Hình ảnh chi tiết về hóa thạch từ một mỏm đá Ordovic trên đảo Anticosti, Quebec, Canada. Nhà cung cấp hình ảnh: André Desrochers, Đại học Ottawa

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã công bố một nghiên cứu mới nhằm khám phá nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt muộn của loài Ordovic.

Chúng ta đều biết rằng khủng long đã chết trong một cuộc tuyệt chủng hàng loạt. Nhưng bạn có biết có những vụ tuyệt chủng hàng loạt khác không? Có năm cuộc tuyệt chủng hàng loạt cực kỳ quan trọng, được gọi là “Big Five”, trong đó ít nhất 3/4 số loài trên Trái đất phải đối mặt với sự tuyệt chủng trong một khoảng thời gian địa chất nhất định. Với xu hướng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu hiện nay, nhiều nhà nghiên cứu tin rằng chúng ta có thể xếp thứ sáu.

Khám phá nguyên nhân gốc rễ của sự tuyệt chủng hàng loạt trên Trái đất từ ​​lâu đã trở thành chủ đề nóng đối với các nhà khoa học, bởi vì hiểu được điều kiện môi trường đã xóa sổ phần lớn các loài trong quá khứ có thể giúp ngăn chặn một sự kiện tương tự xảy ra trong tương lai.

Một nhóm các nhà khoa học từ Khoa Trái đất và Khoa học Môi trường tại Đại học Syracuse đại học California, Berkeley Và Đại học California, Riverside, Đại học Bourgogne-Franch Comte, Đại học New Mexico, Đại học Ottawa, Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc và Đại học Stanford gần đây là đồng tác giả của nghiên cứu khám phá Đại tuyệt chủng muộn Ordovic (LOME), lần đầu tiên hoặc lâu đời nhất trong “Big Five (445 triệu năm trước). Khoảng)”. Khoảng 85% các loài sinh vật biển, hầu hết sống ở các đại dương nông gần lục địa, đã biến mất trong thời gian đó.

Hình ảnh chi tiết về hóa thạch từ một mỏm đá Ordovic trên đảo Anticosti, Quebec, Canada. Nhà cung cấp hình ảnh: André Desrochers, Đại học Ottawa

Tác giả chính Alexandre Paul, thuộc Đại học California Riverside (hiện là Nghiên cứu viên Sau Tiến sĩ tại Đại học Bourgogne-Franche-Comté ở Dijon, Pháp) và các đồng tác giả của ông đã điều tra môi trường đại dương trước, trong và sau cuộc đại tuyệt chủng để xác định sự kiện như thế nào. Được ủ và bật. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí khoa học trái đất tự nhiên Hôm nay (1/11/2021).

Để vẽ một bức tranh về hệ sinh thái đại dương trong kỷ Ordovic, chuyên gia về tuyệt chủng hàng loạt Seth Finnigan, phó giáo sư tại UC Berkeley, nói rằng các vùng biển tràn ngập sự đa dạng sinh học. Các đại dương chứa một số rạn san hô đầu tiên do động vật tạo ra, nhưng chúng thiếu nhiều động vật có xương sống.

“Nếu bạn đã đi lặn ở biển Ordovic, bạn sẽ thấy một số nhóm quen thuộc như hàu, ốc và bọt biển, nhưng cũng có nhiều nhóm khác hiện nay ít đa dạng hơn hoặc đã hoàn toàn tuyệt chủng như ba ba, động vật chân đốt và carnoids,” Finnegan nói.

Không giống như sự tuyệt chủng hàng loạt nhanh chóng, chẳng hạn như có phấnFinnegan nói rằng lần tuyệt chủng thứ ba xảy ra khi khủng long và các loài khác đột ngột chết cách đây khoảng 65,5 triệu năm.

Hình ảnh chi tiết về hóa thạch từ một mỏm đá Ordovic trên đảo Anticosti, Quebec, Canada. Nhà cung cấp hình ảnh: André Desrochers, Đại học Ottawa

Một trong những cuộc tranh luận chính về LOME là liệu sự thiếu oxy trong nước biển có gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt trong thời kỳ đó hay không. Để điều tra câu hỏi này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp thử nghiệm địa hóa với mô phỏng số và mô hình máy tính.

Zunli Lu, giáo sư Khoa học Trái đất và Môi trường tại Đại học Syracuse, và các sinh viên của ông đã thực hiện phép đo nồng độ iốt trong đá cacbonat từ thời kỳ đó và đóng góp những phát hiện quan trọng về mức độ oxy ở các độ sâu đại dương khác nhau. Nồng độ iốt trong đá cacbonat đóng vai trò như một chỉ báo về sự thay đổi mức ôxy trong đại dương trong lịch sử Trái đất.

Dữ liệu của họ, cùng với mô phỏng mô hình máy tính, chỉ ra rằng không có bằng chứng về tình trạng thiếu oxy – hoặc thiếu oxy – trong sự kiện tuyệt chủng trong môi trường động vật biển nông nơi hầu hết các sinh vật sinh sống, ngụ ý rằng việc làm mát khí hậu xảy ra trong thời kỳ Ordovic muộn cùng với các yếu tố bổ sung có thể chịu trách nhiệm cho LOME.

Mặt khác, có bằng chứng cho thấy tình trạng thiếu oxy trong đại dương sâu rộng cùng một lúc, một bí ẩn mà mô hình cổ điển của oxy đại dương không thể giải thích được, chuyên gia mô hình khí hậu Alexander Paul cho biết.

Ball cho biết: “Quá trình oxy hóa của đại dương được mong đợi để đáp ứng với sự nguội lạnh, bởi vì oxy trong khí quyển được ưu tiên hòa tan trong các vùng nước lạnh,” Ball nói. “Tuy nhiên, chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy tình trạng thiếu oxy phổ biến ở vùng hạ lưu đại dương vì tình trạng thiếu oxy trong lịch sử Trái đất thường liên quan đến sự nóng lên toàn cầu do núi lửa gây ra.”

Họ cho rằng việc thiếu oxy ở biển sâu là do sự lưu thông của nước biển qua các đại dương toàn cầu. Buhl nói, một điểm chính cần ghi nhớ là hoàn lưu đại dương là một thành phần rất quan trọng của hệ thống khí hậu.

Ông là thành viên của nhóm do nhà thiết kế cao cấp Andy Ridgewell, giáo sư tại Đại học California Riverside, người có kết quả mô hình hóa trên máy tính cho thấy việc làm mát khí hậu có khả năng thay đổi mô hình lưu thông đại dương, ngăn dòng nước giàu oxy ở các vùng biển nông đến độ sâu đại dương.

Theo Lu, nhận ra rằng việc làm mát khí hậu cũng có thể dẫn đến mức oxy thấp hơn ở một số khu vực của đại dương là một bước tiến quan trọng trong nghiên cứu của họ.

Lu nói: “Trong nhiều thập kỷ, trường phái tư tưởng chủ đạo trong lĩnh vực của chúng tôi cho rằng hiện tượng ấm lên toàn cầu đang khiến các đại dương mất oxy và do đó ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của sinh vật biển, có khả năng gây mất ổn định cho toàn bộ hệ sinh thái”. “Trong những năm gần đây, bằng chứng thu thập chỉ ra một số giai đoạn trong lịch sử Trái đất khi nồng độ oxy cũng giảm ở những vùng khí hậu lạnh hơn.”

Mặc dù nguyên nhân của sự tuyệt chủng muộn của người Ordovic chưa được thống nhất hoàn toàn và sẽ không được thống nhất trong một thời gian, nhưng nghiên cứu của nhóm đã loại trừ những thay đổi trong quá trình oxy hóa như một lời giải thích cho sự tuyệt chủng này và bổ sung thêm dữ liệu mới ủng hộ sự thay đổi nhiệt độ như cơ chế giết chết MỘT SỐ.

Buhl hy vọng rằng với dữ liệu khí hậu tốt hơn và các mô hình số phức tạp hơn, chúng sẽ có thể cung cấp một đại diện mạnh mẽ hơn về các yếu tố có thể đã dẫn đến đại tuyệt chủng Ordovic muộn.

Tham khảo: “Phân tách theo chiều dọc trong tình trạng thiếu oxy ở giai đoạn muộn do tái tổ chức lưu thông đại dương” của Alexander Ball, Zunli Lu, Wani Lu, Richard J. Ridgewell, ngày 1 tháng 11 năm 2021, Có sẵn tại đây. khoa học trái đất tự nhiên.
DOI: 10.1038 / s41561-021-00843-9