Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah melakukan penelitian yang berpusat di sekitar lima kepunahan massal besar yang telah membentuk bumi tempat kita hidup. Masa kepunahan ini berasal lebih dari 450 juta tahun dengan Kepunahan Massa Akhir Ordovisium menuju kepunahan yang paling mematikan, Kematian Permian Akhir 250 juta tahun lalu yang menghapus lebih dari 90 persen spesies.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah menemukan penyebab utama kepunahan massal, yang meliputi letusan gunung berapi besar, pemanasan global, tabrakan asteroid, dan lautan asam sebagai penyebab yang mungkin. Faktor-faktor lain yang dipastikan turut berperan termasuk letusan metana dan kejadian anoksik lautan — ketika lautan kehilangan oksigen yang mendukung kehidupan.
Kejadian-kejadian yang memicu Late Ordovician Mass Extinction (LOME) hewan dan tumbuhan laut telah menjadi misteri sampai sekarang. Ordovician adalah interval waktu dinamis dalam sejarah Bumi yang mencatat peningkatan besar dalam keanekaragaman biologi laut dan transisi iklim rumah kaca ke rumah es. Para peneliti percaya bahwa periode pendinginan ini, yang memuncak pada glasiasi Phanerozoic pertama menyebabkan Late Ordovician Mass Extinction atau akhir kepunahan massal ordovician.
Sekarang tim peneliti bersama Maya Elrick dari Universitas New Mexico, telah memecahkan bukti geokimia yang tertinggal di dalam endapan batu kapur laut yang menunjukkan bahwa kepunahan ini disebabkan oleh periode pendinginan global yang menciptakan peristiwa anoksik laut global.
Penelitian ini, diterbitkan di Proceedings of National Academy of Sciences ( PNAS ).
“Kepunahan ini adalah yang pertama dari lima kepunahan besar yang menghantam Bumi dan penelitian kami menunjukkan bahwa itu bertepatan dengan perkembangan mendadak anoksia lautan luas yang berlangsung setidaknya selama 1 juta tahun,” kata Elrick.
Bekerja dengan kru internasional, Elrick dan timnya melakukan perjalanan ke Pulau Anticosti di St. Lawrence, laut di Quebec, Kanada, tempat mereka mengumpulkan sampel batu gamping. Sampel yang dikembalikan dianalisis untuk isotop uranium menggunakan spektrometer massa yang ditempatkan di Departemen Bumi UNM dan Ilmu Pengetahuan Planet. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa anoksia laut mendadak dan meluas terjadi pada saat yang sama 85 persen dari kehidupan laut punah.
Peneliti mengumpulkan sampel di Pulau Anticosti. [Credit: University of New Mexico]
“Hasil ini memberikan bukti pertama untuk anoksia lautan global mendadak yang memulai dan melanjutkan melalui kondisi glasial yang memuncak dan berkurang,” kata Elrick. “Kami memperkirakan bahwa anoksia didorong oleh pendinginan global yang mereorganisasi sirkulasi laut skala besar dan menyebabkan penurunan oksigenasi laut dalam dan peningkatan fluks nutrisi, yang menyebabkan fitoplankton berkembang dan memperluas area konsentrasi oksigen rendah. Hasil ini juga memberikan bukti pertama untuk anoksia lautan luas yang memulai dan berlanjut selama kondisi glasial.”
Penelitian Elrick dan Bartlett adalah studi pertama dari jenis ini yang menggunakan proxy geokimia (uranium isotop) yang mengintegrasikan seluruh konsentrasi oksigen laut. Hasilnya sesuai dengan apa yang dikatakan para ilmuwan sebelumnya, meskipun studi sebelumnya hanya menilai konsentrasi oksigen lokal daripada konsentrasi terintegrasi secara global. Selanjutnya, Elrick dan timnya memodelkan konsentrasi oksigen laut global untuk mengevaluasi berapa banyak dasar laut yang menjadi anoksik selama kepunahan akhir Ordovician.
Tim tersebut membandingkan kondisi 450 juta tahun lalu dengan kondisi hari ini dan memutuskan bahwa sekitar 15 persen peningkatan pada dasar laut anoksik selama kepunahan massal Ordovician Akhir. Lautan modern memiliki kurang dari setengah persen dari dasar laut yang bersifat anoksik (terutama Laut Hitam), sehingga peningkatan 15 persen dasar laut anoksia cukup signifikan.
“Pulau Anticosti adalah laboratorium alam terbaik di dunia untuk mempelajari fosil dan lapisan sedimen yang berasal dari kepunahan massal pertama hampir 445 juta tahun yang lalu. Pulau ini sekarang menunggu pengakuan pada program Warisan Dunia UNESCO karena geologi dan paleontologi yang luar biasa,” kata Andre Desrochers dari Universitas Ottawa.
Elrick juga mempelajari tiga kepunahan massal ‘lima besar’ lainnya menggunakan isotop uranium sebagai proxy oksigenasi.
“Sejauh ini masing-masing memiliki anoksia luas yang terkait dengan mereka, jadi kami menemukan bahwa konsentrasi oksigen air laut yang rendah adalah pembunuh utama,” kata Elrick.
Hasil ini untuk kepunahan massal ‘lima besar’ masa lalu memiliki implikasi untuk kepunahan modern yang dialami planet kita saat ini.
“Kita memanaskan dan mengasamkan lautan hari ini dan lautan yang lebih hangat menahan lebih sedikit oksigen. Beberapa organisme laut dapat bertahan dalam kondisi panas dan keasaman, tetapi tidak dengan kekurangan oksigen,” kata Elrick. “Semua ini terjadi hari ini dan hasil dari studi akhir Ordovician menunjukkan potensi keparahan anoksia laut sebagai pemicu kepunahan bagi banyak peristiwa kepunahan biologis masa lalu dan yang sedang berlangsung.”
