Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

The carbon cycle before humans

17.02.2010
Two studies provide clearer picture of how carbon cycle was dramatically affected long ago

Anzeige

Geoengineering -- deliberate manipulation of the Earth's climate to slow or reverse global warming -- has gained a foothold in the climate change discussion. But before effective action can be taken, the Earth's natural biogeochemical cycles must be better understood.


Two Northwestern University studies, both published online recently by Nature Geoscience, contribute new -- and related -- clues as to what drove large-scale changes to the carbon cycle nearly 100 million years ago. Both research teams conclude that a massive amount of volcanic activity introduced carbon dioxide and sulfur into the atmosphere, which in turn had a significant impact on the carbon cycle, oxygen levels in the oceans and marine plants and animals.

Both teams studied organic carbon-rich sediments from the Western Interior Seaway, an ancient seabed stretching from the Gulf of Mexico to the Arctic Ocean, to learn more about a devastating event 94.5 million years ago when oxygen levels in the oceans dropped so low that one-third of marine life died.

The authors of the first paper, titled "Volcanic triggering of a biogeochemical cascade during Oceanic Anoxic Event 2," reveal that before oxygen levels dropped so precipitously there was a massive increase in oceanic sulfate levels. Their conclusion is based on analyses of the stable isotopes of sulfur in sedimentary minerals from the central basin of the Western Interior Seaway, located in Colorado.

The researchers theorize that a massive amount of volcanic activity caused this sulfate spike, which triggered a cascade of biogeochemical events. More sulfate led to an abundance of the nutrient phosphorous, which allowed phytoplankton populations in the oceans to multiply. The phytoplankton thrived and then died. Their decomposing bodies depleted oxygen levels in the oceans, leading to the widespread death of marine animals.

The sedimentary burial of marine organic carbon during this event was so large, some prior studies hypothesized that it caused a decrease in atmospheric carbon dioxide levels. In the second Nature Geoscience paper, titled "Carbon sequestration activated by a volcanic carbon dioxide pulse during ocean anoxic event 2," the researchers tested the carbon dioxide drawdown prediction. By studying fossil plant cuticle material, they determined the amount of carbon dioxide in the atmosphere at the time the plants were growing. (The cuticle samples were collected from sites representing the western shore of the Western Interior Seaway, in present-day southwestern Utah.)

This work found that before the onset of ocean anoxia, the level of carbon dioxide in the atmosphere increased by approximately 20 percent. This significant increase is consistent with the volcanic activity invoked by the first Northwestern study (described above). The paleo-carbon dioxide reconstruction also detected two episodes of marked decrease in carbon dioxide levels -- up to 200 parts per million -- at the time of the early phase of marine carbon burial. This observation provides strong support for the carbon dioxide drawdown hypothesis.

"Our research highlights the previously unappreciated role that the sulfur cycle plays in regulating nutrient cycling, the carbon cycle and climate," said Matthew Hurtgen, assistant professor of Earth and planetary sciences in the Weinberg College of Arts and Sciences at Northwestern and lead researcher of the first study.

"These two complementary studies provide a much clearer picture of how the Earth's carbon cycle was dramatically affected by catastrophic natural events long ago," said Bradley Sageman, professor and chair of Earth and planetary sciences at Northwestern and a co-author of both papers. "Although these events played out over hundreds or thousands of years, the magnitude of the changes, in carbon dioxide levels for example, are similar to those of the last 150 years resulting from human influence on the carbon cycle. The evidence demonstrates that the modern carbon cycle has been accelerated by orders of magnitude."

The sulfur work reported in the paper "Volcanic triggering of a biogeochemical cascade during Oceanic Anoxic Event 2" was conducted by Derek D. Adams, a doctoral candidate in Hurtgen's research group. Adams is first author of the paper; Hurtgen and Sageman are the paper's other authors.

Richard S. Barclay, a doctoral candidate in Sageman's research group, is the first author of the "Carbon sequestration activated by a volcanic carbon dioxide pulse during ocean anoxic event 2" paper. Sageman also is an author, and the third author is Jennifer McElwain, a professor from University College Dublin who co-advises Barclay's research and is one of the originators of the cuticle analysis method.

Megan Fellman | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.northwestern.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Hessen in 3 D - Virtuelles Modell des Untergrunds erleichtert Rohstoffnutzung
09.02.2012 | Technische Universität Darmstadt

nachricht NASA Satellite Sees Tropical Storm Cyril a Strong, Compact Storm
08.02.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center

Alle Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler machen Eisen durchsichtig


Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden

Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...

Im Focus: Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert


Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst

Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...

Im Focus: Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber


Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.

Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.

Das System ...

Im Focus: VLT liefert detailreichstes Infrarotbild des Carinanebels


Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.

Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.

Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...

Im Focus: Automatisch Lücken im Funkspektrum erkennen


Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.

Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?

09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung

09.02.2012 | Studien Analysen

Ocean warming causes elephant seals to dive deeper

09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis

09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging

09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot

09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp