stringtranslate.com

Событие Селли

Событие Селли , также известное как OAE1a , было океаническим аноксическим событием (OAE) глобального масштаба, которое произошло в аптском ярусе раннего мелового периода , около 120,5 миллионов лет назад (млн лет назад). [1] OAE связано с крупным магматическим вулканизмом провинции и вымиранием морских организмов, вызванным глобальным потеплением, закислением океана и аноксией. [2]

Сроки

Отрицательный всплеск δ 13 C , представляющий начало OAE1a, был быстрым, занявшим всего 22 000–47 000 лет. [3] Восстановление глобального климата после впрыскивания большого количества изотопно-легкого углерода длилось более миллиона лет. [4] Конец OAE1a характеризуется положительным всплеском δ 13 C, [5] который имел величину от +4 до +5%. [6] OAE длился в общей сложности около 1,1–1,3 млн лет; [7] одна высокоточная оценка определила продолжительность OAE1a в 1,157 млн ​​лет. [8]

Причины

Глобальное потепление

OAE1a последовал за жарким климатическим периодом, когда глобальная средняя температура составляла около 21,5 °C. [9] Океан Тетис испытал увеличение влажности в начале OAE1a, в то время как условия вокруг Бореального океана изначально были сухими и увлажнились только позже во время OAE. [10]

Повышение глобальной температуры, вызвавшее OAE1a, скорее всего, было вызвано вулканизмом крупной магматической провинции (LIP). [2] Отрицательный выброс δ 13 C, предшествующий OAE, происходящий в изотопном интервале C3, [11], как полагают, отражает вулканический выброс углекислого газа в атмосферу и его последующее потепление Земли. [12] Обогащение нерадиогенным осмием , который в основном образуется в результате изменения океанической коры гидротермальным вулканизмом, еще больше усиливает вулканизм как движущую силу OAE1a. [13] [14] Несколько LIP были причастны к быстрому глобальному потеплению, ответственному за начало OAE1a, включая Высокоарктическую крупную магматическую провинцию (HALIP), [15] плато Кергелен , [2] и плато Онтонг-Джава . [12] [16] [17] Скорость выбросов парниковых газов, приведших к OAE1a, была относительно медленной, в результате чего аноксическое событие вызвало лишь незначительное вымирание, в отличие от серьезных массовых вымираний в кейптенском , пермско-триасовом и триасово-юрском периодах , вызванных LIP, и продолжающегося голоценового вымирания, вызванного отчасти антропогенным выбросом парниковых газов, каждый из которых характеризовался или характеризуется очень высокой скоростью выброса углекислого газа. [2] Несмотря на гораздо меньший резервуар клатрата метана по сравнению с сегодняшним днем, дегазация отложений клатрата метана могла тем не менее значительно усилить вулканическое потепление. [16] После OAE1a значения δ 18 O увеличились, что указывает на падение температур, совпавшее с падением δ 13 C org , [18] которое началось в изотопной фазе C4 интервала. [11]

Улучшенная переработка фосфора

OAE1a совпал с пиком в цикле периодичности 5-6 млн лет в накоплении фосфора в морских отложениях. Во время таких пиков доминировала краткосрочная положительная обратная связь повышенной биологической продуктивности, вызванная обилием фосфора, что вызвало снижение оксигенации морской воды, что затем вызвало повышенную регенерацию фосфора из морских отложений, но в конечном итоге она была смягчена долгосрочной отрицательной обратной связью, вызванной увеличением содержания кислорода в атмосфере, что привело к усилению лесных пожаров и уменьшению поступления фосфора в океаны. [19] Увеличение соотношений органического углерода к активным видам фосфора и общего азота к активному фосфору подтверждает, что утечка осадочного фосфора обратно в водную толщу произошла во время OAE1a, причем этот процесс, вероятно, был ускорен повышением глобальной температуры того времени. [20]

Эффекты

Морская продуктивность увеличилась. Скачок продуктивности, вероятно, был вызван увеличением доступности железа . [1] Увеличение потока сульфата из-за вулканизма привело к увеличению производства сероводорода , что, в свою очередь, увеличило доступность фосфора в толще воды, препятствуя его захоронению на морском дне и способствуя развитию аноксии. [21]

Масштабный вулканический выброс углекислого газа вызвал падение pH морской воды в начале OAE1a, поскольку большая часть этого избыточного углекислого газа была поглощена океаном и растворена в виде угольной кислоты . [22] Карбонатность морской воды резко снизилась. [23] Закисление океана началось вскоре после отрицательного скачка δ 13 C и продолжалось примерно 0,85 млн лет. [24] Падение pH морской воды было связано с пиком карбонатного кризиса. [25]

Измерения δ 7 Li указывают на обогащение изотопно легким литием, совпадающее с отрицательным δ 13 C-экскурсией, что означает увеличение выветривания силикатов на фоне вулканически вызванного глобального потепления OAE1a. Второе отрицательное δ 7 Li-экскурсия произошла синхронно с минимумом изотопа стронция, обозначив еще один пик выветривания силикатов. Это выветривание могло смягчить эффекты потепления, вызванные вулканизмом крупной магматической провинции, и помогло охладить Землю до состояния до OAE1a. [26]

Уровень моря первоначально упал во время OAE1a, поскольку мир потеплел, а затем поднялся, поскольку произошло глобальное похолодание, что указывает на доминирование эвстазии водоносного горизонта в контроле изменения уровня моря во время этого аноксического события. [27]

Захоронение органического углерода увеличилось во время OAE1a и усилилось в периоды повышенной влажности. [28] OAE1a, как и другие OAE, показал широко распространенное отложение черных сланцев, богатых органическим веществом, неспособным разлагаться на морском дне, поскольку бескислородные условия препятствовали обитанию большинства микробных деструкторов. [1] Отложение черных сланцев начинается во время стадии C6 OAE1a и продолжалось около 0,4 млн лет. [24] Как и в случае с силикатным выветриванием, захоронение органического углерода действовало как отрицательная обратная связь на глобальное потепление. [29]

В целом, биотические эффекты OAE1a были сравнительно незначительными по сравнению с другими событиями вымирания, вызванными LIP. [2] [30] Наннокониды, которые были сильно кальцинированы, значительно сократились во время OAE1a, вероятно, из-за закисления океана, [22] хотя эта причинно-следственная связь оспаривается другими авторами. [31] Оппортунистический, похожий на устриц род двустворчатых моллюсков Chondrodonta процветал во время OAE1a из-за своей способности выживать в стрессовых условиях, где его конкуренты не могли, и его всплеск численности часто используется как биостратиграфический индикатор начала OAE1a. [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Leckie, R. Mark; Bralower, Timothy J.; Cashman, Richard (23 августа 2002 г.). «Океанические аноксические события и эволюция планктона: биотическая реакция на тектоническое воздействие в середине мелового периода». Палеокеанография и палеоклиматология . 17 (3): 13-1–13-29. Bibcode : 2002PalOc..17.1041L. doi : 10.1029/2001PA000623 . Получено 20 мая 2023 г.
  2. ^ abcde Цзян, Цян; Журдан, Фред; Олирук, Хьюго КХ; Мерль, Рено Э.; Бурде, Жюльен; Фужеруз, Дени; Годель, Белинда; Уокер, Алекс Т. (25 июля 2022 г.). «Объем и скорость выбросов вулканического CO2 определяли серьезность прошлых экологических кризисов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 119 (31): e2202039119. Bibcode : 2022PNAS..11902039J. doi : 10.1073/pnas.2202039119 . PMC 9351498. PMID  35878029 . 
  3. ^ Малинверно, А.; Эрба, Элизабетта; Герберт, Тимоти Д. (4 мая 2010 г.). «Орбитальная настройка как обратная задача: хронология раннего аптского океанического аноксического события 1a (уровень Селли) в Цизмон-АПТИКОР». Палеокеанография и палеоклиматология . 25 (2): 1–16. Bibcode : 2010PalOc..25.2203M. doi : 10.1029/2009PA001769 .
  4. ^ Ли, Юн-Сян; Брэлоуэр, Тимоти Дж.; Монтаньес, Изабель П.; Ослегер, Дэвид А.; Артур, Майкл А.; Байс, Дэвид М.; Герберт, Тимоти Д.; Эрба, Элизабетта; Премоли Сильва, Изабелла (15 июля 2007 г.). «К орбитальной хронологии раннего аптского океанического аноксического события (OAE1a, ~ 120 млн лет)». Earth and Planetary Science Letters . 271 (1–4): 88–100. Bibcode : 2008E&PSL.271...88L. doi : 10.1016/j.epsl.2008.03.055 . Получено 20 мая 2023 г.
  5. ^ Альтенейджи, Нуф; Денаро, Маргарита; Шлагинтвейт, Феликс; Алсувайди, Мохаммед; Хеннхефер, Доминик; Штойбер, Томас (июль 2024 г.). «Баррем – нижний апт северо-восточной Аравии: формации Хараиб и Шуайба в Вади-Рахаба и Вади-Кебда, Рас-эль-Хайма, ОАЭ» Меловые исследования . 159 : 105873. Бибкод : 2024CrRes.15905873A. дои : 10.1016/j.cretres.2024.105873 . Проверено 11 мая 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
  6. ^ Фернандес-Мендиола, Педро А.; Перес-Мало, Йоанаиц; Оуэн, Хью Г.; Гарсиа-Мондехар, Хоакин (апрель 2023 г.). «Новые достижения в стратиграфии аптских океанических бескислородных явлений (Кастро-Урдиалес, Баскско-Кантабрийский бассейн, Испания)». Меловые исследования . 144 : 105430. Бибкод : 2023CrRes.14405430F. дои : 10.1016/j.cretres.2022.105430 . Проверено 11 мая 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
  7. ^ Ху, Сюмянь; Чжао, Куйдун; Йылмаз, Исмаил Омер; Ли, Юнсян (декабрь 2012 г.). «Стратиграфический переход и палеоэкологические изменения от аптского океанического аноксического события 1a (OAE1a) до океанического красноцветного слоя 1 (ORB1) в разрезе Еничесихлар, центральная Турция». Cretaceous Research . 38 : 40–51. Bibcode : 2012CrRes..38...40H. doi : 10.1016/j.cretres.2012.01.007 . Получено 20 мая 2023 г.
  8. ^ Moullade, Michel; Tranchetti, Guy; Granier, Bruno; Bornemann, André; Kuhnt, Wolfgang; Lorenzen, Janne (сентябрь–декабрь 2015 г.). «Высокоразрешающая комплексная стратиграфия OAE1a и вмещающих слоев из керновых скважин в бедульском стратотипе (Рокфор-Ла-Бедуль, Юго-Восточная Франция)». Cretaceous Research . 56 : 119–140. Bibcode : 2015CrRes..56..119M. doi : 10.1016/j.cretres.2015.03.004 . Получено 20 мая 2023 г.
  9. ^ Scotese, Christopher R.; Song, Haijun; Mills, Benjamin JW; van der Meer, Douwe G. (апрель 2021 г.). «Палеотемпературы фанерозоя: изменение климата Земли за последние 540 миллионов лет». Earth-Science Reviews . 215 : 103503. Bibcode : 2021ESRv..21503503S. doi : 10.1016/j.earscirev.2021.103503. ISSN  0012-8252. S2CID  233579194. Архивировано из оригинала 8 января 2021 г. Получено 18 марта 2023 г.
  10. ^ Blok, CN; Ineson, J.; Anderskouv, K.; Fantasia, A.; Sheldon, E.; Thibault, N.; Jelby, ME; Adatte, T.; Bodin, S. (1 сентября 2022 г.). «Широтно-зависимые изменения климата в аптском океаническом аноксическом событии 1a». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 601 : 111085. Bibcode : 2022PPP...60111085B. doi : 10.1016/j.palaeo.2022.111085 . S2CID  249328937.
  11. ^ ab Chen, Xi; Idakieva, Vyara; Stoykova, Kristalina; Liang, Huiming; Yao, Hanwei; Wang, Chengshan (ноябрь 2017 г.). «Биостратиграфия аммонитов и хемостратиграфия изотопов органического углерода раннего аптского океанического аноксического события (OAE 1a) в Тетических Гималаях Южного Тибета». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 485 : 531–542. Bibcode :2017PPP...485..531C. doi :10.1016/j.palaeo.2017.07.010 . Получено 12 апреля 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  12. ^ ab Келлер, Кристина Э.; Хочули, Питер А.; Вайссерт, Хельмут; Бернаскони, Стефано М.; Джорджони, Мартино; Гарсия, Тереза ​​И. (15 мая 2011 г.). «Потепление климата, вызванное вулканами, и изменение флоры предшествовали началу OAE1a (ранний мел)». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 305 (1–4): 43–49. Bibcode : 2011PPP...305...43K. doi : 10.1016/j.palaeo.2011.02.011 . Получено 20 мая 2023 г.
  13. ^ Bottini, Cinzia; Cohen, Anthony S.; Erba, Elisabetta; Jenkyns, Hugh C.; Coe, Angela L. (1 июля 2012 г.). «Изотопные свидетельства осмия вулканизма, выветривания и смешивания океанов в раннем апте OAE 1a». Geology . 40 (7): 583–586. Bibcode : 2012Geo....40..583B. doi : 10.1130/G33140.1 . Получено 5 июня 2023 г.
  14. ^ Мацумото, Хиронао; Коччони, Родольфо; Фронталини, Фабрицио; Шираи, Котаро; Йоване, Луиджи; Триндаде, Рикардо; Савиан, Хайро Ф.; Корода, Дзюнъитиро (11 января 2022 г.). «Морские изотопы Os среднего мела, свидетельствующие о гетерогенной причине океанических бескислородных явлений». Природные коммуникации . 13 (1): 239. Бибкод : 2022NatCo..13..239M. дои : 10.1038/s41467-021-27817-0. ПМЦ 8752794 . ПМИД  35017487 . Проверено 13 июня 2023 г. 
  15. ^ Мидткандал, Ивар; Свенсен, Хенрик Х.; Планке, Сверре; Корфу, Фернандо; Польто, Стефан; Торсвик, Тронд Х.; Фалейде, Ян Инге; Грундвог, Стен-Андреас; Селнес, Ховард; Кюршнер, Вольфрам; Олауссен, Снорре (декабрь 2016 г.). «Аптское (раннемеловое) океаническое бескислородное событие (OAE1a) на Шпицбергене, Баренцево море, и абсолютный возраст границы баррема и апта». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 463 : 126–135. Бибкод : 2016PPP...463..126M. doi :10.1016/j.palaeo.2016.09.023 . Получено 12 апреля 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  16. ^ ab Méhay, Sabine; Keller, Christian E.; Bernasconi, Stefano M.; Weissert, Helmut; Erba, Elisabetta; Bottini, Cinzia; Hochuli, Peter A. (1 сентября 2009 г.). «Вулканический выброс CO2 спровоцировал меловое океаническое аноксическое событие 1a и кризис биокальцификации». Geology . 37 (9): 819–822. Bibcode :2009Geo....37..819M. doi :10.1130/G30100A.1 . Получено 13 июня 2023 г. .
  17. ^ Бениньо, Ана Паула А.; Сарайва, Антонио А. Ф.; Сиал, Алсидес Н.; Ласерда, Луис Д. (апрель 2021 г.). «Хемостратиграфия ртути как показатель изменений окружающей среды, вызванных вулканизмом, в аптско-альбском переходе, бассейн Арарипе, северо-восточная Бразилия». Журнал южноамериканских наук о Земле . 107 : 1–30. Bibcode : 2021JSAES.10703020B. doi : 10.1016/j.jsames.2020.103020. S2CID  228919907. Получено 2 сентября 2023 г.
  18. ^ Прайс, Грегори Д. (сентябрь 2003 г.). «Новые ограничения на изотопные вариации в раннем мелу (баррем–сеноман) в Тихом океане». Geological Magazine . 140 (5): 513–522. Bibcode :2003GeoM..140..513P. doi :10.1017/S0016756803008100. S2CID  129629420 . Получено 8 августа 2023 г. .
  19. ^ Handoh, Itsuki C.; Lenton, Timothy M. (8 октября 2003 г.). «Периодические среднемеловые океанические аноксические события, связанные колебаниями биогеохимических циклов фосфора и кислорода». Global Biogeochemical Cycles . 17 (4): 3-1–3-11. Bibcode : 2003GBioC..17.1092H. doi : 10.1029/2003GB002039. S2CID  140194325. Получено 14 июня 2023 г.
  20. ^ Бейль, Себастьян; Кунт, Вольфганг; Холборн, Энн; Шольц, Флориан; Оксманн, Джулиан; Вальманн, Клаус; Лоренцен, Янне; Аквит, Мохамед; Челлаи, Эль-Хасан (29 апреля 2020 г.). «Меловые океанические бескислородные явления, продлеваемые обратными связями фосфорного цикла». Климат прошлого . 16 (2): 757–782. Бибкод : 2020CliPa..16..757B. дои : 10.5194/cp-16-757-2020 . Проверено 14 июня 2023 г.
  21. ^ Gomes, Maya L.; Hurtgen, Matthew T.; Sageman, Bradley B. (21 декабря 2015 г.). «Биогеохимический цикл серы во время меловых океанических аноксических событий: сравнение OAE1a и OAE2». Палеокеанография и палеоклиматология . 31 (2): 233–251. doi :10.1002/2015PA002869 . Получено 19 декабря 2022 г.
  22. ^ ab Erba, Elisabetta; Bottini, Cinzia; Weissert, Helmut J.; Keller, Christina E. (23 июля 2010 г.). "Cacareous Nannoplankton Response to Surface-Water Acidification Around Oceanic Anoxic Event 1a". Science . 329 (5990): 428–432. Bibcode :2010Sci...329..428E. doi :10.1126/science.1188886. PMID  20651148. S2CID  19498439 . Получено 24 января 2023 г. .
  23. ^ Штойбер, Томас; Лёзер, Ханнес; Муттерлосе, Йорг; Паренте, Мариано (март 2023 г.). «Биогеодинамика образования карбонатов в меловом периоде». Earth-Science Reviews . 238 : 104341. Bibcode : 2023ESRv..23804341S. doi : 10.1016/j.earscirev.2023.104341 . S2CID  256800691.
  24. ^ Аб Ли, Хуан; Ху, Сюмиань; Чжао, Куйдун; Цай, Юаньфэн; Сунь, Тао (ноябрь 2016 г.). «Палеоокеанографическая эволюция и хроностратиграфия от аптского океанического бескислородного события 1a (OAE1a) до океанического красного слоя 1 (ORB1) в разрезе Горго-а-Цербара (центральная Италия)». Меловые исследования . 66 : 115–128. Бибкод : 2016CrRes..66..115L. дои :10.1016/j.cretres.2016.04.016 . Проверено 21 мая 2023 г.
  25. ^ Жиро, Фабьен; Питте, Бернар; Грошени, Даниэль; Боден, Франсуа; Лекюйе, Кристоф; Сакамото, Тацухико (15 декабря 2018 г.). «Палеоокеанографический кризис раннего апта (OAE 1a) в Воконтианском бассейне (ЮВ Франция)». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 511 : 483–505. Bibcode : 2018PPP...511..483G. doi : 10.1016/j.palaeo.2018.09.014 . Получено 12 апреля 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  26. ^ Лехлер, Мария; Фон Штрандманн, Филип А.Е. Погге; Дженкинс, Хью К.; Проссер, Джакомо; Паренте, Мариано (15 декабря 2015 г.). «Доказательства изотопов лития для усиленного выветривания силиката во время OAE 1a (событие Селли раннего апта)». Earth and Planetary Science Letters . 432 : 210–222. Bibcode : 2015E&PSL.432..210L. doi : 10.1016/j.epsl.2015.09.052 . Получено 20 мая 2023 г.
  27. ^ Xu, Yiwei; Hu, Xiumian; Garzanti, Eduardo; Sun, Gaoyuan; Jiang, Jingxin; Li, Juan; Zhang, Shijie; Schlagintweit, Felix (октябрь 2023 г.). «Движущая сила эвстатических изменений во время раннего аптского океанического аноксического события 1a (∼120 млн лет назад)». Global and Planetary Change . 229 : 104236. Bibcode : 2023GPC...22904236X. doi : 10.1016/j.gloplacha.2023.104236 . Получено 11 мая 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  28. ^ Herdocia, Carlos; Maurrasse, Florentin JM. R. (8 августа 2023 г.). «Геохимические факторы, связанные с отложением богатых органикой осадков нижнего апта во время OAE1a в Баскско-Кантабрийском бассейне, северная Испания». Frontiers in Geochemistry . 1. doi : 10.3389 /fgeoc.2023.1080169 . ISSN  2813-5962.
  29. ^ Дженкинс, Хью К. (13 октября 2018 г.). «Кратковременные эпизоды охлаждения во время меловых океанических аноксических событий с особым акцентом на OAE 1a (ранний апт)». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 376 (2130): 20170073. Bibcode :2018RSPTA.37670073J. doi :10.1098/rsta.2017.0073. ISSN  1364-503X. PMC 6127388 . PMID  30177559. 
  30. ^ Уигнолл, Пол Б. (29 сентября 2015 г.). «Смерть Пангеи и рост устойчивости». Худшие времена: как жизнь на Земле пережила восемьдесят миллионов лет вымираний . Принстон: Princeton University Press . стр. 158. ISBN 978-0-691-14209-8.
  31. ^ Gibbs, Samantha J.; Robinson, Stuart A.; Bown, Paul R.; Jones, Tom Dunkley; Henderiks, Jorijntje (8 апреля 2011 г.). "Комментарий к "Реакции известкового наннопланктона на закисление поверхностных вод вокруг аноксического события 1a в океане"". Science . 332 (6026): 175. Bibcode :2011Sci...332..175G. doi :10.1126/science.1199459. PMID  21474738. S2CID  42860173 . Получено 21 мая 2023 г. .
  32. ^ Del Viscio, Gabriella; Frijia, Gianluca; Posenato, Renato; Singh, Pulkit; Lehrmann, Daniel J.; Payne, Jonathan L.; Al-Ramadan, Khalid; Struck, Ulrich; Jochum, Klaus P.; Morsilli, Michele (6 мая 2021 г.). Eberli, Gregor (ред.). «Распространение Chondrodonta как показатель экологической нестабильности в начале OAE1a: выводы из мелководных известняков карбонатной платформы Апулии». Sedimentology . 68 (7): 3191–3227. doi : 10.1111/sed.12887. ISSN  0037-0746 . Получено 11 мая 2024 г. – через Wiley Online Library.