Массовое пермское вымирание: причины

Недавно в известном американском журнале Science была опубликована статья, в которой названы причины масштабного вымирания в пермский период.

Гидробиолог и палеонтолог Николай Паньков проанализировал доводы американцев и развеял мифы о возможности простых объяснений смены геологических эр.

Вообще говоря, проблема массовых вымираний давно волнует умы учёных, и не только их. Что вполне понятно: эти катастрофы уносили до 80% видов, до неузнаваемости меняя облик биосферы. И, если они случались в прошлом, то вполне вероятны и в будущем.

Лёгкие гипотезы

Как и всякая «модная» тема, проблема массовых вымираний имеет не только научное решение, но и обрастает всевозможными домыслами, в том числе и фантастическими.

К числу «лёгких», упрощённых решений проблемы массовых вымираний относятся так называемые импактные гипотезы в духе падения крупного метеорита, глобального оледенения, залповых извержений вулканов, внезапного выброса метана со дна моря и т.д. Эти гипотезы имеют успех у широкой публики, но серьёзные учёные относятся к ним весьма скептически.

Проблема массового вымирания на рубеже пермского периода и триаса (период, следующий за пермским и предшествующий юрскому) не является исключением. В объяснении этого феномена мы можем видеть весь набор перечисленных версий.

Очередной рецидив «лёгкого объяснения» произошёл совсем недавно. Группа зарубежных учёных опубликовала статью «Закисление океана и пермо-триасовое вымирание» (M. O. Clarkson, S. A. Kasemann, R. A. Wood, T. M. Lenton, S. J. Daines, S. Richoz, F. Ohnemueller, A. Meixner, S. W. Poulton, E. T. Tipper. Ocean acidification and the Permo-Triassic mass extinction // Science, 2015. Vol. 348, № 6231. pp. 229–232). Популярное изложение основного содержания этой статьи было опубликовано на «Газета.Ru» 10 апреля.

Суть этой гипотезы, в своей основе далеко не новой, состоит в том, что около 252 млн лет назад начались массовые извержения вулканов, выбрасывавших в атмосферу колоссальные объёмы углекислого газа. Углекислый газ растворялся в морской воде, вызывая её подкисление. В результате морские экосистемы оказались подорваны, что привело к вымиранию свыше 90% видов морской биоты (исторически сложившаяся совокупность флоры, фауны и микроорганизмов). И случилось это за очень короткий с геологической точки зрения отрезок времени: всего каких-то 60 тыс. лет.

Накопление углекислого газа в атмосфере сопровождалось нарастанием дефицита кислорода. Ухудшение респираторных условий (то есть условий для дыхания) привело к исчезновению двух третей видов наземных животных. Масштабы разразившейся катастрофы не имеют аналогов в геологической истории.

А было ли «окисление»?

Замечу, что в данной концепции, мягко говоря, много дискуссионных суждений. Во-первых, не бесспорен главный тезис о «накачивании» атмосферы и океана углекислым газом. Дело в том, что Земля обладает сложными и высокоэффективными механизмами регуляции концентрации углекислого газа в атмосфере и гидросфере.

Работа этих механизмов делает практически нереальным сколь бы то ни было продолжительное отклонение содержания углекислого газа от равновесного состояния. Те колебания, которые наблюдались в истории Земли, связаны с колебаниями температуры Мирового океана — мощного резервуара СО2.

Как известно, с повышением температуры воды растворимость углекислого газа понижается, и он выделяется в атмосферу. И, наоборот, с понижением температуры воды углекислый газ поглощается, и его концентрация в атмосфере снижается. Так что не рост содержания углекислого газа вызывает потепление климата, как это принято считать, а наоборот, глобальное потепление вызывает рост содержания углекислого газа в атмосфере.

Важной составной частью механизмов регуляции концентрации углекислого газа в атмосфере и гидросфере является карбонат-бикарбонатный буфер Мирового океана. Углекислый газ, растворяясь в воде, образует слабую угольную кислоту. Она, взаимодействуя с карбонатом кальция (из него состоят известняки), образует гидрокарбонат кальция, хорошо растворяющийся в воде. Ионы кальция — сильного основания — снижают кислотность воды. Так что, пока в море есть известняки, закисление вод ему не грозит.

Отсюда один важный момент. Если воды Мирового океана на рубеже перми и триаса были кислыми, то известняки в это время образоваться не могли, а те, что уже существовали, интенсивно растворялись бы. Что же мы видим на самом деле? В это время в широкой полосе, протянувшейся по Северной Африке и Евразии от Атлантики до Тихого океана, господствовало карбонатное осадконакопление. Большое распространение получают рифы, слагаемые карбонатными скелетами и раковинами морских беспозвоночных.

Масштабы вымирания не беспрецедентны

Вызывает возражение и тезис о небывалых масштабах вымирания. Дело в том, что в конце пермского периода и в начале триаса условия захоронения растений и животных в силу особенностей геологии по большей части были крайне неблагоприятны.

Поэтому палеонтологическая летопись этого времени чрезвычайно скудна. Учёные, которые дают катастрофе столь смелые оценки, пытаются сравнивать несравнимое: хорошо изученную раннюю пермь с плохо изученной поздней пермью и, можно сказать, вовсе не изученным ранним триасом. Но даже на этом скудном материале можно видеть, что пермо-триасовое вымирание по своим масштабам значительно уступало ордовику, силуру.

Не менее серьёзные претензии можно высказать в адрес тезиса о небывало высоких темпах вымирания (60 тыс. лет). Для таких заявлений необходимо иметь весьма полную геологическую летопись, каковая, как отмечено выше, на сегодняшний день отсутствует. На самом же деле следует считать доказанным, что вымирание типично палеозойских групп растений и животных происходило на протяжении поздней перми и всего триаса, то есть в течение приблизительно 70 млн лет!

Так, в этот отрезок времени мало-помалу исчезают древовидные хвощи и плауны, а также некоторые древние голосеменные (кордаиты, семенные папоротники). Им на смену приходят и получают широкое распространение саговники, беннеттиты, гинкговые, хвойные. Из наземных беспозвоночных сравнительно безболезненно переходят из перми в триас насекомые. Из наземных позвоночных в течение поздней перми и триаса вымирают стегоцефалы и звероящеры.

Кстати, в этот же период формируются все углеводородные ресурсы, за счёт которых мы сегодня живём. Это и пермские уголь, нефть и газ.

Наиболее вероятные причины вымирания

Возникает вопрос, что же могло послужить действительной причиной вымирания биоты в этот период? Дело в том, что ещё в каменноугольном периоде все материки слились в единую массу — суперконтинент Пангею. Поскольку часть этого гигантского массива суши прибыла в район Южного полюса, на Земле началась очередная ледниковая эпоха, вызвавшая вымирание похлеще пермо-триасового.

Затем мало-помалу Пангея вышла из области полюса, наступило потепление и вместе с ним — очередной расцвет жизни. Но постепенно это потепление зашло слишком далеко. Ситуация усугубилась гигантскими размерами материка, в центральных областях которого господствовал резко континентальный климат.

Значительные территории подверглись опустыниванию, что сделало существование позднепалеозойской биоты весьма проблематичным. Начинается её вымирание и замещение биотой нового, мезозойского типа. Поскольку жизнь в море всегда зависит от развития жизни на суше, этот процесс охватывает и морские организмы.

На него накладываются геологические события, приведшие к повсеместному исчезновению мелководных окраинных морей, к которым приурочено наивысшее биологическое разнообразие. Именно с перемещением Пангеи ведущие палеонтологи и связывают вымирание на границе перми и триаса.

Таким образом, вымирание и в самом деле имело место, но его масштабы кажутся драматичнее действительных ещё и по тафономическим причинам (тафономия — наука о процессах захоронения остатков организмов). Остатки растений и животных лучше всего сохраняются в тонкозернистых отложениях, характерных для континентальных водоёмов и мелководных морей. Но как раз ни тех, ни других в поздней перми и триасе практически не было.

Зато в это время существовали гигантские горные системы, грубозернистые продукты разрушения которых (терригенные породы) заполняли понижения рельефа. Но как раз они-то и не способствуют захоронению органических остатков. Именно поэтому местонахождения позднепермских и раннетриасовых организмов чрезвычайно редки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оцените статью
Пермский Комсомолец
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: