Geociencias naturales: respuesta de la vegetación al calentamiento global del Jurásico temprano
Basado en el estudio de palinomorfos de plantas terrestres y microfósiles de plancton marino, se demostró que el evento de calentamiento global del Jurásico temprano (mil eventos de dioxidación oceánica) no No solo destruyó el ecosistema marino, sino que también tuvo un impacto significativo en el ecosistema terrestre, y el impacto en el ecosistema terrestre fue obviamente anterior al del océano.
Recientemente, Slater, el Departamento de Paleontología del Museo Sueco de Historia Natural, y otros. La investigación sobre el polen proporcionó evidencia importante para responder a las preguntas anteriores y los resultados se publicaron en la revista Nature Geoscience (Slater et al., 2019). Las esporas y el polen son esporas y polen producidos por las plantas. Debido a su gran cantidad y su fuerte resistencia a la corrosión, pueden conservarse bien en estratos antiguos. Por lo tanto, los conjuntos palinológicos en sedimentos se utilizan ampliamente para reconstruir la evolución de la vegetación y los entornos climáticos antiguos. Slater et al. obtuvieron abundantes palinomorfos de plantas terrestres y fósiles de plancton marino en lutitas depositadas en la plataforma marina poco profunda de la Inglaterra pliensbachiana-toarciana en el Jurásico temprano. Combinando sedimentología y estudios de isótopos, Slater y sus colaboradores reconstruyeron el proceso completo de respuesta de los ecosistemas terrestres al evento de calentamiento del milenio y descubrieron que este evento de calentamiento desencadenó un enorme cambio en los taxones de plantas terrestres.
Al comienzo del evento de calentamiento, antes de que el límite entre Prinsbach y Thouard alcance el CIE (Fig. 1), la flora terrestre comienza a sufrir cambios dramáticos, que van desde coníferas, helechos (que producen doble globo polen) y helechos húmedos y licófitos (Fig. 2a) hasta coníferas (principalmente Taxonaceae) y cícadas (que producen ostras largas y anchas) adaptadas a ambientes cálidos y secos. Por el contrario, si bien las comunidades de plancton en el océano han cambiado, los cambios han sido pequeños.
Durante el período de máximo calentamiento, es decir, el período CIE, la riqueza y diversidad de plantas se reduce considerablemente, y la composición vegetal está dominada por un pequeño número de coníferas (principalmente Taxáceas) adaptadas al clima. Clima seco y cálido (Figura 2c). Aparecieron grandes cantidades de polen en forma de cerebro, que representan ambientes de alta temperatura. Al mismo tiempo, los ecosistemas marinos también han sufrido cambios dramáticos. Los dinoflagelados y las algas espinosas disminuyeron significativamente, mientras que las algas como los subtipos esféricos y las cianobacterias aumentaron significativamente, acompañadas de una gran cantidad de materia orgánica amorfa (Figura 2c), lo que indica eutrofización del agua de mar. Los cambios anteriores van acompañados de la aparición de pirita microesferoidal, lo que revela un ambiente marino reductor.
Después del evento de calentamiento, la abundancia y diversidad de plantas aumentaron rápidamente y regresaron al nivel anterior al evento, pero la composición de las plantas cambió significativamente (Figuras 2d y 2e). El ecosistema marino básicamente ha vuelto a ser lo que era antes del evento (Figura 2e).
Figura 1 Registros de plantas terrestres y vida marina de OAE Tyrannosaurus rex en Yorkshire, Reino Unido. La banda naranja es muy cálida; los mapas verde claro y oscuro muestran cambios en la abundancia de esporas y polen, respectivamente; los mapas azul y marrón muestran cambios en la abundancia de diversos plancton marino y materia orgánica amorfa, respectivamente; lycophytes; Lycopodium; Pteridophytes: helechos; polen bicístico: polen bicístico; clase de cícadas: quistes de dinoflagelados; vesículas flageladas; subclase Spheroides: un alga verde; especies espinosas sospechosas: especies espinosas sospechosas; materia orgánica amorfa: materia orgánica amorfa
La Figura 2 es un diagrama esquemático de la evolución del medio ambiente terrestre y marino durante la T- Período OAE. La leyenda es la misma que la Figura 1. (a) Durante el período de Prinsbach, el clima era húmedo; (b) Antes de que el límite Prinsbach/Thouard alcanzara la CIE, el calentamiento climático era altamente estacional y la vegetación terrestre cambiaba mucho (c) En 2000 a.C., el clima era extremadamente cálido; Las estaciones seca y húmeda son extremadamente distintas, y los ecosistemas marinos y terrestres han sufrido enormes cambios (d) Durante la etapa de floración de algas después del final de la CIE de Thouard, el ecosistema terrestre comenzó a recuperarse, pero el ecosistema marino se recuperó lentamente ( e) Después de la floración algal, se restablece el ecosistema terrestre y la combinación de vegetación terrestre es diferente a la anterior al evento.
El clima del período T-OAE reconstruido basándose en evidencia palinológica intuitiva fue cálido y seco, con estaciones extremadamente secas/húmedas (Figura 2), lo cual es diferente de las conclusiones previas sobre el clima cálido y húmedo inferidas basándose en características sedimentarias.
La comparación de los ecosistemas terrestres y marinos muestra que en las primeras etapas del calentamiento global, las comunidades de plantas terrestres cambiaron más, mientras que los ecosistemas marinos cambiaron menos. Durante el apogeo del calentamiento global, los ecosistemas terrestres y marinos experimentaron cambios dramáticos. En base a esto, el autor cree que en las primeras etapas del calentamiento global, los ecosistemas terrestres se verán más afectados debido a la alta capacidad de amortiguación térmica del océano. Este fenómeno también ocurrió en la historia temprana de la tierra. Por ejemplo, una investigación reciente encontró que el calentamiento global en el límite Pérmico-Triásico debido a la actividad volcánica provocó que las plantas terrestres se extinguieran antes que la vida marina (Fielding et al., 2019).
El autor de este artículo acepta la opinión existente de que "la actividad volcánica libera gases de efecto invernadero, provocando el calentamiento global y conduciendo a la extinción biológica", pero algunos estudiosos lo han cuestionado. Al mismo tiempo, "Nature Geoscience" publicó una reseña de un artículo enfatizando que no se puede ignorar el daño del mercurio liberado por las actividades volcánicas a la vegetación terrestre (Mander y McElwain, 2019). En la actualidad, se han obtenido anomalías de isótopos de mercurio durante períodos de actividad volcánica relacionados con la extinción del Pérmico Tardío (Wang et al., 2018), el evento anóxico oceánico del Cretácico (2) y la extinción del Cretácico Tardío (Percival et al., 2018). . evidencia. Aunque este estudio ha obtenido información sobre la evolución de los ecosistemas terrestres en el Jurásico Temprano, se necesita más investigación sobre los procesos y mecanismos de evolución de los ecosistemas continentales a escala global.
Referencias:
1.[2] Fedin, Frank T. D, McLoughlin S, et al. Continente meridional de alta latitud bajo las limitaciones de múltiples métodos de análisis Edad y patrón de extinciones del final del Pérmico [J]. Nature Communications, 2019, 10 (1): 385.
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3.Pálfy J, Smith P L. Sincronía entre la extinción del Jurásico Temprano, los eventos anóxicos oceánicos y el vulcanismo de inundación basáltica de Karoo-Fela [J].
4. ¿La actividad volcánica en las grandes provincias ígneas siempre altera el ciclo del mercurio? Comparación del Evento Anóxico Oceánico 2 y el registro del final del Cretácico con otros eventos mesozoicos [J] American Journal of Science, 2018, 318(8): 799-860.
5.[10] Liu Jianmin, et al. Respuesta de la vegetación al calentamiento global en el Jurásico Temprano y su impacto en la hipoxia oceánica [J].
6.[1] Wang, Cawood, Zhao, et al. Anomalías de mercurio en ambientes sedimentarios de aguas poco profundas y profundas durante el período de extinción final del Pérmico en el sur de China [J]. , 2018, 496: 159-167.
(Escrito por: Wang Yongda, Yang Shiling/New Generation Studio)
Editor: Xu
Revisión: Li Yuxi