forskare från University of Bergen i Norge, och universitetet i Erlangen-Nürnberg i Tyskland.

Ph.D. kandidat Kilian Eichenseer, studiens huvudförfattare, förklarade effekten av förkalkning av plankton:"Idag, stora områden av havsbotten är täckta med motsvarande krita, består av mikroskopiska organismer som steg till dominans i mitten av juraperioden. Den kalkhaltiga massan hjälper till att balansera ut surheten i havet och, med den balansen på plats, organismer är mindre utsatta för kortsiktiga störningar av havskemin än vad de kan ha varit tidigare. Det är lättare att utsöndra ett skal, oavsett dess mineralogi, om havets kemi är stabil."

Syftet med forskningen var att testa hypotesen att den icke-biologiska miljöns evolutionära betydelse hade minskat genom geologisk tid.

Sedan dess uppkomst för mer än 540 miljoner år sedan, multicellulärt liv utvecklades under påverkan av både den icke-biologiska och den biologiska miljön, men hur balansen mellan dessa faktorer förändrades förblev i stort sett okänt.

Förkalkade snäckskal ger ett perfekt test för att svara på denna fråga, som aragonit och kalcit – de mineraler som utgör snäckskal – bildas också icke-biologiskt i havet.

I deras studie, författarna använde den enorma globala fossilregistreringen av marina organismer som utsöndrade kalciumkarbonat, som omfattar mer än 400, 000 prover från 10, 000 år f.Kr. upp till cirka 500 miljoner år sedan.

Med hjälp av rekonstruktioner av temperaturen och havsvattensammansättningen från det förflutna, författarna uppskattade andelen aragonit och kalcit som bildades oorganiskt i havet i 85 geologiska stadier över 500 miljoner år.

Genom en serie specialutvecklade statistiska analyser, detta oorganiska mönster av aragonit-kalcithav jämfördes sedan med snäckskalsmineralsammansättning under samma tid.

Resultaten visar att fram till mitten av juraperioden, för cirka 170 miljoner år sedan, den ekologiska framgången för skalutsöndrande marina organismer var tätt kopplad till deras skalsammansättning:organismer som utsöndrade mineralet som var miljögynnat hade en evolutionär fördel.

Dock, Earth-Life-systemet revolutionerades för alltid av uppkomsten av förkalkande plankton, som utökade produktionen av kalciumkarbonat från kontinentalsockeln till det öppna havet.

Detta säkerställde att den evolutionära effekten av episoder av allvarliga klimatförändringar, och den resulterande havsförsurningen, var mindre allvarliga än jämförbara händelser tidigare i jordens historia.

Dr Uwe Balthasar, Lektor i paleontologi, första publicerade forskning som utforskade dominansen av aragonit och kalcit i den marina miljön 2015. Han sa:"Under jordens historia har det varit flera stora händelser som format utvecklingen av livet på vår planet, till exempel de fem stora massutdöendena eller strålningen från komplexa djur under den "kambriska explosionen". Vår forskning identifierar en tidigare förbisedd händelse av denna storleksordning för cirka 170 miljoner år sedan när uppkomsten av kalciumkarbonatavsöndrande plankton hävde begränsningar för utvecklingen av andra marina organismer som vi inte visste fanns. Som ett resultat, livet i havet har diversifierats till nivåer långt utöver vad som fanns tidigare."