Мировой океан Земли медленно «задыхался» за миллионы лет до катастрофического массового вымирания
Сегодня в океанах наблюдается снижение уровня кислорода — процесс, который, как показывают горные породы на Аляске, начался еще за миллионы лет до массового вымирания в конце триасового периода.
Динозавры пережили массовое вымирание в конце триаса (201 миллион лет назад), однако около 60 процентов всех видов на Земле исчезли. Новые данные, полученные геологами из Технологического университета Виргинии (Virginia Tech), указывают на то, что кризис в океанах начался примерно на 8 миллионов лет раньше — именно тогда в мелководных акваториях стало падать содержание кислорода.
Ученые уже давно связывают это вымирание с масштабными извержениями вулканов, которые привели к расколу континентов, глобальному потеплению и серьезным изменениям окружающей среды. При повышении температуры горные породы разрушаются быстрее, высвобождая питательные вещества, что способствует росту кислотности океана. Кроме того, в более теплой морской воде растворяется меньше кислорода; это создает «мертвые зоны» — участки, где морским организмам крайне трудно выжить из-за его нехватки.
По словам геохимика Бена Гилла, сочетание повышенной кислотности и дефицита кислорода — это «своего рода двойной удар». «Вряд ли это было подходящее место для жизни», — отмечает он.
Хотя ученые и раньше находили свидетельства повсеместной потери кислорода в океанах в эпоху триасового вымирания, эти данные касались лишь ограниченных географических районов. У исследователей не было четкого понимания того, когда именно началось это снижение и насколько широко оно распространилось. Более того, недавние работы позволили предположить, что ухудшение условий окружающей среды началось гораздо раньше, чем считалось прежде.
«Это своего рода "глухарь" — нераскрытое дело двухсотмиллионной давности», — говорит Кайла Маккейб, бывшая аспирантка факультета наук о Земле Технологического университета Виргинии и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Communications Earth & Environment.
Горные породы на Аляске свидетельствуют о длительном кислородном кризисе.
Чтобы разобраться в ситуации, Маккейб и ее коллеги обратились к осадочным породам в районе Гротто-Крик (Grotto Creek), расположенном в национальном парке Врангель — Святой Илья на Аляске. Добраться до этого труднодоступного места можно только на легком самолете; исследовательская группа посещала его в 2017, 2019 и 2022 годах, чтобы собрать данные об условиях, существовавших в древнем океане.
Осадочные породы образуются в результате постепенного накопления слоев материала, которые сохраняют химические следы той среды, в которой они сформировались. Сравнивая слои, сформировавшиеся до, во время и после вымирания, исследователи смогли реконструировать, как на протяжении миллионов лет менялись условия содержания кислорода.
Геохимический анализ показал, что процесс ухудшения условий был длительным, а не внезапным катастрофическим событием. Вероятно, начавшееся задолго до основного вымирания снижение уровня кислорода создало серьезные трудности для морских экосистем. В период самого вымирания ситуация значительно усугубилась: геологические данные свидетельствуют о еще более остром дефиците кислорода. Полученные результаты указывают на то, что именно нехватка кислорода стала одной из главных причин исчезновения морских видов.
Причины первоначального снижения уровня кислорода остаются неясными
Пока точно не установлено, что именно спровоцировало начальный спад. Масштабные извержения вулканов, связываемые с вымиранием в конце триасового периода, долгое время считались основной причиной этой экологической катастрофы. Однако новая хронология событий заставляет задуматься о том, что происходило за миллионы лет до этого.
«Существуют свидетельства существования еще одной вулканической провинции, временной период которой примерно совпадает с этим интервалом, — отмечает Гилл. — Но мы находимся лишь в самом начале пути к пониманию того, что тогда произошло».
Древние эпизоды дефицита кислорода — урок для современных океанов
Изучение древних горных пород позволяет оценить возможные последствия экологических изменений, происходящих сегодня. В современных океанах наблюдается повышение температуры, закисление вод и снижение уровня кислорода. Проблема деоксигенации океана вызывает серьезные опасения — в том числе в прибрежных зонах, таких как Чесапикский залив.
Хотя условия в далеком прошлом и сегодня различаются, понимание того, как потепление и нехватка кислорода влияли на морскую жизнь в древности, может помочь ученым спрогнозировать совокупное воздействие этих факторов на современные океанические экосистемы.
«Земля уже проводила подобный "эксперимент" в прошлом. У нас есть доказательства того, что за потеплением климата неизбежно следуют другие сопутствующие процессы, — говорит Гилл. — Это дает нам представление о том, чего можно ожидать в будущем».
