Ученые выяснили, что стало причиной крупнейшего вымирания в истории планеты.

Новости МирТесен

Около 252 миллиона лет назад, в конце пермского периода, на Земле произошло практически полное вымирание живых организмов. Однозначного объяснения причин этой катастрофы не существует. В рамках нового исследования ученые проанализировали обширные данные и создали модели для определения основных факторов, повлиявших на изменение климата. Ученые полагают, что увеличение парциального давления углекислого газа в атмосфере вдвое вызвало продолжительное явление Эль-Ниньо, которое, в свою очередь, инициировало цепочку процессов, разрушительных для биосферы.

В конце пермского периода биосфера утратила около 90 процентов всех видов живых организмов. Исследователи полагают, что причиной этого послужило значительное усиление парникового эффекта, спровоцированное масштабным извержением сибирских траппов. Основной вопрос, остающийся без ответа: что сделало тот древний мир настолько восприимчивым к увеличению концентрации CO ₂ в атмосфере?

Ученые из ряда европейских институтов, совместно с Китайским университетом наук о Земле в Ухане, предприняли попытку прояснить ситуацию. Их исследования показали опубликованы в журнале Science.

За задержкой между исчезновением морских и наземных животных наблюдался ощутимый временной промежуток. Причем, гибель обитателей океана началась на семнадцать тысяч лет до того, как произошло внезапное повышение температуры воды в тропиках с 26 до 34 градусов Цельсия – величина, которая оказалась за пределами возможностей для многих организмов. Таким образом, предположительно действовал некий скрытый фактор — вероятно, дефицит кислорода в водной среде (аноксия).

Тем не менее, авторы исследования отказались от этой гипотезы, поскольку при высоком содержании кислорода в атмосфере возникновение дефицита кислорода в океанах маловероятно могло вызвать уничтожение наземных организмов, которое началось до морского кризиса и задолго до максимального потепления. Это подтверждается исчезновением торфяников и заменой хвойных лесов кустарниковыми формациями на протяжении десятков или даже сотен тысяч лет до гибели океанической флоры и фауны.

Исследователи предложили различные объяснения массовому исчезновению наземных видов – начиная от загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и заканчивая разрушением озонового слоя, а также кислотными дождями. Однако ни одна из этих теорий не смогла полностью раскрыть масштаб позднепермского вымирания.

«Не все виды смогли адаптироваться, однако, к счастью, некоторые пережили это, иначе мы бы сейчас не существовали. Это был почти конец жизни на Земле», — заявил профессор Сун Ядун из Университета наук о Земле (КНР), первый автор публикации.

Для изучения колебаний температуры и гидрологических циклов, которые могут быть вызваны краткосрочными климатическими явлениями, действующими в течение года и десятилетий, специалисты использовали модель HadCM3BL. Также были применены палеотемпературные данные и анализ осадочных пород для прогнозирования глобального климата на фоне значительного увеличения выбросов парниковых газов и определения градиента температуры поверхности моря на экваторе — SST ( Equatorial Sea Surface Temperature) — и создать схему взаимодействия атмосферы и океана.

Модель, которую мы получили, показывает, что в конце пермского периода градиент зональной температуры поверхности океана в Тетисе сократился с семи-десяти градусов Цельсия до одного-четырех градусов на стыке геологических эпох. Такие существенные изменения характеристик океана привели к ослаблению циркуляции Уокера — процесса перемешивания нижних слоев атмосферы над океаном в тропической зоне. Это, в свою очередь, спровоцировало возникновение Эль-Ниньо — колебания температуры верхнего слоя тропического океана.

Продолжительность современного Эль-Ниньо обычно составляет 9-12 месяцев, тогда как в плиоцене эти явления могли продолжаться три миллиона лет. Существуют дискуссии о том, как потепление климата влияет на интенсивность этого явления. Однако новая научная работа представила модель, демонстрирующую, что в конце пермского периода наблюдалось увеличение силы и продолжительности Эль-Ниньо. Это привело к формированию на планете очень теплого и чрезвычайно нестабильного климата.

«Подобное потепление не могло спровоцировать столь масштабное вымирание. Современные наблюдения показывают, что при повышении температуры в тропиках виды перемещаются в более высокие широты. Исследователи установили, что интенсивные выбросы парниковых газов привели не только к нагреву планеты, но и к тому, что климат стал более жарким, нестабильным и менее благоприятным для жизни, — отметил соавтор исследования Александр Фарнсворт из Университета Бристоля (Великобритания).

Периоды сильных Эль-Ниньо характеризовались выбросом тепловой энергии из океана на континенты, что провоцировало продолжительные периоды засухи и аномальную жару. В настоящее время подобные явления происходят в районах экватора, оказывая негативное воздействие на тропические леса Амазонии и регионы центральной Африки.

Влияние на морские организмы проявляется в том, что аномальные повышения температуры воды во время Эль-Ниньо приводят к обесцвечиванию коралловых массивов и сокращению популяций планктона. В позднем пермском периоде подобное могло повлечь за собой масштабные разрушения.