Удар Земли Чиксулубским метеоритом 66 миллионов лет назад, повлекший за собой, среди прочего, вымирание динозавров, на самом деле лишь ненадолго приостановил развитие жизни, как выяснили исследователи. Ученые обнаружили, что менее чем через две тысячи лет после этой глобальной катастрофы на планете возникли новые виды планктона, что свидетельствует о значительном ускорении эволюционных процессов.
Около 66 миллионов лет назад Землю поразил огромный астероид Чиксулуб (Чикшулуб), его диаметр составлял примерно 10 километров, и это событие вошло в историю как одно из самых катастрофических для нашей планеты. В месте столкновения, на дне Мексиканского залива, недалеко от побережья полуострова Юкатан, образовался кратер внушительных размеров – от 180 до 200 километров в диаметре и до 20 километров в глубину.
Удар привел к возникновению масштабных лесных пожаров, землетрясения и цунами. Попадание в атмосферу большого количества пыли, пепла и сажи стало причиной значительных изменений климата, что повлекло за собой мел-палеогеновое вымирание – исчезновение до 75% видов живых организмов, обитавших на Земле, включая динозавров.
Согласно данным недавнего исследования, опубликованные в журнале Geology, по мнению ученых, восстановление жизни на Земле после этой катастрофы произошло значительно быстрее, чем предполагалось ранее — первые новые виды планктона появились в океане менее чем через две тысячи лет после столкновения.
Использование изотопного маркера в древних осадочных породах позволило Кристоферу Лоуэри из Института геофизики Техасского университета и другим ученым из различных научных центров США более точно определить последовательность событий.
Для определения начала и окончания массового вымирания исследователи обращаются к геологическому слою, сформированному из обломков, попавших в атмосферу вследствие падения астероида. Эта тонкая, отчетливая граница осадочных пород, обнаруживаемая по всему земному шару, обозначает переход от мелового к палеогеновому периоду и получила название «граница K/Pg».
В ходе предыдущих исследований кратера Чиксулуб Лоуэри и его соавторы установили, что отдельные виды живых организмов довольно скоро заселили этот район после столкновения. Однако ранее специалисты полагали, что появление первых новых форм жизни там произошло только через десятки тысяч лет.
Оценка была произведена на основе представления о том, что скорость осаждения пород после столкновения оставалась сопоставимой с таковой до него. Тем не менее, данный подход не учитывал изменения в окружающей среде, возникшие в результате разрушения экосистем на суше и в океанах.
В дальнейшем ученые установили, что гибель большого количества живых существ повлияла на темпы образования осадочных отложений в слое, разделяющем меловой и палеогеновый периоды. Это связано с тем, что в результате вымирания исчезли многие виды планктона, обычно оседающие на дно океана. Одновременно с этим, сокращение площади растительности на суше усилило размыв берегов, что повлекло за собой поступление в океаны большего количества почвы.
Указанные преобразования оказали заметное влияние на темпы образования осадочных пород в различных областях. Определение точного возраста микроскопических окаменелостей, обнаруженных в прилегающем слое, представлялось сложной задачей, если опираться исключительно на этот критерий.
Чтобы установить более точную последовательность событий, ученые использовали изотоп гелия-3, полученный из осадочных пород, соответствующих границе K/Pg. Этот изотоп аккумулируется в океанических отложениях с постоянной скоростью, причем его концентрация возрастает при медленном накоплении осадка и снижается при более интенсивном. Определение содержания этого изотопа позволяет более точно определить возраст осадочных пород.
На основе анализа содержания гелия-3 в отложениях шести точек на границе K/Pg, расположенных в Европе, Северной Африке и Мексиканском заливе, Лоуэри и его соавторы установили возраст слоев, в которых впервые обнаруживается новый вид планктонных организмов — фораминифер Parvularugoglobigerina eugubina (P. eugubina). Исследователи нередко применяют обнаружение P. eugubina в качестве показателя начала восстановления экологических систем после периодов вымирания.
Ученые установили, что данный вид планктона прошел эволюционный путь в период между 3,5 и 11 тысячами лет, прошедших после падения астероида Чиксулуб. При этом, конкретные временные рамки эволюции зависели от региона, в котором проводились исследования.
Помимо этого, исследователи выявили и другие виды планктона, прошедшие эволюцию в тот же временной промежуток. Некоторые из них возникли менее чем за две тысячи лет после столкновения. Предполагается, что в последующие шесть тысяч лет океан пополнился от десяти до двадцати новых видов фораминифер.
По словам Лоуэри, эволюционные изменения после Чиксулубского удара протекали очень быстро, поскольку формирование новых видов, как правило, занимает миллионы лет.
«Скорость этих изменений поразительна. Полученные в ходе исследования данные позволяют нам разобраться в механизмах и темпах эволюции новых видов в условиях экстремальных воздействий», — подытожил ученый.