Самой известной биокатастрофой на Земле является вымирание динозавров, однако на самом деле наша планета пережила несколько еще более крупных потрясений. Беспрецедентная вулканическая деятельность в сегодняшней Сибири и выброс большого количества метана со дна моря давно обсуждаются как потенциальные триггеры пермско-триасового вымирания. Но точная причина и последовательность событий, приведших к самому массовому вымиранию за всю историю Земли, оставались спорными.
Используя новейшие аналитические методы и подробные модельные расчеты, ученым из Центра исследований океана Гельмгольца GEOMAR в Киле в сотрудничестве с Потсдамским научно-исследовательским центром геонаук GFZ им. Гельмгольца удалось провести окончательную реконструкцию геохимических процессов, которые привели к этому беспрецедентному биотическому кризису.
Для своего исследования команда использовала ранее часто игнорируемый экологический архив — раковины ископаемых брахиопод (на снимке ввреху). «Это похожие на моллюсков организмы, которые существуют на Земле более 500 миллионов лет. Для нашего анализа нам удалось использовать хорошо сохранившиеся окаменелости брахиопод из Южных Альп. Эти раковины были отложены на дне мелководных шельфовых морей океана Тетис 252 миллиона лет назад и зарегистрировали условия окружающей среды незадолго до и в начале исчезновения», — Хана Юрикова, ведущий автор исследования.
Измеряя различные изотопы элемента бора в окаменелых раковинах, команда смогла проследить изменение значений pH в океане 252 миллиона лет назад. Поскольку pH морской воды тесно связан с концентрацией окиси углерода в атмосфере, реконструкция последнего также стала возможной. Для анализа команда использовала высокоточный изотопный анализ в GEOMAR, а также микроанализ с высоким разрешением на современном масс-спектрометре вторичных ионов (SIMS) с большой геометрией в GFZ.
«С помощью этого метода мы можем не только реконструировать эволюцию концентрации CO2 в атмосфере, но и четко проследить его до вулканической активности. Растворение гидратов метана, которое было предложено в качестве дополнительной потенциальной причины вымирания, на основании наших данных маловероятно», — объясняет Маркус Гутьяр, соавтор исследования из GEOMAR.
В качестве следующего шага команда внесла свои данные из исследований бора и дополнительных изотопов углерода в компьютерную геохимическую модель, которая имитировала процессы на Земле в то время. Результаты показали, что потепление и закисление океана, связанные с огромным выбросом вулканического CO2 в атмосферу, уже были фатальными и привели к исчезновению большинства морских организмов в самом начале вымирания.
Однако выброс CO2 привел и к дальнейшим последствиям; с повышением глобальной температуры, вызванным парниковым эффектом также увеличилось химическое выветривание на суше. За тысячи лет все большее количество питательных веществ достигло океанов через реки и побережья. Результатом было крупномасштабное кислородное истощение и изменение полных циклов элементов. «Этот подобный домино коллапс взаимосвязанных жизненных циклов и процессов в конечном итоге привел к наблюдаемым катастрофическим масштабам массового вымирания на границе перми и триаса», — Хана Юрикова.
Исследование проводилось в рамках финансируемого ЕС проекта ITN BASE-LiNE Earth, в котором впервые систематически изучались брахиоподы в качестве экологического архива, а соответствующие аналитические методы были вновь разработаны и усовершенствованы.
«Без этих новых методов было бы сложно реконструировать процессы в окружающей среде, происходившие более 250 миллионов лет назад с тем же уровнем детализации, что и сейчас. Кроме того, новые методы могут быть применены для других научных приложений», — заключает соавтор исследования Антон Эйзенхауэр.
Как сообщал «Вокруг Света. Украина», шестое массовое вымирание видов резко ускорилось. Мексиканские экологи утверждают, что в этом виноваты люди.
По материалам National Geographic
Читайте также:
Древнее массовое вымирание случилось из-за недостатка углекислоты в воздухе
Расцвет динозавров был вызван массовым вымиранием видов
Древние ящерицы пережили массовое вымирание динозавров
