Vulkanische opwarming uit het verleden verbonden aan mariene uitstervingen, blijkt uit gedetailleerde fossiele gegevens
Fusuline kalksteen uit het Pennsylvanian (Late Carboniferous) in Kansas, VS.
De aarde warmt snel op, en vergelijkbare klimaatsverstoringen meer dan 300 miljoen jaar geleden leidden tot enorme schommelingen in het mariene leven.
Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Shuzhong Shen van de Nanjing Universiteit een belangrijke ontdekking gepubliceerd in Science Advances. Voor het eerst onthulde het team, door middel van hoogprecisie big data, dat tijdens het Late Paleozoïcum (ongeveer 340 tot 250 miljoen jaar geleden) wereldwijde afkoeling een snelle evolutie en diversificatie van marien leven bevorderde, terwijl abrupte opwarming, vooral veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen, leidde tot massa-extincties.
De focus van de studie ligt op een oude groep eencellige mariene organismen die fusuline foraminifera worden genoemd. Hoewel ze klein van formaat zijn, waren ze buitengewoon talrijk en domineerden eens de zeebodemecosystemen, waardoor ze de bijnaam “carbonaatrotsfabrieken” kregen. Het team ontdekte dat fusuline gedurende een periode van meer dan 91,8 miljoen jaar twee belangrijke diversificatie-explosies en vier extinctiecrises doormaakte.
Opmerkelijk is dat, na de grootschalige vulkaanuitbarstingen in de grote Emeishan Igneous Province ongeveer 260 miljoen jaar geleden, grote fusuline bijna verdwenen. Later, tijdens het eind-Permische supervulkanische evenement ongeveer 252 miljoen jaar geleden, kwam deze enorme lijn in de evolutie tot stilstand.
Verontrustend is dat de huidige snelheid van wereldwijde opwarming veroorzaakt door menselijke activiteiten ver uitstijgt boven de opwarmingssnelheden die verband houden met zowel de Emeishan-basalten als de vulkanische gebeurtenissen aan het eind van het Perm. De huidige mariene ecosystemen kunnen geconfronteerd worden met een vergelijkbare overlevingsproef als die van de fusuline.
Een van de hoogtepunten van deze studie is de constructie van de eerste hoge-resolutie diversiteitscurve voor fusuline foraminifera, mogelijk gemaakt door de integratie van supercomputing en AI-algoritmen. De analyse combineerde gegevens van 299 stratigrafische secties en meer dan 2.000 soorten, waarbij het kwantitatieve stratigrafische CONOP supercomputing-algoritme werd toegepast om een ongekend gedetailleerde reconstructie van deze sleutel fossiele groep te bereiken. Cycliciteit stratigrafische methoden zijn ook uitgevoerd om de veranderende trend van de diversiteitscurve te onthullen.
Dit onderzoek werpt niet alleen licht op de kritieke rol van klimaatverandering in het aansteken van biologische evolutie, maar biedt ook belangrijke wetenschappelijke inzichten voor het begrijpen van veranderingen in biodiversiteit onder de huidige wereldwijde opwarming. Prof. Shen benadrukt: “Het verminderen van klimaatverandering en het beschermen van ecosystemen is een urgente taak van onze tijd.”
De co-eerste auteurs van de studie zijn Zhang Shuhan en Zhao Yingying, beide PhD-studenten aan de Nanjing Universiteit. Professoren Shi Yukun en Shuzhong Shen zijn de corresponderende auteurs.
