Machine learning identifies ecological selectivity patterns across the end-Permian mass extinction

The end-Permian mass extinction occurred alongside a large swath of environmental changes that are often invoked as extinction mechanisms, even when a direct link is lacking. One way to elucidate the cause(s) of a mass extinction is to investigate extinction selectivity, as it can reveal critical information on organismic traits as key determinants of extinction and survival. Here we show that machine learning algorithms, specifically gradient boosted decision trees, can be used to identify determinants of extinction as well as to predict extinction risk. To understand which factors led to the end-Permian mass extinction during an extreme global warming event, we quantified the ecological selectivity of marine extinctions in the well-studied South China region. We find that extinction selectivity varies between different groups of organisms and that a synergy of multiple environmental stressors best explains the overall end-Permian extinction selectivity pattern. Extinction risk was greater for genera that had a low species richness, narrow bathymetric ranges limited to deep-water habitats, a stationary mode of life, a siliceous skeleton, or, less critically, calcitic skeletons. These selective losses directly link the extinctions to the environmental effects of rapid injections of carbon dioxide into the ocean-atmosphere system, specifically the combined effects of expanded oxygen minimum zones, rapid warming, and potentially ocean acidification

A lithium-isotope perspective on the evolution of carbon and silicon cycles

The evolution of the global carbon and silicon cycles is thought to have contributed to the long-term stability of Earth's climate. Many questions remain, however, regarding the feedback mechanisms at play, and there are limited quantitative constraints on the sources and sinks of these elements in Earth's surface environments. Here we argue that the lithium-isotope record can be used to track the processes controlling the long-term carbon and silicon cycles. By analysing more than 600 shallow-water marine carbonate samples from more than 100 stratigraphic units, we construct a new carbonate-based lithium-isotope record spanning the past 3 billion years. The data suggest an increase in the carbonate lithium-isotope values over time, which we propose was driven by long-term changes in the lithium-isotopic conditions of sea water, rather than by changes in the sedimentary alterations of older samples. Using a mass-balance modelling approach, we propose that the observed trend in lithium-isotope values reflects a transition from Precambrian carbon and silicon cycles to those characteristic of the modern. We speculate that this transition was linked to a gradual shift to a biologically controlled marine silicon cycle and the evolutionary radiation of land plants

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Traitement numérique du signal en modulation multiporteuse appliqué au modem VDSL

Les moderms VDSL (Very high rateDigital Subscriber Line) sont la dernière génération de modems à haut débit (jusqu'à 50 Mb/s) utilisant comme support physique de transmission la ligne téléphonique et succèdent aux modems ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line). Ces types de modems utilisent tous deux une modulation multiporteuse : la modulation DMT (Discrete Multi-Tone) pour communiquer entre eux. L'objectif de ce travail est la présentation de la modulation DMT appliquée à la technologie VDSL et l'étude de nouveaux algorithmes de traitement numérique du signal en modulation multiporteuse permettant d'améliorer les performances des modems VDSL en terme de débit ou de complexité algorithmique. Après avoir introduit les dispositifs numériques d'émission et de réception d'un signal DMT utilisé en technologie VDSL, nous listerons les principaux bruits d'un système VDSL en indiquant à chaque fois les méthodes classiques permettant d'annuler ou au moins de limiter leurs impacts sur les performances du mode. On présentera alors la technique dite "Zipper" permettant une très grande flexibilité dans l'allocation des bandes de fréquences affectées aux sens montant et descendant. Lorsque plusieurs lignes téléphoniques sont regroupées dans un même câble, il se crée un bruit provenant des utilisateurs partageant le câble, appelé diaphonie. Ces perturbations étant un des principaux facteurs limitant les performances d'un modem VDSL, la suite de ce travail sera consacrée à la présentation de procédés innovants d'annulation d'écho et de diaphonies permettants d'améliorer de façon significative les performances du modem. Ce travail s'achèvera par l'étude d'une modulation multiporteuse filtrée apelée FMT (Filtered Multi-Tone) dont la particularité est de permettre une meilleure indépendance spectrale entre les porteuses. On s'intéressera à l'optimisation conjointe des filtres d'émission-réception et des coefficients d'égalisation d'un système de communication FMT.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF