เหตุการณ์ไร้ออกซิเจน หมายถึงช่วงเวลาที่ มหาสมุทรของโลกมีปริมาณออกซิเจนละลาย (O2 ₎ลด ลงอย่างมาก ทำให้เกิดน้ำที่มีพิษและมีกำมะถันสูง (ไร้ออกซิเจนและมีกำมะถัน) [ 1 ]แม้ว่าเหตุการณ์^{ไร้ออกซิเจนจะ}ไม่ได้เกิดขึ้นมานานหลายล้านปีแล้ว แต่บันทึกทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์เหล่านี้เคยเกิดขึ้นหลายครั้งในอดีต เหตุการณ์ไร้ออกซิเจนเกิดขึ้นพร้อมกับการสูญพันธุ์ ครั้งใหญ่หลายครั้ง และอาจมีส่วนทำให้เกิด การสูญพันธุ์เหล่านั้น ^{[ 2 ]}การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เหล่านี้รวมถึงบางครั้งที่นักธรณีชีววิทยาใช้เป็นเครื่องหมายบอกเวลาในการกำหนดอายุทางชีวธรณีวิทยา^{[ 3 ]}ในทางกลับกัน มี ชั้น หินดินดานสีดำ หลากหลายชนิดที่แพร่หลาย จากช่วงกลางยุคครีเทเชียส ซึ่งบ่งชี้ถึงเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนแต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่^{[ 4 ]}นักธรณีวิทยาหลายคนเชื่อว่าเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรมีความเชื่อมโยงอย่างมากกับการชะลอตัวของการไหลเวียนของมหาสมุทร ภาวะโลกร้อน และระดับก๊าซเรือนกระจก ที่สูงขึ้น นักวิจัยเสนอว่าการปะทุของภูเขาไฟ ที่เพิ่มขึ้น (การปล่อย CO2 ₎เป็น "ตัวกระตุ้นภายนอกหลักสำหรับภาวะขาดออกซิเจน" ^{[ 5 ] [ 6 ]}

กิจกรรมของมนุษย์ในยุคโฮโลซีนเช่น การปล่อยสารอาหารจากฟาร์มและน้ำเสีย ทำให้เกิดเขตไร้ออกซิเจน ขนาดเล็ก ทั่วโลกแอนดรูว์ วัตสันนักสมุทรศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์บรรยากาศ ชาวอังกฤษ กล่าวว่า ภาวะไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรอย่างเต็มรูปแบบจะต้องใช้เวลา "หลายพันปีจึงจะเกิดขึ้น" ^{[ 7 ]}แนวคิดที่ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันอาจนำไปสู่เหตุการณ์ดังกล่าวเรียกว่าสมมติฐานของคัมป์^{[ 8 ]}

แนวคิดเรื่องเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทร (OAE) ได้รับการเสนอครั้งแรกในปี 1976 โดย Seymour Schlanger และนักธรณีวิทยา Hugh Jenkyns ^{[ 9 ]}และเกิดขึ้นจากการค้นพบโดยโครงการขุดเจาะทะเลลึก (DSDP) ในมหาสมุทรแปซิฟิก การค้นพบหินดินดานสีดำที่อุดมด้วยคาร์บอนในตะกอนยุคครีเทเชียสที่สะสมอยู่บนที่ราบสูงภูเขาไฟ ใต้ทะเล (เช่นShatsky Rise , Manihiki Plateau ) ประกอบกับอายุที่เหมือนกันกับตะกอนแกนกลางที่คล้ายกันจากมหาสมุทรแอตแลนติกและหินโผล่ที่รู้จักในยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบันทึกทางธรณีวิทยาของ เทือกเขา Apennines ^{[ 9 ]}ในอิตาลีซึ่งส่วนใหญ่เป็นหินปูน นำไปสู่การสังเกตว่าชั้นหิน ที่แพร่หลายและแตกต่างกันเหล่านี้ บันทึกสภาวะที่ผิดปกติอย่างมากซึ่งขาดออกซิเจนในมหาสมุทรของโลกซึ่งครอบคลุมช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกันหลาย ช่วง

การตรวจสอบตะกอนวิทยาสมัยใหม่ของตะกอนที่อุดมไปด้วยสารอินทรีย์เหล่านี้โดยทั่วไปเผยให้เห็นการมีอยู่ของชั้นบาง ๆ ที่ไม่ถูกรบกวนโดยสัตว์ที่อาศัยอยู่ก้นทะเล ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาวะไร้ออกซิเจนบนพื้นทะเลที่เชื่อว่าสอดคล้องกับชั้นไฮโดรเจนซัลไฟด์ ( H₂S) ที่เป็น พิษในระดับต่ำ ^{[ 10 ]}นอกจากนี้ การศึกษา ทางเคมีอินทรีย์ โดยละเอียดเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เปิดเผยการมีอยู่ของโมเลกุล (ที่เรียกว่าไบโอมาร์กเกอร์) ที่ _ได้มาจากทั้งแบคทีเรียกำมะถันสีม่วง^{[ 10 ]}และแบคทีเรียกำมะถันสีเขียวซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการทั้งแสงและไฮโดรเจนซัลไฟด์อิสระ (H₂S ₎แสดงให้เห็นว่าสภาวะไร้ออกซิเจนขยายสูงขึ้นไปในคอลัมน์น้ำตอนบนที่มีแสงส่องถึง

นี่เป็นความเข้าใจที่เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ โดยชิ้นส่วนปริศนาถูกนำมาประกอบเข้าด้วยกันอย่างช้าๆ ในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา เหตุการณ์ขาดออกซิเจนที่ทราบและสงสัยจำนวนหนึ่งนั้นมีความเชื่อมโยงทางธรณีวิทยากับการผลิตน้ำมันสำรองของโลกในปริมาณมากในชั้นหินดินดาน สีดำทั่วโลก ในบันทึกทางธรณีวิทยา

เหตุการณ์ไร้ออกซิเจนที่มี สภาวะ ยูซินิก (ไร้ออกซิเจน มีซัลไฟด์) เชื่อมโยงกับเหตุการณ์รุนแรงของการปล่อยก๊าซจากภูเขาไฟ การเกิดภูเขาไฟมีส่วนทำให้เกิดการสะสมของ CO2 _ในชั้นบรรยากาศและเพิ่มอุณหภูมิโลก ส่งผลให้วัฏจักรทางอุทกวิทยา เร่งตัวขึ้น และนำสารอาหารเข้าสู่มหาสมุทร (กระตุ้นการผลิตแพลงก์ตอน) กระบวนการเหล่านี้อาจทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดยูซิเนียในแอ่งน้ำที่จำกัดซึ่งอาจเกิดการแบ่งชั้นของมวลน้ำได้ ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนถึงยูซินิก ฟอสเฟตในมหาสมุทรจะไม่ถูกกักเก็บไว้ในตะกอนและอาจถูกปล่อยออกมาและนำกลับมาใช้ใหม่ ช่วยให้เกิดผลผลิตสูงอย่างต่อเนื่อง^{[ 5 ]}

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าอุณหภูมิในช่วงยุคจูราสสิกและครีเทเชียสค่อนข้างอบอุ่น และด้วยเหตุนี้ระดับออกซิเจนละลายในมหาสมุทรจึงต่ำกว่าในปัจจุบัน ทำให้ภาวะขาดออกซิเจนเกิดขึ้นได้ง่ายกว่า อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเพื่ออธิบายเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรในช่วงเวลาสั้น ๆ (น้อยกว่าหนึ่งล้านปี) สมมติฐานสองข้อและรูปแบบต่าง ๆ ของสมมติฐานเหล่านั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความยั่งยืนที่สุด

สมมติฐานหนึ่งเสนอว่าการสะสมของสารอินทรีย์ที่ผิดปกติเกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาที่ดีขึ้นภายใต้สภาวะที่จำกัดและมีออกซิเจนต่ำ ซึ่งเป็นผลมาจากรูปทรงเรขาคณิตเฉพาะของแอ่งมหาสมุทร สมมติฐานดังกล่าว แม้ว่าจะใช้ได้กับมหาสมุทรแอตแลนติกในยุคครีเทเชียสที่ยังอายุน้อยและค่อนข้างแคบ (ซึ่งอาจเปรียบได้กับทะเลดำขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับมหาสมุทรโลกได้ไม่ดีนัก) ก็ไม่สามารถอธิบายการเกิดขึ้นของหินดินดานสีดำในยุคเดียวกันบนที่ราบสูงแปซิฟิกในมหาสมุทรเปิดและทะเลชั้นทวีปทั่วโลกได้ มีข้อเสนอแนะจากมหาสมุทรแอตแลนติกอีกครั้งว่าการเปลี่ยนแปลงในการไหลเวียนของมหาสมุทรเป็นสาเหตุ โดยที่น้ำอุ่นและเค็มในละติจูดต่ำกลายเป็นน้ำเค็มจัดและจมลงเพื่อก่อตัวเป็นชั้นกลางที่ระดับความลึก 500 ถึง 1,000 เมตร (1,640 ถึง 3,281 ฟุต) ที่อุณหภูมิ 20 ถึง 25 องศาเซลเซียส (68 ถึง 77 องศาฟาเรนไฮต์) ^{[ 11 ]}

สมมติฐานที่สองเสนอว่า เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรบันทึกการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในความอุดมสมบูรณ์ของมหาสมุทร ซึ่งส่งผลให้แพลงก์ตอนที่มีผนังเซลล์เป็นสารอินทรีย์ (รวมถึงแบคทีเรีย) เพิ่มขึ้น ในขณะที่แพลงก์ตอนที่มีผนังเซลล์เป็นแคลเซียม เช่นคอคโคลิธและฟอรามินิเฟอราลดลง การไหลเวียนของสารอินทรีย์ที่เร่งขึ้นเช่นนี้จะขยายและเพิ่มความเข้มข้นของเขตที่มีออกซิเจนต่ำสุดซึ่งจะช่วยเพิ่มปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ที่เข้าสู่บันทึกตะกอนมากขึ้น โดยพื้นฐานแล้วกลไกนี้สันนิษฐานว่ามีการเพิ่มขึ้นอย่างมากของสารอาหารที่ละลายน้ำได้ เช่น ไนเตรต ฟอสเฟต และอาจรวมถึงเหล็ก สำหรับประชากรไฟโตแพลงก์ตอนที่อาศัยอยู่ในชั้นที่มีแสงส่องถึงของมหาสมุทร

การเพิ่มขึ้นดังกล่าวจะต้องอาศัยการไหลเข้าของสารอาหารจากแผ่นดินอย่างรวดเร็วควบคู่ไปกับการไหลขึ้นของน้ำ อย่างรุนแรง ซึ่งต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่ในระดับโลก ข้อมูลทางธรณีเคมีจากอัตราส่วนไอโซโทปออกซิเจนในตะกอนคาร์บอเนตและฟอสซิล และอัตราส่วนแมกนีเซียม/แคลเซียมในฟอสซิล บ่งชี้ว่าเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรครั้งใหญ่ทั้งหมดเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงสุด ทำให้มีแนวโน้มว่าอัตราการผุพังทั่วโลกและการไหลของสารอาหารไปยังมหาสมุทรจะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าว อันที่จริง ความสามารถในการละลายของออกซิเจนที่ลดลงจะนำไปสู่การปลดปล่อยฟอสเฟต ซึ่งจะช่วยบำรุงมหาสมุทรและกระตุ้นผลผลิตสูง ดังนั้นจึงมีความต้องการออกซิเจนสูง—ทำให้เหตุการณ์ดำเนินต่อไปได้ด้วยกลไกป้อนกลับเชิงบวก^{[ 12 ]}

อีกวิธีหนึ่งในการอธิบายปรากฏการณ์ไร้ออกซิเจนคือ โลกปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมหาศาลในช่วงที่มีการปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง อุณหภูมิโลกสูงขึ้นเนื่องจากปรากฏการณ์เรือนกระจกอัตราการผุกร่อนของโลกและการไหลเวียนของสารอาหารในแม่น้ำเพิ่มขึ้น ผลผลิตอินทรีย์ในมหาสมุทรเพิ่มขึ้นการฝังตัวของคาร์บอน อินทรีย์ ในมหาสมุทรเพิ่มขึ้น (ปรากฏการณ์ไร้ออกซิเจนเริ่มต้น) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกดึงลงไปเนื่องจากการฝังตัวของสารอินทรีย์และการผุกร่อนของหินซิลิเกต (ปรากฏการณ์เรือนกระจกผกผัน) อุณหภูมิโลกลดลง และระบบมหาสมุทร-บรรยากาศกลับคืนสู่สมดุล (ปรากฏการณ์ไร้ออกซิเจนสิ้นสุด)

ด้วยวิธีนี้ เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรจึงสามารถมองได้ว่าเป็นการตอบสนองของโลกต่อการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและอุทกภาควิธีหนึ่งในการตรวจสอบแนวคิดนี้คือการพิจารณาอายุของกลุ่มหินอัคนีขนาดใหญ่ (LIPs) ซึ่งการปะทุของกลุ่มหินเหล่านี้คาดว่าจะมาพร้อมกับการพุ่งออกมาอย่างรวดเร็วของ ก๊าซ ภูเขาไฟ จำนวนมหาศาล เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ อายุของกลุ่มหินอัคนีขนาดใหญ่ 3 กลุ่ม ( หินบะซอลต์น้ำท่วมKaroo-Ferrar , กลุ่มหินอัคนีขนาดใหญ่แคริบเบียน , ที่ราบสูง Ontong Java ) มีความสัมพันธ์ที่ดีกับอายุของเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรครั้งสำคัญในยุค จู ราสสิก (ต้นToarcian ) และยุคครีเทเชียส (ต้นAptianและCenomanian–Turonian ) ซึ่งบ่งชี้ว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีความเชื่อมโยงเชิงสาเหตุ

เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในช่วงที่มีสภาพอากาศ อบอุ่นมาก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีระดับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎ สูง และอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยอาจเกิน 25 °C (77 °F) ระดับ ควอเทอร์นารี ซึ่งเป็น ช่วงเวลาปัจจุบันมีอุณหภูมิเพียง 13 °C (55 °F) เท่านั้นเมื่อเทียบกัน การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ดังกล่าวอาจเป็นการตอบสนองต่อการปล่อยก๊าซธรรมชาติ ที่ติดไฟได้ง่าย (มีเทน) จำนวนมาก ซึ่งบางคนเรียกว่า "การเรอของมหาสมุทร" ^{[ 10 ] [ 13 ]} โดยปกติแล้ว มีเทนจำนวนมหาศาลจะถูกกักเก็บไว้ในเปลือกโลกบนที่ราบสูงทวีปในแหล่งสะสมหลายแห่งที่ประกอบด้วยสารประกอบของมีเทนไฮเดรตซึ่งเป็นของแข็งที่ตกตะกอนของมีเทนและน้ำคล้ายกับน้ำแข็ง เนื่องจากมีเทนไฮเดรตไม่เสถียร ยกเว้นที่อุณหภูมิเย็นและความดันสูง (ลึก) นักวิทยาศาสตร์จึงสังเกตเห็นเหตุการณ์การปล่อยก๊าซขนาดเล็กเนื่องจากเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาการศึกษาชี้ให้เห็นว่าการปล่อยก๊าซธรรมชาติจำนวนมหาศาล^{[ 10 ]}อาจเป็นตัวกระตุ้นทางภูมิอากาศที่สำคัญ โดยมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีฤทธิ์รุนแรงกว่าคาร์บอนไดออกไซด์หลายเท่า อย่างไรก็ตาม ภาวะขาดออกซิเจนก็แพร่หลายในช่วง ยุคน้ำแข็ง ฮิร์นันเทียน (ปลายยุคออร์โดวิเชียน) เช่นกัน

เหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรได้รับการยอมรับเป็นหลักตั้งแต่ยุคครีเทเชียสและจูราสสิก ที่อบอุ่นอยู่แล้ว ซึ่งมีตัวอย่างมากมายที่ได้รับการบันทึกไว้^{[ 14 ] [ 15 ]}แต่ตัวอย่างก่อนหน้านี้ได้รับการเสนอแนะว่าเกิดขึ้นในช่วงปลายยุคไทรแอสสิกเพอร์เมียนเดโวเนียน ( เหตุการณ์เคลวาสเซอร์ ) ออร์โดวิเชียนและแคมเบรียน

ช่วงอุณหภูมิสูงสุดในยุค พาลีโอซีน-อีโอซีน (PETM) ซึ่งมีลักษณะเด่นคืออุณหภูมิโลกสูงขึ้นและการสะสมของหินดินดานที่อุดมไปด้วยสารอินทรีย์ในทะเลชายฝั่งบางแห่ง มีความคล้ายคลึงกันหลายประการกับเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทร

โดยทั่วไป เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรจะกินเวลาน้อยกว่าหนึ่งล้านปี ก่อนที่จะกลับคืนสู่สภาพเดิมอย่างสมบูรณ์

เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรมีผลกระทบสำคัญหลายประการ เชื่อกันว่าเหตุการณ์เหล่านี้เป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ ครั้งใหญ่ ของสิ่งมีชีวิตในทะเลทั้งในยุคพาลีโอโซอิกและเมโซโซอิก [ ^{12 ] [ 16 ] [ 17 ] เหตุการณ์}ขาดออกซิเจนในช่วงต้นยุคทัวร์เซียนและ ยุคซีโนมาเนียน-ทูโรเนียน มีความสัมพันธ์กับ เหตุการณ์การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในทะเลส่วนใหญ่ในช่วง ยุคทัวร์เซียนและยุคซีโนมาเนียน-ทูโรเนียนนอกเหนือจากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากบรรยากาศแล้ว สิ่งมีชีวิตในทะเลที่อาศัยอยู่ในระดับความลึกมากหลายชนิดไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับมหาสมุทรที่มีออกซิเจนแทรกซึมได้เฉพาะในชั้นผิวน้ำเท่านั้น

ผลกระทบทางเศรษฐกิจที่สำคัญอย่างหนึ่งจากเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรก็คือ สภาวะที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรยุคมีโซโซอิกจำนวนมากได้ช่วยให้เกิด แหล่ง ปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ ส่วนใหญ่ของโลก ในช่วงเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทร การสะสมและการคงอยู่ของสารอินทรีย์จะมากกว่าปกติมาก ทำให้เกิดหินต้นกำเนิด ปิโตรเลียมที่มีศักยภาพ ในสภาพแวดล้อมต่างๆ ทั่วโลก ดังนั้น ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของหินต้นกำเนิดน้ำมันจึงมีอายุอยู่ในยุคมีโซโซอิก และอีก 15 เปอร์เซ็นต์มีอายุอยู่ในยุคพาลีโอจีนที่อบอุ่น มีเพียงไม่กี่ครั้งในยุคที่อากาศเย็นกว่าเท่านั้นที่สภาวะเอื้ออำนวยต่อการเกิดหินต้นกำเนิดในระดับที่ใหญ่กว่าระดับท้องถิ่น

แบบจำลองที่เสนอโดย Lee Kump, Alexander Pavlov และ Michael Arthur ในปี 2005 ชี้ให้เห็นว่าเหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทรอาจมีลักษณะเฉพาะคือการไหลขึ้นของน้ำที่มีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นพิษสูง ซึ่งถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ปรากฏการณ์นี้อาจเป็นพิษต่อพืชและสัตว์ และทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ นอกจากนี้ ยังมีการเสนอว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ลอยขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศเบื้องบนและทำลายชั้นโอโซนซึ่งปกติจะกั้นรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ รังสี อัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากการลดลงของโอโซน นี้ จะยิ่งทำให้การทำลายล้างพืชและสัตว์รุนแรงขึ้น สปอร์ฟอสซิลจากชั้นหินที่บันทึกเหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคเพอร์เมียน-ไทรแอสสิกแสดงความผิดปกติที่สอดคล้องกับรังสีอัลตราไวโอเลต หลักฐานนี้ เมื่อรวมกับไบโอมาร์กเกอร์ ฟอสซิล ของแบคทีเรียกำมะถันสีเขียวบ่งชี้ว่ากระบวนการนี้อาจมีบทบาทใน เหตุการณ์ การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ นั้น และอาจรวมถึงเหตุการณ์การสูญพันธุ์อื่นๆ ด้วย สาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นภาวะโลกร้อนที่เกิดจากระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นถึงประมาณ 1,000 ส่วนต่อล้านส่วน^{[ 18 ]}

คาดว่าระดับออกซิเจนที่ลดลงจะนำไปสู่ความเข้มข้นของโลหะที่ไวต่อปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันในน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น การละลายแบบรีดักชันของเหล็ก - แมงกานีสออกซีไฮดรอกไซด์ในตะกอนใต้ทะเลภายใต้สภาวะออกซิเจนต่ำจะปลดปล่อยโลหะเหล่านั้นและโลหะติดตามที่เกี่ยวข้อง การรีดักชันของซัลเฟตในตะกอนดังกล่าวอาจปลดปล่อยโลหะอื่นๆ เช่นแบเรียมเมื่อน้ำลึกที่ปราศจากออกซิเจนและอุดมไปด้วยโลหะหนักไหลเข้าสู่ไหล่ทวีปและพบกับระดับ O2 ที่เพิ่มขึ้น_การตกตะกอนของโลหะบางชนิด รวมถึงการเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในท้องถิ่นก็จะเกิดขึ้น ใน เหตุการณ์ Pridoli ตอนกลางช่วงปลายยุคไซลู เรียน พบว่าระดับของ Fe, Cu, As, Al, Pb, Ba, Mo และ Mn เพิ่มขึ้นในตะกอนน้ำตื้นและไมโครแพลงก์ตอน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดของอัตราการผิดรูปในไคติโนซัวและไมโครแพลงก์ตอนชนิดอื่นๆ ซึ่งน่าจะเกิดจาก ความเป็นพิษ ของโลหะ^{[ 19 ]}มีรายงานการสะสมโลหะที่คล้ายกันในตะกอนจากเหตุการณ์ Irevikenใน ช่วงกลางยุค Silurian ^{[ 20 ]}

สภาวะซัลไฟด์ (หรือยูซินิก) ซึ่งมีอยู่ในแหล่งน้ำ หลายแห่งในปัจจุบัน ตั้งแต่สระน้ำ ไปจนถึง ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนที่ล้อมรอบด้วยแผ่นดิน^{[ 21 ]}เช่นทะเลดำเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปใน มหาสมุทรแอตแลนติกในยุค ครีเทเชีย ส แต่ก็เป็นลักษณะเฉพาะของมหาสมุทรส่วนอื่นๆ ของโลกด้วย ในทะเลที่ปราศจากน้ำแข็งในโลกที่สันนิษฐานว่าเป็นเรือนกระจกขั้นสูงเหล่านี้ น้ำในมหาสมุทรสูงขึ้นถึง 200 เมตร (660 ฟุต) ในบางยุค ในช่วงเวลาดังกล่าว เชื่อกันว่า แผ่นเปลือกโลกแยกออกจากกันอย่างดี และภูเขาอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน (ส่วนใหญ่) เป็น เหตุการณ์ ทางธรณีวิทยา ในอนาคต ซึ่งหมายความว่าภูมิทัศน์โดยรวมนั้นต่ำกว่ามาก และแม้แต่สภาพภูมิอากาศเรือนกระจกขั้นสูงครึ่งหนึ่งก็จะเป็นยุคของการกัดเซาะของน้ำอย่างรวดเร็ว^{[ 10 ]}ซึ่งนำสารอาหารจำนวนมหาศาลเข้าสู่มหาสมุทรของโลก หล่อเลี้ยงประชากรจุลินทรีย์และสายพันธุ์ผู้ล่าของพวกมันในชั้นบนที่มีออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การศึกษาทางธรณีวิทยาเชิงลึกของหินดินดานสีดำยุคครีเทเชียสจากหลายส่วนของโลกบ่งชี้ว่าเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทร (OAE) สองครั้งมีความสำคัญเป็นพิเศษในแง่ของผลกระทบต่อเคมีของมหาสมุทร ครั้งหนึ่งในช่วงต้นยุคแอปเทียน (~120 ล้านปี) ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเหตุการณ์เซลลี (หรือ OAE 1a) ^{[ 22 ]}ตามชื่อของนักธรณีวิทยาชาวอิตาลี ไรมอนโด เซลลี (1916–1983) และอีกครั้งที่ ขอบเขตระหว่างยุค ซีโนมาเนียนและ ยุค ทูโรเนียน (~93 ล้านปี) ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเหตุการณ์โบนาเรลลี (หรือOAE2 ) ^{[ 22 ]}ตามชื่อของนักธรณีวิทยาชาวอิตาลีกุยโด โบนาเรลลี (1871–1951) ^{[ 23 ]} OAE1a กินเวลาประมาณ 1.0 ถึง 1.3 ล้านปี^{[ 24 ]}ระยะเวลาของ OAE2 คาดว่าประมาณ 820,000 ปี โดยอิงจากการศึกษาความละเอียดสูงของช่วง OAE2 ที่ขยายออกไปอย่างมีนัยสำคัญในทิเบตตอนใต้ ประเทศจีน^{[ 25 ]}

• หากจะระบุแหล่งต้นแบบของหินภูเขาไฟยุคครีเทเชียส (Cretaceous OAEs) นั้น แหล่งที่เหมาะสมที่สุด คือชั้นหินดินดานสีดำที่เรียงตัวเป็นชั้นๆ แทรกอยู่ภายในหินดินเหนียวหลากสี และหินปูนสีชมพูและสีขาว ใกล้เมืองกุบบิโอใน เทือกเขาอะเพนไนน์ ของอิตาลี
• หินดินดานสีดำหนา 1 เมตร บริเวณรอยต่อระหว่างยุคซีโนมาเนียนและยุคทูโรเนียน ซึ่งโผล่ขึ้นมาให้เห็นใกล้เมืองกุบบิโอ ถูกเรียกว่า 'ลิเวลโล โบนาเรลลี' ตามชื่อของนักวิทยาศาสตร์ที่บรรยายลักษณะของหินชนิดนี้เป็นครั้งแรกในปี 1891

มีการเสนอเหตุการณ์การขาดออกซิเจนในมหาสมุทรที่เล็กกว่าสำหรับช่วงเวลาอื่น ๆ ในยุคครีเทเชียส (ใน ช่วง Valanginian , Hauterivian , AlbianและConiacian – Santonian ) ^{[ 26 ] [ 27 ]}แต่บันทึกตะกอนของเหตุการณ์เหล่านี้ ซึ่งแสดงโดยหินดินดานสีดำที่อุดมไปด้วยสารอินทรีย์ ดูเหมือนจะจำกัดอยู่ในพื้นที่ โดยส่วนใหญ่อยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติกและพื้นที่ใกล้เคียง และนักวิจัยบางคนเชื่อมโยงเหตุการณ์เหล่านี้กับสภาพท้องถิ่นเฉพาะ มากกว่าที่จะเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงระดับโลก

เหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรเพียงครั้งเดียวที่ได้รับการบันทึกไว้ตั้งแต่ยุคจูราสสิกเกิดขึ้นในช่วงต้นยุคทัวร์เซียน (~183 ล้านปีก่อน) ^{[ 28 ] [ 14 ] [ 15 ]}เนื่องจากไม่มีแกนเจาะ DSDP ( Deep Sea Drilling Project ) หรือ ODP ( Ocean Drilling Program ) ใดที่ได้หินดินดานสีดำในยุคนี้—เนื่องจากมีเปลือกโลกมหาสมุทรยุคทัวร์เซียนเหลือน้อยมากหรือไม่มีเลย—ตัวอย่างหินดินดานสีดำส่วนใหญ่จึงมาจากแหล่งหินโผล่บนบก แหล่งหินโผล่เหล่านี้ พร้อมกับวัสดุจากบ่อน้ำมันเชิงพาณิชย์บางแห่ง พบได้ในทวีปหลักทั้งหมด^{[ 28 ]}และเหตุการณ์นี้ดูเหมือนจะคล้ายคลึงกับตัวอย่างสำคัญสองตัวอย่างในยุคครีเทเชียส

เหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคเพอร์เมียน-ไทรแอสสิกซึ่งถูกกระตุ้นโดย CO2 ที่ควบคุมไม่ได้_[ ^{6 ] จาก}ไซบีเรียนแทรปส์ มีลักษณะเด่นคือ การลดลงของออกซิเจน ใน มหาสมุทร

ขอบเขตระหว่างยุคออร์โดวิเชียนและยุคไซลูเรียนถูกกำหนดโดยช่วงเวลาของการขาดออกซิเจนซ้ำๆ สลับกับสภาวะปกติที่มีออกซิเจน นอกจากนี้ยังพบช่วงเวลาของการขาดออกซิเจนในช่วงยุคไซลูเรียน ช่วงเวลาของการขาดออกซิเจนเหล่านี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่อุณหภูมิโลกต่ำ (แม้ว่าระดับ CO2 _จะสูง) ท่ามกลางยุคน้ำแข็ง^{[ 29 ]}

เจปป์สัน (1990) เสนอกลไกที่อุณหภูมิของน้ำในเขตขั้วโลกกำหนดตำแหน่งการก่อตัวของน้ำที่ไหลลง^{[ 30 ]}หากน้ำในละติจูดสูงมีอุณหภูมิต่ำกว่า 5 °C (41 °F) น้ำจะมีความหนาแน่นมากพอที่จะจมลง เนื่องจากน้ำเย็น ออกซิเจนจึงละลายในน้ำได้สูง และมหาสมุทรลึกจะมีออกซิเจน หากน้ำในละติจูดสูงมีอุณหภูมิสูงกว่า 5 °C (41 °F) ความหนาแน่นของน้ำจะต่ำเกินไปที่จะจมลงไปใต้น้ำลึกที่เย็นกว่า ดังนั้นการไหลเวียนของเทอร์โมฮาไลน์ จึง สามารถขับเคลื่อนได้ด้วยความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นจากเกลือ ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในน้ำอุ่นที่มีการระเหยสูง น้ำอุ่นนี้สามารถละลายออกซิเจนได้น้อยลง และผลิตได้ในปริมาณที่น้อยลง ทำให้เกิดการไหลเวียนที่ช้าลงโดยมีออกซิเจนในน้ำลึกน้อย^{[ 30 ]}ผลกระทบของน้ำอุ่นนี้แพร่กระจายไปทั่วมหาสมุทร และลดปริมาณ CO2 _ที่มหาสมุทรสามารถกักเก็บไว้ในรูปสารละลายได้ ซึ่งทำให้มหาสมุทรปล่อย CO2 จำนวนมาก_สู่ชั้นบรรยากาศในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่สั้น (หลายสิบหรือหลายพันปี) ^{[ 31 ]}น้ำอุ่นยังกระตุ้นการปล่อยแคลทเรตซึ่งยิ่งเพิ่มอุณหภูมิของชั้นบรรยากาศและภาวะขาดออกซิเจนในแอ่งน้ำ^{[ 31 ]}ปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวกที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในช่วงขั้วโลกเย็น ซึ่งจะขยายผลกระทบของการเย็นตัวลง

ช่วงเวลาที่มีขั้วโลกเย็นเรียกว่า "P-episodes" (ย่อมาจากprimo ^{[ 31 ]} ) และมีลักษณะเฉพาะคือ มหาสมุทรลึก ที่มีการกวนทางชีวภาพเส้นศูนย์สูตรชื้น และอัตราการผุพังที่สูงขึ้น และสิ้นสุดลงด้วยเหตุการณ์การสูญพันธุ์ เช่น เหตุการณ์ IrevikenและLau ในทางกลับกันจะเป็น "S-episodes" ( secundo ) ที่ อบอุ่นและมีออกซิเจนซึ่งตะกอนในมหาสมุทรลึกมักจะเป็นหินดินดานสีดำที่มีแกรพโทไลต์^{[ 30 ]} วัฏจักรทั่วไปของsecundo-primo episodes และเหตุการณ์ ที่ตามมา มักจะกินเวลาประมาณ 3 ล้านปี^{[ 31 ]}

ระยะเวลาของเหตุการณ์นั้นยาวนานมากเมื่อเทียบกับการเริ่มต้น เนื่องจากต้องเอาชนะปฏิกิริยาตอบสนองเชิงบวก ปริมาณคาร์บอนในระบบมหาสมุทร-บรรยากาศได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอัตราการผุกร่อน ซึ่งในทางกลับกันถูกควบคุมโดยปริมาณน้ำฝนเป็นหลัก เนื่องจากสิ่งนี้มีความสัมพันธ์ผกผันกับอุณหภูมิในช่วงยุคไซลูเรียน คาร์บอนจึงค่อยๆ ลดลงในช่วงยุค S ที่อบอุ่น (มี CO2 สูง₎ในขณะที่ตรงกันข้ามในช่วงยุค P นอกจากแนวโน้มที่ค่อยเป็นค่อยไปนี้แล้ว ยังมีสัญญาณของวัฏจักร Milankovic ซ้อนทับอยู่ ซึ่งในที่สุดจะกระตุ้นให้เกิดการสลับระหว่างยุค P และยุค S ^{[ 31 ]}

เหตุการณ์เหล่านี้มีระยะเวลายาวนานขึ้นในช่วงยุคดีโวเนียน การขยายตัวของพืชบกอาจทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ขนาดใหญ่สำหรับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 31 ]}

เหตุการณ์ Hirnantian ในช่วงปลายยุคออร์โดวิเชียนอาจเป็นผลมาจากการแพร่กระจายของสาหร่าย ซึ่งเกิดจากการได้รับสารอาหารอย่างฉับพลันผ่านการไหลขึ้นของน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยลม หรือการไหลเข้าของน้ำละลายที่มีสารอาหารสูงจากธารน้ำแข็งที่ละลาย ซึ่งด้วยคุณสมบัติของน้ำจืดจะทำให้การไหลเวียนของมหาสมุทรช้าลงด้วย^{[ 32 ]}

เชื่อกันว่าตลอดช่วงเวลาส่วนใหญ่ของประวัติศาสตร์โลก มหาสมุทรส่วนใหญ่มีออกซิเจนน้อย ในช่วงยุคอาร์เคียนสภาวะยูซิเนียแทบจะไม่มีเลยเนื่องจากมีซัลเฟตในมหาสมุทร น้อย ^{[ 5 ]}แต่ในช่วงยุคโปรเทโรโซอิก สภาวะยูซิเนียกลับพบได้บ่อยขึ้น

มีการค้นพบเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนหลายครั้งในช่วงปลายยุคนีโอโปรเทโรโซอิกรวมถึงเหตุการณ์หนึ่งจากกลุ่ม Nama ในช่วงต้น ซึ่งอาจตรงกับการสูญพันธุ์ครั้งแรกในช่วงปลายยุคเอเดียคารัน^{[ 33 ] [ 34 ]}

• น้ำที่ปราศจากออกซิเจน
• มหาสมุทรแคนฟิลด์
• คาร์บอนไดออกไซด์
• ไฮโดรเจนซัลไฟด์
• ภาวะขาดออกซิเจน (จากสิ่งแวดล้อม) – สำหรับลิงก์ไปยังบทความอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับภาวะขาดออกซิเจนหรือภาวะไร้ออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อม
• ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
• ทะเลสาบเมโรไมติก
• ภาวะความเป็นกรดของมหาสมุทร
• การลดลงของออกซิเจนในมหาสมุทร
• การหยุดชะงักของการไหลเวียนของอุณหภูมิและความเค็ม

• Kashiyama, Yuichiro; Nanako O. Ogawa; Junichiro Kuroda; Motoo Shiro; Shinya Nomoto; Ryuji Tada; Hiroshi Kitazato; Naohiko Ohkouchi (พฤษภาคม 2551). "ไซยาโนแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนได้เป็นโฟโตออโตโทรฟหลักในช่วงเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรยุคครีเทเชียสตอนกลาง: หลักฐานไอโซโทปไนโตรเจนและคาร์บอนจากพอร์ไฟรินในตะกอน" Organic Geochemistry . 39 (5): 532– 549. Bibcode : 2008OrGeo..39..532K . doi : 10.1016/j.orggeochem.2007.11.010 .
• Kump , LR; Pavlov, A. & Arthur, MA (2005). "การปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนมหาศาลสู่ผิวมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศในช่วงเวลาที่มหาสมุทรขาดออกซิเจน" ธรณีวิทยา33 (5): 397– 400. Bibcode : 2005Geo....33..397K . doi : 10.1130/G21295.1 .
• Hallam, A. (2004). ภัยพิบัติครั้งใหญ่และภัยพิบัติเล็กน้อย: สาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ . อ็อกซ์ฟอร์ด [ออกซ์ฟอร์ดเชียร์]: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด. หน้า  91–607 . ISBN 978-0-19-852497-7.
• Demaison GJ และ Moore GT, (1980), "สภาพแวดล้อมไร้ออกซิเจนและการกำเนิดของชั้นน้ำมัน". American Association of Petroleum Geologists (AAPG) Bulletin, Vol.54, 1179–1209.

• ร้อนและเหม็น: มหาสมุทรที่ปราศจากออกซิเจน
• Charles E. Jones; Hugh C. Jenkyns (กุมภาพันธ์ 2001). "ไอโซโทปสตรอนเทียมในน้ำทะเล เหตุการณ์ขาดออกซิเจนในมหาสมุทร และการขยายตัวของพื้นทะเล" (PDF) . วารสารวิทยาศาสตร์อเมริกัน . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 7 พฤษภาคม 2005
• พลวัตภูมิอากาศและมหาสมุทรในยุคครีเทเชียส
• Pancost, Richard D.; Crawford, Neal; Magness, Simon; Turner, Andy; Jenkyns, Hugh C.; Maxwell, James R. (พฤษภาคม 2547). "หลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาสภาวะยูซินิกในเขตโฟติกในช่วงเหตุการณ์ไร้ออกซิเจนในมหาสมุทรยุคมีโซโซอิก"วารสารสมาคมธรณีวิทยา 161 ( 3): 353– 364. Bibcode : 2004JGSoc.161..353P . doi : 10.1144/0016764903-059 . S2CID  130919916 .
• ฮิวจ์ เจนคินส์ พูดคุยเกี่ยวกับระดับโบนาเรลลีและ OAE - YouTube
• บทความต้นฉบับ (Geologie en Mijnbouw, 55, 179–184, 1976) เกี่ยวกับเหตุการณ์ภาวะขาดออกซิเจนในมหาสมุทร เขียนโดย Seymour Schlanger และ Hugh Jenkyns เรื่องCretaceous Oceanic Anoxic Events: Causes and Consequences