Жизнь на Земле имеет долгую, но очень нестабильную историю. Несколько раз происходило вымирание большинства видов, а высокоразвитое биоразнообразие снова сокращалось до минимума, каждый раз меняя ход эволюции. Самое масштабное массовое вымирание произошло около 252 миллионов лет назад. Это ознаменовало конец пермской эпохи и начало триасовой. Около трех четвертей всего живого на суше и около 95 процентов жизни в океане исчезли всего за несколько тысяч лет.

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 оставались весьма спорными. Теперь ученые из Германии, Италии и Канады, в рамках финансируемого ЕС проекта BASE-LiNE Earth под руководством профессора доктора Антона Эйзенхауэра из Кильского центра океанографических исследований Гельмгольца GEOMAR в сотрудничестве с Потсдамским исследовательским центром GFZ Германского исследовательского центра геонауки, впервые смогли окончательно реконструировать весь перечень событий того времени, используя передовые аналитические методы и инновационное геохимическое моделирование. Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Для своей работы команда BASE-LiNE Earth использовала ранее часто игнорируемый экологический архив – раковины ископаемых брахиопод.

«Эти похожие на моллюсков организмы, которые существовали на Земле более 500 миллионов лет. Мы смогли использовать хорошо сохранившиеся окаменелости брахиопод из Южных Альп для нашего анализа. Эти раковины были отложены на дне мелководных шельфовых морей океана Тетис 252 миллиона лет назад. Они позволяют сделать выводы об условиях окружающей среды незадолго до и в начале исчезновения», – рассказывает доктор Хана Юрикова, первый автор исследования, ставшего ее докторской диссертацией.

Измеряя различные изотопы элемента бора в окаменелых оболочках, команда смогла проследить изменение значений pH в океане 252 миллиона лет назад. Поскольку pH морской воды тесно связан с концентрацией CO2 в атмосфере, реконструкция последней также была возможна. 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 концентраций CO2 в атмосфере, но и четко проследить ее до вулканической активности. Растворение гидратов метана, которое было предложено в качестве дополнительной потенциальной причины, маловероятно, исходя из наших данных», – объясняет доктор Маркус Гутьяр из GEOMAR, соавтор исследования.

После этого команда внесла данные, полученные при исследовании бора и дополнительных изотопов углерода в компьютерную геохимическую модель, которая имитировала процессы на Земле в то время. Результаты показали, что потепление и подкисление океана, связанные с огромным выбросом вулканического CO2 в атмосферу, уже были фатальными и привели к исчезновению морских кальцифицирующих организмов в самом начале вымирания. Однако выброс CO2 имел и другие последствия; с повышением глобальной температуры, вызванным парниковым эффектом, химическое выветривание на суше также увеличилось.

За тысячи лет все большее количество питательных веществ попадало в океаны через реки и побережья, чрезмерно удобряя их. Результатом было крупномасштабное кислородное истощение и изменение всех элементных циклов.

«Это похоже на эффект домино взаимосвязанных жизненных циклов и процессов. В конечном итоге это привело к катастрофическим масштабам массового вымирания на границе перми и триаса», – резюмирует доктор Юрикова.

Исследование проводилось в рамках финансируемого ЕС проекта ITN BASE-LiNE Earth, в котором впервые систематически изучалось использование брахиопод в качестве экологического архива, а соответствующие аналитические методы были усовершенствованы и разработаны заново.

«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», – подчеркивает профессор доктор Антон Эйзенхауэр из GEOMAR, бывший координатор проекта BASE-LiNE Earth и соавтор нового исследования. «Кроме того, новые методы могут быть применены для других научных исследований».

Вам может понравиться

В ВОЗ перечислили основные варианты передачи коронавируса человеку

Франк Конингс, представитель ВОЗ, рассказал о главных вариантах передачи коронавирусной инфекции человеку.…

Ученые обнаружили места скопления редких хищников подводного мира

Исследователям удалось найти области скопления редких морских хищников. Данные создания живут на…

Ученые впервые обнаружили нейтрино вторичного термоядерного цикла Солнца

Международной исследовательской команде удалось зафиксировать нейтрино, возникших в ходе термоядерных реакций CNO-цикла,…
Погода в России: