На днях «КЛ» писала о том, что массовые вымирания (особенно пермское) были обусловлены физиологическим кризисом: высокий уровень углекислого газа в атмосфере снизил рН океана и вызвал аноксию. Однако это мало говорит о том, что именно происходило на планете и как долго развивались события.

По новым данным, на великое вымирание ушло менее 200 тыс. лет. Оно сопровождалось очень быстрыми изменениями атмосферной концентрации двуокиси углерода.

Различные методы дают примерно одну и ту же дату: это случилось около 250 млн лет назад. Разброс есть, и он обусловлен не только погрешностями, но и различным воздействием на разные экосистемы факторов, вызвавших вымирание. Новое исследование, которое возглавлял Шучжун Шэнь из Нанкинского института геологии и палеонтологии (КНР), было призвано определить временные рамки вымирания путём анализа 300 образцов из 29 вулканических отложений на юге Китая. В совокупности эти места представляют морскую, переходную и сухопутную среду.

Определение возраста ураново-свинцовым методом, использованное в данном случае, имеет стандартную погрешность в 60–120 тыс. лет. Однако большое количество образцов позволило сузить период вымирания до 200 тыс. лет. В итоге учёные пришли к выводу, что оно имело место чуть больше 252 млн лет назад.

Затем, дабы узнать, что происходило с биосферой, авторы обратились к анализу соотношения изотопов углерода 12C и 13C. Поскольку последний тяжелее, живые существа обычно отдают предпочтение первому.

Исследователи подразделяют углеродный цикл на две фракции. Одну из них представляют карбонатные отложения, которые выводятся из организма, строившего из них свою оболочку. Они не входят в метаболический цикл, поэтому непосредственно отражают уровень CO2 в атмосфере (который влияет на количество углекислого газа, растворённого в океане). Другой источник углеродного цикла — органический углерод, который отражает, что происходило с организмами в то время.

Так вот, учёные обнаружили, что примерно за 90 тыс. лет до начала вымирания концентрация 13C в атмосфере стала постепенно снижаться. Затем, непосредственно перед стартом массового вымирания, произошло внезапное падение уровня этого изотопа, продолжавшееся менее 20 тыс. лет. С началом вымирания примеру атмосферного углерода последовал органический, что указывает на массовую гибель растений.

Такая синхронность заставила авторов предположить наличие причинно-следственной связи. Но что привело к накачке атмосферы более лёгким изотопом? Учёные полагают, что постепенное снижение доли тяжёлого изотопа указывает на большую потерю лёгкого изотопа биологической системой, рост вулканической активности и (или) изменение коэффициента выветривания.

В конечном итоге это сочетание факторов привело к переломному моменту, когда произошёл внезапный и крупный выброс углерода биологического происхождения. Авторы полагают, что постепенное потепление, обусловленное более ранним выбросом углекислого газа, высушило тропические леса, которые затем сгорели. Кроме того, потепление могло дестабилизировать метан, хранившийся в твёрдом виде на дне океанов. Какой бы ни была причина, она привела к аноксии, а та в свою очередь помогла вызвать массовое вымирание.

Существует ряд свидетельств в пользу широкой вулканической активности в преддверии великого вымирания. Во многих исследованиях именно углекислому газу вулканического происхождения отводится роль главного убийцы. На этот раз эксперты отодвинули его на второй план: по их мнению, финальный, смертельный удар нанёс углекислый газ из биологических источников.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам Ars Technica.