Четыре из пяти крупных вымираний в истории Земли коррелируют с периодами повышенной вулканической активности.
Вулканические извержения выбрасывали огромное количество углекислого газа и лавы, способное в короткие сроки привести к гибели всего живого на целых континентах.
Немецкие и американские ученые проанализировали геологические и палеонтологические данные о наиболее масштабных вулканических извержениях прошлых эпох и установили, что их влияние на массовые вымирания не является случайным. Исследования показали, что подобные извержения как минимум четырежды приводили к существенным изменениям в биосфере Земли, в частности, они стали причиной исчезновения динозавров 66 миллионов лет назад. В то же время, столкновения с астероидами, включая Чиксулуб, имели меньшее значение, пишут ученые в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследование было посвящено пяти наиболее масштабным вымираниям фанерозоя, эпохи, начавшейся 539 миллионов лет назад и продолжающейся до настоящего времени. Среди них ордовикско-силлурийское вымирание, произошедшее 440 миллионов лет назад, привело к потере 85% морских животных. Девонское вымирание, датируемое 364 миллионом лет назад, повлекло за собой исчезновение половины всех родов живых существ. Пермское вымирание, произошедшее 251 миллион лет назад, стало причиной гибели 96% морских видов, 73% видов земных позвоночных и 83% видов насекомых. Триасовое вымирание, произошедшее около 200 миллионов лет назад, привело к исчезновению половины всех существовавших видов. Завершает список мел-палеогеновое вымирание 66 миллионов лет назад, которое стало причиной гибели 47% родов морских животных и 18% семейств сухопутных позвоночных, включая нептичьих динозавров).
Анализ показал, что по меньшей мере четыре из пяти случаев вымирания совпали по времени с базальтовыми наводнениями. Это наиболее масштабные вулканические извержения, в результате которых выбрасывается огромное количество базальтовой магмы – миллионы кубических километров. За один миллион лет, что является относительно небольшим периодом в геологической истории, подобные извержения способны покрыть целые континенты толстым слоем лавы. В настоящее время следы базальтовых наводнений проявляются в виде обширных участков вулканической породы с характерной ступенчатой структурой. Эти образования исследовались учеными из Германии и США.
Еще одним существенным фактором, влияющим на окружающую среду при таких масштабных извержениях, является выброс значительных количеств углекислого газа и двуокиси серы. К примеру, в эпоху триасового вымирания вулканы добавили в атмосферу порядка 100 триллионов тонн СО2, что вызвало глобальное изменение климата. А серия мощных извержений в Сибири 252 миллиона лет назад буквально задушила углекислым газом большинство живых существ на планете, включая насекомых. Сейчас базальтовые следы тех извержений (сибирские траппы) покрывают площадь в два миллиона квадратных километров и образуют знаменитое плато Путорана.
Массовые извержения происходили и на Индийском субконтиненте незадолго до вымирания динозавров, но тут падение Чиксулубского метеорита «спутало все карты». Как говорит Бренхин Келлер, один из авторов исследования, после обнаружения Чиксулубского кратера ученые отмели в сторону все остальные гипотезы вымирания динозавров. Но с другими вымираниями так и не удалось связать какие-либо падения небесных тел на Землю. Это может указывать на то, что Чиксулубское импактное событие было совпадением, которое только ускорило мел-палеогеновое вымирание, но не стало его главной причиной.
Для проверки данной гипотезы ученые использовали численные модели. В ходе работы было создано сто миллионов сценариев изменения климата и биосферы, которые затем сопоставили с моделями вымираний, вызванных вулканическими извержениями и падениями астероидов. Полученные данные свидетельствуют о явной взаимосвязи между вымираниями и вулканической активностью, в то время как связь с падениями метеоритов оказалась значительно менее выраженной и практически исчезала при исключении из модели события, связанного с Чиксулубским падением. Ключевым фактором, определяющим высокую смертоносность вулканических извержений, являлась исключительно высокая скорость выброса лавы и углекислого газа, которую экосистемы не смогли компенсировать».
По словам Бренхина Келлера пришла к выводу, что роль вулканизма в массовых вымираниях нельзя недооценивать — вероятно, она была ключевой. Ученые полагают, что все необходимые условия для гибели динозавров сформировались вследствие извержений в районе Индостана, а Чиксулубское падение стало лишь завершающим актом в истории ящеров юрского периода.