Ученые опровергли теорию о том, что активный вулканизм привел к массовому вымиранию видов в позднем меловом периоде. Эксперты предполагают, что причиной биологического кризиса стал метеорит, который упал на Землю 66 млн назад. Так что же произошло на самом деле?
С чего все началось?
В конце мелового периода, 66 млн лет назад, произошло самое известное и очень крупное вымирание многих групп растений и животных — мел-палеогеновое вымирание. С Земли исчезли многие голосеменные растения, водные рептилии, птерозавры, все динозавры (но уцелели птицы). Исчезли аммониты, многие брахиоподы, практически все белемниты. В уцелевших группах вымерло 30—50 % видов.
Что привело к вымиранию динозавров?
Есть несколько теорий, что привело к вымиранию. Вот две, которые ученые изучили в новом исследовании:
- Падение астероида — одна из самых распространенных версий (так называемая «гипотеза Альвареса», обнаружившего мел-палеогеновую границу). Она основана на приблизительном соответствии времени образования кратера Чикшулуб (который является следом от падения метеорита размером порядка 10 км около 65 млн лет назад) на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания большинства из исчезнувших видов динозавров. Кроме того, небесно-механические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астероидов) показывают, что метеориты размером более 10 км сталкиваются с Землёй в среднем около одного раза в 100 млн лет. С одной стороны, это соответствует датировкам известных кратеров, оставленных такими метеоритами, а с другой — промежуткам времени между пиками вымираний биологических видов в фанерозое. Теорию подтверждает повышенное содержание иридия и других платиноидов в тонком слое на границе известняковых отложений мела и палеогена, отмеченное во многих районах мира.
- Усиление вулканической активности — еще одна теория. С ней связывают ряд эффектов, которые могли бы повлиять на биосферу: изменение газового состава атмосферы; парниковый эффект, вызванный выбросом углекислого газа при извержениях; изменение освещённости Земли из-за выбросов вулканического пепла (наступление вулканической зимы). В пользу этой гипотезы говорят геологические свидетельства о гигантском излиянии магмы в промежутке между 68 и 60 млн лет назад на территории Индостана, в результате которого образовались деканские траппы. Во всяком случае, до сегодняшнего дня.
Что происходило с климатом Земли?
В новом исследовании ученые проанализировали изменения климата, которые произошли непосредственно перед и после массового вымирания (на мел-палеогеновой границе), а также их потенциальную связь с крупным биологическим кризисом. Впервые эксперты выяснили, совпадает ли это изменение климата по временной шкале с его потенциальными причинами: массивным вулканизмом Декана в Индии и орбитальными вариациями положения Земли. Для этого они изучили скалы Сумайи. Они обратили внимание на эти геологические породы из-за исключительного разреза пластов, который раскрывает геологическую историю Земли в период 115-50 млн лет назад.
«Особенность обнажений Сумайи заключается в том, что там скопились два типа отложений — одни более богаты глиной, а другие более — карбонатом. Они чередуются друг с другом, образуя „ритмы“», — отмечает исследователь Сиецке Батенбург из Департамента динамики Земли и океана Университета Барселоны. Ритмичность седиментации связана с циклическими изменениями ориентации и наклона оси Земли при её вращении, а также поступательном движении вокруг Солнца.
Эти циклические изменения известны как циклы Миланковича — колебания достигающего Земли количества солнечного света и солнечной радиации на протяжении больших промежутков времени. Они объясняют происходящие на Земле естественные изменения климата и играют большую роль в климатологии и палеоклиматологии. «Благодаря периодичности, выявленной в отложениях Сумайи, мы точно датировали изменения климата, которые произошли примерно в то время, когда жили последние динозавры», — объясняет Висенте Жилабер, доктор философии и соавтор исследования.
Так, изотопный анализ углерода-13 в породах в сочетании с изучением планктонных фораминифер — микрофоссилий, используемых в качестве высокоточных биостратиграфических индикаторов, позволил реконструировать палеоклимат и хронологию того времени в отложениях скал Сумайя.
Оказалось, что более 90% планктонных фораминифер мелового периода из Сумайи вымерли 66 млн лет назад, что совпало с большим нарушением углеродного цикла и накоплением ударных стеклянных сферул, происходящих от астероида Чиксулуб. Как известно, при сильных ударах метеоритов может образоваться тонкий слой осколков стекла, покрывающий большую часть земной поверхности. Позже они превращаются в стеклянные сферулы.
Опровержение одной теории и подтвреждение другой
Последние 10 лет ученые активно спорили, были ли гипертермические явления, упомянутые выше, вызваны усилением вулканической активности Декана. «Наши результаты показывают, что все эти события синхронизированы с экстремальными орбитальными конфигурациями Земли», — добавляют эксперты. Это значит, что глобальные климатические изменения, которые произошли в позднем меловом и раннем палеогене, были вызваны максимумами эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца.
Однако эксцентриситет орбиты, который повлиял на изменения климата до и после границы мела / палеогена, никак не связан с массовым вымиранием видов в позднемеловом периоде. Климатические изменения, вызванные максимумами эксцентриситета и усиленные вулканизмом Декана, происходили постепенно в масштабе сотен тысяч лет.
«Новые данные подтверждают, что вымирание было вызвано каким-то внешним фактором по отношению к системе Земли. Например, ударом астероида, — объясняют ученые. — Более того, последние 100 тыс. лет до мел-палеогеновой границы характеризуются высокой экологической стабильностью без очевидных возмущений. А массовое вымирание видов произошло просто мгновенно в рамках в геологической временной шкалы».
Читать далее
Посмотрите, как первый частный экипаж возвращается из космоса на Землю
Астроном-любитель снял на видео, как на Юпитер упало неизвестное тело
Развитие ИИ достигло критической точки. Ученые просят взять технологии под контроль