Brachiopod faunal dynamics during the Silurian Ireviken Event, Gotland, Sweden

Abstract

The brachiopod fauna from parts of the Lower and Upper Visby formations on Gotland has been investigated
through a combined outcrop and literature study. The strata of these formations were formed during the Ireviken
Event, one of the severest identified oceanic events on Gotland, with diversity changes and extinctions among
several groups of marine taxa. Seven bulk samples were collected from stratigraphical intervals below and above
datum points 1 to 5 of the Ireviken Event, yielding a total of 4261 identified brachiopod specimens. This assemblage
is greatly dominated by small, millimetre-sized articulate brachiopods, mainly belonging to the genus Orthida,
but also to the genera Dicoelosia, Atrypa, Sphaerirhynchia, Katastrophomena, Eoplectodonta, Athyridida, Pentlandina,
Leptaena and Costricklandia. Of the twelve brachiopod species identified in the Lusklint 1 samples, six have
their last occurrence in the investigated interval. Five species are interpreted as Lazarus taxa and ten species are
strongly Lilliput affected. Previous literature on the brachiopods from the Lower and Upper Visby formations comprise
54 species (including many large-sized species) of which 23 species have their last occurrences within those
formations. The discrepancy in brachiopod size and number of identified species, between the new samples and the
literature, indicates the importance of bulk samples to uncover many small-sized species. On the basis of the combined
outcrop and literature data, it is suggested that further detailed studies are needed to clarify the stratigraphic
ranges of brachiopod species for the Lower and Upper Visby formations, and that substantial changes took place
within the brachiopod fauna during the early Ireviken Event.

Abstract (Swedish)

Brachiopodfaunan från delar utav de Undre och Övre Visbyformationerna på Gotland har undersökts
genom en kombinerad material- och litteraturstudie. Sedimentbergarterna i dessa formationer bildades under
Ireviken Event, ett av de mest omfattande oceaniska event identifierat på Gotland. Eventet orsakade förändringar i
artrikedom och ledde till utdöenden inom flera marina djurgrupper. Sju stora prover samlades vid lokalen Lusklint
1, från ett stratigrafiskt intervall som innefattar datumen 1 till 5 av Ireviken Event. Proverna gav totalt 4261 nu
identifierade brachiopodskal. Samlingen domineras av små, millimeterstora artikulata brachiopoder, tillhörande i
huvudsak släktet Orthida men också släktena Dicoelosia, Atrypa, Sphaerirhynchia, Katastrophomena, Eoplectodonta,
Athyridida, Pentlandina, Leptaena och Costricklandia. Av de tolv brachiopodarterna som har identifierats i
proverna, har sex sina sista förekomster i det undersökta intervallet. Fem är tolkade som Lazarus taxa och tio arter
är starkt Lilliputt-påverkade. Tidigare litteratur om brachiopoder från Undre och Övre Visbyformationerna omfattar
54 arter (inklusive många släkten med stora storlekar) av vilka 23 har sin sista utbredning inom formationerna. Diskrepansen
i storlekarna av brachiopoderna och antal identifierade arter, mellan de nya proverna och litteraturen,
tyder på att det är viktigt att samla stora prover för att omfatta även brachiopoder med små storlekar. Utifrån den
kombinerade informationen från provmaterial och litteratur, föreslås det att fortsatta detaljerade studier behövs för
att klargöra arternas tidsmässiga utbredning inom Undre och Övre Visbyformationerna och att omfattande förändringar
skedde i brachiopodfaunan under de tidiga delarna av Ireviken Event.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Brachiopodernas öde under Irevikenkatastrofen.
För ungefär 430 miljoner år sedan, under tidsperioden silur, låg det område som idag är Gotland under havsytan i ett varmt, grunt hav strax söder om ekvatorn. Stora mängder kalk och lera avlagrades på havsbottnen och i havet levde bl.a. cephalopoder, trilobiter, fiskar och brachiopoder (armfotingar), det senare en bottenlevande djurgrupp som var speciellt vanlig under denna tidsperiod. Vid tidigare studier av fossilsamlingar från Gotlands lagerföljd har det visat sig att det har skett återkommande förändringar i både antal marina djurarter (diversitet) och i antal individer (abundans) inom en specifik art. Oceanströmmar, havstemperatur och tillgång på näring, ett sammanlänkat system som ligger till grund för oceanernas primära produktion, är idag såväl som under silurperioden vitala processer och parametrar för havsdjurens överlevnad och då dessa rubbas uppstår biologiska kriser som återspeglas i faunan. Tillsammans med information från studier av bergarternas sammansättning och förhållandet mellan kolets och syrets stabila isotoper i kalken har man på Gotland upptäckt ett mönster, nämligen att det förekommer upprepade tidsavsnitt med snabba förändringar i miljö och fauna – så kallade event. Dessa och liknande event, under andra tidsperioder, har dokumenterats globalt och orsakades troligen av förändringar i den primära produktionen. Mitt arbete är den första studien på Gotland av vad som hände med brachiopoderna inom det tidsintervall som kallas för Ireviken Event.

Brachiopoder existerar fortfarande idag, men är betydligt ovanligare än vad de var under silurperioden. De var då många till antalet och med stor artrikedom, dvs. med utmärkta förutsättningar för att ge information om förhållandena i den marina miljön. Den lokal jag har undersökt heter Lusklint 1 och ligger på Gotlands nordvästra kust. På lokalen är de allra äldsta sedimentbergarterna på Gotland exponerade, nämligen Undre och Övre Visbyformationerna. Sju stora prover av lerig kalksten (märgel) från Lusklint 1 gav mer än 4000 identifierbara brachiopodskal, tillhörande tolv olika arter varav sex hade sina sista förekomster inom Undre eller Övre Visbyformationerna. Majoriteten av brachiopodskalen är endast några millimeter stora och det finns luckor i den tidsmässiga utbredningen av vissa arter, tydliga tecken på en stressad och föränderlig levnadsmiljö. Tidigare litteratur om gotländska brachiopoder visar att sammanlagt 54 brachiopodarter beskrivits från dessa formationer. Många av dessa hade en skalstorlek på flera centimeter och 23 av dessa 54 arter har sin sista förekomst inom formationerna. Då dessa studier inte har baserats på lika omfattande provtagningar som mitt material från Lusklint 1, kan det inte uteslutas att många små brachiopoder tidigare har förbisetts eller sållats bort vid provberedning. En jämförelse mellan de arter jag återfunnit och de som tidigare rapporterats från Undre Visbyformationen tyder på att noggrannheten i tidigare studier inte varit tillräckligt stor och att vissa tidigare rapporterade arter sannolikt kommer från yngre lager. Detta kan förklara en del av skillnaden i antal identifierade arter. Med utgångspunkt från Lusklint 1 proverna kan man konstatera att den miljö där brachiopoderna levde utsattes för omfattande miljöförändringar. Det är även viktigt att arbeta utifrån samlingar baserade på stora prover från exakt inmätta intervall.

• author: Erlfeldt, Åsa
• supervisor: Lennart Jeppsson; Mikael Calner
• organization: Department of Geology
• alternative title: Förändringar i den gotländska brachiopodfaunan under det tidiga Ireviken Eventet
• year: 2006
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Ireviken Event, brachiopods, Lilliput, Silurian, Gotland, Lower Visby Formation, Upper Visby Formation, brachiopoder, Silur, Undre Visbyformationen, Övre Visbyformationen
• publication/series: Dissertations in Geology at Lund University
• report number: 199
• language: English
• id: 2338196
• date added to LUP: 2012-02-02 18:24:11
• date last changed: 2012-02-02 18:24:11