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Des chercheurs découvrent l'origine de la "respirant" Une atmosphère demi milliards d'années

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Ohio State University géologues et leurs collègues ont découvert des preuves lors de la première Terre peuvent avoir soutenu une atmosphère riche en oxygène semblable à celui que nous respirons aujourd'hui.

L'étude suggère que les bouleversements de l'écorce terrestre a lancé une sorte d'inversion de l'effet de serre, il ya 500 millions d'années qui refroidi les océans du monde, le géant a donné naissance efflorescences de plancton, et a envoyé une bouffée d'oxygène dans l'atmosphère.

Que l'oxygène peut-être contribué à déclencher l'un des plus grands crus de la biodiversité dans l'histoire de la Terre.

Matthew Saltzman, professeur agrégé de sciences de la terre à l'État de l'Ohio, a rendu les conclusions dimanche à la réunion de la Geological Society of America à Denver.

Pendant une décennie, lui et son équipe ont été l'assemblage des preuves du changement climatique qui s'est produit il ya 500 millions d'années, au cours de la période tardive du Cambrien. Ils ont mesuré les quantités de produits chimiques différents dans des carottes de roche provenant du monde entier, de rassembler une chaîne complexe d'événements de l'époque.

Leurs dernières mesures, prises dans des carottes prélevées sur le centre des Etats-Unis et l'Australie, ont révélé de nouveaux éléments de preuve d'un événement géologique appelé la Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion (SPICE).

Quantités de carbone et de soufre dans les roches suggèrent que l'événement de façon spectaculaire refroidi le climat terrestre plus de deux millions d'années - un temps très court par les normes géologiques. Avant la manifestation, la Terre est une serre chaude, avec jusqu'à 20 fois plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère par rapport à aujourd'hui. Ensuite, la planète s'est refroidie et le dioxyde de carbone avait été remplacé par l'oxygène. Le climat et la composition de l'atmosphère aurait été semblable à aujourd'hui.

"Si nous pouvions remonter le temps et de marcher à la fin du Cambrien, ce qui semble être la première fois que nous l'aurions ressenti à la maison", dit Saltzman. "Bien sûr, il n'y avait pas de vie sur terre à cette époque, donc il n'aurait pas été tout ce que l'aise."

La terre était dépourvue de plantes et d'animaux, mais il y avait la vie dans la mer, principalement sous forme de plancton, les éponges de mer, et trilobites. La plupart des premiers ancêtres des plantes et des animaux que nous connaissons aujourd'hui n'existait durant le Cambrien, mais la vie n'est pas très diversifiée.

Puis, au cours de la période ordovicienne, qui a commencé autour de 490 millions d'années, de nombreuses nouvelles espèces née le jour. Les premiers récifs coralliens formé pendant ce temps, et le premier vrai poisson a nagé parmi eux. Nouvelles usines évolué et a commencé à coloniser la terre.

"Si vous l'image évolutive" arbre de vie ", la plupart des principales branches existé durant le Cambrien, mais la plupart des petites branches n'a pas rempli jusqu'à l'Ordovicien," dit Saltzman. "C'est alors que la vie animale a vraiment commencé à se développer au niveau du genre et de la famille." Les chercheurs appellent cela la diversification "Ordovicien rayonnement."

La composition de l'atmosphère a changé plusieurs fois depuis, mais le rythme du changement au cours du cambrien est remarquable. C'est pourquoi Saltzman et ses collègues se référer à cet afflux soudain d'oxygène pendant l'SPICE événement comme une "impulsion" ou "burst".

"Après cette impulsion de l'oxygène, le monde est resté dans des conditions stables, climat chaud, jusqu'à la fin de l'Ordovicien," dit Saltzman.

Il s'arrêta court de dire que l'atmosphère riche en oxygène provoqué l'Ordovicien rayonnement.

«Nous savons que l'oxygène a été libéré au cours de l'événement SPICE, et nous savons qu'il persiste dans l'atmosphère pendant des millions d'années - à l'époque de l'Ordovicien rayonnement - si les délais semblent à la hauteur. Mais dire que le SPICE Événement déclenché la diversification est délicat, car il est difficile de dire exactement quand a commencé la diversification ", at-il dit.

"Nous devons travailler avec paleobiologists qui comprennent comment augmenter les niveaux d'oxygène pourrait avoir conduit à une diversification. Lien entre les deux événements, précisément dans le temps sera toujours difficile, mais si nous pouvions les relier conceptuellement, alors elle deviendrait une plus convaincant Histoire. "

Les chercheurs ont essayé de comprendre le soudain changement climatique au cours de la période cambrienne depuis Saltzman trouvé la première preuve de l'événement SPICE dans la roche dans l'Ouest américain en 1998. Plus tard, la roche à partir d'un site en Europe a renforcé son hypothèse, mais ces derniers trouve dans le centre de l'Iowa et du Queensland, en Australie, prouve que l'événement a eu lieu SPICE monde.

Au cours de la période du Cambrien, la plupart des continents tels que nous les connaissons aujourd'hui ont été soit sous l'eau ou partie du supercontinent Gondwana, Saltzman expliqué. Activité tectonique poussait nouveau rock à la surface, où il a immédiatement été rongé par les pluies acides. Ces pulls altération chimique dioxyde de carbone de l'air, les pièges à carbone dans les sédiments, et les rejets d'oxygène - une sorte d'effet de serre dans le sens inverse.

"De nos travaux précédents, nous savions que le carbone et l'oxygène a été capturé a été libéré au cours de la SPICE événement, mais nous ne sommes pas certains que l'oxygène est resté dans l'atmosphère», indique Saltzman.

Ils ont comparé les mesures de carbone inorganique - capturés pendant intempéries - avec le carbone organique - produit par le plancton lors de la photosynthèse. Et parce que le plancton contenir différents ratios d'isotopes de carbone en fonction de la quantité d'oxygène dans l'air, les géologues ont pu vérifier leurs estimations de la quantité d'oxygène a été libéré au cours de la période, et combien de temps elle est restée dans l'atmosphère.

Ils ont également étudié les isotopes du soufre, afin de déterminer si une grande partie de l'oxygène en cours de production a été de nouveau capturé par les sédiments.

Il ne l'était pas.

Saltzman a expliqué la chaîne des événements de cette façon: l'activité tectonique a conduit à l'augmentation des intempéries, qui a tiré le dioxyde de carbone de l'air refroidi et le climat. Puis, comme les océans refroidis à des températures plus accueillants, le plancton prospéré - et, en retour, plus d'oxygène par photosynthèse.

"C'était un double défi», at-il dit. "Il n'ya vraiment rien autour de lui lorsque nous combinons l'isotope de carbone et de soufre données - les niveaux d'oxygène ont augmenté de façon spectaculaire au cours de cette période».

Que pouvons nous dire de cet événement sur le changement climatique aujourd'hui? "Niveaux d'oxygène ont été stables pendant les 50 derniers millions d'années, mais ils ont fluctué au cours des derniers 500 millions d'habitants,» a déclaré Saltzman. "Nous avons montré que la bouffée d'oxygène à la fin du Cambrien passé ces deux millions d'années, c'est donc une indication de la sensibilité du cycle du carbone et à quelle vitesse les choses peuvent changer."

Global refroidissement peut avoir stimulé la vie au début de la période ordovicienne, mais environ 450 millions d'années, plus d'une activité tectonique - très probablement, la hausse des Appalaches - mortel porté sur une glaciation. Donc, même si la plupart du monde, les espèces végétales et animales sont nés au cours de la période ordovicienne, à la fin de celui-ci, plus de la moitié d'entre eux ont été victimes d'extinction.

Co-auteurs de cette étude comprenait Seth Young, un étudiant diplômé en sciences de la terre à l'État de l'Ohio; Ben Gill, un étudiant diplômé, et Tim Lyons, professeur de sciences de la terre, tant à l'Université de Californie à Riverside; Lee Kump, professeur de sciences de la terre à Penn State University, et Bruce Runnegar, professeur de paléontologie à l'université de Californie, Los Angeles.

Ohio State University

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