Обсуждая мел-палеогеновое вымирание, нередко упоминают извержения, образовавшие Деканские траппы. Существует мнение, что причиной гибели всех нептичьих динозавров 66 миллионов лет назад могли быть вулканические извержения, а не падение астероида. Для выяснения роли деканских извержений в последнем массовом вымирании международная группа исследователей провела экспедицию в Индию.
Около 66 миллионов лет назад Земля столкнулась с масштабной климатической катастрофой, повлекшей за собой вымирание нептичьих динозавров и многих морских и летающих рептилий. Примерно 47 процентов родов и до 75 процентов видов животных были стерты с лица земли. Это событие вошло в историю под названием мел-палеогеновое вымирание, или «последнее массовое вымирание».
Граница между мезозойской и кайнозойской эры, ознаменовавшая собой эпоху глобальных трансформаций, совпала по времени с двумя катастрофическими событиями, способными, по отдельности, вызвать апокалипсис и привести к вымиранию живых организмов.
Первое событие — падение астероида диаметром 10-15 километров (астероид многие ученые называют основной причиной мел-палеогенового вымирания). Именно он, как полагают исследователи, оставил огромный кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. По расчетам, мощность этого взрыва составила 100 миллионов мегатонн.
Удар, вызванный падением, породил ударную волну, за которой последовала серия землетрясений и пожаров, а также мощные цунами. В атмосферу было выброшено значительное количество серы, углерода и сажи, что привело к затемнению поверхности Земли и резкому похолоданию, ознаменовавшему длительный период, известный как «астероидная зима». Недостаток солнечного света привел к гибели растительности, затем погибали животные, зависящие от растений в качестве источника питания, и так далее по всей пищевой цепи.
Вторым важным событием стало массовое извержение вулканов, которое началось в период мел-палеогенового вымирания и повторялось на протяжении миллионов лет, продолжаясь даже спустя некоторое время после падения астероида.
По всей видимости, изменение климата, вызванное непрерывными выбросами вулканических газов, либо непосредственно стало причиной вымирания, либо способствовало ему. Извержения вулканов и связанные с ними потоки лавы привели к Деканские траппы на территории современной Индии — магматические образования, занимающие площадь 500 тысяч квадратных километров и сложенные из базальта толщиной более двух километров.
Точная причина последнего массового вымирания, будь то столкновение с астероидом или вулканическая активность, остается невыясненной. По мнению некоторых ученых, масштабные извержения вулканов могли быть достаточными для уничтожения значительного числа видов, в то время как падение астероида лишь усугубило положение уже ослабевшей экосистемы.
Некоторые ученые полагают, что влияние вулканических извержений на вымирание видов не столь однозначно — и что они, напротив, оказали положительное воздействие. В течение длительного времени в недрах вулканов происходила дегазация углекислого газа, что привело к парниковому эффекту (глобальному потеплению), продолжавшемуся около 300 тысяч лет до столкновения с астероидом. Этот процесс способствовал уменьшению климатических последствий, возникших в результате падения небесного тела.
Для изучения изменений в вулканической активности, происходивших на границе мела и палеогена, и выяснения влияния деканских извержений в последнем массовом вымирании, международная группа геохимиков во главе с Сарой Каллегаро из Университета Осло (Норвегия) провела исследования в Индии. В центре внимания исследователей находилась формация Западные Гаты, являясь отслоившимся участком плато Декан, где простираются Деканские траппы.
Ученые проанализировали образцы лавы, взятые из деканских формаций, сформировавшихся как до, так и после падения астероида на границе мела и палеогена. Геохимический анализ выявил наличие следов масштабных, но непродолжительных выбросов, в частности, вулканического фтора и серы, которые, вероятно, являются результатом извержений.
Затем ученые определили концентрацию фтора и серы в 21 и 15 образцах, соответственно, и установили, что содержание этих элементов значительно варьируется. Так, максимальное содержание фтора в материалах нижней мел-палеогеновой границы колебалось от 400 до 3000 частей на миллион, тогда как после падения астероида оно снизилось до 40–250 частей на миллион.
«По словам Сары Каллегаро, выбросы фтора, происходившие как ниже, так и выше мел-палеогеновой границы, вероятно, оказали значительное воздействие на окружающую среду, однако только в отдельных районах. Это объясняется тем, что данное соединение способно быстро вымываться из вулканического шлейфа под воздействием дождей.
Содержание серы достигало пиковых значений, до 1800 частей на миллион, в образцах, датируемых периодом, предшествовавшим мел-палеогеновой границей на 100 тысяч лет (до столкновения с астероидом). После падения астероида концентрация серы значительно снизилась, не превышая 750 частей на миллион. Полученные данные свидетельствуют о том, что вулканическая активность, включая извержения, была более интенсивной и масштабной до импактного события, чем в последующий период.
«Выбросы большого количества диоксида серы в атмосферу, как это произошло на Земле до падения астероида, приводят к образованию сульфатных аэрозолей, отражающих солнечное излучение. Это вызывает кратковременное похолодание, которое может продолжаться несколько лет. По сути, выброс серы может спровоцировать кратковременную вулканическую зиму, — пояснила Каллегаро.
На основании совокупности полученных данных авторы пришли к заключению, что многочисленные и сильные выбросы серы могли спровоцировать ряд кратковременных вулканических зим по всей планете, произошедших за 300–400 тысяч лет до падения астероида (степень похолодания варьировалась в зависимости от географического положения). Несмотря на то, что эти зимы были менее интенсивными, чем «астероидная зима», они оказали негативное воздействие на земные экосистемы. Вероятность того, что они стали причиной массового вымирания, представляется низкой.
Результаты работы ученых опубликованы в журнале Science Advances.