NORSTRAT - Environmental changes during the Norian (216-203 Ma) biotic crises: a palynological and organic geochemical approach

Hvordan endres miljøet rundt oss? Dagens menneskelige aktivitet fører til betydelig miljøstress for plante- og dyrelivet. Det er grunn til å bekymre seg for jordens mangfold av arter i fremtiden. Derfor er forståelse for prosesser og mønstre av tidligere biotiske kriser ikke lenger bare et akademisk spørsmål. Det er økende vitenskapelig enighet om at vi nylig har inngått en periode med menneskeindusert masseutryddelse, noe som resulterer i et tap på 50% av det globale biologiske mangfoldet innen de neste 100 årene. Slike store tap av mangfold har bare skjedd fem ganger siden komplekst liv oppsto. Fossilene gir et viktig dypt tidsperspektiv på faktorer som påvirker utryddelse, overlevelse og utvinning. I forskningsprosjektet NORSTRAT studerer vi paleobiologisk og geokjemisk informasjon fra sedimentære avsetninger for å rekonstruere tidligere miljøendringer som foregikk for mellom 230 og 200 millioner år siden, med fokus på Karnkrisen (Carnian pluvial hendelse). Vår detaljerte studie av Carnian krisen på høye breddegrader (Svalbard) og midten breddegrader (Østerrike) viste markerte endringer i vegetasjons mønstre. Den semi-arid regionen ble betydelig våtere, noe som hadde en stor innvirkning på de terrestriske og marine økosystemer. Plantegrupper som var karakteristiske for vegetasjonen i et varm-temperert / vått klima kunne spre seg fra nord inn i steppeklima belte i sør. Disse klimaendringene er sannsynligvis relatert til en periode med stor vulkansk aktivitet som Wrangellia oseanisk vulkansk provinsen. Resultatene som er oppnådd så langt i dette prosjektet er publisert i en doktorgradsavhandling av SJ Mueller og en rekke publikasjoner i internasjonale tidsskrifter. Deler av postdoktorprosjektet til C.S. Miller har fokusert på organisk geokjemiske proxy-data for perturbasjoner i den globale karbonsyklusen i forbindelse med Carnian pluvial hendelsen. Hun har analysert bulk karbonisotoper og biomarkører baserte C-isotoper (se egen rapport for detaljer) i sedimentære suksesjoner (feltblotning, og kjerne) fra Devon (Storbritannia). Hun har også testet sedimentene for Milankovich-syklusene. Det var mulig å etablere en astro-kronologisk kalibrert C-isotop stratigrafi. Våre resultater viser at Karnkrisen ikke bare er karakterisert ved en, men med flere (minst fire) store karbonisotope ekskursjoner. Ved å benytte den vedvarende tilstedeværelsen av sterke 405 ka eksentrisitetssykluser har vi bygget en astronomisk tidsskala for 1,09 M årene av trias, slik at vi kan beregne en sannsynlig varighet for C-isotophendelsen forbundet med Carnian pluvial hendelsen. Den gjennomsnittlige varigheten av en individuell C isotopekskursjon er ca. 41.0000 år.

Cataclysmic impacts of celestial bolides or the internal (volcanism, continental break-up) and external (atmospheric acidification, ozone breakdown) dynamics of the Earth likely play an important role in times of major environmental upheaval and biotic cr ises. The resulting environmental stress initiates inhibition of photosynthesis and a decline in primary production, which in turn is believed to lead to widespread and collateral extinction of species. The Late Triassic biotic crisis provides an eminent case history of global turnover in the biosphere that is still not understood. A fundamental controversy exists about the nature of this mass extinction: a) whether the biotic turnover represents a singular event or a series of multiple ecological avalan ches and b) was the cause a celestial bolide impact or massive volcanism. Rather than focusing on the end Triassic mass extinction (~ 200 Ma) alone, we concentrate here on those events during the Norian (~ 216-203 Ma). The proposed research program aims at a better understanding of the timing and the causal connections between events in the terrestrial and marine realm through the integration of biological records inferred from pollen and spore analysis as well as environmental proxies based on organic g eochemistry into a concise stratigraphic framework. This project makes part of an interdisciplinary research program (funded by the International Continental Drilling Program and US National Science Foundation) with international participation (e.g. Colum bia University, Rutgers University, Berkeley Geochronology Center, Nanjing Institute of Geology & Paleontology). The aim of this interdisciplinary scientific joint venture is to solve the long-standing controversies regarding the Triassic mass extinctions , and to predict the fate of life in the future.