Devonperioden inträffade för nästan 419 miljoner till 358 miljoner år sedan, innan utvecklingen av liv på land, är känd för massutdöende händelser. Under denna händelse dog nästan 70 procent av allt liv på jorden.
En ny studie - av forskare vid IUPUI i samarbete med kollegor i Storbritannien - tyder på att utvecklingen av trädrötter kan ha utlöst en serie av massutrotningar som skakade jordens hav under devonperioden. Utvecklingen av trädrötter flödade sannolikt förbi hav med överskott av näringsämnen, vilket orsakade massiva algtillväxt.
Gabriel Filippelli, kanslersprofessor i geovetenskaper vid School of Science vid IUPUI, sa: "Dessa snabba och destruktiva algblomningar skulle ha tömt det mesta av havens syre, vilket utlöst katastrofala massutdöende händelser."
Forskare, i studien, lyfte fram processen som kallas övergödning. Processen liknar mestadels det moderna, om än i mindre skala, ett fenomen som för närvarande underblåser breda "döda zoner" i de stora sjöarna och Mexikanska golfen, eftersom överskott av näringsämnen från gödningsmedel och annan avrinning från jordbruket utlöser massiva algblomningar som förbrukar alla vattnets syre.
Filippelli sa, "Skillnaden är att dessa tidigare händelser sannolikt drevs av trädrötter, som drog upp näringsämnen från marken under tillväxttider och sedan plötsligt dumpade dem i Jordens vatten under tider av förfall.”
"Teorin är baserad på en kombination av nya och befintliga bevis."
Forskare utförde kemiska analyser av stenavlagringar från gamla sjöbäddar. De bekräftade tidigare identifierade cykler av högre och lägre fosfornivåer, ett kemiskt element som finns i allt liv på jorden.
Dessutom kunde de skilja mellan våta och torra cykler med hjälp av signalerna om "väder" eller jordbildning, som orsakas av rottillväxt. Större vittring tydde på våta cykler med fler rötter, medan mindre vittring tydde på torra cykler med färre rötter.
Viktigt är att forskare fann att de torra cyklerna sammanföll med högre fosfornivåer. Det betyder att döende rötter släppte ut sina näringsämnen i planetens vatten under dessa tider.
Matthew Smart, en Ph.D. student i sitt labb vid tidpunkten för studien, sa, "Det är inte lätt att se över 370 miljoner år in i det förflutna. Men stenar har långa minnen, och det finns fortfarande platser på Jord där du kan använda kemi som ett mikroskop för att låsa upp den antika världens mysterier."
Forskarna kunde identifiera förfallet av trädrötter som den primära misstänkta bakom devonperiodernas utrotningshändelser på grund av det faktum att fosforcyklerna ägde rum samtidigt som utvecklingen av de första trädrötterna, en egenskap hos Archaeopteris, som var också den första plantan som växte löv och nådde höjder på 30 fot.
Filippelli sa, "Lyckligtvis orsakar inte moderna träd liknande förstörelse eftersom naturen sedan dess har utvecklat system för att balansera ut effekterna av ruttnande trä. Djupet av modern jord behåller också mer näringsämnen jämfört med det tunna lager av smuts som täckte den antika jorden."
Studiens dynamik gjorde det dock klart att det finns andra, nyare faror med havets liv. Tidningens författare påpekar att andra människor har hävdat att avloppsvatten, gödsel, gödningsmedel och annat organiskt avfall har förorenat jordens hav till en punkt där de är "på gränsen till anoxi" eller helt utan syre.
Fillipelli sade, "Dessa nya insikter om de katastrofala resultaten av naturhändelser i den antika världen kan fungera som en varning för konsekvenserna av liknande förhållanden som uppstår av mänsklig aktivitet idag."
Tidskriftsreferens:
- Matthew S. Smart et al. Förbättrad markbunden näringsfrisättning under devonens uppkomst och expansion av skogar: bevis från lakustrin fosfor och geokemiska uppgifter. Geological Society of America Bulletin. DOI: 10.1130 / B36384.1
