PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массовое вымирание, в результате которого исчезли три четверти всех живых видов. Это событие совпало с извержениями вулканов, которые раскололи континент Пангею.

Лава извергалась в течение 600 000 лет, разделив территории, которые сейчас являются Северной и Южной Америкой, Европой и Северной Африкой. Так закончился триасовый период и начался юрский, когда на смену триасовым существам пришли динозавры.

Точные механизмы триасового вымирания обсуждались неоднократно. Новое исследование опровергает предыдущую версию, согласно которой массовое вымирание было вызвано накоплением углекислого газа и повышением температуры.

Учёные выяснили, что первые выбросы лавы, которые завершили триасовый период, произошли очень быстро — менее чем за сто лет. Из-за них в атмосферу попали частицы сульфатов, отражающие солнечный свет. Это привело к охлаждению планеты и гибели многих живых существ.

Хотя постепенное повышение температуры могло впоследствии завершить процесс вымирания, наибольший ущерб нанесли именно холода. Стоит учесть, что в конце триасового периода уровень углекислого газа в атмосфере уже в три раза превышал современный.

Углекислый газ и сульфаты влияют на климат противоположными способами и в разные временные периоды, — говорит ведущий автор исследования Деннис Кент из Климатической школы Колумбийского университета.

Накопление и нагревание углекислого газа происходит медленно, а сульфаты действуют почти мгновенно. Это выходит за рамки человеческого понимания, но эти события произошли в течение одной жизни.

Долгое время считалось, что триасово-юрское вымирание было связано с извержением Центрально-Атлантической магматической провинции (CAMP).

В 2013 году Кент и его коллеги установили чёткую связь между этими событиями. Изучая палеомагнетизм, Кент обнаружил смену полярности в отложениях ниже первых извержений CAMP. Это показало, что все извержения произошли одновременно на обширной территории.

С помощью радиоактивных изотопов учёные датировали начало вулканизма 201 564 000 лет назад. Они не могли определить масштаб первых извержений, но предполагали, что для формирования массивных отложений CAMP потребовалось много тысячелетий.

Кент с коллегами сравнили данные по отложениям CAMP в горах Марокко, вдоль залива Фанди в Новой Шотландии и в бассейне Ньюарк в Нью-Джерси. Они обнаружили, что магнитный полюс смещается из-за сложного комплекса процессов. Из-за этого явления частицы в лавах, которые залегают в течение нескольких десятилетий друг от друга, указывают в одном направлении, а те, что залегают на тысячи лет позже — в другом.

Исследователи обнаружили пять последовательных начальных импульсов лавы CAMP, произошедших за 40 000 лет. В каждом из них магнитные частицы были выровнены в одном направлении. Это указывает на то, что импульс лавы возникал менее чем за 100 лет до проявления дрейфа магнитного полюса.

Огромные извержения быстро выпустили такое количество сульфатов, что солнце было заблокировано, и температура резко упала. Из-за масштабов и скорости извержений вулканические зимы были разрушительными. Они длились недолго, так как сульфаты обычно вымываются из атмосферы за несколько лет.

Исследователи сравнили серию CAMP с извержением исландского вулкана Лаки в 1783 году, которое вызвало массовые неурожаи. По их словам, начальные импульсы CAMP были в сотни раз сильнее.

В отложениях под слоями CAMP находятся окаменелости триасового периода: наземные и полуводные родственники крокодилов, странные древесные ящерицы, гигантские амфибии и тропические растения. Они исчезли во время извержений CAMP.

Небольшие пернатые динозавры существовали десятки миллионов лет до этого события и смогли выжить. Со временем они стали гораздо крупнее, наряду с черепахами, настоящими ящерицами и млекопитающими. Вероятно, это произошло потому, что они были маленькими и могли прятаться в норах.

Соавтор исследования Пол Олсен, палеонтолог из Ламонт-Доэрти, говорит, что масштабы экологических последствий зависят от концентрации событий. Небольшие события, растянутые на десятки тысяч лет, оказывают меньший эффект, чем тот же общий объём вулканизма, сконцентрированный менее чем за столетие. Поэтому лавы CAMP представляют собой чрезвычайно концентрированные события.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

28.10.2024