В результате карнийского плювиального события сформировались оптимальные условия для возникновения и развития новых видов.
Международные исследователи изучили окаменелые растительные отложения и сопоставили их с периодами повышенной вулканической активности и существенными изменениями в окружающей среде, произошедшими 232–234 миллиона лет назад. Анализ показал, что именно эти всплески вулканизма сформировали «мегамуссонный» климат того времени и стали причиной бурного развития флоры и фауны. Результаты работы ученые представляют в статье в Материалы Национальной академии наук (PNAS) .
Карнийское плювиальное событие – это значительное изменение климата, произошедшее в верхнем триасе, 232–234 миллиона лет назад. В то время извержения вулканов, связанных с большой магматической провинцией Врангеллия (ее остатки можно найти на западе Северной Америки), на Пангею привели к продолжительным дождям, которые продолжались почти два миллиона лет.
Вулканы, конечно, не создали дожди самостоятельно. Извержение Врангеллии выбросило в атмосферу не менее 5000 гигатонн углерода – это сопоставимо с современными антропогенными выбросами углерода за сотни лет. Повышение концентрации углекислого газа привело к тому, что мир стал заметно более влажным и теплым, а океаны — менее солеными. Авторы другой прошлогодней работы, опубликованной в Science Advances, в связи с тем, что значительное число видов не выдержало резких климатических изменений, некоторые ученые предложили рассматривать Карнийское плювиальное событие как шестое массовое вымирание.
В ходе исследования остатков растений, найденных в озере на севере Китая, авторы новой работы провели сопоставление с периодами вулканической активности. В результате ученые установили, что климатические изменения в верхнем триасе не были вызваны единой серией извержений, а произошли в четыре отдельных этапа.
Анализ показал, что каждая фаза извержений вулканов коррелировала с масштабными нарушениями в глобальном углеродном цикле, значительными климатическими сдвигами в сторону повышения влажности, а также с углублением исследуемого озера, что сопровождалось уменьшением концентрации кислорода и сокращением численности живых организмов в его толще.
Геологические свидетельства, найденные в Центральной Европе, Восточной Гренландии, Марокко, Северной Америке, Аргентине и других регионах, говорят о том, что рост количества осадков вызвал расширение водосборных областей. Эти области направляли воду в озера и болота, а не в реки или океаны.
Джейсон Хилтон, профессор палеоботаники и палеоэкологии из Бирмингемского университета, является одним из авторов этой работы, описал происходившее так: «В течение двух миллионов лет животный и растительный мир планеты претерпел значительные изменения, включая выборочное вымирание в морской среде и диверсификацию групп растений и животных на суше. Наши исследования показывают, что этот период можно разделить на четыре отдельных события, каждое из которых было вызвано отдельными всплесками мощной вулканической активности, связанной с огромными выбросами углекислого газа в атмосферу. Это вызвало повышение глобальной температуры и влажности».
Считается, что именно этот период ознаменован быстрым распространением динозавров. Как полагает доктор Эмма Данн, палеобиолог из Бирмингемского университета, этому способствовали изменения климата, которые происходили не одномоментно, а в виде четырех волн вулканической активности, что подтверждается исследованием: «Этот продолжительный период вулканической активности и изменений в окружающей среде оказал существенное влияние на наземных животных. В то время динозавры только начинали эволюционировать, и, вероятно, без такого развития событий они не смогли бы достичь экологического господства, которое мы видим в течение последующих 150 миллионов лет».
Если бы извержения вулканов в тот период не были такими продолжительными, а произошли бы в краткосрочный период, это могло спровоцировать острый кризис и вызвать резкое похолодание из-за выброса диоксида серы в атмосферу. Однако продолжительные серии извержений не вызывали значительных кратковременных похолоданий. Вместо этого они постепенно увеличивали концентрацию углекислого газа в атмосфере, что в конечном итоге приводило к потеплению и увеличению количества осадков, что закономерно сопровождает повышение температуры.
Следует подчеркнуть, что Карнийское плювиальное событие имело огромное значение не только для динозавров: именно в этот период получили широкое распространение твердые кораллы, подобные современным. В то же время, климат на суше обеспечил развитие современных хвойных растений и повлиял на эволюцию наземных экосистем, а также на животный и растительный мир, в который входили папоротники, крокодилы, черепахи, насекомые и ранние предки млекопитающих.