Крупное извержение вулканов вызвало самое массовое вымирание
Ученые из Японии, США и Китая нашли более конкретные доказательства вулканической причины крупнейшего массового исчезновения жизни. Их исследование рассматривало два отдельных события извержения: одно, которое ранее было неизвестно исследователям, а другое привело к вымиранию значительных масс наземных и морских обитателей.
Со времени дивергентной* эволюции ранних животных 450-600 миллионов лет назад произошло пять массовых вымираний. Третье было самым большим и, как полагают, было вызван извержением «Сибирских ловушек» — большого региона вулканических пород, известного как большая вулканическая провинция. Но корреляция между извержением и массовым вымиранием пока не выяснена точно.
Осадочные обогащения ртутью, являющиеся косвенными признаками массивных вулканических событий, были обнаружены в десятках осадочных пород конца перми (пермский период). Эти породы были обнаружены отложенными на суше, в мелководных морях и центральных океанах, но остается неясность их интерпретации.
Источником ртути может быть как прямое атмосферное осаждение в результате вулканических выбросов, так и речные поступления в результате окисления наземного органического вещества, когда происходит разрушение земель / растений, называемое наземным экологическим нарушением.
Самое крупное массовое вымирание произошло в конце перми — примерно 252 миллиона лет назад. Это массовое вымирание ознаменовалось переходом от палеозойских рептилий и морских животных, таких как брахиоподы и трилобиты, к мезозойским динозаврам и морским животным, таким как моллюски. Примерно 90% видов исчезли в конце перми.
Нынешний почетный профессор Университета Тохоку Кунио Кайхо возглавил команду, изучавшую возможные триггеры крупнейшего массового вымирания. Они взяли образцы осадочных пород в двух местах — южном Китае и Италии — и проанализировали в них органические молекулы и ртуть (Hg). Они обнаружили два дискретных обогащения короненом-Hg, совпадающие с первым наземным экологическим нарушением и последующим массовым исчезновением животных в обеих областях.
«Мы считаем, что это продукт сильных извержений вулканов, потому что короненовая аномалия образовалась в результате сгорания при аномально высокой температуре», — говорит профессор Кайхо. «Высокотемпературная магма или столкновения астероидов / комет могут привести к такому обогащению короненом.
С вулканической точки зрения это могло произойти из-за более высокой температуры горения живого и ископаемого органического вещества из потоков лавы и горизонтально внедрившейся магмы (порога) в осадочные уголь и нефть. Различная величина двух обогащений короненом и ртутью показывает, что наземная экосистема была нарушена меньшими глобальными изменениями окружающей среды, чем морская экосистема. Продолжительность между двумя вулканическими событиями составляет десятки тысяч лет.
Сильные вулканические извержения могут производить аэрозоли серной кислоты в стратосфере и углекислый газ в атмосфере, что вызывает глобальные изменения климата. Считается, что это быстрое изменение климата является причиной гибели наземных и морских животных, как показано на рисунке.
Коронен представляет собой высококонденсированный полициклический ароматический углеводород, для образования которого требуется значительно более высокая энергия по сравнению с более мелкими ПАУ. Следовательно, высокотемпературное вулканическое горение может вызвать обогащение короненом.
Это означает, что высокотемпературное горение углеводородов в осадочных породах за счет бокового проникновения магм образовало CO2 и CH4, вызывая высокое давление и извержение, вызывающее глобальное потепление и массовое вымирание. Концентрация коронена и ртути впервые свидетельствует о том, что сжигание вулканических углеводородов способствовало исчезновению через глобальное потепление.
Исследователи сейчас изучает другие массовые вымирания в надежде глубже понять причину и процессы, стоящие за ними.
Kunio Kaiho et al. Pulsed volcanic combustion events coincident with the end-Permian terrestrial disturbance and the following global crisis, Geology (2020). DOI: 10.1130/G48022.1
*Дивергенция (от лат. divergo — отклоняюсь) (в биологии) — расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного или искусственного отбора.