Lipsa nutrienților a blocat revenirea vieții marine după extincția Permian

Nutrienții care nu sunt la îndemână ar putea ajuta la explicarea de ce viața de pe Pământ a durat atât de mult să revină de la cea mai gravă extincție a tuturor timpurilor.

Analizând schimbările chimice care au urmat dispariția Permianului în urmă cu 252 de milioane de ani, geologii propun că temperaturile fierbinți ale suprafeței mării au dus la condiții care au prins azotul mult sub straturile pline de viață ale oceanului, luminate de soare. Deficiența rezultată a nutrientului cheie ajută la explicarea de ce ecosistemele marine au avut nevoie de 5 până la 9 milioane de ani pentru a se reface, cu milioane de ani mai mult decât pentru alte extincții în masă, propun cercetătorii online pe 5 august. Geologie.

„Este echivalent cu o fermă”, spune coautorul studiului Stephen Grasby, geochimist la Geological Survey of Canada din Calgary. „Dacă nu arunci îngrășământ pe câmp, solul devine limitat de nutrienți și vei crește din ce în ce mai puțină plante.”

Înainte de dispariție, care a distrus peste 90% din toate speciile marine, apele de pe coasta de nord-vest a supercontinentului Pangea au prosperat cu activitate biologică alimentată parțial de ciclul azotului. Azotul este un nutrient esențial pentru rețeaua trofica marine. Când viața aproape de suprafață moare, rămășițele se scufundă. La adâncimi mai reci, mai întunecate, rămășițele se descompun și eliberează azot. Microbii din apropiere transformă apoi acel azot într-o formă utilizabilă de către viață, iar agitarea de către vânturile care sufla peste ocean atrage acel azot spre suprafață, unde ciclul începe din nou.

CARENTA DE NUTRIENTI Urmele chimice din straturile de sediment marin antic (prezentate) sugerează că lipsa de azot în apropierea suprafeței oceanului a contribuit la întârzierea refacerii vieții după extincția Permian cu milioane de ani. S. Grasby

Grasby și colegii săi au urmărit istoria ciclului azotului analizând componența chimică a 446 de mostre de sedimente oceanice excavate din ceea ce este acum Arctica canadiană. Spre deosebire de azotul din atmosferă, azotul care circulă prin ocean conține mult azot-15. După extincția Permian, porțiunea de azot-15 din sedimente a scăzut de la peste 9% din azot la aproape nimic.

Acest declin a fost probabil rezultatul unei serii de erupții vulcanice voluminoase în ceea ce este acum Siberia. Oamenii de știință cred că revărsarea vulcanică a declanșat schimbările extreme de mediu care au făcut planeta inospitalieră pentru majoritatea vieții (SN: 19.09.15, str. 10). Acumularea gazelor cu efect de seră din erupții a încălzit suprafața oceanului, provocând încetinirea ciclului azotului, spune Grasby. Încălzirea a redus adâncimea în care are loc descompunerea până la un punct sub care vânturile pot agita apa – sub primele câteva sute de metri de apă. Ca rezultat, azotul a rămas prins în adâncurile oceanului, chiar în afara accesului vieții de aproape de suprafață. Cu puțin azot venit de jos, microbii azotați de azot de la suprafață probabil au extras mai mult din nutrienți din atmosferă. Acest proces este însă ineficient, așa că azotul a rămas rar și a împiedicat întregul ecosistem, propun cercetătorii.

În cele din urmă, oceanul s-a răcit, punctul de descompunere s-a deplasat în sus și ciclul azotului a reînceput, provocând un boom în activitatea biologică.

Reducerea aprovizionării cu azot este o explicație plauzibilă pentru recuperarea întârziată, dar alte schimbări, cum ar fi disponibilitatea cronică scăzută a oxigenului, cauzate de schimbările condițiilor de mediu probabil au contribuit și ele, spune David Kidder, geolog la Universitatea Ohio din Atena. „Toate aceste lucruri care se schimbă o fac aproape în pas”, spune el. „Nu poți pune degetul pe un singur lucru și să spui că recuperarea a fost lungă din cauza nutrienților sau a oxigenului scăzut din apă. Este o schimbare în întregul sistem.”