Cenomanian-Turonian gränshändelse


System / Period
Serie / Epok
Scen / ålder 		Ålder ( Ma )
Paleogen Paleocen Danian yngre
Krita
Övre/ Sen 		Maastrichtian 66,0 72,1
kampanska 72,1 83,6
Santonska 83,6 86,3
Coniacian 86,3 89,8
Turonian 89,8 93,9
Cenomanian 93,9 100,5

Lägre/ tidigt 		Albian 100,5 ~113,0
Aptian ~113,0 ~125,0
Barremian ~125,0 ~129,4
Hauterivian ~129,4 ~132,9
Valanginian ~132,9 ~139,8
Berriasian ~139,8 ~145,0
Jurassic
Övre/ Sen 		Tithonian äldre

Underindelning av kritasystemet enligt ICS , från och med 2017.

Gränshändelsen Cenomanian-Turonian , även känd som Cenomanian-Turonian utrotning , Cenomanian-Turonian oceanisk anoxisk händelse ( OAE 2), och även kallad Bonarelli-händelsen , var en av två anoxiska utrotningshändelser under kritaperioden . (Den andra är den tidigare Selli-händelsen, eller OAE 1a, i Aptian .) Selby et al. 2009 drog slutsatsen att OAE 2 inträffade cirka 91,5 ± 8,6 Ma, även om uppskattningar publicerade av Leckie et al. (2002) anges som 93–94 Ma. Gränsen Cenomanian-Turonian har förfinats 2012 till 93,9 ± 0,15 Ma. Det var en stor kolcykelstörning under denna tidsperiod. Men förutom kolkretsloppet fanns det också stora störningar i havets syre- och svavelkretslopp .

Bakgrund

De Cenomanian och Turonian etapperna noterades först av D'Orbigny mellan 1843 och 1852. Den globala typsektionen för denna gräns är belägen i Bridge Creek Limestone Member of the Greenhorn Formation nära Pueblo, Colorado , som är inbäddad med Milankovitch orbital signatur . Här visas tydligt en positiv kol-isotophändelse, även om ingen av de karakteristiska, organiskt rika svarta skifferna är närvarande. Det har uppskattats att isotopskiftet varade ungefär 850 000 år längre än händelsen med svart skiffer, vilket kan vara orsaken till denna anomali i Colorado- typsektionen . Ett avsevärt utökat OAE2-intervall från södra Tibet dokumenterar en komplett, mer detaljerad och finare struktur av den positiva kolisotopexkursionen som innehåller flera kortare kolisotopstadier som uppgår till en total varaktighet på 820 ±25 ka.

Gränsen är också känd som Bonarelli-händelsen på grund av 1-till-2-meters (3 ft 3 in till 6 ft 7 in) lager av tjock, svart skiffer som markerar gränsen och studerades först av Guido Bonarelli 1891. Den kännetecknas av inbäddade svarta skiffer, chert och radiolarisk sand och beräknas sträcka sig över ett 400 000-årsintervall. Planktoniska foraminifer finns inte på denna Bonarelli-nivå, och förekomsten av radiolarier i detta avsnitt indikerar relativt hög produktivitet och tillgång på näringsämnen. [ citat behövs ]

Cenomanian-Turonian händelse

Se även: Kategori:Cenomanska scen och Kategori:Turonian scen

Tidslinje

Biologisk mångfaldsmönster för planktiska foraminifer indikerar att Cenomanian-Turonian utrotning skedde i fem faser. Fas I, som ägde rum från 313 000 till 55 000 år före början av den anoxiska händelsen, bevittnade en skiktad vattenpelare och hög planktonisk foraminiferisk mångfald, vilket tyder på en stabil marin miljö. Fas II, som kännetecknas av betydande miljöstörningar, varade från 55 000 år före OAE2 till dess debut och bevittnade en minskning av rotaliporider och heterohelicider, en zenit av schackoinider och hedbergellider, en "stor formförmörkelse" under vilken foraminifer som översteg 150 mikron försvann, och början på en trend av dvärgväxt bland många foraminifer. Denna fas såg också en förbättrad syreminimumszon och ökad produktivitet i ytvatten. Fas III varade i 100 000 till 900 000 år och sammanföll med Bonarelli-nivåns nedfall och uppvisade en omfattande spridning av radiolarier, vilket tyder på extremt eutrofa förhållanden. Fas IV varade i cirka 35 000 år och var mest anmärkningsvärd för ökningen av förekomsten av hedbergellider och schackoinider, som var extremt lik fas II, med den största skillnaden att rotaliporider saknades i fas IV. Fas V var ett återhämtningsintervall som varade i 118 000 år och markerade slutet på den "stora formförmörkelsen" som började i fas II; heterohelicider och hedbergellider fanns kvar i överflöd under denna fas, vilket pekar på fortsatta miljöstörningar under denna fas.

Orsaker

En möjlig orsak till denna händelse är sub-oceanisk vulkanism, möjligen den karibiska stora magmatiska provinsen , med ökad aktivitet ungefär 500 000 år tidigare. Under den perioden nådde produktionstakten sin högsta nivå på 100 miljoner år. Detta orsakades till stor del av den utbredda smältningen av heta mantelplymer under havsskorpan , vid basen av litosfären . Detta kan ha resulterat i en förtjockning av oceanskorpan i Stilla havet och Indiska oceanen . Den resulterande vulkanismen skulle ha skickat ut stora mängder koldioxid i atmosfären, vilket leder till en ökning av den globala temperaturen. Inom haven skulle utsläppen av SO 2 , H 2 S, CO 2 och halogener ha ökat surheten i vattnet, vilket orsakat upplösning av karbonat och ytterligare utsläpp av koldioxid. När den vulkaniska aktiviteten minskade, skulle denna rinnande växthuseffekt troligen ha vänts. Den ökade CO 2 -halten i haven kan ha ökat den organiska produktiviteten i havets ytvatten. Konsumtionen av detta nyligen rikliga organiska liv av aeroba bakterier skulle producera anoxi och massutrotning . De resulterande förhöjda nivåerna av kolbegravning skulle förklara den svarta skifferavsättningen i havsbassängerna.

Stora magmatiska provinser och deras eventuella bidrag

Flera oberoende händelser relaterade till stora magmatiska provinser (LIP) inträffade runt tiden för OAE2. Inom tidsperioden från cirka 95 till 90 miljoner år sedan inträffade två separata LIP-händelser; Madagaskar och Karibien -Colombian. Spårmetaller som krom (Cr), skandium (Sc), koppar (Cu) och kobolt (Co) har hittats vid gränsen mellan Cenomanian och Turonia, vilket antyder att en LIP kan ha varit en av de huvudsakliga grundorsakerna som är involverade i evenemangets bidrag.

Tidpunkten för toppen av spårmetallkoncentrationen sammanfaller med mitten av den anoxiska händelsen, vilket tyder på att effekterna av LIPs kan ha inträffat under händelsen, men kanske inte har initierat händelsen. Andra studier kopplade bly (Pb) isotoper av OAE-2 till Karibien-Colombian och Madagaskar LIPs.

En modellstudie utförd 2011 bekräftade att det är möjligt att en LIP kan ha initierat händelsen, eftersom modellen avslöjade att den maximala mängden koldioxidavgasning från vulkanisk LIP-avgasning kunde ha resulterat i mer än 90 procent global djuphavsanoxi.

Milankovitch cyklar

Det har antagits att gränshändelsen Cenomanian-Turonian inträffade under en period med mycket låg variation i jordens insolation, vilket har teoretiserats vara resultatet av sammanfallande noder i alla orbitala parametrar. Bortsett från kaotiska störningar i jordens och Mars banor, inträffar den samtidiga förekomsten av noder av orbital excentricitet , axiell precession och snedställning på jorden ungefär vart 2,45 miljoner år. Många andra anoxiska händelser i havet inträffade under de extremt varma växthusförhållandena i Mellersta Krita, och det har föreslagits att dessa anoxiska händelser i Mellankrita inträffade cykliskt i enlighet med kretsloppsmönster. Mid-Cenomanian Event (MCE), som inträffade i Rotalipora cushmani planktoniska foraminiferbiozon, har hävdats vara ett annat exempel som stödjer denna hypotes om regelbundna oceaniska anoxiska händelser som styrs av Milankovitch-cykler. MCE ägde rum cirka 2,4 miljoner år före den cenomanska-turoniska oceaniska anoxiska händelsen, ungefär vid den tidpunkt då en anoxisk händelse skulle förväntas inträffa givet en sådan cykel.

Förbättrad fosforåtervinning

En studie från 2022 fann att mineraliseringen av havsbottenfosfor till apatit hämmades av det betydligt lägre pH-värdet i havsvattnet och mycket varmare temperaturer under Cenomanian och Turonian jämfört med idag, vilket innebar att betydligt mer fosfor återanvändes till havsvatten efter att ha varit avsatt på havsbotten under denna tid. Detta skulle ha intensifierat en positiv återkopplingsslinga där fosfor återvinns snabbare till syrefritt havsvatten jämfört med syrerikt vatten, som i sin tur gödslar vattnet, orsakar ökad övergödning och ytterligare utarmar havsvattnet på syre.

Havsnivåhöjning

En marin överträdelse i den senaste Cenomanian resulterade i en ökning av det genomsnittliga vattendjupet, vilket gjorde att havsvatten blev mindre eutrofiskt i grunda, epikontinentala hav. Omsättningar i marin biota i sådana epikontinentala hav har föreslagits vara mer drivna av förändringar i vattendjup snarare än anoxi.

Effekter

Händelsen ledde till utrotningen av pliosaurierna och de flesta ichthyosaurierna . Coracoids av Maastrichtian ålder tolkades en gång av vissa författare som tillhörande ichthyosaurs, men dessa har sedan dess tolkats som plesiosaur -element istället. Även om orsaken fortfarande är osäker, svälter resultatet jordens hav av syre i nästan en halv miljon år, vilket orsakade utrotningen av cirka 27 procent av marina ryggradslösa djur, inklusive vissa planktiska och bentiska foraminifer , blötdjur , musslor , dinoflagellater och kalkhaltiga nannofossiler . Den globala miljöstörningen som resulterade i dessa förhållanden ökade atmosfäriska och oceaniska temperaturer. Gränsediment visar en anrikning av spårämnen och innehåller förhöjda δ13C -värden.

δ 13 C isotopexkursionen

Den positiva δ13C isotopexkursionen som finns vid gränsen mellan Cenomanian och Turonia är en av de viktigaste kolisotophändelserna i mesozoiken. Det representerar en av de största störningarna i den globala kolcykeln från de senaste 110 miljoner åren. Denna δ13C isotopexkursion indikerar en signifikant ökning av nedgrävningshastigheten av organiskt kol, vilket indikerar den utbredda avsättningen och bevarandet av organiskt kolrika sediment och att havet var utarmat på syre vid den tiden. Inom den positiva kolisotopexkursionen dokumenteras kort excentricitetsskala kolisotopvariation i ett avsevärt utökat OAE2-intervall från södra Tibet.

Förändringar i oceanisk biologisk mångfald och dess konsekvenser

Förändringarna i mångfalden av olika marina ryggradslösa arter som kalkhaltiga nannofossiler indikerar en tid då haven var varma och oligotrofa , i en miljö med korta toppar av produktivitet följt av långa perioder med låg fertilitet. En studie utförd i den cenomanska-turoniska gränsen för Wunstorf , Tyskland, avslöjar den okarakteristiska dominansen av en kalkhaltig nannofossilart, Watznaueria , närvarande under evenemanget. Till skillnad från Biscutum- arterna, som föredrar mesotrofa förhållanden och i allmänhet var den dominerande arten före och efter C/T-gränshändelsen; Watznaueria -arter föredrar varma, oligotrofa förhållanden.

På den tiden fanns det också toppförekomster av grönalggrupperna Botryococcus och prasinophytes, vilket sammanfaller med pelagisk sedimentation. Förekomsten av dessa alggrupper är starkt relaterad till ökningen av både syrebristen i vattenpelaren och den totala halten organiskt kol. Bevisen från dessa alggrupper tyder på att det förekom episoder av haloklinskiktning av vattenpelaren under tiden. En art av sötvattensdinocyst - Bosedinia - hittades också i klipporna som daterades till tiden och dessa tyder på att haven hade minskat salthalten.

Se även

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cenomanian-Turonian_boundary_event&oldid=1139977365 "