Najdłużej znany nieprzerwany zapis paleozoiku został odkryty na pustkowiu Jukonu

Setki milionów lat temu, pośrodku obszaru, który ostatecznie stał się kanadyjskim terytorium Jukonu, był to ocean pełen opancerzonych trylobitów, przypominających małże ramienionogów i miękkich, miękkich stworzeń przypominających mięczaki i kałamarnice.

grupa skamieniałości i warstwy skalne Powstał na tym starożytnym dnie oceanicznym i został odkryty przez międzynarodowy zespół naukowców wzdłuż brzegów rzeki Beale, kilkaset mil na południe od Arktycznego Morza Beauforta. Odkrycie to ujawnia zmiany tlenu w dnie morskim na przestrzeni prawie 120 milionów lat wczesnego paleozoiku, który promował najszybszą ewolucję i dywersyfikację złożonych i wielu związków.życie komórkowe w historii ziemi.

Geolog ze Stanford University, Eric Sperling, główny autor badania z 7 lipca szczegółowo opisującego odkrycia zespołu, powiedział w oświadczeniu postęp naukowy. Większość formacje skalne Od epoki paleozoiku był rozkładany przez siły tektoniczne lub z czasem ulegał erozji. „Nie ma innego miejsca na świecie, o którym wiem, gdzie można by studiować ten długi zapis historii Ziemi, w którym nie ma zmian w takich rzeczach jak głębokość wody czy rodzaj basenu”.

Na początku paleozoiku, około 541 milionów lat temu, w głębokich wodach tego i innych oceanów brakowało tlenu. Pozostał rzadki aż do okresu dewonu, około 405 milionów lat temu, kiedy w geologicznym mgnieniu oka – nie więcej niż kilka milionów lat – tlen prawdopodobnie osiągnął poziom zbliżony do poziomu we współczesnych oceanach, a różnorodność życia na Ziemi eksplodowała. Pojawiła się duża ryba drapieżna. Prymitywne paprocie i drzewa iglaste przemierzały kontynenty niegdyś rządzone przez bakterie i glony. Latała ważka. A wszystko to prawie cztery miliardy lat po tym, jak krajobraz Ziemi stał się praktycznie jałowy.

Naukowcy od dawna debatowali nad tym, co mogło spowodować dramatyczne przejście ze świata o niskiej zawartości tlenu do świata bardziej natlenionego, który mógłby wspierać zróżnicowaną sieć życia zwierzęcego. Ale do tej pory trudno było określić czas globalnego natlenienia lub długoterminowego stanu tła oceanów i atmosfery na świecie w epoce, w której nastąpił zarówno kambryjska eksplozja życia, jak i pierwsze „masowe wyginięcie Wielkiej Piątki na Ziemi w 445 milionów lat temu pod koniec ordowiku.”

„Aby dokonać porównań między tymi ogromnymi fragmentami naszej historii i zrozumieć długoterminowe trendy, potrzebny jest stały zapis”, powiedział Sperling, adiunkt nauk o Ziemi w Szkole Nauk o Ziemi, Energii i Środowisku Uniwersytetu Stanforda (Stanford Earth). .

Kontekst poprzedniego życia

Dzięki uprzejmości społeczności Na Cho Nyak Dun i Tetlit Gwitch’in w Jukonie zespół Sperlinga, w skład którego wchodzili naukowcy z Dartmouth College i Yukon Geological Survey, spędził trzy lata na stanowisku Peel River. Przybywszy helikopterem, zespół badawczy penetrował zarośla maczetami obok klifów klasy VI, aby zebrać setki próbek skał wielkości pięści z ponad mili nakładających się warstw łupków, łupków i wapna.

W laboratorium Sperlinga w Stanford mała armia studentów studiów licencjackich i magisterskich pracowała przez pięć lat, aby pomóc w analizie skamieniałości i substancji chemicznych znalezionych w skałach. „Spędziliśmy dużo czasu na przeszukiwaniu otwartych skał i szukaniu skamieniałości graptolitów” – powiedział Sperling. Dlatego Graptolity Szeroka gama rozpoznawalnych kształtów ciała wyewoluowała stosunkowo szybko, a ołówkowe ślady pozostawione przez skamieliny tych zamieszkujących kolonie morskich stworzeń pozwalają geologom na datowanie znalezionych skał.

Gdy badacze zakończyli identyfikowanie i datowanie skamielin Graptolitu, zmielili skały w młynie, a następnie zmierzyli żelazo, węgiel, fosfor i inne pierwiastki w otrzymanym proszku, aby ocenić warunki oceaniczne w czasie i miejscu, w którym utworzyły się warstwy. Przeanalizowali 837 nowych próbek ze strony Peel River, a także 106 nowych próbek z innych części Kanady i 178 próbek z całego świata dla porównania.

Zwycięzcy i przegrani

Pokaż dane niski poziom tlenulub brak tlenu, który prawdopodobnie utrzyma się w oceanach na świecie przez miliony lat dłużej niż wcześniej sądzono – nawet do eonów starożytnego życia, kiedy rośliny naziemne A wczesne zwierzęta zaczęły się różnicować. „Pierwsze zwierzęta wciąż żyły w świecie o niskiej zawartości tlenu” – powiedział Sperling. Wbrew długo utrzymywanym przypuszczeniom naukowcy odkryli, że oceany paleozoiczne były również zaskakująco wolne od siarkowodoru, toksyny oddechowej często występującej w obszarach współczesnych oceanów z niedoborem tlenu.

Kiedy tlen w końcu pojawił się w środowiskach morskich, pojawił się tak samo, jak rozwinęły się większe i bardziej złożone rośliny. „Toczy się wiele dyskusji na temat wpływu roślin na system Ziemi” – powiedział Sperling. „Nasze wyniki są zgodne z hipotezą, że gdy rośliny ewoluowały i pokrywały ziemię, składniki odżywcze wzrosły do Ocean, prowadzi tlen. „W tej hipotezie przepływ składników odżywczych do morza zwiększyłby produktywność pierwotną, czyli miarę tego, jak szybko rośliny i glony pochłaniają dwutlenek węgla i światło słoneczne, przekształcając je w nową biomasę – i uwalniając w tym procesie tlen”.

Zmiana mogła zabić Graptolitów. „Chociaż więcej tlenu jest naprawdę korzystne dla wielu organizmów, graptolit traci swój niski poziom Tlen Sperling powiedział, że habitat był ich schronieniem. „Każda zmiana środowiska będzie miała zwycięzców i przegranych. Być może graptolici są przegranymi.”