Carnian pluvial händelse

Carnian pluvial händelse eller Carnian pluvial episode [1] ( eng.  Carnian Pluvial Episode, CPE ) är en allvarlig förändring i det globala klimatet och biotiska cykeln som inträffade under Carnian ålder [2] i Upper Trias för ungefär 230,9 miljoner år sedan [ 3] . Under "Carnian pluvial episode" i området som ligger i den västra delen av det moderna Kanada inträffade en serie stora utbrott, som ett resultat av vilka sura regn fortsatte under lång tid, utbrott av global uppvärmning följde, klimatet förändrades ofta: från vått till torrt och vice versa [4] [5], som i hög grad bidrog till dinosauriernas framtida välstånd [6] . Klimatförändringarna har åtföljts av en period med hög luftfuktighet som varat i omkring en miljon år och en kraftig nedgång i havets och landets biologiska mångfald [7] .

Episoden kännetecknas av en negativ förskjutning på ≈4‰ i stabila kolisotoper ( δ ) av fossila molekyler (n -alkaner ) från högre växter och i totalt organiskt kol. En negativ förskjutning på ≈1,5 ‰ i stabila syreisotoper ( δ ) i conodontapatiter indikerar global uppvärmning [8] [9] . Under denna händelse inträffade stora förändringar i de organismer som är ansvariga för produktionen av kalciumkarbonat [10] [11] [12] . Ett stopp i karbonatsedimentationen har observerats i djuphavsfossiler i södra Italien, vilket troligen orsakades av en ökning av karbonatkompensationsdjupet (CCD) [13] . Höga utrotningshastigheter har observerats bland ammoniter , konodonter , bryozoer och crinoider . De viktigaste evolutionära innovationerna som följde på den karniska pluviala episoden var det första uppträdandet av dinosaurier , lepidosaurier , spridningen av barrträd , kalkhaltiga nanofossiler och madrepore - koraller [14] .

Klimatet under Carnian Pluvial Event

Det torra klimatet i den sena triasen avbröts av de markant blötare förhållandena under Carnian Pluvial Event (CPE) [15] .

Bevis för ökat nederbörd under CPE är [15] :

• utveckling av paleosoler som är typiska för ett tropiskt fuktigt klimat med positiva vattentemperaturer under hela året;
• hygrofytiska - palynologiska komplex, reflekterande vegetation mer anpassad till ett fuktigt klimat;
• tillförsel av kiselplastavlagringar i mineralbassänger på grund av ökad kontinental väderlek och flodavrinning ;
• den allestädes närvarande närvaron av bärnsten . Men i allmänhet avbröts det fuktiga klimatet periodvis av stadier och torrt klimat.

Syreisotopanalys utförd på conodontapatit visar en negativ förskjutning på ≈1,5‰. Denna negativa avvikelse av δ antyder en global uppvärmning på 3-4°C under CPE och/eller en förändring av salthalten i havsvattnet .

Biologisk omsättning

Utrotning : Konodonter , ammonoider , mossor och grönalger har drabbats allvarligt av CPE och har upplevt höga utrotningshastigheter . Men de mest anmärkningsvärda förändringarna var bland andra grupper: dinosaurier, kalkhaltiga nanofossiler, koraller och sjöliljor.

Dinosaurier : Den tidigaste kända dinosaurien ( Eoraptor ) som hittades i Ischigualasto- formationen i Argentina har daterats till 230,3-231,4 Ma genom radioisotopdatering . Denna ålder är mycket lik den minimiålder som beräknades för CPE (≈230,9 miljoner år sedan).

Kalkhaltiga nanofossiler : De första planktoniska förkalkningsämnena uppstod omedelbart efter CPE och kan ha varit kalkhaltiga dinocyster , dvs kalkhaltiga cystor av dinoflagellater .

Inverkan på karbonatplattformar

I början av CPE registrerades en kraftig förändring i karbonatplattformens geometri i den västra delen av Tethys . De högrelief, mestadels isolerade små karbonatplattformarna omgivna av de branta sluttningarna som är typiska för det tidiga Carnian har gett vika för lågreliefkarbonatplattformar med svaga sluttningar (t.ex. ramper). Denna omsättning är förknippad med en stor förändring i det biologiska samhället som är ansvarigt för utfällningen av kalciumkarbonat.

Det mycket produktiva bakteriedominerade biologiska samhället som producerade karbonater på de höga plattformarna ersattes av ett mindre produktivt mollusk- och metazoandominerat samhälle. I södra Kina-blocket kombineras döden av karbonatplattformar med bildandet av avlagringar som är typiska för anoxiska miljöer (svarta skiffer ). Dessa anoxiska nivåer förknippas ofta med Lagerstätt-fossiler , som är mycket rika på krinoider och reptiler (som ichthyosaurier ).

Skäl

Utbrott av översvämningsbasalterna i Wrangellia

Den senaste upptäckten av en markant negativ δ-förskjutning i högre växt-n-alkaner antyder en massiv injektion av CO2 i atmosfären  - havssystemet vid basen av CPE.

Den minsta radiometriska åldern för CPE (≈230,9 Ma) liknar i ålder basalter i fällbildningen (LIP) ( torreine ) av Wrangellia . I det geologiska dokumentet är LIP- vulkanism ofta förknippad med episoder av allvarliga klimatförändringar och utrotning, som kan orsakas av förorening av ekosystem med massiva utsläpp av vulkaniska gaser som CO 2 och SO 2 . Wrangellias stora utsläpp av CO 2 i atmosfären-havsystemet kan förklara den ökade tillförseln av kiselplastmaterial till bassängerna som observerades under CPE.

En ökning av halten av CO 2 i atmosfären kan leda till global uppvärmning och som ett resultat en acceleration av den hydrologiska cykeln, vilket avsevärt ökade kontinenternas vittring . Dessutom, om det var tillräckligt snabbt, skulle en plötslig ökning av pCO 2 kunna leda till försurning av havsvatten, följt av en ökning av karbonatkompensationsdjupet (CCD) och en karbonatsedimentkris (t.ex. försvinnandet av karbonatplattformar i västra Tethys ) .

Rise of the Cimmerian orogeny

En alternativ hypotes är att Carnian Pluvial Event var en regional klimatstörning mest framträdande i västra Tethys och förknippad med höjningen av en ny bergskedja , Mesozoic Orogeny , som resulterade från stängningen av Tethyans norra gren öster om Tethys, i öster av den nuvarande europeiska kontinenten. En ny bergskedja bildades på södra sidan av Laurasia och gjorde ungefär samma sak som Himalaya och Asien i allmänhet gör för Indiska oceanen idag , upprätthåller en stark tryckgradient mellan havet och kontinenten och skapar på så sätt monsuner .

Således fångades sommarmonsunvindarna upp av bergskedjan Cimmeria och producerade kraftiga nederbörd, vilket förklarade övergången till ett fuktigt klimat som sågs i de västra Tethys-avlagringarna [8] [11] .

Anteckningar

1. ↑ The Geologic Time Scale 2012 / Redigerad av Felix M. Gradstein et al. - 2012. - Vol. 2. - ISBN 978-0-444-59425-9 .
2. ↑ Simms, MJ (1989). "Synkronitet mellan klimatförändringar och utrotningar i det sena triasperioden" . Geologi . 17 (3): 265-268. DOI : 10.1130/0091-7613(1989)017<0265:soccae>2.3.co;2 .
3. ↑ Furin, S. (2006). "Högprecision U-Pb zirkonålder från Trias i Italien: Implikationer för trias tidsskalan och det karniska ursprunget för kalkhaltigt nannoplankton, lepidosaurier och dinosaurier" . Geologi . 34 (12): 1009-1012. DOI : 10.1130/g22967a.1 .
4. ↑ Dinosaurie "evolutionär explosion" kopplad till sen trias massutdöende . Informationsbyrå "Scientific Russia" . Hämtad 27 november 2020. Arkiverad från originalet 5 december 2020. (ryska)
5. ↑ Massutrotningskris utlöste expansion av  dinosaurier . Phys.org . Hämtad 27 november 2020. Arkiverad från originalet 5 december 2020.
6. ↑ Jacopo Dal Corso, Massimo Bernardi, Yadong Sun, Haijun Song, Leyla J. Seyfullah. Utrotning och gryning för den moderna världen i Carnian (sen trias)  (engelska)  // Science Advances. — 2020-09-01. — Vol. 6 , iss. 38 . —P.eaba0099 . _ — ISSN 2375-2548 . - doi : 10.1126/sciadv.aba0099 . Arkiverad från originalet den 18 september 2020.
7. ↑ Ny massutrotning upptäckt . Arkiverad från originalet den 20 september 2020. Hämtad 17 september 2020.
8. ↑ 1 2 Hornung, T. (2007). "Multistratigrafiska begränsningar i NW Tethyan "Carnina-krisen " ". New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin . 41 :59-67.
9. ↑ Rigo, M. (2010). "Paleoecology of Late Triassic conodonts: Restriktioner från syreisotoper i biogen apatit". Acta Palaeontologica Polonica . 55 (3): 471-478. DOI : 10.4202/app.2009.0100 .
10. ↑ Keim, L. (2001). "Kvantitativ sammansättningsanalys av en triaskarbonatplattform (Södra Alperna, Italien)". Sedimentär geologi . 139 (3-4): 261-283. DOI : 10.1016/s0037-0738(00)00163-9 .
11. ↑ 1 2 Hornung, T. (2007). "En Tethys-omfattande karbonatproduktivitetskris i mitten av Karnianska (Övre trias): bevis för den alpina Reingraben-händelsen från Spiti (indiska Himalaya)?". Journal of Asian Earth Sciences . 30 (2): 285-302. DOI : 10.1016/j.jseaes.2006.10.001 .
12. ↑ Stefani, M. (2010). "Den förändrade klimatramen och avsättningsdynamiken hos triaskarbonatplattformar från Dolomiterna". Palaeogeografi, Palaeoklimatologi, Paleoekologi . 290 (1-4): 43-57. DOI : 10.1016/j.palaeo.2010.02.018 .
13. ↑ Rigo, M. (2007). "En ökning av karbonatkompensationsdjupet för västra Tethys i Carnian: djupvattenbevis för Carnian Pluvial Event." Palaeogeografi, Palaeoklimatologi, Paleoekologi . 246 : 188-205. DOI : 10.1016/j.palaeo.2006.09.013 .
14. ↑ Jones, MEH (2013). "Integration av molekyler och nya fossiler stödjer ett triasursprung för Lepidosauria (ödlor, ormar och tuatara)". BMC Evolutionsbiologi . 12 : 208. DOI : 10.1186/1471-2148-13-208 . PMID24063680  . _
15. ↑ 1 2 Mueller, Steven (januari 2016). "Klimatvariabilitet under Carnian Pluvial Phase - En kvantitativ palynologisk studie av den karniska sedimentära följden vid Lunz am See, norra kalkrika alperna, Österrike." Palaeogeografi, Palaeoklimatologi, Paleoekologi . 441 :198-211. DOI : 10.1016/j.palaeo.2015.06.008 . ISSN  0031-0182 .