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U-Pb geochronology of the Ediacaran period - the first failed experiment of multicellular life on Earth

English title U-Pb geochronology of the Ediacaran period - the first failed experiment of multicellular life on Earth
Applicant Ovtcharova Maria
Number 182556
Funding scheme Project funding
Research institution Département des sciences de la Terre Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Geochronology
Start/End 01.02.2019 - 31.01.2023
Approved amount 360'661.00
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Keywords (10)

Russia; U-Pb zircon; Ediacaran; Precambrian-Cambrian boundary; geochronology; Namibia; Ukraine; ID-TIMS mass spectrometry; volcanic ash; stable isotopes

Lay Summary (French)

Lead
La période édiacarienne (635-541 Ma) représente un moment-clé pour plusieurs bouleversements dramatiques à l'échelle planétaire pour l'environnement et la vie: (i) un saut évolutif, marqué par la population des plateaux continentaux par les premiers organismes complexes multicellulaires; (ii) le déclin de cette faune édiacarienne et son remplacement par les métazoaires cambriens plus prospères; (iii) plusieurs périodes de glaciation, deux d’entre elles considérées comme des périodes globales de la planète Terre Snowball (Sturtian et Marinoan), l’une étant plutôt une période glaciaire avec des calottes polaires et continentales (glaciation de Gaskiers); et (iv) l'apparition de grandes provinces ignées qui ont permis à la planète de sortir des étapes de Snowball ou de la glace. Pour caractériser les relations de cause à effet entre les processus magmatiques, environnementaux et évolutifs, nous avons besoin d'informations temporelles précises et justes, qui manquent jusqu'à présent.
Lay summary

L’objectif principal du projet est de combler le manque de connaissances sur ce qui s’est passé pendant la période édiacarienne et en particulier: i) d’établir un cadre temporel absolu pour la présence du biote d’Ediacaran et leur répartition paléogéographique, à partir des occurrences connues de sédiments édiacariens en Namibie, en Ukraine et dans la région de la mer Blanche en Russie et ii) de dater la fin de la glaciation de type Gaskiers et d’évaluer le lien de cause à effet entre le réchauffement post-glaciaire mondial et le début de la vie complexe sur Terre. Ces objectifs seront atteints par géochronologie U-Pb sur des zircons provenant de couches de cendres intercalées dans les séquences sédimentaires marines à différents endroits et en utilisant différents isotopes stables pour éclairer les conditions environnementales pendant cette période. Cette étude aura des implications pour les modèles biologiques évolutifs qui tentent de comprendre les échelles de temps et les mécanismes de cette première expérience manquée de la vie multicellulaire complexe sur Terre. De plus, les contraintes de temps robustes auront un impact direct sur la reconstruction paléomagnétique et paléogéographique, la modélisation du dépôt et les corrélations stratigraphiques. Pour le grand public, ce travail apportera des informations nouvelles sur le début de la vie multicellulaire et la transition vers le métazoaire moderne.

Direct link to Lay Summary Last update: 19.11.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Abstract

This project seeks funding to carry out high-precision age determinations from rocks of the Ediacaran (Vendian in Russian literature) period, which is the terminal Precambrian period. This was a key time for several planetary-scale, dramatic overturns for environment and life: (i) an evolutionary jump, populating the continental shelves with the first complex, multicellular organisms; (ii) the decline of this Ediacaran fauna and its replacement by the more successful Cambrian metazoans; (iii) several glaciation periods, two of them considered as global Snowball Earth periods (Sturtian and Marinoan), one being rather an icehouse period with polar and continental ice caps (Gaskiers glaciation); and (iv) the occurrence of Large Igneous Provinces (LIPs) that allowed the planet to get out of the snowball or icehouse stages. To characterize the causal relationships between magmatic, environmental and evolutionary processes, we need precise and accurate temporal information. The project involves studying different regions with Ediacaran fossil-bearing sedimentary sequences, partly with remnants of glaciation (diamictites) and flood basalts, which host volcanic ashes or rocks amenable to isotopic dating. The project is structured into 3 subprojects, according to three targeted field areas:Subproject 1 (PhD project): Ediacaran sedimentary sequences of the Nama group in Southern Namibia, containing the so-called Nama fossil assemblage, considered to be the youngest Ediacaran biota;Subproject 2 (own research): Podolia basin in Western Ukraine, where outcrops as well as drill cores contain the so-called middle Vendian, which features the White-Sea assemblage of Ediacaran fauna, considered to be the precursors of the Nama assemblage; establishing the temporal relationships with glacial diamictites and mafic volcanism, presumably related to the Volyn LIP, at the base of the Vendian sections in Podolia. Subproject 3 (own research): Winter Mountains, White Sea Coast, NW Russia, which contains the most complete record of the White Sea assemblage of Ediacaran biota. Furthermore, surface outcrops and drill cores offer insights into the temporal relationships between the evolution of the Ediacaran biota, the terminal stage of a widespread glaciation (presumably Gaskiers?) and mafic volcanism. This study will have implications for evolutionary biological models that try to understand the timescales and mechanisms of this first, failed experiment of complex multicellular life on Earth. Additionally, the robust time constrains will have direct impact on paleomagnetic and paleogeography reconstruction, depositional modelling and stratigraphic correlations.
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