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Environmental influence on spore-pollen morphology during the Mesozoic

English title Environmental influence on spore-pollen morphology during the Mesozoic
Applicant Schneebeli Elke
Number 175540
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Paläontologisches Institut und Museum Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Palaeontology
Start/End 01.07.2018 - 30.06.2022
Approved amount 308'134.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Palaeontology
Other disciplines of Earth Sciences

Keywords (5)

Teratomorphism; Sporomorphs; Palaeoatmosphere; Pollution; Palaeoenvironment

Lay Summary (German)

Lead
Pflanzen reagieren auf Veränderungen der Umweltbedingungen. Beispielsweise kann sich die Morphologie von Sporen und Pollen verändern. Im Projekt wird untersucht inwieweit dieser Zusammenhang genutzt werden kann, um Umweltbedingungen in kritischen Phasen der Erdgeschichte (Aussterbeereignisse) zu untersuchen.
Lay summary

Luftverschmutzungen in Gebieten der Schwerindustrie konnten gut anhand von deformierten Sporen und Pollen dokumentiert werden. Schadstoffe, die zu diesen Veränderungen führen umfassen zum Beispiel Schwermetalle oder Schwefel- und Fluorverbindungen. Ähnliches Verschmutzungspotential wird auch magmatischen Grossprovinzen zugeschrieben, die in der Erdgeschichte häufig mit Aussterbeereignissen korrelieren. Für das grösste Massenaussterben an der Perm-Trias Grenze (vor ca. 250 Ma) das mit der magmatischen Grossprovinz der siberischen Traps zusammenfällt, konnte bereits nachgewiesen werden, dass Sporen und Pollen veränderte Morphologien aufzeigen. Während des Mesozoikums gab es vier Zeitintervall die durch markante Austerbeereignisse in Zusammenhang mit Umweltveränderungen herausstechen:
Das Smithium–Spathium (~251 Ma), das Trias–Jura (~201 Ma), eines im Toarcium (~183 Ma) und das Cenomanium–Turonium Ereignis (~94 Ma). Daher soll für diese vier Zeitintervalle die Morphologie der auftretenden Sporen und Pollen genauer untersucht werden. Ziel dieses Projektes ist es die mögliche Anwendung von Sporen und Pollen Morphologie als Monitor für Umweltverschmutzung in der Erdgeschichte zu evaluieren.

Direct link to Lay Summary Last update: 16.01.2018

Responsible applicant and co-applicants

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Name Institute

Project partner

Abstract

Biotic response to extreme environmental changes/hazards is well studied in modern ecosystems but also a research focus in Earth history. While modern environmental hazards are mostly manmade, in Earth history emissions of large igneous province emplacements are frequently coupled with high faunal turnover and extinction events. During the Mesozoic (~252-66 MA) four major events stick out: the Smithian-Spathian event (~251 Ma), the Triassic-Jurassic boundary event (~201 Ma), the Toarcian Oceanic Anoxic Event (~183 Ma), and the Cenomanian-Turonian event (~94 Ma). All four events are marked by high turnover or extinction of marine fauna, changes in marine depositional environments and profound changes in the carbon cycle. In all four instances these changes have been associated with emplacements of large igneous provinces. However, effects of the various kill mechanisms proposed for these events (climatic changes driven by volcanic SO2 and CO2 emissions; HF poisoning, increased UV-B radiation, etc.) on terrestrial plant ecosystems are insufficiently explored. Especially the impact on the reproductive organs of plants, namely on spores and pollen grains has so far been largely ignored. The proposed research will focus on the mentioned four event intervals in the Mesozoic and investigate the occurrence and the abundance of teratomorphic spores and pollen grains. Their abnormal morphological characteristics will be documented and described in detail (light microscopy and SEM). Since teratomorphic spores and pollen grains have been successfully used to assess modern environmental pollution, the main goal of the project is to evaluate the possible application of fossil spores and pollen morphology as monitor/proxy for ancient environmental pollution.
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