大约4.3亿年前，在地球志留纪期间，全球海洋正在经历着今天看起来非常熟悉的变化。融化的极地冰盖意味着海平面正在稳步上升，海洋氧气在全球迅速下降。

大约在同一时间，科学家称之为Ireviken灭绝事件的全球死亡摧毁了许多古代物种。百分之八十的类似于小鳗鱼的牙形石被消灭了，还有一半的三叶虫，它们沿着海底像他们遥远的现代相对马蹄蟹一样凿沉。

现在，佛罗里达州立大学的一组研究人员首次发现了将海洋水平上升和海洋氧气消耗与海洋物种广泛灭绝联系起来的确凿证据。他们的工作突出了一个戏剧性的故事，关于减少氧气条件对丰富的海洋生物挂毯造成的紧迫威胁。

他们的研究结果发表在“地球和行星科学快报”杂志上。

虽然其他研究人员已经制作了大量关于Ireviken事件的数据，但没有一个能够明确地确定大规模灭绝与海洋中化学和气候变化之间的联系。

“碳循环和海洋灭绝事件的这些变化之间的联系一直是个谜，”主要作者Seth Young说，他是FSU地球，海洋和大气科学系的助理教授。

为了解决这个古老而顽固的问题，杨和他的合着者采用了新的创新策略。他们利用稳定的碳同位素，稳定的硫同位素和碘地球化学特征开发了一种先进的多探针实验方法，以便在Ireviken事件期间对局部和全球海洋氧气波动进行详细的，首次测量。

“这是三个独立的，独立的地球化学代理，但当你将它们组合在一起时，你就拥有了一个非常强大的数据集，可以解释从地方到全球尺度的现象，”Young说。“这就是组合这些代理的实用性和独特性。”

Young和他的团队将他们的多种方法应用于内华达州和田纳西州两个地质重要的野外地点的样本，这两个地点在灭绝事件期间都被淹没在古代海洋之下。在基于FSU的国家高磁场实验室分析他们的样本后，海洋氧含量变化与海洋生物大量灭绝之间的联系变得清晰起来。

实验揭示了与Ireviken事件同时发生的显着的全球氧耗竭。与海平面上升相结合，使脱氧水进入较浅和较适宜居住的地区，减少的氧气条件足以在大规模灭绝中发挥核心作用。这是膨胀性氧气损失与Ireviken灭绝事件之间可信联系的第一个直接证据。

但是，杨发现，氧气损失并不普遍。只有大约8%或更少的全球海洋经历了显着减少的条件，几乎没有氧气和高水平的有毒硫化物，这表明这些条件不需要进入全海洋规模以产生巨大的破坏性影响。

“我们的研究发现，你不一定需要整个海洋来减少产生这种地球化学特征，并为这一重大灭绝事件提供杀伤机制，”杨说。

今天，就像4.3亿年前一样，海平面正在上升，海洋氧气以惊人的速度出血。随着今天的变化和过去的灾难之间不断出现的相似之处，凝视地球遥远的过去可能是为未来做准备的关键工具。

“在整个地球历史中，与其他气候和灭绝事件存在共同点，未来的工作将继续帮助我们了解这些事件的相同点和不同点，以限制未来的气候预测，”共同作者，FSU助理教授Jeremy Owens说。在侏罗纪和白垩纪时期从事过其他灭绝事件的地球，海洋和大气科学系。

“我认为重要的是要看看这些事件从灭绝间隔到恢复期间是如何发挥作用的，它们的严重程度以及它们与沿途古代环境的关系，”Young补充说。“这可以帮助我们弄清楚我们未来的存在以及我们如何能够减轻一些负面结果。”

该研究由美国国家科学基金会和美国地质学会资助。