《Revue de Micropaléontologie》:Dispersal and diversity dynamics of the early Valanginian to late Aptian cosmopolitan benthic foraminifera in time and space
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本研究创建了一个包含早阿尔必阶至晚阿尔必阶期间50种及1亚种底栖有孔虫化石地理分布信息的数据库,整合文献数据后分析了其生物多样性动态与海平面、海底扩张速率及碳同位素异常事件(如韦塞尔、法拉奥尼和塞尔利事件)的关系,揭示了早白垩世不同海域连通性变化及生物多样性波动的原因。
马苏梅赫·盖亚斯万德(Masoumeh Gheiasvand)|克里斯蒂安·韦拉德(Christian Vérard)|侯赛因·莫萨德格(Hossein Mosaddegh)|杰拉德·M·斯坦普夫利(Gérard M. Stampfli)|瓦伦丁·里诺(Valentin Rineau)
法国巴黎国家自然历史博物馆,CR2P UMR 7207 MNHN CNRS SU
摘要
我们建立了一个数据库,其中包含了从早瓦朗吉尼安期到晚阿普蒂安期的50种底栖有孔虫及其一个亚种的古生物地理分布信息。这些数据来源于已发表的文献。所选物种分布于北半球和南半球,主要包括底栖生物和钙质有孔虫。通过结合海平面变化曲线、海底扩张速率的总结数据以及碳同位素异常(CIEs)(包括韦塞尔特事件、法拉奥尼事件和塞利事件)来解释生物多样性动态。底栖有孔虫的广泛分布表明,在早白垩世期间,墨西哥湾与特提斯洋、大西洋、太平洋和印度洋之间存在联系。此外,研究结果表明,在韦塞尔特事件(晚瓦朗吉尼安期至早豪特里维安期)期间,这些有孔虫经历了大规模的扩散和高度的多样性变化,这可能与海平面上升速度加快、扩张脊处的平均海底扩张速率增加、地壳形成活动增强以及风化作用和营养物质通量增加有关。随后,尽管海平面持续上升且不同海域之间的连通性可能有所增强,但多样性仍出现了显著下降。这种下降很可能是由一系列早白垩世的严重缺氧事件(如法拉奥尼事件和塞利事件)引起的。
引言
下白垩统的碳酸盐岩中含有底栖有孔虫以及碳和氧等稳定同位素,这些都是重建古环境的良好指标。底栖有孔虫常用于确定海洋沉积序列的年代和进行对比研究。下白垩统底栖有孔虫的分类学和生物地层学研究在北方(贝滕施泰特和维歇尔,1955年;巴滕斯坦,1962年)、南方(谢布纳罗娃,1973年、1978年;海格,1992年;琼斯和旺德斯,1992年)以及特提斯洋地区(例如,阿夫沙尔-哈布,1979年;费尔米等人,1994年、2006年;阿诺-瓦诺,2006年;韦利奇,2007年;马塞等人,2009年;瓦斯科维奇等人,2010年;戈代等人,2010年、2014年;盖亚斯万德等人,2021年)已有较为深入的研究。尽管上述地区的下白垩统底栖有孔虫已被充分了解,但对于这些物种在空间和时间上的扩散情况、其丰度和多样性的变化及其原因仍知之甚少(例如,霍尔伯恩和卡明斯基,1995a年、1997年)。这些分析对于理解古生物地理和古海洋学条件以及从全球角度研究气候系统的变化具有重要意义。
最早关于北半球和南半球下白垩统底栖有孔虫生物地理分布的研究由谢布纳罗娃(1973年、1978年)、巴滕斯坦(1974年)、里格拉夫(1989年)、卡明斯基等人(1992年)、卡明斯基和格罗赫(1992年)以及霍尔伯恩和卡明斯基(1995a年、1997年)发表。
本研究探讨了全球分布的底栖有孔虫的长期地层学和古生物地理分布情况,并展示了从早瓦朗吉尼安期到晚阿普蒂安期(1.398亿至1.19亿年前)的生物多样性动态。所研究的物种包括50种主要为钙质的全球性物种和一个钙质亚种。收集的数据以古地图的形式呈现,揭示了这些底栖有孔虫的古生物地理分布和多样性模式。此外,利用来自不同地点的数据,还绘制了每个半球的特定有孔虫的多样化趋势。这项研究分析了物理过程(如构造和海洋通道事件)、生物过程(如有孔虫的物种形成事件)和地球化学过程(如海洋缺氧事件)之间的密切联系。全球性物种的多样性变化及其分布模式反映了早白垩世的重大古海洋学变化,可能与构造事件(如海洋通道的开启)有关。通过对底栖有孔虫多样化曲线的解释,结合已发表的海平面变化趋势、扩张脊处的平均海底扩张速率、地壳形成速率以及碳同位素异常数据,可以为理解这些物种在空间和时间上的多样性变化提供重要线索。
数据收集
我们汇总了80多篇已发表的微古生物学研究文献(例如,巴滕斯坦和布兰特,1951年;西格尔,1952年;巴滕斯坦和布里,1954年;斯泰恩,1957年、1969年、1990年;巴滕斯坦等人,1957年、1971年;泽德勒,1961年;巴滕斯坦,1962年;罗伊斯,1863年;海费利等人,1965年;迪尼和马萨里,1966年;科瓦奇耶娃,1968年、1969年;卡拉安塔里,1969年;内阿古,1970a年、1970b年、1972年、1975年;梅恩茨,1972年;道格拉斯和穆拉德,1972年;麦克拉克兰等人,1976年;巴滕斯坦和博利,1977年;格拉德斯坦,1977年;斯托尔克,1978年;科瓦奇耶娃等)
观察结果
在所研究的物种中,Hemirobulina cephalotes(罗伊斯,1863年)似乎是Astacolus cephalotes(罗伊斯,1863年)的客观同物异名。Astacolus蒙福特(1808年)被归类为Vaginulinidae科和Marginulininae亚科,而Hemirobulina cephalotes也被归入同一科和亚科。然而,A. cephalotes(例如,洛布利希和塔潘,1988年;里格拉夫,1989年)的记录显示其生存年代更早(从侏罗纪到全新世),而H. cephalotes的生存年代为晚白垩世至全新世(洛布利希和塔潘,1988年)
讨论与解释
本研究分析了从早瓦朗吉尼安期到晚阿普蒂安期全球性底栖有孔虫组成的变化,以探讨其分布和生物多样性。底栖有孔虫群落在所有海洋环境中都有发现,并随着古海洋环境的变化而演变,例如海洋环流模式、温度、有机物通量、氧气含量以及大陆和海洋的分布(例如,塔潘和洛布利希,1988年)
结论
本研究分析了从早瓦朗吉尼安期到晚阿普蒂安期51种全球性底栖有孔虫的分布和多样性动态。根据数据,所研究的底栖有孔虫以钙质物种为主,且具有长形特征。这些有孔虫的形态表明它们具有较低的环境敏感性,并能够迁移到更适宜的生活环境中。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢日内瓦大学的图书管理员提供了部分旧参考文献。同时,我们也非常感谢安娜基亚拉·巴尔托利尼(Annachiara Bartolini)和匿名审稿人对本文的修改所做出的重要贡献。