Примерно 252 миллиона лет назад, в конце пермского периода, практически вся жизнь на Земле исчезла. Ученые не пришли к единому мнению о причинах этой катастрофы. В новой работе исследователи использовали многочисленные массивы данных и модели, чтобы выделить ключевые факторы изменения климата. По их мнению, удвоение парциального давления углекислого газа в атмосфере привело к продолжительному Эль-Ниньо, который спровоцировал каскад губительных для биосферы процессов.
В конце пермского периода биосфера утратила почти 90 процентов видов. Ученые полагают, что причиной тому стал резкий рост парникового эффекта, вызванный масштабным извержением сибирских траппов. Главный нераскрытый вопрос: почему тот древний мир оказался столь чувствительным к росту CO2? 2 в атмосфере?
Учёные из ряда европейских институтов, возглавляемые Китайским университетом наук о Земле в Ухане, стремятся прояснить ситуацию. Их исследования привели к… опубликованы в журнале Science.
Разрушение морской и наземной фауны произошло с задержкой во времени. Вымирание морских организмов началось за 17 тысяч лет до резкого повышения температуры экваториальных вод с 26 до 34 градусов Цельсия, что превысило возможности многих живых существ. Таким образом, действовал еще какой-то невидимый фактор — возможно, недостаток кислорода в океане (аноксия).
Авторы исследования отвергли эту версию, так как в эпоху высокого насыщения атмосферы кислородом океанская аноксия могла бы вызвать гибель сухопутной биоты лишь после морского кризиса и пика потепления. Торфяники исчезли, голосеменные леса сменились кустарниковыми экосистемами за десятки или даже сотни тысяч лет до гибели океанской биоты.
В качестве объяснений исчезновения существа на суше исследователи предложили различные гипотезы: от загрязнения тяжелыми металлами и истощения озонового слоя до кислотных дождей. Однако ни одна из них не смогла дать полного ответа на глубину позднепермского кризиса.
Большинство видов не смогли адаптироваться, но к счастью кто-то выжил, иначе мы бы сейчас не жили. Это был почти конец жизни на Земле, — подчеркнул профессор Сун Ядун из Университета наук о Земле (КНР), автор статьи.
Специалисты обратились к краткосрочным климатическим явлениям, действующим в масштабе года и десятилетий, которые способны вызвать серьезные колебания температуры и гидрологических циклов. Для прогноза глобального климата на фоне резкого повышения выбросов парниковых газов
профессионалы использовали модель HadCM3BL, палеотемпературные данные и анализ осадочных пород для определения градиента температуры поверхности моря на экваторе — SST. Equatorial Sea Surface Temperature) — а также смоделировать взаимодействие атмосферы и океана.
Модель указывает на то, что в конце пермского периода зональный градиент SST в океане Тетис сократился с семидесяти до одного-четырех градусов Цельсия на границе геологических периодов. Такие и другие серьезные изменения параметров океана привели к ослаблению циркуляции Уокера — метеорологического явления перемешивания нижних слоев атмосферы над океаном в тропиках. В результате возникло Эль-Ниньо — колебание температуры верхнего слоя тропического океана.
Современное Эль-Ниньо длится 9-12 месяцев, в плиоцене оно продолжалось три миллиона лет. Спорят о том, как потепление климата влияет на это явление. Новая модель показала, что к концу пермского периода сила и продолжительность Эль-Ниньо увеличивались, что привело к сильному и нестабильному теплу на планете.
Одно потепление не могло спровоцировать столь разрушительное исчезновение видов. Сегодня мы наблюдаем: при повышении температуры в тропиках виды мигрируют на север, в более высокие широты. Исследователи продемонстрировали, что мощные выбросы парниковых газов не только нагрели планету, но и сделали климат более жарким и неустойчивым, непригодным для существования.
В периоды сильных Эль-Ниньо тепловая энергия океана переходит на сушу, создавая засухи и небывалое тепло. Сейчас это наблюдается в экваториальных районах, поражая леса Амазонки и центр Африки.
Сильные тепловые волны во время Эль-Ниньо, как в настоящее время, так и в конце пермского периода, вызывают обесцвечивание коралловых рифов и гибель планктона, что может привести к катастрофическим последствиям.