해양과 지상 생물권의 진화는 지구 역사상 몇 가지 중요한시기에 영향을 받았으며, 이는 전 세계 대중 멸종으로 알려져 있습니다. 글로벌 대량 멸종 사건은 멸종 율이 크게 높아서 상대적으로 짧은 지질 학적 기간 (수천에서 십만 년) 내에 전 세계 규모의 화석 분류를 상실함으로써 정의됩니다.
해양 영역의 모든 종의 약 80% 손실은 후기 트리 아스에 대해 기록됩니다 (Raup &Sepkoski 1988, Jablonski 1994). 대부분의 지구 과학자들은이 다양성 쇠퇴는 약 2010 만 년 전에 Triassic (ETME)의 끝에서 전 세계 대중 멸종 사건을 나타내며 광범위한 화산과 대기 CO 2 의 대규모 증가로 인해 발생했습니다. (예 :Ward et al. 2001, Hesselbo et al. 2002, Ruhl et al. 2011, Richoz et al. 2012, Blackburn et al. 2013). 그러나 일부 과학자들은 트라이어스 후기 동안 단계적으로 멸종 과정이 대신 책임이있을 수 있다고 제안한다 (Lucas &Tanner 2008, Zaffani et al. 2018). Palaeobiodiversity 데이터의 재구성은 후기 트라이아스기가 상대적으로 높은 멸종 율의 기간 이었지만 다양성 손실은 주로 종의 원인이 낮기 때문이었다 (Bambach et al. 2004).
.탄소 동위 원소 (ΔC) 분석은 세계 환경 위기의 탐지를위한 가장 중요한 도구 중 하나입니다. ΔC의 전 세계 변화는 전 세계 탄소 사이클의 섭동을 반영하기 때문입니다. 말단-트라이어스 간격은 ΔC의 유의하고 글로벌 부정적인 이동을 특징으로하며, 이는 전 세계의 여러 트리 아스/쥬라기 경계 섹션에서 벌크 암석과 유기물 모두에서 기록된다 (예 :Hesselbo et al. 2002, Kürschner et al. 2007, Ruhl et al. 2009). 그러나이 엔드 트라이어스 사건 이전의 탄소 동위 원소의 기록은 지금까지 발표 된 연속 및 고해상도 Rhaetian ΔC 레코드가 거의 없기 때문에 여전히 잘 알려져 있지 않습니다.
최근 몇 년 동안, 우리 팀은 오스트리아 북부의 500km 길이의 동서 연장 산 사슬 인 NCA (Northern Calcareous Alps)의 트리 아스 (Triassic) 후반에 몇 가지 고해상도 탄소 동위 원소 연구를 수행했습니다. NCA는 늦은 페름기에서 초기 신생기 퇴적암으로 지어졌으며 늦은 트라이아스 성 해양 퇴적물을 연구하기에 가장 적합한 영역 중 하나입니다. NCA의 Rhaetian에는 intraplatform 분지 (Kössen Formation), Dachstein Mountain Complex의 암초 석회석 및 서부 Tethys 마진에서 Hallstatt Deeper Shelf and Basin (Zlambach Formation)의 해양 퇴적물이있는 광범위한 탄산염 플랫폼의 얕은 해양 퇴적물이 포함됩니다 (그림 1 A, B). Kössen 형성의 탄소 동위 원소 데이터는 ETME 이전의 중간 및 후기 Rhaetian에서 유의 한 음성 및 양성 ΔC 이동이 발생한다는 것을 입증 하였다. 가장 눈에 띄는 변화는 Rhaetian 후기에서 발생합니다 (Mette et al. 2012, Korte et al. 2017, Rizzi et al. in Review)
최근에, 서부 Tethys (Zlambach Formation)의 더 깊은 선반-바신 승인은 동위 원소 계층, 퇴적물 및 미세 팔레 전환 (Austrian Science Fund (FWF) 프로젝트 No. 25782, Mette et al. 2019)와 관련하여 고해상도로 분석되었습니다. 이 연구는 Rhaetian에서 중요한 환경 악화를 식별하는 것을 목표로했습니다. 이를 위해, Zlambach 형성의 한 부분은 탄소 동위 원소, 탄산염 미세 소지, 저서 미세 소스 및 Nannofossil에 대해 분석되었다 (도 1C, D, 그림 2, 3, 6, 표 1).
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탄산염 퇴적물의 탄소 동위 원소 비율은 탄산염 재 침착 및 대각선으로 인해 변경 될 수 있으므로 해수의 1 차 탄소 동위 원소 비율을 나타내지 않을 수 있습니다. 따라서 통계 분석을 통해 ΔC 레코드에서 잠재적으로 변경된 ΔC 데이터를 신중하게 제거했습니다 (그림 4)
동위 원소 연구의 가장 중요한 특징 중 하나는 자연에서 일차적 인 Rhaetian 후기에서 두드러진 음성 탄소 동위 원소 이동입니다 (그림 2, 5, 6). 통합 된 퇴적 학적, 지구 화학 및 미세 팔레 온 학적 분석에 기초하여, 우리는이 탄소 동위 원소 음성 여행이 아마도 Dachstein Reef 및 Hallstatt Basin의 발달과 관련이 있음을 보여줄 수있다. 이 제안은 유역 퇴적물 (Zlambach Formation)에서 연구 된 탄산염 미세한 결과를 기반으로합니다.
이 결과는 해수면 변화에 크게 의존하는 인접한 탄산염 플랫폼 및 암초의 개발에 대한 중요한 정보를 제공했습니다. 해수면의 고도로, 탄산염 플랫폼이 성장하여 분지 (회귀 단계)로 진행되며, 플랫폼 마진에서 유역으로의 석회 투르 디테이드로서 증가하는 카보네이트의 양이 증가합니다. 빠른 해수면 상승 중에 탄산염 플랫폼이 역행 (과도한 상) 및 분지의 석회암 입력이 감소했습니다.
우리의 미세 유분과 동위 원소 결과는 Zlambach 형성의 하부에 여러 개의 석회암이 포함되며 약간의 ΔC 변이 만 발생한다는 것을 보여줍니다. 그러나 Zlambach 형성의 상부에서 눈에 띄는 ΔC 음성 이동은 석회암 퇴적물의 급속한 감소를 동반한다 (도 5).
.위에서 언급 한 바와 같이, Calciturbidites 증착의 중단은 해수면 상승으로 인해 탄산염 플랫폼 마진의 빠른 역행 또는 현저한 환경 변화로 인한 탄산염 플랫폼 마진 성장의 중단에 의해 야기 될 수있다. 동일한 층계 위치에서, 우리는 또한 저서 미세 소석 (그림 2)과 Nannofossils (미공개 데이터)의 빠른 풍부함과 다양성 감소를 발견했습니다. 상당한 지구 화학적, 퇴적 학적 및 생태 학적 변화의 층계 우연의 일치는 Dachstein Carbonate 플랫폼의 성장이 서부 Tethys 영역의 환경 악화로 인해 Rhaetian 후기에 중단되었음을 시사한다.
탄산염 미세 분야 연구 외에도 퇴적 연구에는 추적 요소 분석이 포함되었습니다. 다양한 미량 원소 (예 :TI, SI, ZR)는 해수면의 변화와 기후에 의해 크게 통제되는 해양 분지로의 terrigenous clastics의 액체 입력을 나타냅니다. 우리는 추적 요소 비율 (예 :Ti/Al, Si/Al, Zr/Al, Ca/Al)을 분석하고 플랫폼에서 유해한 입력의 16 개의 단기 순환 변화를 발견했습니다 (그림 5).
.액체 공급의 이러한 순환 변화 추적 요소 비율은 급속한 해수면 변화 및/또는 경사의 퇴적물 공급 및 하중에 영향을 미치는 빠른 기후 변화를 반영합니다. Terrigenous Origin 및 Calciturbidite 입력의 미량 원소 비율의 최대치는 상이한 순서의 범법/회귀 적 퇴적 서열에 의해 표현되는 장기 해수면 변화를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리의 미량 요소 데이터에 따르면, Zlambach 형성에는 3 차 회귀 적 트랜스 욕구 단위와 2 개의 번갈아 4 차 회귀 및 범법 단위가 포함됩니다 (그림 7). Calciturbidite 입력의 변형은 Trace 요소 데이터로 식별 된 4 차 범법 및 회귀 단위에 해당하는 플랫폼 진행 및 역행의 두 단계를 나타냅니다.
마지막으로, 후기 트라이아스 성 해양 퇴적물에 대한 우리의 지구 과학 분석은 종말 트라이어스 사건 이전에 Tethys Ocean에 적어도 하나의 중요한 환경 위기가 있었음을 시사합니다. 이 환경 위기의 원인과 해양 생물 다양성에 미치는 영향은 서부 테스의 라 에티 아 해양 퇴적물에서 추가로 통합 된 지구 화학, 퇴적 학적 및 고생물학 연구에 의해 감지되어야한다.
