Девонский период произошел почти от 419 миллионов до 358 миллионов лет назад, до эволюции жизни на суше, известен массовыми вымираниями. Во время этого события погибло почти 70 процентов всего живого на Земле.
Новое исследование, проведенное учеными из IUPUI в сотрудничестве с коллегами из Соединенного Королевства, предполагает, что эволюция корней деревьев могла вызвать серию массовые вымирания которые сотрясали океаны Земли в девонский период. Эволюция корней деревьев, вероятно, затопила океаны избытком питательных веществ, что привело к массовым рост водорослей.
Габриэль Филиппелли, профессор канцлера наук о Земле в Школе наук IUPUI, сказал: «Это быстрое и разрушительное цветение водорослей истощило бы большую часть кислорода в океанах, спровоцировав катастрофические массовые вымирания».
Ученые в своем исследовании выделили процесс, называемый эвтрофикацией. Этот процесс во многом похож на современный, хотя и менее масштабный феномен, в настоящее время подпитывающий широкие «мертвые зоны» в Великих озерах и Мексиканском заливе, поскольку избыток питательных веществ из удобрений и других сельскохозяйственных стоков вызывает массовое цветение водорослей, которые поглощают все кислород воды.
Филиппелли сказал, «Разница в том, что эти прошлые события, вероятно, были вызваны корнями деревьев, которые вытягивали питательные вещества из земли во время роста, а затем резко сбрасывали их в Земная вода во времена упадка».
«Теория основана на сочетании новых и существующих доказательств».
Ученые провели химический анализ каменных отложений со дна древнего озера. Они подтвердили ранее идентифицированные циклы более высоких и более низких уровней фосфора, химического элемента, присутствующего во всей жизни на Земле.
Кроме того, они могли различать влажные и сухие циклы, используя сигналы «выветривания» или образования почвы, вызванного ростом корней. Более сильное выветривание указывало на влажные циклы с большим количеством корней, тогда как меньшее выветривание указывало на сухие циклы с меньшим количеством корней.
Важно отметить, что ученые обнаружили, что сухие циклы совпадали с более высоким уровнем фосфора. Это означает, что умирающие корни в это время отдавали свои питательные вещества в воду планеты.
Мэтью Смарт, доктор философии. студент в своей лаборатории во время исследования, сказал, «Нелегко заглянуть в прошлое более чем на 370 миллионов лет. Но у камней долгая память, и на них еще есть места. Земля где вы можете использовать химию как микроскоп, чтобы раскрыть тайны древнего мира».
Ученые смогли определить распад корней деревьев в качестве основного подозреваемого в событиях вымирания девонского периода из-за того факта, что круговороты фосфора происходили в то же время, что и эволюция корней первых деревьев, что характерно для Archaeopteris, который был также первым растением, отрастившим листья и достигшим высоты 30 футов.
Филиппелли сказал, «К счастью, современные деревья не вызывают подобных разрушений, потому что с тех пор природа разработала системы, позволяющие сбалансировать воздействие гниющей древесины. Глубина современной почвы также сохраняет больше питательных веществ по сравнению с тонким слоем грязи, покрывавшим древнюю Землю».
Однако динамика исследования показала, что существуют и другие, более свежие опасности для океанская жизнь. Авторы статьи отмечают, что другие люди утверждали, что сточные воды, навоз, удобрения и другие органические отходы загрязнили океаны Земли до такой степени, что они находятся «на грани аноксии» или полностью лишены кислорода.
Филлипелли — сказал, «Эти новые взгляды на катастрофические последствия природных явлений в древнем мире могут служить предупреждением о последствиях подобных условий, возникающих в результате деятельности человека сегодня».
Справочник журнала:
- Мэтью С. Смарт и др. Усиленное высвобождение питательных веществ на суше во время девонского появления и расширения лесов: данные озерного фосфора и геохимических данных. Бюллетень Геологического общества Америки, DOI: 10.1130 / B36384.1
