Земля была напряжена до исчезновения динозавров

Новые данные, полученные из морских раковин Антарктики, подтверждают, что Земля уже была нестабильной до удара астероида, уничтожившего динозавров.

Исследование, проведенное учеными из Северо-Западного университета, является первым для измерения изотопного состава кальция в окаменелых раковинах моллюсков и улиток, которые восходят к массовому исчезновению мелового и палеогенового периодов. Исследователи обнаружили, что — в преддверии события исчезновения — химический состав оболочек изменился в ответ на выброс углерода в океанах.

Этот приток углерода, вероятно, был вызван длительными извержениями из Декканских ловушек, вулканической провинции площадью 200 000 квадратных миль, расположенной в современной Индии. В течение нескольких лет, предшествовавших воздействию астероидов, Деккан-ловушки выбросили в атмосферу огромное количество углекислого газа (CO ₂ ). Концентрация СО ₂ подкисляет океаны, напрямую воздействуя на организмы, живущие там.

«Наши данные свидетельствуют о том, что окружающая среда изменялась до удара астероида», — сказал Бенджамин Линцмайер, первый автор исследования. «Эти изменения, похоже, связаны с извержением ловушек Декана».

«Земля явно находилась в состоянии стресса перед главным событием массового вымирания», — сказал Эндрю Д. Джекобсон, старший автор статьи. «Воздействие астероида совпадает с существовавшей ранее нестабильностью углеродного цикла. Но это не значит, что у нас есть ответы на то, что фактически привело к исчезновению».

Исследование будет опубликовано в выпуске журнала Geology за январь 2020 года , который выйдет в конце этого месяца.

Якобсон — профессор наук о Земле и планетах в Северо-западном колледже искусств и наук Вайнберга. Линцмайер был научным сотрудником программы Ubben по науке о климате и углероде в Институте устойчивости и энергетики на северо-западе, когда проводились исследования. В настоящее время он является докторантом в Университете Висконсин-Мэдисон на факультете наук о Земле.

«Каждая оболочка является снимком»

Предыдущие исследования изучали потенциальное влияние извержений ловушек Декана на событие массового вымирания, но многие исследовали объемные отложения и использовали различные химические трассеры. Сосредоточившись на конкретном организме, исследователи получили более точную запись химического состава океана с более высоким разрешением.

«Снаряды быстро растут и меняются в зависимости от химического состава воды», — сказал Линцмайер. «Поскольку они живут в течение такого короткого периода времени, каждая оболочка является коротким, сохраненным снимком химии океана».

Ракушки в основном состоят из карбоната кальция, того же минерала, который содержится в меле, известняке и некоторых антацидных таблетках. Углекислый газ в воде растворяет карбонат кальция. Во время образования раковин CO _2, вероятно, влияет на состав раковин, даже не растворяя их.

Для этого исследования исследователи изучили раковины, собранные в формации Лопес де Бертодано, хорошо сохранившейся, богатой ископаемыми областями на западной стороне острова Сеймур в Антарктиде. Они проанализировали изотопные составы оболочек кальция, используя современную технику, разработанную в лаборатории Джекобсона на Северо-западе. Способ включает растворение образцов оболочки для отделения кальция от различных других элементов с последующим анализом с помощью масс-спектрометра.

«Мы можем измерить вариации изотопов кальция с высокой точностью», — сказал Джейкобсон. «И эти изотопные вариации похожи на отпечатки пальцев, чтобы помочь нам понять, что произошло».

Используя этот метод, команда нашла удивительную информацию.

«Мы ожидали увидеть некоторые изменения в составе снарядов, но были удивлены тем, как быстро они произошли», — сказал Линцмайер. «Мы также были удивлены, что не увидели больше изменений, связанных с самим горизонтом исчезновения».

Будущее предупреждение

Исследователи сказали, что понимание того, как Земля отреагировала на прошедшее экстремальное потепление и выброс CO _2, может помочь нам подготовиться к тому, как планета будет реагировать на текущие изменения климата, вызванные деятельностью человека.

«В какой-то степени мы считаем, что древние события закисления океана являются хорошими аналогами того, что происходит сейчас с антропогенными выбросами CO _2» , — сказал Джейкобсон. «Возможно, мы сможем использовать эту работу в качестве инструмента для более точного прогнозирования того, что может произойти в будущем. Мы не можем игнорировать записи горных пород. Система Земли чувствительна к большим и быстрым добавлениям CO _2. Текущие выбросы будут иметь экологические последствия». «

Брэд Сэйджман и Мэттью Хуртген, оба профессора наук о Земле и планетах на Северо-западе, являются соавторами статьи.

Исследование «Изотопные доказательства кальция для изменчивости окружающей среды до и после массового вымирания в меловом и палеогене» было поддержано Программой Уббена по науке о климате и углероде в Северо-западном университете, Фондом Дэвида и Люсиль Паккард (номер награды 2007-31757) и Национальный научный фонд (номера наград EAR-0723151, ANT-1341729, ANT-0739541 и ANT-0739432.

Источник истории:

Материалы предоставлены Северо-Западным университетом . Оригинал, написанный Амандой Моррис. Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Бенджамин Дж. Линцмайер, Эндрю Д. Джекобсон, Брэдли Б. Сэйджман, Мэтью Т. Хуртген, Миган Э. Энкни, Сьерра В. Петерсен, Томас С. Тобин, Габриэлла Д. Китч, Цзююань Ван. Изотоп кальция свидетельствует об изменчивости окружающей среды до и после мелового и палеогенного массового вымирания . Геология , 2019; DOI: 10.1130 / G46431.1