Позднее девонское вымирание

редактировать
Одно из пяти самых серьезных вымираний в истории земной биоты Интенсивность вымирания.svg Интенсивность вымирания в море во время Фанерозой %Миллионы лет назад (H) K – Pg Tr – J P – Tr Cap Поздний D O – S Интенсивность вымирания.svg Сравнение трех эпизодов вымирания в позднем девоне (конец D) с другими событиями массового вымирания в истории Земли. На графике показана интенсивность вымирания, рассчитанная для морских родов. , вид сбоку строматопороида, показывающий пластинки и столбы; Известняк Колумба (девон) в Огайо

Вымирание в конце девона было одним из пяти основных вымирания в истории жизни на Земле. Крупное вымирание, событие Келлвассера, произошло на границе, которая знаменует начало последней фазы девонского периода, фаменской фаунистической стадии. (граница франа и фамена), около 360–376 миллионов лет назад. В целом вымерло 19% всех семейств и 50% всех родов. Второе, отчетливое массовое вымирание, событие Хангенберга, завершило девонский период.

Хотя очевидно, что в позднем девоне произошла массовая потеря биоразнообразия, временной интервал этого события является неопределенным, с оценками в диапазоне от 500 000 до 25 миллионов лет, от середины живета до конца фамена. Также неясно, было ли это два резких массовых вымирания или серия меньших вымирания, хотя последние исследования предполагают множественные причины и серию отдельных импульсов вымирания в течение примерно трех миллионов лет. Некоторые считают, что вымирание состояло из семи отдельных событий, произошедших в течение примерно 25 миллионов лет, с заметными вымираниями в конце живетского периода, франского и фаменского стадий.

К позднему девону земля была заселена растениями и насекомыми. В Мировом океане массивные рифы были построены кораллами и строматопороидами. Еврамерика и Гондвана начинали сливаться в то, что впоследствии стало Пангеей. Вымирание, похоже, затронуло только морскую жизнь. К наиболее уязвимым группам относятся брахиоподы, трилобиты и организмы, строящие рифы ; рифообразующие организмы почти полностью исчезли. Причины этих исчезновений неясны. Ведущие гипотезы включают изменения уровня моря и океана кислородное голодание, возможно, вызванные глобальным похолоданием или океаническим вулканизмом. Также было высказано предположение о падении кометы или другого внеземного тела, например, о событии Сильянское кольцо в Швеции. Некоторые статистические анализы предполагают, что уменьшение разнообразия было вызвано скорее уменьшением видообразования, чем увеличением вымирания. Это могло быть вызвано инвазиями космополитических видов, а не каким-то одним событием. Челюстные позвоночные, похоже, не пострадали от потери рифов или других аспектов события Келлвассера, в то время как бесчеловечные находились в упадке задолго до конца франского периода.

Содержание

  • 1 Мир позднего девона
  • 2 Продолжительность и время
    • 2.1 Событие Келлвассера
    • 2.2 Событие Хангенберга
  • 3 Причины
    • 3.1 Болидное воздействие
    • 3.2 Эволюция растений
      • 3.2.1 Влияние на выветривание
      • 3.2.2 Влияние на CO2
    • 3.3 Магматизм
    • 3.4 Другие предложения
  • 4 Эффекты
    • 4.1 Биологическое воздействие
    • 4,2 Величина
  • 5 См. Также
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Источники
  • 9 Внешние ссылки

Мир позднего девона

События девонского периода Это поле:
  • просмотреть
-420 - –-415 - –-410 - –-405 - –-400 - –-395 - –-390 - –-385 - –-380 - –-375 - –-370 - –-365 - –-360 - –-355 - P. a. l. e. o. z. o. i. c силурийский период D. e. v. o. n. i. a. n каменноугольный период E. a. r. l. y M. i. d. d. l. e L. a. t. e Лочковский П рагианский эмсский эйфельский живетский франский фаменскийрини чертсобытие Хангенберга ; последние плакодермы исчезли ←событие Келлвассера (s) ←первые четвероногие ←большинство бесчелюстных рыб исчезли ←фауна Хунсрюка. Ключ события девонского периода.. Масштаб оси: миллионы лет назад. Восстановленный Тиктаалик

Во время позднего девона континенты были устроены иначе, чем сегодня, с суперконтинентом Гондвана, покрывающим большую часть Южного полушария. Континент из Сибирь занимал Северное полушарие, а экваториальный континент Лавруссия (образованный столкновением Балтики и Лаврентия ), дрейфовала в сторону Гондваны, закрывая океан Япета. Каледонские горы также росли на территории нынешних Шотландского нагорья и Скандинавии, в то время как Аппалачи поднялись над Америкой.

Биота также была совсем другой. Растения, которые с ордовика находились на суше в формах, похожих на мхи, печеночники и лишайники, только что развили корни, семена и системы водного транспорта, которые позволили им выжить вдали из мест, которые были постоянно влажными - и так росли огромные леса на высокогорье. Несколько клад создали кустарниковую или древовидную среду обитания к позднему живету, в том числе кладоксилалеев папоротники, ликопсиды и археоптериды прогимноспермные. Рыбы также подверглись огромной радиации, и у первых четвероногих, таких как Тиктаалик, начали развиваться структуры, похожие на ноги.

Продолжительность и время

Скорость вымирания, похоже, была выше фоновой скорости в течение длительного интервала, охватывающего последние 20–25 миллионов лет девона. За это время можно увидеть от восьми до десяти различных событий, два из которых выделяются как особо серьезные. Событию Келлвассера предшествовал более длительный период продолжительной утраты биоразнообразия. Летопись окаменелостей первых 15 миллионов лет каменноугольного периода, который последовал за этим, в основном не содержит окаменелостей наземных животных, вероятно, связанных с потерями во время события Хангенберг в конце девона. Этот период известен как промежуток Ромера.

Событие Келлвассера

Событие Келлвассера, названное в честь своего locus typicus, Kellwassertal в Нижней Саксонии, Германия, это термин к импульсу экстинкции, произошедшему вблизи границы франа и фамена. Большинство ссылок на «позднедевонское вымирание» на самом деле относятся к реке Келлвассер, которая была первым событием, обнаруженным на основании данных о морских беспозвоночных. На самом деле здесь могли быть два близко расположенных события, о чем свидетельствует наличие двух отдельных слоев аноксических сланцев.

Событие Хангенберга

Событие Хангенберг обнаружено на границе девона и карбона или чуть ниже и знаменует последний всплеск в периоде вымирания. Он отмечен слоем бескислородных черных сланцев и залегающим над ним отложением песчаника. В отличие от события Келлвассера, событие Хангенберга затронуло как морские, так и наземные среды обитания.

Причины

Поскольку вымирания, связанные с Келлвассером, происходили в течение столь длительного времени, трудно определить единственную причину, и действительно отделить причину от следствия. Отложения отложений показывают, что поздний девон был временем изменений окружающей среды, которые непосредственно затронули организмы и привели к их исчезновению. Что послужило причиной этих изменений является несколько более открытыми для обсуждения.

С конца среднего девона и до позднего девона по осадочным записям можно обнаружить несколько изменений окружающей среды. Существуют доказательства широко распространенной аноксии в придонных водах океана; скорость захоронения углерода резко возросла, и бентические организмы были уничтожены, особенно в тропиках и особенно в сообществах рифов. Были обнаружены убедительные доказательства высокочастотных изменений уровня моря вокруг франско-фаменского события Келлвассер, при этом одно повышение уровня моря связано с появлением бескислородных отложений. Событие Хангенберг было связано с повышением уровня моря, за которым быстро последовало падение уровня моря, связанное с оледенением.

Возможные триггеры следующие:

Столкновение с болидом

Столкновение с болидом могут стать причиной массовых вымираний. Падение астероида было предложено в качестве первопричины этого круговорота фауны. Воздействие, создавшее Сильянское кольцо, произошло либо непосредственно перед событием Келлвассера, либо совпало с ним. Большинство ударных кратеров, таких как возраст Келлвассера Аламо и возраст Хангенберга Вудли, обычно не могут быть датированы с достаточной точностью, чтобы связать их с событием; другие, датированные точно, не совпадают с исчезновением. Хотя некоторые незначительные особенности метеоритного удара наблюдались в некоторых местах (аномалии иридия и микросферы), они, вероятно, были вызваны другими факторами.

Событие сверхновой

Более недавнее объяснение представляет взрыв близкой сверхновой как причину специфического Хангенберг событие, которое отмечает границу между девонским и каменноугольным периодами, или даже последовательность событий, охватывающих несколько миллионов лет ближе к концу девонского периода. Это могло бы предложить возможное объяснение резкого падения содержания озона в атмосфере, которое могло привести к массивному ультрафиолетовому повреждению генетического материала форм жизни, вызвав массовое вымирание. Недавние исследования предлагают доказательства ультрафиолетового повреждения пыльцы и спор в течение многих тысяч лет во время этого события, как это наблюдается в летописи окаменелостей, и это, в свою очередь, указывает на возможное долгосрочное разрушение озонового слоя. Взрыв сверхновой - это альтернативное объяснение глобального повышения температуры, которое могло бы объяснить снижение содержания озона в атмосфере. Обнаружение одного из долгоживущих внеземных радиоизотопов Sm или Pu в одном или нескольких слоях вымирания в конце девона подтвердило бы происхождение сверхновой.

Эволюция растений

В течение девона наземные растения пережили чрезвычайно важную фазу эволюции. Их максимальная высота увеличилась с 30 см в начале девона до 30 м в конце периода. Такое увеличение высоты стало возможным благодаря развитию развитой сосудистой системы, которая позволила создать сложные системы ветвления и укоренения. В сочетании с этим развитие семян позволило размножаться и распространяться на территориях, которые не были заболочены, что позволило растениям колонизировать ранее негостеприимные внутренние и возвышенные районы. Сочетание двух факторов значительно увеличило роль растений в глобальном масштабе. В частности, леса Archaeopteris быстро разрастались на завершающей стадии девона.

Влияние на выветривание

Этим высоким деревьям требовалась глубокая система укоренения для поглощения воды и питательных веществ, а также для закрепления. Эти системы разрушили верхние слои коренных пород и стабилизировали глубокий слой почвы, толщина которого должна была быть порядка метров. Напротив, растения раннего девона имели только ризоиды и корневища, которые могли проникать не более чем на несколько сантиметров. Мобилизация большой части почвы оказала огромное влияние: почва способствует выветриванию, химическому разрушению горных пород, высвобождая ионы, которые являются питательными веществами для растений и водорослей. Относительно внезапное попадание питательных веществ в речную воду могло вызвать эвтрофикацию и последующую аноксию. Например, во время цветения водорослей органический материал, образующийся на поверхности, может опускаться с такой скоростью, что разлагающиеся организмы израсходуют весь доступный кислород, разлагая его, создавая бескислородные условия и удушая донных рыб. На ископаемых рифах Франции преобладали строматолиты и (в меньшей степени) кораллы - организмы, которые процветают только в условиях низкого содержания питательных веществ. Следовательно, постулируемый приток высоких уровней питательных веществ мог вызвать исчезновение. Аноксические условия лучше коррелируют с биотическими кризисами, чем с фазами похолодания, предполагая, что аноксия, возможно, сыграла доминирующую роль в исчезновении.

Влияние на CO. 2

«озеленение» континентов произошло во время девона. Покрытие континентов планеты массивными фотосинтезирующими наземными растениями в первых лесах могло снизить уровни CO 2 в атмосфере. Поскольку CO. 2 является парниковым газом, снижение его уровня могло способствовать более прохладному климату. Такие свидетельства, как ледниковые отложения на севере Бразилии (около Южного полюса девона), указывают на широко распространенное оледенение в конце девона, так как обширная континентальная масса покрывала полярный регион. Причиной вымирания мог быть эпизод глобального похолодания после мягкого климата девонского периода. Событие Хангенберг также было связано с оледенением в тропиках, эквивалентным оледенению плейстоцена ледникового периода.

Выветривание силикатных пород также приводит к снижению CO 2 из Атмосфера. Это действовало вместе с захоронением органического вещества, чтобы снизить концентрацию CO 2 в атмосфере примерно с 15 до трехкратного текущего уровня. Углерод в форме растительного вещества будет производиться в огромных масштабах, и при правильных условиях его можно будет хранить и захоронить, в конечном итоге создавая огромные угольные месторождения (например, в Китае), которые блокируют углерод из атмосферы в литосфера. Это сокращение атмосферного CO. 2 вызвало бы глобальное похолодание и привело бы, по крайней мере, к одному периоду позднедевонского оледенения (и последующему падению уровня моря), вероятно, с колебаниями интенсивности наряду с циклом 40ka Миланковича. Продолжающийся выброс органического углерода в конечном итоге вытащил Землю из состояния парниковой земли в ледник, который продолжался на протяжении всего каменноугольного и пермского периодов.

Магматизм

Магматизм был предложен как причина позднедевонского вымирания в 2002 году. Конец девонского периода имел чрезвычайно широкое распространение ловушечный магматизм и рифтогенез на территории России и России. Сибирские платформы, которые были расположены над горячими мантийными плюмами и предположительно были причиной вымирания во фран / фаменском и конце девона. Было высказано предположение, что Вилюйская и Припятско-Днепровско-Донецкие крупные магматические провинции коррелируют с франским / фаменским вымиранием, а Кольский и Тимано-Печорский магматизм - с концом девонско-каменноугольного вымирания.

Совсем недавно ученые подтвердили корреляцию между вилюйскими ловушками (в Вилюйском регионе) на Сибирском кратоне и вымиранием Келлвассера по данным Ar / Ar датирования.

Вилюйская Большая магматическая провинция охватывает большую часть современной северо-восточной окраины Сибирской платформы. Рифтовая система с тройным сочленением сформировалась в девонский период; Вилюйский рифт - это западная оставшаяся ветвь системы, а две другие ветви образуют современную окраину Сибирской платформы. Вулканические породы перекрыты отложениями позднедевонско-раннего карбона. Вулканические породы, дайковые пояса и силлы, которые покрывают более 320000 км, и гигантское количество магматического материала (более 1 миллиона км) образовалось в Вилюйской ветви.

Возраст показывает, что две гипотезы вулканической фазы хорошо подтверждаются, и средневзвешенный возраст каждой вулканической фазы составляет 376,7 ± 3,4 и 364,4 ± 3,4 млн лет, или 373,4 ± 2,1 и 363,2 ± 2,0 млн лет, что соответствует первой вулканической фазе. согласуется с предполагаемым возрастом 372.2 ± 3.2 млн лет для события Келлвассера. Однако вторая вулканическая фаза немного старше, чем событие Хангенберга, которое датируется 358,9 ± 1,2 млн лет. Вилюйский магматизм, возможно, привнес в атмосферу достаточно CO. 2 и SO. 2, чтобы создать дестабилизированную парниковую и экосистему, вызвав быстрое глобальное похолодание, уровень моря падения и аноксия моря происходят во время отложений Келлвассера черного сланца

Другие предположения

Другие механизмы, предложенные для объяснения вымирания, включают тектонические вызванные изменение климата, изменение уровня моря и опрокидывание океана. Все они были сброшены со счетов, потому что они не могут объяснить продолжительность, избирательность и периодичность вымираний. Другим недооцененным участником могла быть ныне вымершая Церберийская кальдера, которая была активна в позднем девонском периоде и предположительно подверглась супер извержению примерно 374 миллиона лет назад. Остатки этой кальдеры можно найти в современном штате Виктория, Австралия.

Эффекты

События вымирания сопровождались широко распространенной океанической аноксией ; то есть недостаток кислорода, препятствующий распаду и позволяющий сохранить органическое вещество. Это, в сочетании со способностью пористых рифовых пород удерживать нефть, привело к тому, что девонские породы стали важным источником нефти, особенно в США.

Биологическое воздействие

Событие Келлвассера и большинство других позднедевонских импульсов в первую очередь затронули морское сообщество и оказали большее влияние на мелководные теплые водные организмы, чем на холодноводные. Наиболее важной группой, на которую повлияло событие Келлвассера, были строители рифов великих девонских рифовых систем, в том числе строматопороидов и морщинистых и табличных кораллы. На рифах позднего девона преобладали губки и кальцифицирующие бактерии, образующие такие структуры, как онколиты и строматолиты. Коллапс рифовой системы был настолько резким, что строительство более крупных рифов новыми семействами организмов, выделяющих карбонаты, современных склерактиниевых или «каменистых» кораллов, не возобновилось до мезозойской эры.

Другие таксоны, которые должны быть сильно затронуты, включают брахиопод, трилобиты, аммониты, конодонты и акритархи. И граптолиты, и цистоиды исчезли во время этого события. Выжившие таксоны демонстрируют морфологические тенденции на протяжении всего события. В преддверии события Келлвассера глаза трилобитов стали меньше, а впоследствии размер глаз снова увеличился. Это говорит о том, что зрение было менее важным во время события, возможно, из-за увеличения глубины или мутности воды. Края трилобитов (то есть края их голов) также расширились за этот период. Считается, что поля служили респираторной цели, и возрастающая аноксия воды привела к увеличению площади их полей в ответ. Форма устройства подачи конодонтов менялась в зависимости от отношения изотопов кислорода и, следовательно, от температуры морской воды; это может относиться к тому, что они занимают разные трофические уровни по мере изменения поступления питательных веществ. Как и в случае с большинством случаев вымирания, специализированные таксоны, занимающие небольшие ниши, пострадали сильнее, чем универсалы.

Событие Хангенберга затронуло как морские, так и пресноводные сообщества. Это массовое вымирание затронуло аммонитов и трилобитов, а также челюстных позвоночных, включая предков четвероногих. Хангенберг связан с исчезновением 44% клад позвоночных высокого уровня, включая все плакодермы и большинство саркоптеригов, а также с полным оборотом биоты позвоночных. 97% видов позвоночных исчезли, остались только более мелкие формы. После этого события остались только акулы менее метра и большинство рыб и четвероногих менее 10 сантиметров, и пройдет 40 миллионов лет, прежде чем они снова начнут увеличиваться в размерах. Это привело к созданию современной фауны позвоночных в карбоне, состоящей в основном из актиноптеригов, хондрихтиев и четвероногих. Промежуток Ромера, 15-миллионный перерыв в записи о четвероногих в начале каменноугольного периода, был связан с этим событием. Кроме того, плохие фаменские данные о морских беспозвоночных предполагают, что некоторые потери, приписываемые событию Келлвассера, вероятно, действительно произошли во время вымирания Хангенберга.

Величина

позднедевонский крах биоразнообразия был более радикальным, чем знакомое событие вымирания, которое закрыло меловой период. По оценкам недавнего исследования (McGhee 1996), 22% всех «семейств » морских животных (в основном беспозвоночных ) были уничтожены. Семья - это отличная единица, и потеря такого множества людей означает глубокую утрату разнообразия экосистемы. В меньшем масштабе 57% родов и по крайней мере 75% видов не дожили до каменноугольного периода. К последним оценкам следует относиться с некоторой осторожностью, поскольку оценки исчезновения видов зависят от обследований морских таксонов Девона, которые, возможно, недостаточно хорошо известны, чтобы оценить их истинную скорость потерь, поэтому трудно оценить влияние дифференциальная сохранность и смещения выборки в течение девона.

См. Также

Примечания

Ссылки

Источники

  • МакГи, Джордж Р. (1 января 1996 г.). Позднее девонское массовое вымирание: франско-фаменский кризис. Издательство Колумбийского университета. п. 9. ISBN 978-0-231-07505-3. Проверено 23 июля 2015 г. CS1 maint: ref = harv (ссылка )
  • Racki, Grzegorz, «На пути к пониманию глобальных событий позднего девона: мало ответов, много вопросов» в Jeff Over, Jared Morrow, P. Wignall (ред.), Понимание биотических и климатических явлений в позднем девоне и перми-триасе, Elsevier, 2005.

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-26 14:18:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте