نانوفسیل‌های آهکی: شاهدی بر رخداد گرمای حداکثری پالئوسن-ائوسن (PETM) در حوضه رسوبی زاگرس

نوع مقاله : Original Articles

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای چینه شناسی و فسیل شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران

2 استادیارگروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران

3 شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب، اهواز

چکیده

گرمای حداکثری پالئوسن-ائوسن (PETM) یک حادثه آب و هوایی کوتاه‌مدت است که در حدود 56 میلیون سال قبل اثرات شدیدی بر اکوسیستم‌های زیستی جهانی بویژه نانوپلانکتون‌های آهکی داشته است. بررسی بقایای فسیلی نانوپلانکتون‌های آهکی در توالی‌های رسوبی ته‌نشین شده‌ طی برهه مذکور در حوضه رسوبی زاگرس، حکایت از حضور مجموعه نانوفسیلی غنی متشکل از 112 گونه متعلق به 31 جنس دارد که ثبت پراکندگی و فراوانی آن‌ها در طول ستون سنگی حکایت از وقوع رخداد PETM در محل گذر پالئوسن-ائوسن در این حوضه رسوبی دارد. این حادثه که  به‌دلیل آزادسازی ناگهانی کربن از سیستم اقیانوس-اتمسفر در نتیجه کاهش pH، کم‌شدن عمق موازنه کربنات (CCD) و انحلال سنگ‌های آهکی رخ داده، بر دسترسی کربن برای فتوسنتز و آهکی شدن کوکولیتوفورها تأثیرگذار بوده است. هم‌چنین گرچه اسیدی‌شدن اقیانوس (به علت بالارفتن CO2 اتمسفری) بر فیزیولوژی موجودات اقیانوسی آهک‌ساز مهم تأثیرگذار بوده لیکن نژادها و گونه‌های مختلف کوکولیتوفورها پاسخ‌های آهک‌سازی متفاوتی نسبت‌به آن نشان داده‌اند که در فراوانی و تنوع جوامع نانوفسیلی منعکس است. نرخ پائین‌تر آزادسازی کربن در طول PETM در مقایسه با امروز، اسیدی‌شدن شدیدتری را در اقیانوس‌های امروزی محتمل می‌سازد. به‌علاوه، آزادسازی Pg 2000~ کربن به اتمسفر در دویست سال آینده نهایتاً منجربه آزادسازی Pg 4000-2000 کربن اضافی از رسوبات اقیانوسی خواهد شد که به مراتب بیشتر از آن‌چه در PETM رخ داده، خواهد بود که می‌تواند به‌عنوان بازخوردی مثبت، گرم‌شدن زمین را شتاب بیشتری بخشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calcareous Nannofossils as an Evidence of Paleocene-Eocene Thermal Maximum Event in Zagros Sedimentary Basin

نویسندگان [English]

  • Azin Ahifar 1
  • Anoshiravan Kani 2
  • Hassan Amiri Bakhtiar 3
1 Ph.D. Student in Stratigraphy and Paleontology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran
2 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran
3 National Iranian Southern Oil-Field Company (NISOC), Ahwaz
چکیده [English]

Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM) is a short-term climatic event that occurred about 56 million years ago, crucially affecting the global biological ecosystems, especially calcareous nannoplankton. Analysis of the fossilized remains of calcareous nannoplanktons in the sedimentary successions deposited during the said interval of time in Zagros Sedimentary Basin points to the presence of a rich nannofloral assemblage consisting of 112 species belonging to 31 genera. The observed distribution and calculated abundances of calcareous nannofossils confirm occurrence of PETM event in the area under investigation. The findings which point towards sudden release of carbon to the ocean-atmosphere system, indicate a decrease in pH of oceanic waters leading to shallowing of Carbonate Compensation Depth (CCD) and dissolution of limestones. This is reflected in the diversity and abundance of nannofloral assemblages due to the availability of carbon dioxide and increased rate of calcification process. The phenomenon also brought about a reduction in the oxygen content of atmosphere and global warming. Slower rate of carbon release during PETM as compared to that of present day, points to the possibility of a more catastrophic acidification of today’s oceans. Moreover,expected release of about 2000 pg carbon during the next 200 years (based on current trends) will result in a 2000-4000 pg increase of additional carbon in the oceanic sediments which is much in excess of what happened during PETM, thus accelerating therate of current global warming.

کلیدواژه‌ها [English]

  • .Keywords: Thermal maximum
  • Paleocene-Eocene boundary
  • calcareous nannoplankton
  • Zagros Basin

مراجع

  1. Jiang S, Wise S W. Surface-water chemistry and fertility variations in the tropical Atlantic across the Paleocene/Eocene Thermal Maximum as evidenced by calcareous nannoplankton from ODP Leg 207, Hole 1259B. Revue de Micropaleontologie;2006; 49:227-244.
  2. Self-Trail J M, PowarsDS, Watkins D K,Wandless GA. Calcareous nannofossil assemblage changes across the Paleocene–Eocene Thermal Maximum: Evidence from a shelf setting. Marine Micropaleontology;2012;92-93:61–80.
  3. Murphy B H, Farley K A,Zachos J C. An extraterrestrial 3He-based timescale for the Paleocene-Eocene thermal maximum (PETM) from Walvis Ridge, IODP Site 1266. Geochimica et Cosmochimica Acta;2010; 74:5098-5108.
  4. Kroon D, Zachos J C, Blum P. (2004). Proc.OceanDrill. Program, Initial Rep., vol. 208. Ocean Drilling Program, College Station, TX, 208.
  5. Vandenberghe N, Hilgen F J, Speijer R P.The Paleogene Period, in The Geological Time Scale 2012. China,Elsevier; 2012.855-921.
  6. Raffi I, Backman J, Palike H. Changes in calcareous nannofossil assemblages across the Paleocene/Eocene transition from the paleo-equatorial Pacific Ocean. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology;2005;226:93-126.
  7. Zachos J C, RöhlU, SchellenbergS A, SluijsA, HodellD A, KellyD C, ThomasE, NicoloM, RaffiI, LourensL J, McCarren H, Kroon D. Rapid acidification of the ocean during the Paleocene–Eocene thermal maximum. Science;2005; 308:1611-1615.
  8. Khozyem H, AdatteT, SpangenbergJ E, Tantawy A A,Keller G. Palaeoenvironmental and climatic changes during the Palaeocene–Eocene Thermal Maximum (PETM) at the Wadi Nukhul Section, Sinai, Egypt. Journal of the Geological Society, London;2013;170:341-352.
  9. ThomasE. Cenozoic mass extinctions in the deep-sea: What disturbs the largest habitat on Earth? in Large Ecosystem Perturbations: Causes and Consequences. Geological Society of America special paper;2007;424:1-24.
  10. Gingerich P D. Environment and evolution through the Paleocene–Eocene Thermal Maximum. Trends in Ecology & Evolution; 2006;21:246–253.
  11. Falkowski P G, KatzM E, MilliganA J, FennelK, CramerB S, AubryM P, BernerR A, Novacek M J,Zapol W M. The rise of oxygen over the past 205 million years and the evolution of large placental mammals. Science;2005;309:2202-2204.
  12. Jones B M, Iglesias-RodriguezM D, SkippPJ, EdwardsR J, GreavesM J, YoungJ R, Elderfield H, O’Connor C D. Responses of the Emiliania huxleyi Proteome to Ocean Acidification. PLOS ONE;2013;8(4).
  13. Gibbs S J, PoultonA J, BownP R, DanielsC J, HopkinsJ, YoungJ R, JonesH L, ThiemannG J, O’Dea S A, Newsam C. Species-specific growth response of coccolithophores to Palaeocene–Eocene environmental change. Nature Geoscience;2013;1-5.
  14. Speijer R P, ScheibnerC, Stassen P, Morsi A M. Response of marine ecosystems to deep-time global warming: a synthesis of biotic patterns across the Paleocene-Eocene thermal maximum (PETM). Austrian Journal of Earth Sciences;2012;105(1):6-16.
  15. Bown P R,Young J R. Techniques In Calcareous Nannofossil Biostratigraphy.London: British Micropalaeontol Soc, Chapman and Hall;1998.16-28.
  16. Perch-Nielsen K. Cenozoic calcareous nannofossils In Plankton Stratigraphy. Cambridge:Cambridge University Press;1985. 427–554.
  17. Sadler P M. Constrained Optimization approaches to the paleobiologic correlation and seriation problems: Part one a user’s guide to the CONOP program family. Department of Earth Sciences, University of California, Riverside, CA 92521;1998-2006.
  18. Martini E. Standard Tertiary and Quaternary calcareous nannoplankton zonation In Proceedings of the Second Planktonic Conference, Roma, 1970. Edizioni Tecnoscienza, Rome;1971;2:739–785.
  19. Raffi I, BackmanJ, Zachos J C, Sluijs A. The response of calcareous nannofossil assemblages to the Paleocene Eocene Thermal Maximum at the Walvis Ridge in the South Atlantic. Marine Micropaleontology;2009;70:201–12.
  20. Schellnhuber, H J, HareW, SerdecznyO, AdamsS, SchaefferM, ScheweJ, Wang X, Warzawski L. Turn Down the Heat: Wh a 4˚C Warmer World must be Avoided. The World Bank, Washington DC;2012;p.106.
  21. Bijma J, Pörtner H-O, Yesson C, Rogers A D. Climate change and the oceans – What does the future hold?. Marine Pollution Bulletin; 2013; in press.
  22. Winguth A M E. The Paleocene-Eocene Thermal Maximum: Feedbacks Between Climate Change and Biogeochemical Cycles. In Climate Change-Geophysical Foundations and Ecological Effects.InTech.;2011;43-64.
  23. Crutzen P. The Anthropocene. Journal de Physique;2002;12:1-5.
  24. Zeebe R E. History of seawater carbonate chemistry, atmospheric CO2, and ocean acidification. Annual Reveiw Earth Planetary Science;2012;40:141-165.
  25. Zeebe R E, Ridgwell A. Past changes of ocean carbonate chemistry. In Ocean acidification, Oxford, UK: Oxford University Press;2011. 21–40.
  26. Solomon S, PlattnerG K, Knutti R, Friedlingstein P. Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions. Procedings of the National Academy of Sciences of the USA;2009;106:1704-1709.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار