Selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Florida State University, les changements rapides des niveaux d’oxygène marin pourraient avoir joué un rôle important dans la première extinction massive de la Terre.
Il y a environ 443 millions d’années, la vie sur Terre subissait l’extinction massive de l’Ordovicien supérieur, ou LOME, qui a éliminé environ 85 % des espèces marines. Les scientifiques étudient depuis longtemps cette extinction massive et continuent d’enquêter sur ses causes possibles, telles que la réduction de la perte d’habitat dans un monde qui se refroidit rapidement ou des conditions persistantes de faible teneur en oxygène dans les océans.
En mesurant les isotopes de l’élément thallium – qui montre une sensibilité particulière aux changements d’oxygène dans l’ancien environnement marin – l’équipe de recherche a découvert que les schémas précédemment documentés de cette extinction massive coïncidaient avec une diminution rapide initiale des niveaux d’oxygène marin suivie d’une augmentation rapide de oxygène. Leurs travaux sont publiés en ligne dans la revue Avancées scientifiques.
« Les paléontologues ont noté qu’il y avait plusieurs groupes d’organismes, tels que les graptolites et les brachiopodes, qui ont commencé à décliner très tôt dans cet intervalle d’extinction de masse, mais nous n’avions pas vraiment de preuves solides d’une signature environnementale ou climatique pour lier ce début. déclin de ces groupes vers un mécanisme particulier », a déclaré le co-auteur Seth Young, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre, des océans et de l’atmosphère. « Cet article peut directement lier cette phase précoce d’extinction aux changements d’oxygène. Nous constatons un changement marqué dans les isotopes du thallium en même temps que ces organismes commencent leur déclin constant dans la phase principale de l’événement d’extinction de masse. »
Cette diminution de l’oxygène a été immédiatement suivie d’une augmentation. Ce changement rapide d’oxygène a coïncidé avec la première disparition traditionnelle de l’extinction de masse et la croissance majeure de la calotte glaciaire au-dessus de l’ancien pôle Sud.
« La turbulence des niveaux d’oxygène dans les eaux océaniques est vraiment ce qui semble avoir été assez problématique pour les organismes qui vivaient dans l’Ordovicien supérieur à cette époque, qui auraient pu être adaptés pour faire face à des conditions de faible teneur en oxygène au départ ou vice versa », a déclaré Young. « Le fait que les niveaux d’oxygène dans les océans à côté des continents alternent sur de courtes échelles de temps géologiques (quelques centaines de milliers d’années) a vraiment semblé faire des ravages dans ces écosystèmes marins. »
L’extinction de l’Ordovicien supérieur était l’une des cinq extinctions de masse majeures de l’histoire de la Terre et la seule dont les scientifiques soient sûrs s’est produite dans ce qu’on appelle des conditions de « glacière », dans lesquelles des calottes glaciaires étendues sont présentes à la surface de la Terre. La Terre connaît actuellement des conditions de glacière et une perte de biodiversité, ce qui fait de cette ancienne extinction de masse un analogue important des conditions actuelles, tout en essayant de comprendre l’avenir de la Terre alors que notre climat continue de se réchauffer et que les calottes glaciaires reculent.
Des recherches antérieures sur les conditions environnementales entourant le LOME ont utilisé des preuves trouvées dans des calcaires provenant de milieux plus oxygénés, mais cette étude a utilisé des schistes qui ont été déposés dans des eaux plus profondes et pauvres en oxygène, qui enregistrent différentes signatures géochimiques, permettant aux chercheurs de tirer des conclusions sur les conditions marines mondiales. , plutôt que pour les conditions locales.
« La découverte de l’expansion initiale des conditions de faible teneur en oxygène au niveau mondial et la coïncidence avec les premières phases de déclin des animaux marins aident à brosser un tableau plus clair de ce qui se passait avec cet événement d’extinction », a déclaré l’auteur principal Nevin Kozik, un professeur assistant invité à l’Occidental College et ancien doctorant de la FSU.
Les co-auteurs de cet article étaient le doctorant Sean Newby et le professeur agrégé Jeremy Owens de la FSU ; ancien boursier postdoctoral de la FSU et actuel professeur adjoint au College of Charleston Theodore Them; Mu Liu et Daizhao Chen de l’Académie chinoise des sciences ; Emma Hammarlund de l’Université de Lund ; et David Bond de l’Université de Hull.
Plus d’information:
Nevin P. Kozik et al, Variabilité rapide de l’oxygène marin : moteur de l’extinction massive de l’Ordovicien supérieur, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abn8345