Массовое удушение: как сибирские траппы едва не уничтожили жизнь на Земле

Ученые назвали причину Пермского вымирания

Слушать
Остановить
Ученые выяснили, что Пермское вымирание 250 млн лет назад было вызвано быстрым глобальным повышением концентрации углекислого газа в 13 раз. Этот газ произвели извержения Сибирских траппов, о чем свидетельствуют данные анализа изотопов углерода.

250 млн лет назад произошло Пермское вымирание, крупнейшее в истории Земли. За несколько десятков тысяч лет планета лишилась 96% морских видов, ¾ видов наземных позвоночных и ⅘ видов насекомых, что во много раз превосходит масштабы катастрофы, убившей динозавров. Ученые долго искали причины этой массовой гибели животных, в частности, пытались найти достаточно крупный метеоритный кратер, подходящий по датам. Но известно, что Пермское вымирание совпало во времени с излияниями лавы в районе Сибирских траппов.

Траппы — это, по сути, вулканы циклопических размеров. В ходе их извержений на поверхность выходит столько лавы, что она покрывает значительную часть материка, Сибирская трапповая провинция простирается от Уральских гор почти до озера Байкал и Якутска. У траппов нет ни жерла, ни даже выраженного центра — потоки жидкой лавы льются из многих щелей и образуют сравнительно плоские базальтовые скалы, формирующие уступы (по-шведски trappa — это лестница). Вместе с базальтом на поверхность выходят металлы, и потому не случайно, что город Норильск, живущий добычей никеля, меди, кобальта и платины, находится в районе наиболее мощных трапповых отложений.

Хоть потоки лавы 250 млн лет назад и залили большую часть Сибири, они не в состоянии объяснить гибель живых существ по всей Земле. Ин Цуйа из Университета Монклер и его коллеги из США, Китая, Норвегии и Нидерландов построили полную картину Пермского вымирания. Их статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В качестве отправной точки исследователи выбрали данные о повышенном содержании углекислого газа в тот период. Чтобы получить подробную информацию о его источнике и темпах накопления, ученые проанализировали древние органические отложения, которые добыли из глубины Финнмаркского плато на севере Норвегии.

Углерод имеет два стабильных изотопа, 12С и 13C. Они ведут себя по-разному, легкий углерод-12 легче поглощается растениями, чем тяжелый углерод-13, но в разной степени в зависимости от вида растения, доступности питания, водного и температурного режимов и некоторых других условий.

С помощью анализа изотопов углерода тканей животного можно даже понять, чем оно питалось, а изучив отношение 12С к 13С в древесных кольцах, можно восстановить картину колебаний химического состава атмосферы.

Более точно датировать каждый пласт исследователям помогла астрохронология. Солнечное излучение со временем меняет интенсивность, что отражается в количестве гамма-излучения, достигающего Земли. Изучив следы этого излучения, физики построили надежную временную шкалу.

В результате Ин Цуйа и его команда выяснили, что Пермское вымирание было связано с резким увеличением в атмосфере количества углекислого газа, произведенного вулканами.

Судя по соотношению изотопов углерода в остатках наземных растений, эти выбросы были огромными: концентрация углекислого газа выросла в 13 раз за несколько тысяч лет, чему соответствуют дополнительные выбросы по 4,5 гигатонны углерода в год.

Наибольшую часть этого углерода выбросили непосредственно траппы, оставшаяся часть образовалась в ходе горения отложений угля и метана. Органика не смогла поглотить такое количество углекислого газа, его концентрация длительное время оставалась повышенной по сравнению с эпохой до извержения по меньшей мере в три раза, что привело к Триасовому потеплению.

Повышение концентрации углекислого газа также привело к глобальному закислению океана и повышению глобальной температуры с 25 до 40 градусов, что стыкуется с результатами анализа изотопов бора и кислорода в раковинах моллюсков той эпохи. Теперь ученых интересует, как быстро и с помощью каких механизмов углекислый газ удалялся из атмосферы. Это даст понимание, как можно справиться с современными выбросами этого парникового газа в результате человеческой деятельности и насколько эти выбросы опасны.

Поделиться: