Пять самых массовых вымираний животных - Интересная наука. Научно-познавательный интернет журнал

Кроме двух самых известных вымираний - того, что лишило мир динозавров, и самого крупного, пермского - было еще как минимум три масштабных вымирания, уничтоживших огромное число видов. Сегодня ряд ученых полагает, что мы живем в период шестого вымирания.

Ордовикско-силурийское вымирание

Это вымирание считается самым древним - произошло оно 440 млн лет назад. Жизнь на планете в ордовикский период становилась сложнее, моря были заполнены примитивными осьминогами, трилобитами, кораллами, морскими звездами, угрями и челюстными рыбами. В борьбу за существование включились и растения на суше.

В процентном соотношении всех выживших и погибших видов это вымирание занимает «почетное» третье место. Было как минимум две волны вымирания с промежутком около миллиона лет. Печальным их итогом стала гибель 60% морских беспозвоночных: двустворчатые моллюски, брахиоподы, мшанки, иглокожие - почти все они канули в Лету. Только великое пермское вымирание убило больше морских организмов.

Ордовикско-силурийское вымирание часто связывают с южным движением древнего суперконтинента Гондвана. Снижение уровня океана в сочетании с похолоданием разрушило привычные биологические ниши и привело к уменьшению биоразнообразия. Среди основных версий ученые также рассматривают падение астероида и масштабные извержения вулканов.

Согласно одной из гипотез, ордовикско-силурийское вымирание произошло из-за вспышки гамма-излучения сверхновой, расположенной от нас в 6 тыс. световых лет. Она сократила озоновый слой атмосферы, и сильное ультрафиолетовое излучение уничтожило миллионы земных организмов. Сверхновая могла находиться в ближайшем к нам рукаве Млечного Пути.

Девонское вымирание

Случившаяся примерно 360 млн лет назад катастрофа названа в честь девонского периода, ставшего временем эволюции некоторых рыб, крепкие плавники которых позволили им передвигаться по суше. Трилобиты в это время теряют свое господство в море, а на земле растения становятся сложнее.

Вымирание могло иметь два этапа, которые прошли 374 и 359 млн лет назад. По другим версиям этапов было не два, а намного больше. Как бы там ни было, численность морских видов сократилась на 50%, а конкретно в первый период были уничтожены почти все бесчелюстные. Наземные и пресноводные организмы практически не пострадали, а вот рифовая система была сильно потрепана.

Ученые затрудняются назвать главную причину девонского вымирания. Кто-то опять же связывает его с падением астероида, кто-то - с увеличением температуры и испарением воды, другие указывают на эволюцию растений. Есть и теория, согласно которой в конце девона массового вымирания не было, но сильно замедлилось образование новых видов.

Анализы отложений осадочных пород показали, что в позднем девоне окружающая среда сильно изменилась. Наблюдалось резкое снижение содержания кислорода в океанах (аноксия), а темпы отложения углерода, наоборот, возросли. Аноксия препятствовала гниению организмов, и органической материи становилось все больше.

Великое пермское вымирание

Самое масштабное из известных вымираний произошло задолго до гибели динозавров - 252 млн лет назад. Оно стало точкой разграничения пермского и триасового периодов. На планете тогда доминировали виды, жившие и откладывавшие яйца на суше. Впрочем, такое конкурентное преимущество их не спасло. Жертвами вымирания стали 70% наземных видов позвоночных и 96% всех морских видов.

Катастрофа произошла всего за 60 тыс. лет. Ушли в небытие многие парарептилии (примитивные четвероногие), членистоногие и рыбы, 83% всех видов насекомых. Зато благодаря этому событию смогли развиться предки динозавров, долгое время остававшиеся в тени эволюции.

Причины пермского вымирания тоже далеко не однозначны и горячо обсуждаются в научной среде. Все они похожи на предыдущие: падение астероида, извержения вулканов, а также масштабная засуха. Недавно еще одно подтверждение нашла самая популярная из теорий - вулканическая. Ответить на некоторые вопросы помогли каменистые отложения (в конце пермского периода они были морским дном) пустыни Объединенных Арабских Эмиратов, которая почти не изменилась за миллионы лет. Причиной гибели видов могло стать насыщение атмо-сферы углекислым газом после извержения сибирских вулканов.

Триасовое вымирание

Произошедшее 199 млн лет назад вымирание используют в качестве границы триасового и юрского периодов. По земле тогда уже ходили относительно крупные динозавры, которые, тем не менее, испытывали конкуренцию с другими рептилиями.

В результате катастрофы вымерли конодонты, составлявшие 20% всех морских семейств, сильно пострадали архозавры, терапсиды и земноводные. Вымирание произошло за 10 тыс. лет, предоставив возможность динозаврам хозяйничать на Земле в последующий юрский период.

В числе возможных причин вымирания нередко упоминают так называемую гипотезу о «метангидратном ружье», в соответствии с которой повышение температуры океана высвобождает метан из отложений, расположенных под морским дном. Метан - парниковый газ, поэтому температура начинает расти скачкообразно, ведя к еще большему высвобождению метана. Это похоже на замкнутый круг, и остановить процесс невозможно, как нельзя остановить выстрел, если спусковой крючок уже нажат. Активно обсуждаются и другие версии.

Мел-палеогеновое вымирание

Именно этот катаклизм, произошедший 65 млн лет назад, погубил динозавров, морских рептилий и летающих ящеров. Но существуют и другие гипотезы, которые, как правило, дополняют основную - астероидную. Кроме хорошо известных тираннозавров, трицератопсов, анкилозавров и других ящеров в меловой период активно распространились небольшие млекопитающие. Именно им было суждено унаследовать мир.

Всего жертвами катастрофы стали 16% семейств водных животных и 18% семейств сухопутных позвоночных. Эксперты затрудняются сказать, шло вымирание поэтапно или же случилось за короткий промежуток времени. Считается, например, что травоядные трицератопсы могли существовать еще несколько миллионов лет.

Недавнее исследование экспертов Принстонского университета, Массачусетского технологического института, Университета Лозанны и Университета Амравати склоняет к версии об извержениях вулканов. Анализ геологических образований в траппах плато Декан помог выяснить, когда они начались и сколько продолжались. Оказалось, что масштабные извержения стали происходить за 250 тыс. лет до момента падения предполагаемого астероида и продолжались на протяжении 500 тыс. лет. За это время выделившийся углекислый газ закислил Мировой океан, что и привело к гибели многих видов и нарушению пищевых цепочек.

Ни одно из массовых вымираний не породило столько гипотез, как мел-палеогеновое. Кроме популярных научных версий (вулканы, астероид, хищные млекопитающие и т. д.) появились и полуфантастические. Некоторые всерьез утверждают, что о рукотворном уничтожении ящеров свидетельствуют обнаруженные «кладбища» динозавров, включающие кости множества особей.

Летопись Земли

Как видим, величайшие массовые вымирания происходили в разные периоды и в различных временных промежутках. Так, между ордовикско-силурийским и девонским вымираниями лежит 76 млн лет, а триасовое и мел-палеогеновое разделяют 134 млн.

Впрочем, это если принять на веру, что такие вымирания действительно были. Возможно, новые виды появлялись медленнее, а сами по себе вымирания не носили ярко выраженного характера. А еще каждое из массовых вымираний могло представлять собой череду более малых катастроф, или же число самих масштабных катаклизмов было выше.

Откуда же взялась такая неопределенность? Мы все еще очень мало знаем об истории Земли. Концепцию неполноты палеонтологической летописи развил еще Чарльз Дарвин. В труде «Эволюция таксономического разнообразия», автором которого стали А. С. Алексеев, В. Ю. Дмитриев и А. Г. Пономаренко, указывается, что современная наука знает лишь 1-2% видов, существовавших на Земле. Проще говоря, мы судим о массовых вымираниях на основе анализа немногих найденных в окаменелостях останков организмов. Именно так ученые определяют, какой процент видов и родов не дожил до следующего периода.

Наука знает недостаточно, чтобы ответить на все эти вопросы. Мы не можем не только уверенно назвать причины катастроф, но и понять, были ли они в действительности. Во всяком случае в том виде, в котором люди их представляют.

Общности и различия

Но попытаемся вычленить схожие черты и различия. Перед нами пять массовых вымираний (шесть, если учесть эоцен-олигоценовое). Логично предположить, что многие из них имели схожие причины. В то же время две самые популярные версии - вулканы и падения небесных тел - подвергаются наибольшей критике. Известно, что мощнейшая вулканическая активность имела место в период мел-палеогенового и пермского вымираний. Однако если рассмотреть все известные случаи вымираний (а их как минимум одиннадцать), то получается, что масштабные геологические процессы можно соотнести лишь с шестью.

Похожая ситуация и с падениями астероидов. Гибель динозавров совпадает по времени с падением гигантского астероида близ острова Юкатан. От него остался кратер Чиксулуб диаметром 180 км и первоначальной глубиной до 20 км. Образовавшаяся от падения энергия была в 2 млн раз выше энергии взрыва термоядерной «Царь-бомбы», и этого могло хватить, чтобы изменить жизнь на Земле. А вот с триасово-юрским вымиранием сложнее: ученые пока не обнаружили кратеров, которые могли бы его объяснить.

Но, быть может, причины вымираний следует искать в другом месте? Недавно о такой возможности заявили ученые из Университета Западного Сиднея, работавшие под руководством профессора Мирослава Филиповича (Miroslav Filipović). Они обратили внимание на график движения Солнечной системы. Наше Солнце совершает полный оборот вокруг центра галактики Млечный Путь за 200 млн лет. На своем пути система проходит через галактические спиральные рукава, где выше плотность звезд и межзвездного газа. Построенная модель помогла выяснить, что массовые вымирания совпадают с прохождением через эти рукава. Это касается мел-палеогенового, триасового, пермского, позднедевонского и позднеордовикского вымираний.

По словам авторов, совпадение возможно, но его вероятность очень мала. Ученые не берутся сказать, что именно погубило земные организмы. Теоретически прохождение через спиральные рукава Галактики увеличивает шансы на близкий взрыв сверхновой со всеми вытекающими последствиями. Но сами исследователи предпочитают версию о связанном с прохождением через плотное звездное скопление гравитационном влиянии. В этом случае находящееся на периферии системы кометное облако может терять стабильность, увеличивая тем самым риск столкновения планеты с небесными телами.

Все вышесказанное - лишь гипотезы. Однако ими не следует пренебрегать, ведь сейчас Солнце находится в одном из таких спиральных рукавов. Существует и много других поводов для беспокойства.

Эоцен-олигоценовое вымирание называют шестым в списке массовых катастроф. Оно произошло позже других - 33,9 млн лет назад, и было не столь разрушительным. За 4 млн лет вымерло порядка 3,2% морских животных. Половину из вымерших семейств составили фораминиферы и морские ежи. Пострадали и наземные организмы. Среди возможных причин, как и в других случаях, указывают возможность столкновения с небесным телом, вулканическую активность или климатические изменения.

Человечество вымрет?

Безусловно. Вопрос лишь в том, когда это произойдет. Люди могут погибнуть вместе с планетой, Солнцем, Галактикой или Вселенной. Через миллион или, например, десять миллиардов лет. Но существует и куда более пессимистичный сценарий.

Гипотеза о том, что на Земле уже началось шестое массовое вымирание, существует не первый год. Теперь группа ученых под руководством знаменитого эколога Пола Эрлиха (Paul Ehrlich) из Стэндфордского университета нашла новые доказательства справедливости этого предположения. Была детально проанализирована частота исчезновения животных и растений в периоды прошлых вымираний, а также динамика, которая наблюдалась в промежутках межу ними. До того, как человек стал играть важную роль в земной экосистеме, на нашей планете раз в сто лет вымирали два вида млекопитающих на каждые десять тысяч существовавших тогда видов. Но уже в XX веке эта цифра увеличилась в 114 раз. За какие-то сто лет вымерло столько видов, сколько обычно гибнет за десять тысяч. Если говорить о позвоночных, то здесь просматривается аналогия с мел-палеогеновым вымиранием, когда исчезли динозавры.

Интересно, что сами авторы называют такой прогноз «оптимистичным», поскольку они исходили из консервативных прогнозов. Сейчас, по словам Пола Эрлиха, на грани уничтожения находятся 40% видов амфибий, а кроме этого может кануть в Лету четверть млекопитающих. Вымирание коснется и человека, ведь он целиком зависит от родной Земли.

Кстати, именно антропогенный фактор ученые называют главной причиной возможного нового вымирания. Эрлих полагает, что человек не может сидеть сложа руки и должен бороться за вымирающие виды. Он рекомендует сохранять естественную среду обитания видов и препятствовать глобальным изменениям климата.

Тезис о новом вымирании косвенно подтверждают и европейские ученые. Клэр Ренье (Claire Régnier) из Национального музея естествознания (Франция) считает, что показателем вымирания может быть исчезновение беспозвоночных. Согласно новым данным, в эпоху антропоцена уже погибли 10% видов улиток, а еще несколько основных видов этих существ находятся на грани гибели. Порог выживаемости улиток очень высок, и их исчезновение - плохой признак. Ситуацию усугубляет то, что о многих видах человечество даже не подозревает. Следовательно, на них не распространяется статистический учет.

Исследования показали, что за 200 тыс. лет своего существования человек уничтожил около тысячи видов. Если взять менее продолжительный период, то с 1500 года люди погубили около 320 видов животных. В этот список попали странствующий голубь, тасманский тигр и живший в Китае пресноводный дельфин байцзи. На восстановление земной экосистемы, по мнению экспертов, понадобятся миллионы лет.

Так в чем же причины массовых вымираний? Можно ли выделить общие признаки этих катастроф? Однозначного ответа на эти вопросы нет до сих пор. Если говорить о шестом массовом вымирании (учитывая эоцен-олигоценовое - седьмом), то его причины будут отличаться от виновников предыдущих пяти: судя по всему, оно вызвано деятельностью человека. И только сами люди могут этому помешать.

Одно из самых катастрофических вымираний в истории Земли, произошедшее в пермском периоде, по геологическим меркам продолжалось буквально одно мгновение. Как подсчитали американские ученые, уничтожение 96% водных и 70% наземных видов заняло всего 60 тысяч лет.

Пермский пейзаж. Реконструкция Victor Leshyk

Пермское вымирание не зря называют Великим – ничего подобного в истории нашей планеты с тех пор не происходило. Но, несмотря на грандиозные масштабы этой катастрофы, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о ее причинах. На сегодняшний день существует три гипотезы, объясняющие массовое вымирание живых организмов – падение астероида, глобальное извержение вулканов и каскад наложившихся друг на друга экологических катаклизмов.

Пытаясь разобраться в событиях, отдаленных от наших дней 250 миллионами лет, исследователи Массачусетского технологического института замерили длительность катастрофы во времени. Как оказалось, вымирание происходило "практически мгновенно с геологической точки зрения" и продолжалось порядка 60 тысяч лет, то есть по меньшей мере в 10 раз быстрее, чем это считалось ранее. Получить эту потрясающую цифру ученым удалось благодаря новым, более точным методам определения возраста горных пород.

"У нас есть представление о точном возрасте и продолжительности вымирания, – констатировал профессор геологического факультета MIT Сэм Боуринг. – Но как можно было убить 96% всех обитателей океанов за какие-то десятки тысяч лет? Похоже, исключительное вымирание требует исключительного объяснения".

Примерно за 10 тысяч лет до катастрофы океаны Земли подверглись воздействию большого количества легких изотопов углерода. В результате вода оказалась сильно подкислена, а ее температура выросла сразу на 10 градусов. Именно эти события уничтожили большинство морских обитателей, уверенны исследователи.

Наиболее популярная сегодня гипотеза механизмов пермского вымирания связывает его с сибирскими траппами – многослойными лавовыми полями, возникшими в результате мощнейших вулканических процессов, выбросивших на поверхность Земли больше пяти миллионов кубических километров лавы.

"Понятно, что причины, приведшие к вымиранию, должны были действовать очень быстро, – отметил ведущий автор исследования, аспирант MIT Сет Берджесс. – Настолько быстро, что большинство представителей растительного и животного миров попросту не успели к ним адаптироваться". Краткосрочность событий вымирания подтверждает господствующую гипотезу, согласно которой летучие химические соединения, выброшенные вулканами, радикально изменили состав атмосферы и океанов, став причиной массовой гибели живых существ.

Возможно, цитирует Бауринга The Daily Mail , даже один катастрофический импульс магматической активности стал триггером, запустившим почти мгновенный крах всех глобальных экосистем.

В истории Земли зафиксированы пять крупнейших вымираний — то есть явлений исчезновений всех представителей определенного биологического вида. Последний случай крупного вымирания произошел 65,5 млн лет назад и ознаменовался гибелью динозавров. Самое массовое же вымирание произошло около 250 млн лет назад и привело к исчезновению порядка 95% живых существ. Это явление получило название «массовое пермское вымирание» и стало завершением последнего периода палеозоя — Пермского геологического периода (который, в отличие от многих других геологических периодов, выделенных в Британии, был выделен в 1841 году в районе российского города Пермь британским геологом Родериком Мурчисоном). После Перми в истории Земли начался Триас — первый период мезозоя.

На протяжении последних ста с лишним лет учеными назывались разные причины массового пермского вымирания.

Например, постепенные изменения условий окружающей среды в виде изменений химического состава воды в мировом океане и в атмосфере, изменение океанских течений и т. п.

Но все же больше свидетельств получило предположение о том, что массовое пермское вымирание имеет катастрофический характер и является следствием или падения крупного метеорита, или усиления вулканической деятельности.

Последняя версия получила поддержку несколько лет назад, когда учеными были представлены результаты исследования осадочных пород, свидетельствующие о высокой вулканической активности в течение нескольких миллионов лет в той области, где сейчас находится Сибирь. Новые подобные данные представлены группой канадских ученых во главе со Стефаном Грэсби и опубликованы в журнале Nature Geoscience .

В соответствующих по возрасту геологических слоях канадские геологи обнаружили отложения пепла — ценосферы. Они представляют собой микроскопические полые частицы зольной пыли, которая образуется при сжигании угля. Такие же частицы появляются на Земле как результат работы угольных электростанций.

250 млн лет назад эти частицы могли сформироваться, когда в ходе активности сибирских траппов расплавленное вещество, вырываясь наружу, проходило через залежи угля.

Сибирские траппы — это одна из самых крупных трапповых провинций мира. Траппами называют особый тип континентального магматизма, для которого характерен огромный объём излияния базальта за геологически короткое время (миллионы лет) на больших территориях, название произошло от шведского слова trappa (лестница), так как в районах траппового магматизма возникает характерный рельеф: базальтовый слой эродируется плохо, а осадочные породы разрушаются легко. Траппы развиты во всей Восточно-Сибирской платформе, в Хатангском прогибе, в Минусинской котловине, зона магматизма простирается и на шельфе Евразии, на дне Карского моря. В районе их развития расположены реки Нижняя Тунгуска, Подкаменная Тунгуска, Тюнг и др. Сибирские траппы слагают плато Путорана. Центр траппового магматизма располагался в районе Норильска.

В результате извержения сибирских траппов, следы которого найдены учеными, в атмосфере Земли оказалось огромное количество ядовитых веществ (например, мышьяк и хром), что вызвало «парниковый эффект» и уменьшение количества кислорода в атмосфере. В Мировом океане оказался пепел, в результате чего произошло изменение состава морской воды.

Неудивительно, что после такой катастрофы на Земле осталась существовать только незначительная часть живых организмов.

По словам учёных, им удалось выделить три чётких слоя ценосфер на временном отрезке длительностью в 500-750 тысяч лет, причем последний из них образовался непосредственно перед массовым пермским вымиранием.

«Доказательства достаточно убедительны», — считает Грегори Реталлек, геолог из Университета штата Орегон. С ним согласен геофизик Норман Слип из Стэнфордского университета, который назвал результаты канадской группы «чрезвычайно крупным открытием».

В результате массового пермского вымирания с лица Земли исчезло множество видов, ушли в прошлое целые отряды и даже классы. Вымирание старых форм открыло дорогу многим животным, долгое время остававшимся в тени: начало и середина следующего за Пермью триасового периода ознаменовались становлением архозавров, от которых произошли динозавры и крокодилы, а впоследствии птицы. Кроме того, именно в триасе появляются первые млекопитающие.

Пермское вымирание – самое грандиозное вымирание видов на планете за всю геологическую историю, случившееся на Земле около 250 миллионов лет назад. Наиболее распространённая гипотеза о причинах этого вымирания – вулканическая – недавно получила новое подтверждение палеогеологов.

Если посмотреть на хрестоматийную геохронологическую таблицу, на временной шкале которой геологические эры и периоды сопровождаются описанием господствующих флор и фаун, то увидим, что в следующем после Пермского периода Триасовом на Земле господствовали совершенно иные формы. В конце Перми исчезают древние леса из гигантских плаунов и папоротников (это которые и дали нам ныне активно разрабатываемые каменноугольные месторождения), населённые ящероподобными амфибиями, а на смену им приходят хвойные. В животном царстве позднепермская эпоха ознаменовалась появлением настоящих ящеров - крупных рептилий, которые определи весь облик последующей Мезозойской эры в представлениях современных школьников и продвинутых журналистов.

Пермским вымиранием закончился Палеозой, длившийся 420 миллионов лет. Пермское вымирание освободило на планете место для мезозойской флоры и фауны.

Причина столь грандиозной смены классов растений и животных на границе Палеозоя и Мезозоя кроется в катастрофической смене глобального тропического климата умеренным и в существенном изменении химического состава земной атмосферы. А изменения эти вызваны вулканической активностью на территории современной Сибири.

В те далёкие геологические времена Сибири как таковой не существовало. Не было ни Европы, ни Азии, ни вообще Евразийского континента. А был единый суперматерик Пангея, включавший в свой состав также Африку, Антарктиду, Австралию и обе Америки. И был единственный океан, омывавший Пангею со всех сторон - суперокеан Панталасса.

Но вот 252 миллиона лет назад по какой-то причине (причина - до сих пор дискуссионный вопрос) активизировались супервулканы. Их мощнейшие извержения на тысячелетия закрыли солнечный свет, выбросив в атмосферу огромное количество пыли и сажи. Наступила длительная эпоха сумерек с общим похолоданием, которую-то и не смогли пережить тропические палеозойские леса с их земноводным населением. За каких-то 50 тысяч лет катастрофически вымерло 65-70% наземных видов. В науке это вымирание известно как пермская биосферная катастрофа.

Но грандиозное пермское вымирание наземных флор и фаун, оказывается, всего лишь слабое отражение биосферной катастрофы, случившейся чуть позже в мировом океане Панталасса. По оценкам палеонтологов тогда вымерло 90% обитателей подводного мира.

Выброс вулканами агрессивных химических веществ в атмосферу вызвал сернокислые, азотнокислые и прочие кислотные дожди. Пыль, оседавшая на обширной водной поверхности тоже содержала в себе кислотные радикалы. Но главным фактором оказался углекислый газ СО2, в неимоверных количествах – триллионы тонн! – попавший в атмосферу вследствие вулканических выбросов, и вторичным путём - из-за тотальных лесных пожаров. В целом, плохо растворяясь в воде, углекислый газ, тем не менее, поступал в неё в огромных количествах. И растворяясь, превращался в углекислоту Н2СО3 (это та, которая язык щиплет в газировке).

В течение каких-то 10 тысяч лет воды мирового океана окислились, рН водной среды резко понизился сразу (по геологическим меркам) на 0,7 единицы. И океан Панталасса надолго опустел.

Всё вышеизложенное – результат долгих и кропотливых исследований геологов, геохимиков, палеонтологов разных стран, по крохам добывающих новые знания о далёком прошлом нашей планеты.

Последний по времени (но далеко не окончательный) вклад внесли геологи, изучая пермские известняковые отложения на территории Объединённых Арабских Эмиратов (ОАЭ) на побережье Персидского залива. Учёные исследовали содержание двух изотопов бора в биогенном известняке. Эти две разновидности атомов одного химического элемента различаются по концентрации в щелочных и кислых водах, что является маркером для определения pH водной среды, в которой когда-то обитали пермские раковинные моллюски, раковинные амёбы фораминиферы и прочие морские организмы с известковым скелетом. Из их скелетов через миллионолетия и образовались известняки, дошедшие до наших дней.

Геологи пришли к выводу, что вода в этом районе в позднепермскую эпоху имела повышенную кислотность. Эти исследования подтвердили правоту аналогичного вывода других специалистов относительно изотопов кальция в тех же известняках.

Полученные результаты, конечно, сенсацией (как это преподнесли СМИ) назвать нельзя – просто ещё одна песчинка в кирпичике грандиозного небоскрёба современной науки. Но сам "кирпичик" этот в некотором смысле краеугольный.

Как отмечают сами учёные, их работа позволила выяснить причины второго вымирания (панталасского) животных в позднепермскую эпоху, но не объясняет снижение видового разнообразия во время первого вымирания, которое случилось на несколько десятков тысячелетий ранее и длилось 50 тысяч лет. Как указывают палеогеологические данные, кислотность водной среды на этом первом этапе вымирания тоже повысилась, но незначительно.

Как можно интерпретировать эти данные по позднепермским известнякам Аравийского полуострова? Очевидно, они ещё раз доказывают, что вулканическая активность поздней перми привела к биосферной революции и двухстадийному вымиранию биоты на планете.

Первое вымирание – наземной флоры-фауны - описано выше. Явилось оно следствием климатической катастрофы (затемнение земной поверхности и снижение глобальной температуры на суше из-за загрязнения и замутнения атмосферы сажепылевыми частицами, выброшенными вулканами и пожарами). То есть, здесь мы имеем состоявшийся аналог знаменитой математической модели "ядерной зимы", впервые описанной Карлом Саганом и подробно исследованной Вычислительным центром АН СССР в начале 1980-х под руководством академика Н.Моисеева (модель "Мир-3").

Второе, беспрецедентное вымирание – гидробиоты океана Панталассы, последовавшее после первого наземного вымирания через некоторый короткий геологический промежуток времени (знаменитых математических аналогов не имеет). Оно вызвано химическим загрязнением атмосферы и поверхностных вод и кислотообразующими ангидридами и, как следствие, вторичным загрязнением-закислением мирового океана в результате растворения ангидридов (в первую очередь - СО2) в воде. Хотя углекислота куда менее агрессивна, чем кислоты с азот-сера-хлорсодержащими остатками-радикалами, а растворение СО2 в воде весьма посредственное, но его количество в атмосфере было феноменально большим. И времени – предостаточно. В итоге именно углекислый газ, поступивший в атмосферу из "сибирских" вулканов и горящих папоротниковых джунглей сильно закислил мировой океан. Это изменение химсостава и кислотности привычной для пермских морских обитателей среды и погубило их.

Вступивший в реакцию с водой углекислый газ образовывал угольную кислоту Н2СО3, которая реагировала с вездесущим кальцием с образованием труднорастворимой соли СаСО3, попросту – известняка. Выжившие в апокалипсисе водные организмы с известковым скелетом извлекали из раствора этот известняк (наверное, правильнее говорить, извлекали растворённый кислотный остаток радикал СО3 и сами соединяли его с кальцием) и строили из него свой кальцесодержащий экзоскелет. Богатое содержание извести в воде дало вспышку численности кальций содержащих организмов. За много миллионов лет они таким образом постепенно извлекли растворённую в воде углекислоту, аккумулировав её в виде уже совсем нерастворимых известковых отложений ракушняков, известняков (моллюски), мела (фораминиферы). То есть, вернули кислотность океанской воды в прежнее (или сегодняшнее) нейтральное состояние. А после себя оставили ракушняк, который постепенно превратился в залежи мела и известняка. А некоторые из них пошли далее и, в свою очередь, через миллионолетия превратились в кальциты, доломиты, мергели и мрамор – то есть, в ценные строительные материалы.

Это – что касается научного значения описанной работы по изучению позднепермских известняков.

Но из этой работы геологов вытекает ещё один важный вывод (они сами акцентируют на этом): массовое вымирание животных может быть предупреждением человеку в связи с его активной промышленной деятельностью, приводящей к выбросу в атмосферу Земли углекислого газа. Именно с ней ученые связывают повышение среднего уровня pH в океане к настоящему времени на 0,1 с начала промышленной революции.

Обрати, читатель, внимание: для закисления вулканами и пожарами праокеана Панталасса на 0,7 водородных единиц потребовалось десятки тысяч лет. Промышленная революция в Англии началась всего 300 лет назад, в России – 200, а кое-куда в мире она ещё не докатилась даже. Но за этот исторический (а не геологический!) промежуток океан уже успел закислиться на 0,1 единицы. Напрашивается сравнительный вывод, от которого волосы на голове станут шевелиться!

Пермское вымирание стало одной из крупнейших катастроф, случившихся за долгую историю Земли. Биосфера планеты потеряла почти всех морских животных и более 70% наземных представителей. Удалось ли ученым понять причины вымирания и оценить его последствия? Какие выдвинуты теории и можно ли им верить?

Пермский период

Чтобы примерно представить последовательность настолько далеких событий, необходимо обратиться к геохронологической шкале. Всего палеозой насчитывает 6 периодов. Пермь - период на границе палеозоя и мезозоя. Его длительность по 47 млн лет (от 298 до 251 млн лет тому). Обе эры, и палеозой, и мезозой, являются частью фанерозойского эона.

Каждый период палеозойской эры по-своему интересен и богат на события. В пермский период произошел эволюционный толчок, развивший новые формы жизни, и пермское вымирание видов, уничтожившее большую часть животных Земли.

С чем связано название периода

«Пермь» - удивительно знакомое название, вам не кажется? Да, вы не ошиблись, оно имеет русские корни. Дело в том, что в 1841 году была обнаружена тектоническая структура, соответствующая этому периоду палеозойской эры. Находка располагалась недалеко от города Пермь. А вся тектоническая структура сегодня носит название Предуральского краевого прогиба.

Концепция массовых вымираний

Концепция массовых вымираний введена в научный оборот учеными Чикагского университета. Работу провели Д. Сепкоски и Д. Рауп. По статистическому анализу было выделено 5 массовых вымираний и почти 20 катастроф меньшего масштаба. Бралась к рассмотрению информация за последние 540 млн лет, так как за более ранние периоды данных недостаточно.

К крупнейшим вымираниям отнесены:

• ордовикско-силурийское;
• девонское;
• пермское вымирание видов (причины которого мы рассматриваем);
• триасовое;
• мел-палеогеновое.

Все эти события происходили в палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Их периодичность от 26 до 30 млн лет, но установленную периодичность многие ученые не принимают.

Величайшая экологическая катастрофа

Пермское вымирание - самая массовая катастрофа в истории нашей планеты. Морская фауна вымерла почти полностью, наземных видов сохранилось всего 17% от общего количества. Вымерло более 80% видов насекомых, чего не случалось во времена других массовых вымираний. Все эти потери случились примерно за 60 тыс. лет, хотя некоторые ученые предполагают, что период массового мора продолжался около 100 тыс. лет. Глобальные потери, которые принесло большое пермское вымирание, провели итоговую черту - переступив ее, биосфера Земли начала эволюцию.

Восстановление фауны после величайшей экологической катастрофы продолжалось очень долго. Можно сказать, что намного дольше, чем после других массовых вымираний. Ученые пытаются воссоздать модели, по которым мог протекать массовый мор, но пока не могут сойтись даже в количестве толчков внутри самого процесса. Некоторые ученые считают, что Великое пермское вымирание 250 млн лет назад имело 3 пиковых толчка, другие научные школы склоняются к тому, что их было 8.

Одна из новых теорий

По предположениям ученых, пермскому вымиранию предшествовала еще одна массовая катастрофа. Она случилась за 8 млн лет до основного события и значительно подорвала экосистему Земли. Животный мир стал уязвим, поэтому второе вымирание в рамках одного периода оказалось величайшей трагедией. Если удастся доказать, что в пермский период произошло два вымирания, то под сомнением окажется концепция о периодичности массовых катастроф. Справедливости ради уточним, что эту концепцию оспаривают с многих позиций, даже без учета возможного дополнительного вымирания. Но данная точка зрения пока удерживает научные позиции.

Возможные причины пермской катастрофы

Пермское вымирание до сих пор вызывает множество споров. Острая полемика разворачивается вокруг причин экологического катаклизма. Как равнозначные рассматриваются все возможные основания, в том числе:

• внешние и внутренние катастрофические события;
• постепенные изменения в окружающей среде.

Попытаемся рассмотреть некоторые составляющие обеих позиций подробнее, чтобы понять, насколько велика вероятность их влияния на Пермское вымирание. Фото подтверждающих или опровергающих находок предоставляют ученые многих университетов по мере изучения вопроса.

Катастрофа как причина пермского вымирания

Внешние и внутренние катастрофические события принято рассматривать как самые вероятные причины Великого вымирания:

1. В этот период произошло значительное усиление деятельности вулканов на территории современной Сибири, что привело к большому излиянию траппов. Это означает, что произошло огромное извержение базальта за короткое в геологическом понятии время. Базальт слабо подвержен эрозии, а окружающие осадочные породы легко разрушаются. Как доказательство траппового магматизма ученые приводят в пример огромные территории в виде плоских ступенчатых равнин на базальтовом основании. Крупнейшей трапповой местностью является Сибирский трапп, образовавшийся в конце пермского периода. Его площадь более 2 млн. км². Ученые Нанкинского института геологии (Китай) провели изучение изотопного состава горных пород Сибирских траппов и установили, что пермское вымирание происходило именно в период их образования. Оно заняло не больше 100 тыс. лет (до этого считалось, что оно заняло более длительный промежуток времени - около 1 млн лет). Деятельность вулканов могла спровоцировать парниковый эффект, вулканическую зиму и другие процессы, губительные для биосферы.
2. Причинами биосферной катастрофы могло стать падение одного или нескольких метеоритов, с крупным астероидом. В качестве доказательства приводится кратер площадью более 500 км (Земля Уилкса, Антарктида). Также свидетельства ударных событий найдены в Австралии (структура Бедоут, Северо-восток континента). Многие полученные образцы позднее были опровергнуты в процессе более глубокого изучения.
3. Одной из возможных причин считают резкий выброс метана со дна морей, что могло привести к тотальной гибели морских видов животных.
4. К катастрофе могло привести получение одним из доменов живых одноклеточных организмов (археи) способности перерабатывать органику, выделяя большие объемы метана.

Постепенные изменения в окружающей среде

1. Постепенные изменения состава морской воды и атмосферы, в результате чего возникла аноксия (недостаток кислорода).
2. Повышение сухости климата Земли - животный мир не смог приспособиться к изменениям.
3. Следствием изменения климата стали нарушения океанических течений и уменьшение уровня моря.

Скорее всего, повлиял целый комплекс причин, поскольку катастрофа носила массовый характер, и произошла за короткий период.

Последствия Великого вымирания

Великое пермское вымирание, причины которого пытается установить ученый мир, имело серьезные последствия. Полностью исчезли целые отряды и классы. Вымерла большая часть парарептилий (остались только предки современных черепах). Исчезло огромное количество видов членистоногих и рыб. Изменился состав микроорганизмов. Фактически планета опустела, оказавшись во власти грибков, питающихся падалью.

После пермского вымирания выжили виды, максимально приспособленные к перегреву, низкому уровню кислорода, недостатку пищи и избыточному содержанию серы.

Массовый биосферный катаклизм открыл дорогу новым видам животных. Триас, первый явил миру архозавров (прародителей динозавров, крокодилов и птиц). После Великого вымирания на Земле появились первые виды млекопитающих. На восстановление биосферы ушло от 5 до 30 миллионов лет.