Udryddelse af Devonian

Den Devon Extinction er en af fem massive uddøen af dyre- og planteliv, der er optaget i historien om livet på Jorden . Det er mellem cirka - 380 og - 360 millioner år med tre hovedepisoder placeret øverst på de tre geologiske faser af toppen af det devonske system . Denne udryddelse resulterer i forsvinden af ​​19  % af familierne og 35 til 50  % af slægten af havdyr og et skøn på 75  % på artsniveau .

Gentagne og signifikante variationer i havniveau og klima såvel som udseendet af et vigtigt vegetabilsk dækning på kontinenterne kan være oprindelsen til fænomener med anoxi i havene og store biologiske kriser. Årsagerne til disse ændringer diskuteres stadig.

Stadier af Devonian udryddelse

Tre faser, hvoraf to er store, skelnes generelt. I kronologisk rækkefølge:

  1. udryddelsen af ​​afslutningen af Givétien- scenen for ca. 383 millioner år siden, sandsynligvis den mindst vigtige;
  2. udryddelsen af ​​slutningen af ​​den frasniske scene , ofte forkortet som "F / F" for at indikere, at den er placeret ved krydset af den frasniske / fammeniske etape for cirka - 372 millioner år siden. Dette er den største top for Devonian-udryddelsen, også kaldet "  Kellwasser-begivenheden  ";
  3. udryddelsen af ​​slutningen af Famennian- scenen for ca. 359 millioner år siden med en indvirkning, der anslås til 70  % af den fra udryddelsen af ​​Frasnian, også kaldet "Hangenberg-begivenheden".

Devons udryddelsesperiode vil derfor strække sig over en periode fra ti (for de to vigtigste begivenheder) til mere end tyve millioner år, hvis vi tager højde for udryddelsen af ​​Givetian, som i øvrigt ikke længere er enig i definitionen af ​​en masseudryddelse som formodes at være en begivenhed, der er relativt begrænset i tid (et par millioner år).

Årsager

En lang række årsager, undertiden samtidig og ofte indbyrdes afhængige, er blevet citeret for at forklare Devons udryddelse. Multifasen af ​​denne begivenhed komplicerer yderligere søgningen efter direkte årsager, inducerede fysiske virkninger og deres konsekvenser for biodiversitet.

Ekspansion af karplanter på kontinentet

Udviklingen og udvidelsen af vaskulære planter , inklusive træer, dybere rodfæstet på kontinenterne under Devon, øgede fænomenet ændring af klipper og pedogenese med oprettelsen af ​​tykkere jordbund. Under erosive episoder når disse jordarter og deres organiske elementer (planteaffald, bakterier, svampe osv.) Op til kontinentalsokkelens bassiner eller fordybninger og skabe eutrofiske miljøer, der stimulerer spredning af giftige alger. Dette fører til dannelsen af anoxiske zoner, der næsten er blottet for liv og til sedimentering af sorte ler rig på organisk materiale . Derudover vil den stærkeste forvitring af klipper og især silikater muliggøre fiksering af en stor del af kuldioxid (CO 2ved reaktionen: silicater + CO 2+ H 2 O → kationer + bicarbonat + SiO 2 . Sedimentationen af carbonater ( kalksten , dolomit , ...) og opførelse af carbonat rev således fælde carbonatomet af CO 2( kulvask ). Faldet i C-indholdO 2af atmosfæren vil føre til en afkøling af klimaet. De sorte ler, der er deponeret i et anoxisk miljø, findes på niveauet med de tre udryddelsestoppe i Devonian.

Glaciations

Tilstedeværelsen på superkontinentet med Proto-Gondwana- sedimenter, der er deponeret af ismiljø, beviser eksistensen af ​​et kort, men intenst stadium af istid i slutningen af ​​Famennian. Denne begivenhed, muligvis genereret af faldet i C-indholdO 2af atmosfæren, bidrager også til et fald i biodiversiteten. De andre toppe af devonisk udryddelse ser ikke ud til at være korreleret med faser af istid.

Asteroidpåvirkninger

Opdagelsen af et iridium indhold anomali i den øvre Devon i Australien havde foreslået virkningen af en eller flere asteroider som ansvarlig for den sene Devon krise. Det er blevet vist, at denne anomali var begrænset til Australien og ikke understøttet af observation af mineraler fra en påvirkning. Derudover er dette australske niveau stratigrafisk bagud for udryddelsen af ​​slutningen af ​​Frasnian ("F / F").

Vulkanudbrud

Grzegorz Racki og hans kolleger viste i 2018 tilstedeværelsen af ​​meget højt kviksølvindhold , flere hundrede gange højere end sædvanlige værdier, i sedimenter beliggende lige før den frasniske / fammeniske grænse undersøgt i tre regioner i verden, i Marokko, i Tyskland og i Sibirien. Det ser ud til, at Viluy-Yakutsk-fælderne i det østlige Sibirien er knyttet til denne udryddelse. De understreger, at tilstedeværelsen af ​​meget højt kviksølvindhold er korreleret med andre massive udryddelser med vigtige vulkanske episoder.

UV-B-bestråling på grund af alvorlig ændring af det stratosfæriske ozonlag

I 2020 fandt John Marshall og hans kolleger på mikroskopiske plantesporer, der blev bevaret i klipper opsamlet i de bjergrige regioner i det østlige Grønland og i Andesbjergene, stærkt pigmenterede strukturer og vægge - svarende til en "tan" - forrådt skader forbundet med handling UV-stråling. De var også i stand til at vise, at kviksølvkoncentrationerne registreret i denne periode beviste fraværet af et vulkanudbrud i planetarisk skala, hvilket ellers ville have været sandsynligt at forklare masseudryddelsen.

Disse forskere konkluderede ud fra disse observationer, at i denne periode med intens global opvarmning skal ozonlaget - som normalt beskytter jorden mod UV-stråler - have været alvorligt ændret i en kort periode, indtil det udsatte liv på jorden for skadelig niveauer af ultraviolet stråling, som i en kaskade derefter ville have udløst masseudryddelse på kontinenter og i lavt vand.

Biologiske konsekvenser

Udryddelsen af ​​enden af ​​Devonian er selektiv fra et økologisk synspunkt, det påvirker hovedsageligt revet og de tropiske miljøer og generelt de lave marine miljøer på kontinentalsokkelen meget følsomme over for de hyppige udsving, der har påvirket havets overflade under Øvre Devonian.

Udryddelsen af ​​Devonian førte til forsvinden af ​​19  % af familierne og 35 til 50  % af slægten af havdyr.

Blandt de grupper af havdyr, der er påvirket af denne fase af udryddelse:

Hastigheden for forsvinden af ​​familier af havdyr under denne række biologiske kriser i Øvre Devonien, der varer ca. 10 til 20 millioner år, er i størrelsesordenen 8 til 10 familier pr. Million år, dvs. dobbelt så "normal" forsvinden i paleozoikum undtagen perioder med udryddelse, som er 4 til 5 familier pr. million år.

Genopretning af biodiversitet

Efter de to topmøde udryddelser af Frasnian og Famennian, er erobringen af ​​de nye marine miljøer hurtig med undtagelse af rev facies, der blev decimeret (hovedsagelig under udryddelsen af ​​slutningen af ​​Frasnian) og vedvarer ikke igennem oprindeligt. kun i form af stromatolitter .

Bemærkninger

  1. det skylder sit navn den typiske fræsning af det frasniske tag, der fremspringer i "Kellwasser-tal" ved Oberharz i Harz National Park i Tyskland
  2. det skylder sit navn til de sorte ler i Hangeberg dannelsen af Famennian, på grænsen af Devon og Karbon -systemer , som outcrop i Rhinen schist massivet i Tyskland

Referencer

  1. (in) J. John Sepkoski Jr. , en faktoranalytisk beskrivelse af den phanerozoiske marine fossile rekord , Paleobiologi, c. 7, 1981, s. 36-53
  2. (i) J. John Sepkoski Jr., En kinetisk model af Phanerozoic taksonomiske mangfoldighed , III. Post-paleozoiske familier og masseudryddelser, Paleobiologi, 10, 1984, 246-267
  3. (i) Peter M. Sheehan (2010) Den afdøde Ordovicium masseudryddelse , Annu. Rev. Jordens planet. Sci., 2001, 29: 331-364. http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.earth.29.1.331?journalCode=earth
  4. http://www.stratigraphy.org/index.php/ics-chart-timescale . ChronostratChart2014-10 [1]
  5. (en) Algeo, TJ, SE Scheckler og JB Maynard, Effects of the Middle to Late Devonian spread of vaskular land plants on weathering regimes, marine biota, and global climate pp. 213-236. I: PG Gensel og D. Edwards (red.), 2001, Planter invaderer landet: Evolutionære og miljømæssige tilgange. Columbia Univ. Presse: New York. https://www.researchgate.net/profile/Thomas_Algeo/publication/259005058_Effects_pf_early_vascular_land_plants_on_weathering_processes_and_global_chemical_fluxes_during_the_Middle_and_Late_Devonian/links/0deec52a1d143a1288000000.pdf&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=C7rHVPzqPMj2UMfhg-AE&ved=0CCEQFjAC&usg=AFQjCNGMoAHJRtwfeO1R3WhUGkq1Mqxw4Q
  6. (in) Streel M. og al. , Sene Frasnian - Famennianske klimaer baseret på palynomorfe analyser og spørgsmålet om de sene devonske isdannelser , Earth-Science Reviews, bind 52, udgaver 1-3, november 2000, side 121–173, doi: 10.1016 / S0012-8252 (00) 00026-X. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001282520000026X
  7. (i) Mc Ghee GR (1986) - Late Devon Kellwasser Event "masseudryddelse horisont i Tyskland: Ingen geokemiske evidens for en bred krop indflydelse , GSA doi: 10,1130 / 0091-7613 (1986) 14 <776: LDKEMH> 2,0 .CO; 2 v. 14 nr. 9 s. 776-779. http://geology.gsapubs.org/content/14/9/776.abstrakt
  8. (en) Grzegorz Racki et al. Kviksølvberigelse og den frasnisk-famenniske biotiske krise: En vulkansk udløser bevist? Geologi, offentliggjort online den 26. april 2018; doi: 10.1130 / G40233.1
  9. (i) Ricci et al, J , "  New 40Ar / 39Ar og K-Ar alderen fælderne Viluy (Eastern Siberia): Yderligere bevis en forbindelse til den Frasnian-Famennian masseudryddelse  " , paleogeografi, Palaeoclimatology, palæoøkologi ,2013
  10. (in) "  Vulkanudbrud førte til masseudryddelse 370 millioner år siden  " på sci-nyheder ,2. maj 2018(adgang til 3. maj 2018 )
  11. (i) Hannah Thomasy, "  Did Ozon Tab Årsag End Devon Mass Extinction?  » , Eos , bind.  101,16. juni 2020( DOI  10.1029 / 2020EO145688 ).
  12. (i) John EA Marshall, Jon Lakin, Ian Troth og Sarah Wallace-Johnson, "  UV-B-stråling Var Devon-Karbon grænse terrestrisk udslettelse kill mekanisme  " , Science Advances , bind.  6, nr .  22,27. maj 2020, vare nr .  eaba0768 ( DOI  10.1126 / sciadv.aba0768 )
  13. (i) Murphy A. og al. (2000) - Geologi; Maj 2000; v. 28; ingen. 5; s. 427-430; 2 figurer. http://www.earth.northwestern.edu/research/sageman/PDF/00.Murphy.etal.2.pdf
  14. (i) David PG Bond, Paul B. Wignalla, "  rolle ændringer hav niveau og marine iltmangel i Frasnian-Famennian (sidst Devon) masseudryddelse  ," paleogeografi Palaeoclimatology palæoøkologi , vol.  I pressen, ingen knogler  3-4,2008, s.  107 ( DOI  10.1016 / j.palaeo.2008.02.015 )
  15. > (da) Goehring Sh. The late Devonian extinction event , GEOL 345, Paleontology, 4. december 2001
  16. (da) McGhee GR, Jr., (2013), Da invasionen på land mislykkedes, The Legacy of the Devonian Extinctions , Columbia University Press, New York Chichester, West Sussex. ( ISBN  978-0-231-16056-8 ) (klæde: alk. Papir). http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9780231536363_sample_348452.pdf
  17. (in) Raup, DM og J. John Sepkoski Jr., masseudryddelse i den marine fossile optegnelse , Science, 215.1982), 1501-1503. http://www.johnboccio.com/courses/SOC002a/Bak-Sneppan/02_Raup.pdf
  18. (i) Wood R. paleogeografi af en post-reef slukning: Fammennian (Late Devonian) af Canning Basin, NW Australien , palæontologi, Vol. 47, del 2, 2004, s. 415–445, 1 pl. http://www.geos.ed.ac.uk/homes/rgroves/ronwilsonpub1.pdf

Se også

Relaterede artikler

eksterne links