Lebih dari 370 juta tahun yang lalu, era Devonian menyaksikan evolusi biologis yang signifikan namun berakhir dengan peristiwa kepunahan massal. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa kepunahan ini disebabkan oleh aktivitas gunung berapi dan deoksigenasi yang disebabkan oleh tumbuhan. Studi yang menggabungkan berbagai disiplin ilmu ini menggarisbawahi relevansi sejarah bumi dalam mengatasi permasalahan lingkungan saat ini.
Sebuah studi baru menunjukkan bahwa kombinasi aktivitas gunung berapi dan proses pemurnian laut mendorong ekosistem bumi ke titik kritis.
Beragam dan penuh dengan kehidupan laut, era Devonian di bumi – yang terjadi lebih dari 370 juta tahun yang lalu – menyaksikan munculnya tanaman berbiji pertama, yang tersebar sebagai hutan luas di seluruh benua Gondwana dan Laurussia.
Namun peristiwa kepunahan massal menjelang akhir era ini telah lama menjadi bahan perdebatan. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa kepunahan massal pada masa Devon Akhir disebabkan oleh letusan gunung berapi skala besar yang menyebabkan pendinginan global. Ada pula yang berpendapat bahwa peristiwa deoksigenasi massal yang disebabkan oleh perluasan tanaman di darat adalah penyebabnya.
Gabriel Filippelli. Kredit: Fakultas Sains IUPUI
Temuan Studi Terbaru
Sebuah penelitian baru-baru ini diterbitkan di jurnal Komunikasi Bumi dan Lingkungan yang dipimpin oleh para peneliti di IUPUI berpendapat bahwa kedua faktor tersebut mempunyai peran – dan menarik perhatian pada titik kritis lingkungan yang sedang dihadapi planet ini.
Filippelli dan Gilhooly mengatakan kesimpulan penelitian ini memberi banyak pertimbangan bagi para peneliti. Selama era Devonian, dampak biologis baru terhadap daratan berdampak negatif terhadap kehidupan di lautan. Saat ini, Gilhooly mencatat, aktivitas seperti membuang pupuk ke laut, ditambah dengan pemanasan akibat pembakaran bahan bakar fosil, mengurangi kadar oksigen di laut. Hasil sebelumnya dari skenario serupa di Akhir Devonian mempunyai konsekuensi yang menghancurkan, katanya.
Peneliti studi berpartisipasi dalam kerja lapangan di Trail Island di Greenland Timur, dekat singkapan batuan Devon Akhir. Kredit: John Marshall, Universitas Southampton
Pelajaran Sejarah dan Implikasi Modern
“Sepanjang sejarah Bumi, terdapat serangkaian inovasi biologis dan peristiwa geologis yang benar-benar mengubah keanekaragaman hayati dan kondisi lingkungan di lautan dan di darat,” kata Gilhooly. “Di era Devonian, strategi biologis baru di darat berdampak negatif terhadap kehidupan di lautan. Hal ini merupakan pengamatan yang serius jika dilihat dalam konteks perubahan iklim global dan modern yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Kita harus banyak belajar dari sejarah Bumi yang dapat membantu kita memikirkan strategi dan tindakan untuk menghindari titik kritis di masa depan.”
William Gilhooly III. Kredit: Fakultas Sains IUPUI
Kontributor lain dalam penelitian ini adalah Kazumi Ozaki dari Tokyo Institute of Technology, Christopher Reinhard dari Georgia Institute of Technology, John Marshall dari University of Southampton, dan Jessica Whiteside dari San Diego State University.
Studi ini ditulis bersama oleh School of Science di fakultas IUPUI Gabriel Filippelli dan William Gilhooly III. Penulis utamanya adalah Matthew Smart, asisten profesor oseanografi di Akademi Angkatan Laut AS yang merupakan mahasiswa pascasarjana di laboratorium Filippelli pada saat penelitian dilakukan.
Temuan dan Metodologi
Penelitian ini adalah yang pertama menyatukan dua teori kepunahan Devon Akhir yang saling bersaing ke dalam skenario sebab akibat yang komprehensif. Pada dasarnya, kelompok tersebut menyimpulkan bahwa kedua peristiwa tersebut – vulkanisme massal dan deoksigenasi yang disebabkan oleh tanaman darat yang membuang kelebihan nutrisi ke laut – perlu terjadi agar kepunahan massal dapat terjadi.
“Kunci untuk memecahkan teka-teki ini adalah mengidentifikasi dan mengintegrasikan waktu dan besarnya sinyal geokimia yang kami tentukan menggunakan model global yang canggih,” kata Filippelli. “Upaya pemodelan ini mengungkapkan bahwa besarnya peristiwa nutrisi yang kita lihat berdasarkan catatan geokimia dapat mendorong peristiwa kepunahan laut secara besar-besaran, namun durasi peristiwa tersebut memerlukan kedua faktor – evolusi akar pohon dan vulkanisme – untuk mempertahankan kondisi laut yang beracun. untuk organisme.”
Dengan para ahli di bidang sedimentologi, paleontologi, geokimia, biogeokimia, dan pemodelan matematika, kelompok ini menggali lebih dalam untuk menganalisis secara geokimia ratusan sampel yang tersebar di berbagai benua. Ini termasuk sampel dari Pulau Ymer di Greenland bagian timur, rumah bagi beberapa sampel batuan tertua di planet ini.
“Prosesnya sangat interdisipliner,” kata Gilhooly. “Gabungan keahlian ini menciptakan pendekatan yang cermat dalam mengumpulkan sampel, mengkorelasikan rangkaian waktu, memperoleh data kimia, dan menggunakan model geokimia untuk menguji hipotesis kerja tentang pengaruh relatif faktor biotik – tanaman – dan bahan kimia – gunung berapi yang memicu kepunahan massal. . Analisis kami menunjukkan bahwa dampaknya jauh lebih beragam dibandingkan skenario mana pun.”
Referensi: “Ekspansi tanaman darat pada masa Devon akhir berkontribusi terhadap kepunahan massal di laut” oleh Matthew S. Smart, Gabriel Filippelli, William P. Gilhooly III, Kazumi Ozaki, Christopher T. Reinhard, John EA Marshall, dan Jessica H. Whiteside, 29 November, 2023, Komunikasi Bumi & Lingkungan.
DOI: 10.1038/s43247-023-01087-8
Studi ini didanai oleh National Science Foundation, American Chemical Society Petroleum Research Fund, dan JSPS KAKENHI.
NewsRoom.id
