För tvåhundrafemtiotvå miljoner år sedan, mycket av livet på planeten jorden höll på att dö.

I en händelse som markerade slutet på den permiska perioden, mer än 96 procent av planetens marina arter och 70 procent av dess liv på land dog plötsligt ut. Det var den största utrotningen i jordens historia.

Nu har forskare från Florida State University funnit att utrotningen sammanföll med en plötslig ökning och efterföljande minskning av havets syrehalt. Deras resultat publicerades i Naturgeovetenskap .

"Det finns tidigare arbete som har gjorts som visar att miljön blir mindre syresatt som leder till utrotningshändelsen, men det har antagits som en gradvis förändring, " sa huvudförfattaren och FSU-forskarassistent Sean Newby. "Vi blev förvånade över att se denna riktigt snabba syresättningshändelse sammanfalla med början av utrotningen och sedan en återgång till minskande förhållanden."

Forskare har tidigare sett en gradvis minskning av syre under denna utrotning, men den snabba syreökningen i början av utrotningen var ett nytt fynd. Forskarna tror att syresättningen skedde under några tiotusentals år, en mycket kort period i omfattningen av miljontals år av jordens geologiska historia.

"För det geologiska rekordet, det är praktiskt taget omedelbart, ", sa Newby. "Och då kan du förstås jämföra det med moderna, mänskligt framkallade klimatförändringar, där vi har enorma, snabba förändringar på bråkdelar av tiden jämfört med denna massutrotning."

Den exakta orsaken till denna topp i havets syresättning är okänd, men forskarna antog att det ständiga utbrottet under åtminstone flera hundra tusen år av en massiv vulkanisk region ledde till en kort avkylning och plötslig marina syresättningstopp och efterföljande krasch.

Även om forntida marina syrenivåer var på en nedåtgående trend före toppen och förblev låga efteråt, det är den geologiskt snabba växlingen fram och tillbaka och långvarig syrebrist som verkade vara mer skadlig för livet än den gradvisa minskningen. Koldioxiden som släpptes ut under det vulkanutbrottet gjorde att jordens atmosfär värmdes upp, som sänkte syre i haven och gjorde att haven blev relativt ogästvänliga i miljontals år.

Det är omöjligt att direkt mäta forntida marina eller atmosfäriska syrenivåer, så forskargruppen mätte istället talliumisotoper, som indirekt gav information för att förstå de marina syrenivåerna från det förflutna.

Forskarna planerar att studera andra forntida utrotningar för att se om liknande dramatiska svängningar i syre sammanföll med någon av dessa massutrotningar, vilket kan få moderna konsekvenser eftersom klimatförändringar och ökade näringsutsläpp minskar mängden syre i vårt nuvarande hav.

"Det är inte bara förlusten av syre i det moderna havet, sa Jeremy Owens, en docent vid Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science och papper-medförfattare. "Förlusten av syre är viktig eftersom de organismer som lever nu är anpassade för hög syrehalt, men om du har låg syrehalt finns det också många organismer som kanske kan anpassa sig. Alla snabba fluktuationer i endera riktningen kommer att påverka."

Forskare från Florida State University, Western Carolina University och University of Cincinnati bidrog till detta arbete.