Tỷ lệ đồng vị carbon cho chúng ta biết gì về sự tuyệt chủng hàng loạt?

Thử nghiệm tỷ lệ đồng vị carbon của các tầng hoặc hóa thạch cổ đại có thể hữu ích trong việc tiếp cận các điều kiện khí hậu và năng suất sinh học tại thời điểm chúng được đặt ra.Việc sử dụng đồng vị carbon theo cách này dựa trên nguyên tắc các sinh vật quang hợp, chẳng hạn như tảo, ưu tiên hấp thụ carbon-12 nhẹ hơn và phổ biến hơn trong khi để lại sau carbon-13 nặng hơn.Trong quá trình tuyệt chủng hàng loạt, sự hấp thu carbon-12 ít ưu đãi hơn và điều này được phản ánh trong trầm tích. Phân tích tỷ lệ đồng vị carbon là phổ biến trong việc tiếp cận tác động của sự tuyệt chủng hàng loạt, mặc dù mối quan hệ chính xác của tỷ lệ đồng vị carbon với năng suấtkhông hoàn toàn hiểu được.Phân tích các đồng vị này dường như cho thấy rằng cuộc sống đã trải qua năm sự tuyệt chủng lớn trong nửa tỷ năm qua, mặc dù ba trong số này có ý nghĩa đáng chú ý hơn hai lần còn lại.Tất cả những sự tuyệt chủng hàng loạt này đã được chứng thực bằng cách giảm đột ngột về đa dạng sinh học trong hồ sơ hóa thạch.Các biến thể trong các đồng vị carbon theo thời gian được gọi là xâm nhập và du ngoạn tương ứng.

Bên cạnh việc truy cập vào sự tuyệt chủng hàng loạt, tỷ lệ đồng vị carbon cũng được sử dụng để ước tính nguồn gốc của sự sống.Gần đây, bằng chứng đồng vị carbon đã chỉ ra nguồn gốc cực kỳ sớm của vi khuẩn lam quang hợp, các sinh vật sống đầu tiên được biết đến, dài nhất là 4,3 tỷ năm, chỉ sau 100 triệu năm sau khi nước hóa lỏng ban đầu và khoảng 267 triệu năm sau khi hình thànhTrái đất.Nếu đúng, điều này thật hấp dẫn, như các ước tính trước đó về nguồn gốc của cuộc sống đã được đặt sau đó, khoảng 3,6 tỷ năm trước.Nếu cuộc sống hình thành rất ngay sau khi sự hình thành ban đầu của trái đất, thì tại sao nó dường như rất hiếm trong vũ trụ nói chung?Có lẽ hầu hết sự sống trong vũ trụ chỉ bao gồm các vi khuẩn, nhưng nếu vậy, có vẻ như không có gì trong số những vi khuẩn này chưa phát triển thành những sinh vật thông minh đã đến thăm chúng ta. Tỷ lệ đồng vị carbon cũng có thể được sử dụng để tiếp cận mức độ lưu thôngtrong các đại dương của hàng triệu năm trước.Khi lưu thông thấp, vật liệu sinh học giàu carbon-12 chìm xuống đáy biển và ở lại đó.Điều này làm cho các sinh vật tiếp theo ở vị trí hàng đầu tương đối giàu carbon-13.Khi lưu thông là tốt, carbon-12 từ đáy được đưa trở lại đỉnh và các sinh vật có tỷ lệ bình thường của carbon-12 so với carbon-13.