Biogeochemistry of Neoproterozoic black shales: record of the co-evolution of atmospheric oxygen and life
Bibliographic record
Abstract
L'ère Néoprotérozoïque (1000–541 Ma) fut marquée par des changements environnementaux significatifs, incluant entre autre une augmentation des niveaux d'oxygène atmosphérique, des calottes glaciaires atteignant des latitudes tropicales pendant les glaciations du Sturtien (717 Ma) et du Marinoen (635 Ma), et l'émergence des métazoaires. Bien que ces changements ont eu un impact majeur sur l'habitabilité des environnements des surfaces terrestres, ainsi que sur les cycles biogéochimiques des éléments bioessentiels - les rendant ainsi des sujets de recherche privilégiés -leurs relations temporelles sont encore peu définies. Dans cette thèse, j'examine l'évolution des conditions redox océaniques et les niveaux d'oxygène atmosphérique, ainsi que leurs relations temporelles avec les glaciations à basse latitude et l'évolution de la vie au Néoprotérozoïque. Je présente des données sur la spéciation du fer, ainsi que sur l'abondance d'éléments traces sensibles à la réaction redox dans des échantillons composés de dépôts de shales riches en matière organique provenant d'un plateau continental situé dans le nord-est du Svalbard et datant de la période de 835 à 630 Ma. Cette période recouvre les glaciations du Sturtien et du Marinoen, mais aussi l'intervalle de temps qui a très certainement vu la colonisation des environnements de plateaux par les premiers métazoaires. Les données suggèrent que des conditions allant de suboxiques à anoxique-ferrugineuses prévalent durant l'intégralité de la déposition de la succession stratigraphique. En tenant compte de données de paléoredox préexistantes, je propose que la glaciation du Sturtien n'est pas reliée à des changements significatifs des niveaux d'oxygène atmosphérique. Cette conclusion est en accord avec les récentes découvertes (marqueurs biologiques et estimation de l'horloge moléculaire) indiquant la présence de métazoaires simples avant la glaciation du Sturtien. Ceci implique que s'il y a eu une augmentation de la concentration d'oxygène facilitant l'émergence de ces organismes, il est fort probable qu'elle ait eu lieu avant la glaciation du Sturtien. Même si de multiples éléments de preuves suggèrent une augmentation de l'oxygène atmosphérique après la glaciation du Marinoen, les environnements des plateaux continentaux du Svalbard et d'ailleurs restent majoritairement anoxiques, cette anoxie étant trés certainement causée par une forte production de matière organique. A contrario, les concentrations en oxygène ont potentiellement été plus hautes dans les zones de pleine mer à faible productivité, où des plongées d'eaux de surface oxygénées auraient même pu causer une augmentation des concentrations d'oxygène dans l'océan profond. De multiples données des isotopes du soufre tirées d'échantillons de pyrite du Svalbard, ainsi que des données provenant d'Australie, du nord-ouest canadien, de Russie, et des États-Unis d'Amérique, suggèrent que les débuts d'un cycle du soufre prenant place sur une échelle globale sont apparus à la suite de la glaciation du Marinoen. Ce cycle est caractérisé par la réduction du sulfate, suivi par l'oxydation de sulfide, et finalement par la disproportion des composés intermédiaires du soufre. Ce résultat soutient l'idée d'une augmentation générale de la concentration d'oxygène atmosphérique pendant la Période Ediacarienne infèrieure, mais aide aussi à quantifier l'augmentation en pO2. En utilisant une estimation préexistante des besoins en oxygène du cycle du soufre, nous suggérons que les niveaux d'oxygène atmosphérique ont connu une augmentation de 5% maximum par rapport aux niveaux atmosphériques actuels avant la glaciation du Marinoen, et une augmentation d'au moins 18% par rapport aux niveaux atmosphériques actuels après la glaciation du Marinoen. Cette augmentation de l'oxygène a potentiellement facilité l'émergence d'animaux de taille plus importante durant la période Ediacarienne.
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How this classification was reachedexpand
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Teacher imitationNot calibrated prevalence, not ground truth. Human validation pending. The Gemma side is a direct model label for every work in the frame, read from the title-only record. The Codex side is a classifier learned from the 10,348 direct Codex labels and calibrated to design-weighted sample rates; fields without enough sample support carry no Codex call. Candidate is the union of the two sides; consensus is their intersection. These outputs are machine_predicted_unvalidated and are not human labels.
Distilled classifier scores by category (both heads)
| Category | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Metaresearch | 0.000 | 0.000 |
| Meta-epidemiology (narrow) | 0.000 | 0.000 |
| Meta-epidemiology (broad) | 0.000 | 0.000 |
| Bibliometrics | 0.001 | 0.001 |
| Science and technology studies | 0.000 | 0.000 |
| Scholarly communication | 0.000 | 0.000 |
| Open science | 0.000 | 0.000 |
| Research integrity | 0.000 | 0.000 |
| Insufficient payload (model declined to judge) | 0.001 | 0.000 |
Machine scores (provisional)
The two teacher heads of the student model, read on this work. A score orders the frame for review; it never asserts a category, and the validation status ships verbatim with every row.
Baseline scores from an immature model (maturity gate not passed, 7 training rounds). Scores rank; they never assert a category.
score_only:v0-immature-baseline · verbatim from the scoring run: score_only means the number may rank works, and no category label ships from itClassification
machine, unvalidatedMachine predicted; a candidate call from one source (direct Gemma or distilled Codex), not a consensus.
How this classification was reached, model by model and score by score, is at the end of the page under "How this classification was reached".