遠古的死亡海域提供了嚴正警告我們自己近期

在白堊紀期間,大西洋要小得多。 Ron Blakey,NAU

數十億年來,地球上的生命仍然相對簡單。 只有能夠在很少或沒有氧氣的情況下生活的單細胞生物才能在海洋中生存。

最終,氧氣的增加導致了多樣化,多細胞生命的擴散。 然而,自化學和生物革命以來,海洋並沒有保持不變。 在地質歷史上,它們已經多次恢復到原來的細菌主導的無氧狀態 - 他們可以再次這樣做。

今天CO上升2 水平使海洋更溫暖,更酸。 砍伐森林和集約化養殖正在將土壤和營養物質衝入大海。 海洋越來越多 脫氧,留下大“死區“在墨西哥灣,波羅的海和波羅的海 西非的大西洋.

這些死區是複雜生命之前存在的原始海洋的小規模復興,似乎是由於土地管理不善造成的,例如 肥料從農場排出 進入大海。 這一過程可能會因氣候變化而加劇 - 正如過去所發生的那樣。

海洋如何變得'死'

當動物和細菌消耗它時,海洋會比補充氧氣更快地失去氧氣。 這通常發生在停滯或藻類豐富的水域。

在嚴重的情況下,可以消耗所有的氧氣,使水“缺氧”並且不適合動物的生命。 這種情況今天發生在孤立的 峽灣和盆地。 它發生在整個地球歷史上,特別是在白堊紀,在幾年前的恐龍時代145-66m結束時。 然後,古老海洋的大部分變得缺氧,允許大量有機物逃逸退化,並且在許多情況下形成 石油和天然氣的存款.

我們可以通過尋找某種類型的“檢查缺氧程度”綠色硫磺細菌“這需要陽光和貧氧水,以便進行他們的工作 異乎尋常的光合作用形式。 它們存在的證據可以在古老的岩石中找到 - 分子證明缺氧曾經從海底幾乎一直延伸到海洋表面。

這些海洋充滿了微生物的生命。 但是動物需要氧氣,這些古老海洋的大部分都會變得“死”。

生活在深海中

與我們星球上幾乎所有其他生態系統不同,深海沒有光和植物。 那裡的動物大部分都活下來 海洋雪,有機物的碎片以某種方式從表面世界逃脫並沉入下面的暮色領域。 在這個能源匱乏的世界裡,生物在空虛,黑暗中過著孤獨的生活 和神秘.

然而生活就在那裡。 磷蝦在緩緩下沉的雪上茁壯成長。 抹香鯨潛入深處消耗磷蝦,並從巨型魷魚中疤痕出現。 而當鯨魚死了 它的胴體墜落到海底它是由鯊魚和魚在黑暗中為意外的盛宴而出現的。 幾天之內,胴體被剝去了骨頭 - 但即便如此,大量的管蟲也會栩栩如生。

所有這些動物,魚類,鯨魚和蠕蟲都依賴於氧氣。 在一些缺氧事件中,我們富含氧氣的海洋與北大西洋形成鮮明對比。 然後,蛇頸龍(圖中的頂部)和魚龍,以壯觀的菊石為食,將被限制在靠近地表的陽光照射,富含氧氣的地區,它們的最大下降深度由一層粉紅色然後是綠色水標記,色素沉著細菌。 在它下面,更深的水是缺氧的,只有單細胞生物。

這會再次發生嗎?

傳統觀點認為,未來這種極端缺氧的可能性不大,白堊紀的“死區”是地理上明顯不同的結果。 古老的大西洋更小,更受限制,適應這些極端條件。 這有點像 現代的黑海一個受限制的盆地,新鮮的河水穩定地位於鹹鹹密集的海洋深水之上。

但是黑海與我們對古代缺氧海洋的了解並不完全相符。 首先,如果只是按地理形狀驅動,為什麼海洋不是缺氧的常態,而只是在某些時候? 有時候,更大的海洋會變成死亡區域 缺氧局限於沿海地區。 雖然在溫暖的氣候條件下海洋環流較慢,但它並沒有停止 - 與黑海不同。

這表明地理位置很重要,但並非完全如此。 藻類大量繁殖更可能觸發。 這些藻類在戲劇性之後會蓬勃發展 營養成分增加 由二氧化碳濃度升高,全球變暖和/或水文循環變化驅動的侵蝕和化學風化造成的 - 我們現在知道這一切都發生了 在幾次缺氧事件之前.

今天的沿海死亡區很可能不是因為氣候變化而是因為氣候變化 過量使用化肥。 我們的未來不太可能重新審視過去廣泛的海洋缺氧。 但過去的教訓確實表明全球變暖可能會加劇我們糟糕的土地管理的影響,給已經強調的生態系統增加了另一個壓力。

關於作者談話

Richard Pancost,生物地球化學教授,布里斯託大學卡博特研究所所長

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.


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