Volume 20, Number 3 (1993)
Articles

The Ancient Biosphere

Godfrey S. Nowlan
Geological Survey of Canada, Institute of Sedimentary and Petroleum Geology, Calgary, Alberta
Published September 9, 1993
How to Cite
Nowlan, G. S. (1993). The Ancient Biosphere. Geoscience Canada, 20(3). Retrieved from https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/3804

Abstract

The origin and development of life on Earth is intimately linked to the physical evolution of the planet's surface and upper lithosphere. The future of research on the ancient biosphere is filled with as much excitement and uncertainty as the future of the Earth itself. The trend will be to build on traditional strengths, such as biochronology, paleoecology and paleobiogeography, and to seek completely new research directions driven by new technology, new concepts, and new requirements for information. The traditional strength of paleontology in providing the time scale necessary for evaluating the duration and rates of physical processes will remain important. Biostratigraphy will be more closely integrated with new concepts in physical stratigraphy, such as event and sequence stratigraphy. Paleoecological and paleobiogeographical data, which only fossils can provide, will be more fully interpreted to produce refined models of basin processes. Studies of extinction and radiation of the Earth's biota through time will lead to a fuller understanding of biological evolution and its relationship to the physical evolution of the Earth. The desire to test the Gaia Hypothesis will spur much of this research. The application of new technologies will greatly enhance our ability to study fossil organisms without damaging specimens. Computer technology will permit better data management, and manipulation and display of both data and images, thus enhancing our interpretive skills. The integration of paleontology with geochemisty will result in a profound improvement in our understanding of paleo-oceanography and paleobiogeography. The chemistry of fossils, reflecting the chemistry of the oceans in which they lived, will allow interpretation of large-scale trends, and greater understanding of events such as extinctions and radiations. In terms of organic geochemistry, paleontology will be taken to the molecular level, moving beyond the economically driven study of biomarkers to elaboration of the temporal distribution of biomolecules and their implications for evolution. Understanding the evolution of the biosphere is of crucial importance to interpreting global change, an issue that will grow in public importance during the coming decade. In order to appreciate the impact and rate of global changes in the ancient and present biosphere, there is a requirement for a clearer understanding of biodiversity. Recent trends indicating a decline of systematic paleontology and biology will have to be reversed if we are to gain a comprehensive view of global change. Research on the ancient biosphere is of increasing importance to the future of the planet — particularly to its human population — as it becomes more evident that the continuing survival of the species is in doubt. A prime component of future scientific work must be the explanation and interpretation of results to the general public. Development of scientific literacy is perhaps the most pressing challenge facing the scientific community. Résumé L'origine et le développement de la vie sur la Terre sont intimement liés à l'évolution de la surface de la planète ainsi que de la partie supérieure de sa lithosphère. Tout comme l'avenir de la planète, les recherches dans le domaine des biosphères du passé comportent beaucoup d'exaltation et d'incertitudes. Les nouvelles avenues de recherche devront s'établir à partir de domaines de recherches déjà bien établis tels ceux de la biochronologie, de la paléoécologie et de la paléobiogéographie. Elles devront également s'élaborer selon des avenues de recherche vierges, en profitant des nouvelles technologies, de concepts nouveaux, et des nouveaux besoins d information. La paléontologie demeurera une avenue importante étant donné sa capacité à fournir des échelles de temps qui permettent d'estimer la durée et les régimes des processus physiques. La biostratigraphie sera davantage intégrée à la stratigraphie physique grâce à des concepts nouveaux tels la stratigraphie de séquences ou d'événements. Les données paléoécologiques et paléobiogéographiques, que seuls les fossiles fournissent, seront étudiées plus à fond afin de raffiner la modélisation des processus se déroulant dans les bassins. L'étude des phénomènes d'extinction et de radiation du biote de la Terre en fonction du temps, nous permettra de mieux comprendre l'évolution biologique et ses relations avec l'évolution physique de la Terre. La volonté de tester l'hypothèse Gaia sera à l'origine d'une grande partie de ces recherches. L'utilisation de nouvelles technologies améliorera grandement les moyens non-destructifs à notre disposition pour l'étude des organismes fossiles. Les techniques de l'informatique permettront de mieux gérer, manipuler, et visualiser, à la fois les données et les images, rehaussant ainsi nos capacités d'interprétation. L'intégration de la paléontologie et de la géochimie aboutira à une profond amélioration de notre compréhension de la paléo-océanographie et de la paléo-biogéographie. La chimie des océans se reflétant dans la chimie des organismes fossiles qui y ont vécus, nous pourrons en déduire les grandes tendances évolutives, et mieux comprendre des événements comme les extinction set les radiations. En adoptant le point de vue de la chimie organique, la paléontologie s'intéressera aux phénomènes moléculaires. Ces recherches iront au delà des recherches de biomarqueurs pour des motifs économiques, pour se porter vers l'établissement de la distribution dans le temps des molécules et de leur signification dans l'évolution. La compréhension de l'évolution de la biosphère est d'une importance primoridale pour l'interprétation des changements à l'échelle du globe, sujet pour lequel l'intérêt public ira croissant au cours des prochaines décennies. Pour mieux apprécier les répercussions et la rapidité des changements à l'échelle du globe dans les biosphères passées et ainsi que la biosphère actuelle, il est nécessaire de mieux comprendre le concept de biodiversité. Les tendances récentes indiquant un déclin des activités en paléontologie systématique et en biologie devront être inversées si nous voulons acquérir une vue d'ensemble des changements à l'échelle du globe. La recherche sur les biosphères du passé sont de plus en plus importante pour l'avenir de notre planète — spécialement pour sa population — au moment où il devient de plus en plus évident que la survie même des espèces n'est plus assurée. L'explication et l'interprétation des résultats au profit du grand public doit être l'une des composantes essentielles des travaux scientifiques à venir. Le développment d'un alphabétisme scientifique (capacité de comprendre la science) est peut-être le plus grand des défis qui se présentent à la communauté scientifique.