Permian-Triassic of the Tethys: Carbon isotope sudies

Profiles of carbon isotopes were studied in marine limestones of Late Permian and Early Triassic age of the Tethyan region from 20 sections in Yugoslavia, Greece, Turkey, Armenian SSR, Iran, Pakistan, India, Nepal, and China. The Upper Permian sections continue the high positive values of 13C previously found in Upper Permian basins in NW Europe and western USA. In the more complete sections of Tethys it can now be demonstrated that the values of 13C drop from the Murgabian to the Dzhulfian Stages of the Upper Permian, then sharply to values near zero during the last two biozones of the Dorashamian. These levels of 13C sample the Tethys Sea and the world ocean, and equal values from deep-water sediments at Salamis Greece indicate that they apply to the whole water column. We hypothesize that the high values of 13C are a consequence of Late Paleozoic storage of organic carbon, and that the declines represent an episodic cessation of this organic deposition, and partial oxidation of the organic reservoir, extending over a period of several million years. The carbon isotope profile may reflect parallel complexity in the pattern of mass extinction in Late Permian time. Des profils isotopiques du carbone ont été établis dans des calcaires marins d'âge tardi-permien à  éo-triasique répartis dans 20 endroits du domaine téthysien: Yougoslavie, Grèce, Turquie, République d'Arménie, Iran, Pakistan, Inde, Népal et Chine. Les profils établis dans le Permien supérieur montrent les mêmes valeurs positives de 13C observées antérieurement dans des bassins de même âge en Europe occidentale et dans l'ouest des USA. Dans les profils les plus complets de la Téthys, il est maintenant établi que les valeurs de 13C décroissent depuis le Murgabien jusqu'au Dzhulfien (Permien supérieur) pour devenir proches de zéro dans les deux dernières biozones du Dorasharmen. Ces valeurs de 13C sont caractéristiques de la Téthys et de l'Océan mondial; elles s'appliquent à toutes les profondeurs d'eau, comme en témoignent les valeurs fournies par des sédiments de mer profonde à Salamis (Grèce). Nous formulons l'hypothèse que les hautes valeurs de 13C sont la conséquence du stockage du carbone organique au Paléozoïque supérieur et que leur décroissance traduit un arrêt épisodique de cette sédimentation organique, accompagné d'une oxydation partielle de la matière organique s'étendant sur une période de plusieurs Ma. L'influence parallèle des phénomènes d'extinction massive à le fin du Permien se refléterait également dans les profils isotopiques du carbone

Evolutionary ecology during the rise of dioxygen in the Earth's atmosphere

Pre-photosynthetic niches were meagre with a productivity of much less than 10−4 of modern photosynthesis. Serpentinization, arc volcanism and ridge-axis volcanism reliably provided H2. Methanogens and acetogens reacted CO2 with H2 to obtain energy and make organic matter. These skills pre-adapted a bacterium for anoxygenic photosynthesis, probably starting with H2 in lieu of an oxygen ‘acceptor’. Use of ferrous iron and sulphide followed as abundant oxygen acceptors, allowing productivity to approach modern levels. The ‘photobacterium’ proliferated rooting much of the bacterial tree. Land photosynthetic microbes faced a dearth of oxygen acceptors and nutrients. A consortium of photosynthetic and soil bacteria aided weathering and access to ferrous iron. Biologically enhanced weathering led to the formation of shales and, ultimately, to granitic rocks. Already oxidized iron-poor sedimentary rocks and low-iron granites provided scant oxygen acceptors, as did freshwater in their drainages. Cyanobacteria evolved dioxygen production that relieved them of these vicissitudes. They did not immediately dominate the planet. Eventually, anoxygenic and oxygenic photosynthesis oxidized much of the Earth's crust and supplied sulphate to the ocean. Anoxygenic photosynthesis remained important until there was enough O2 in downwelling seawater to quantitatively oxidize massive sulphides at mid-ocean ridge axes