Sent under den förhistoriska silurperioden, för cirka 420 miljoner år sedan, en förödande massutdöende händelse utplånade 23 procent av alla marina djur från planeten.

I åratal, forskare kämpade för att ansluta en mekanism till denna massutrotning, en av de 10 mest dramatiska som någonsin spelats in i jordens historia. Nu, forskare från Florida State University har bekräftat att denna händelse, hänvisas till av forskare som Lau/Kozlowskii-utrotningen, utlöstes av en alltför välbekant synder:snabb och utbredd utarmning av syre i de globala haven.

Deras studie, publiceras idag i tidskriften Geologi , löser ett långvarigt paleoklimatmysterium, och väcker brådskande oro för det förödande öde som skulle kunna drabba våra moderna hav om väletablerade trender för syreborttagning kvarstår och accelererar.

Till skillnad från andra berömda massutrotningar som prydligt kan kopplas till diskreta, apokalyptiska katastrofer som meteorpåverkan eller vulkanutbrott, det var inget känt, spektakulärt destruktiv händelse som är ansvarig för Lau/Kozlowskii -utrotningen.

"Detta gör det till en av de få utrotningshändelserna som är jämförbar med den storskaliga nedgången av biologisk mångfald som för närvarande sker idag, och ett värdefullt fönster in i framtida klimatscenarier, " sa studiens medförfattare Seth Young, en biträdande professor vid Department of Earth, Havet och atmosfärisk vetenskap.

Forskare har länge varit medvetna om Lau/Kozlowskii-utrotningen, samt en relaterad störning i jordens kolkretslopp under vilken nedgrävningen av enorma mängder organiskt material orsakade betydande klimat- och miljöförändringar. Men kopplingen och tidpunkten mellan dessa två associerade händelser - utrotningen föregick störningen av kolcykeln med mer än hundra tusen år - förblev envist ogenomskinlig.

"Det har aldrig varit klart förstått hur denna tidpunkt för händelser kan kopplas till en klimatstörning, eller om det fanns direkta bevis som kopplade utbredda låga syreförhållanden till utrotningen, " sa FSU doktorand Chelsie Bowman, som ledde studien.

För att knäcka detta svåra fall, laget använde en banbrytande forskningsstrategi.

Med hjälp av avancerade geokemiska metoder inklusive talliumisotop, mangankoncentration, och svavelisotopmätningar från viktiga platser i Lettland och Sverige, FSU-forskarna kunde rekonstruera en tidslinje för syreborttagning av havet i samband med Lau/Kozlowskii-utrotningen och efterföljande förändringar av den globala kolcykeln.

Teamets nya och överraskande resultat bekräftade deras ursprungliga hypotes om att utrotningsrekordet kan drivas av en minskning av havets syresättning. Deras multiproxymätningar etablerade ett tydligt samband mellan det stadiga krypandet av syrefattigt vatten och den stegvisa karaktären av utrotningshändelsen - dess start i samhällen av djuphavsorganismer och eventuellt spridning till gruntvattenorganismer.

Deras undersökningar visade också att utrotningen troligen delvis drevs av spridningen av sulfidiska havsförhållanden.

"För första gången, denna forskning ger en mekanism för att driva den observerade stegvisa utrotningshändelsen, som först sammanföll med havsoxygenering och följdes av svårare och giftigare havsförhållanden med sulfid i vattenspelaren, " sa Bowman.

Med de syresvältade oceanerna vid Lau/Kozlowskii-utrotningen som fungerar som en nervös föregångare till det allt mer syrefattiga vattnet som observeras runt om i världen idag, studie medförfattare Jeremy Owens, en biträdande professor vid Department of Earth, Havs- och atmosfärsvetenskap, sade att det fortfarande finns viktiga lärdomar att dra från ekologiska kriser från det avlägsna förflutna.

"Detta arbete ger ytterligare en bevisning på att initial deoxygenering i gamla oceaner sammanfaller med början på utrotningshändelser, "sa han." Detta är viktigt eftersom våra observationer av det moderna havet tyder på att det finns en betydande utbredd deoxygenering som kan orsaka större påfrestningar på organismer som kräver syre, och kan vara de första stegen mot en annan marin massutrotning. "