Ireviken na Niżu Polskim

fot. Michał Łepecki

Głównym założeniem projektu było odtworzenie warunków sedymentacji (osadzania się) dolno-sylurskich (433-430 milionów lat temu) skał w celu zbadania przyczyny tak zwanego wymierania „Ireviken”. W czasie zdarzenia Ireviken wymarły głównie głębokomorskie organizmy takie jak graptolity, konodonty czy trylobity. Przyczyny tego wymierania są nadal tematem wielu naukowych debat. W projekcie PRELUDIUM 7 przeprowadzono badania rekonstruujące poziom natlenienia kolumny wody przed zdarzeniem Ireviken, w jego trakcie i po wymieraniu. Innowacyjność projektu polegała na wykorzystaniu nowoczesnych badań geochemii organicznej i nieorganicznej. Do badań wykorzystano rozmaite, nowoczesne metody, m.in. chromatografię gazową sprzężoną ze spektrometrią mas (GC-MS), zawartość całkowitego węgla organicznego (TOC%), mikroskopowe badania średnic pirytów framboidalnych czy badania zawartości pierwiastków śladowych.

Na podstawie zestawionych wyników powyższych metod badawczych, przedstawiono koncepcyjny model środowiska depozycji przed, w trakcie i po wymieraniu Ireviken (Fig.1). Okres przed zdarzeniem charakteryzował się brakiem pirytów framboidalnych, niskimi wartościami wskaźników pierwiastków śladowych (np. molibdenu) oraz niską zawartością całkowitego węgla organicznego, co wskazuje na stabilne warunki tlenowe w kolumnie wody (Fig.1A). Zmiany średnic pirytów framboidalnych, wahania wartości stężeń pierwiastków śladowych oraz TOC% wskazywały na gwałtowne zmiany natlenienia z fluktuacjami chemizmu w kolumnie wody (chemokliny) w czasie zdarzenia Ireviken. Zmiany te z pewnością przyczyniły się do wymierania sylurskich organizmów (Fig.1B). Po zdarzeniu Ireviken zarejestrowano dużą ilość małych pirytów framboidalnych charakterystycznych dla warunków beztlenowych oraz podwyższone wartości TOC%, natomiast nie zarejestrowano znacznie podwyższonych wartości wskaźników bazujących na zawartości pierwiastków śladowych, co sugeruje epizodyczne przewietrzanie dna, prawdopodobnie związane z obecnością upwellingów (prądów morskich wynoszących ku powierzchni oceanu zimne wody głębinowe) (Fig.1C).

Szczegółowa charakterystyka geochemiczna warunków sedymentacyjnych zdarzenia Ireviken pozwoliła na potwierdzenie analogii tego zdarzenia do wcześniejszego wielkiego wymierania na granicy ordowiku i syluru. Na podstawie identyfikacji biomarkerów charakterystycznych dla zielonych bakterii siarkowych udało się udokumentować występowanie beztlenowej strefy fotycznej (strefa w kolumnie wody, do której dosięga światło) w najniższym sylurze. Udokumentowanie strefy beztlenowej występującej w kolumnie wody powiązało wymieranie Ireviken z innymi kryzysami biotycznymi znanymi z fanerozoiku (ordowickim, dewońskim, permskim, triasowym). Uzyskane rezultaty rzucają nowe światło na strukturę kolumny wody, możliwe przyczyny i konsekwencje nie tylko wymierania Ireviken, ale również zdarzenia na granicy ordowiku i syluru. Cele projektu zostały zrealizowane i opublikowane w prestiżowych czasopismach z listy JCR oraz zaprezentowane na międzynarodowych konferencjach naukowych.

Trzy konceptualne modele przedstawiające warunki sedymentacyjne przed - A, w trakcie - B oraz po zdarzeniu Ireviken - C

dr Justyna Smolarek-Łach

fot. Michał Łepecki

Absolwentka studiów geologicznych na Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. W maju 2017 r. uzyskała stopień naukowy doktora. Autorka licznych publikacji w takich czasopismach jak Global and Planetary Changes, Organic Geochemistry czy Geological Magazine. Laureatka I nagrody w konkursie na najlepszą pracę doktorską z dziedzin nauk mineralogicznych organizowanym przez Polskie Towarzystwo Mineralogiczne (2017). Beneficjentka stypendium dla najlepszego doktoranta na Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego. Jej zainteresowania naukowe obejmują geochemię organiczną, sedymentologię oraz rekonstrukcje paleośrodowiskowe.

Data publikacji: 30.10.2018