Коли на землі загинула майже вся життя

Відео: Тіло померлої дівчинки через 100 років подає ознаки життя

У певний момент історії майже всі види на землі і на морі зникли. Тепер ми знаємо чому. Масове пермський вимирання, неформально іменується Великим вимиранням (The Great Dying), вважається одним з наймасштабніших геологічних явищ в історії життя на Землі. За відносно короткий період часу близько 70% хребетних, що живуть на суші, і близько 90% морських видів зникли з лиця землі. Масове пермський вимирання, якщо вже сказати чесно, просто стало найбільшою земної катастрофою. Адже Земля для нас - це перш за все і життя.

Ще десять років тому не було достеменно відомо, який курок спустив цю саму з смертоносних катастроф 252 мільйони років тому. Причина була оповита таємницею, вчені пропонували десятки теорій.

І ось, зовсім недавно, прогрес в технології датування і пошуку геологічних свідоцтв надав точна вказівка. Більшість земних вчених зійшлися в тому, що найбільше з вимирань «великої п`ятірки» було викликано мільйоном років вулканічної активності.

Але чи вирішена ця загадка? Не зовсім.

Так, десь 5 мільйонів кубічних кілометрів лави вийшло назовні десь на місці сучасної північно-західній Сибіру - досить, щоб покрити поверхню Землі в глибину на 10 метрів - і сталося це незадовго до початку масового вимирання. Це викликало вивільнення величезних обсягів парникових газів, що зміцнили глобальне потепління і серйозно зруйнували систему життєзабезпечення Землі.

Проте точні деталі про те, як саме це призвело до вимирання такого великого числа жізнеформ, залишаються предметом запеклих наукових дискусій.

І це не просто академічний інтерес. Це катастрофічна подія зіграло важливу роль у формуванні флори і фауни, які ми бачимо сьогодні. Крім того, є чіткі паралелі між екологічними змінами, які відбувалися тоді і спостерігаються сьогодні. Дехто каже, що підвищення обізнаності нашого виду про часи, коли життя майже припинила своє існування, допоможе нам забезпечити власне виживання в довгостроковій перспективі.

У 1980 році Луїс і Уолтер Альварес, батько і син з Каліфорнійського університету в Берклі, надали нове і переконливий доказ того, що найвідоміше з масових вимирань - то, яке відбулося з динозаврами 66 мільйонів років тому - було результатом падіння масивного астероїда. І породили хвилю інтересу до причин інших масових вимирань, включаючи найбільше кінця пермського періоду.

Тоді у західних «мисливців за вимирання» було менше свідчень, до яких можна було отримати доступ, тому що розташовані вони були в Китаї і Росії, не самих відкритих країнах. Але це не завадило їм пропонувати різні теорії.

Деякі вказали на побічні ефекти освіти суперконтиненту Пангея, на кшталт зниження глибини морського середовища проживання, де проживала більшість морських видів. Інші вказували на різке падіння кисню в зразках порід кінця Пермі і падіння рівнів моря - обидві цих причини могли б пояснити, чому морським видам довелося так паршиво.

Інші ж припустили масивний викид метану з морського дна. Був ще варіант, що інтенсивний вулканізм, який залишив так багато вулканічної породи в Сибіру, був особливим фактором. Кожен наступний потік лави поширювався на попередньому, породжуючи серію східчастих пагорбів. Вони отримали назву сибірських Трапп - від шведського «траппа», тобто кроки.

«Тоді вважалося, що масове вимирання кінця Пермі розтягнулося на кілька мільйонів років», говорить Пол Вінья, геолог з Університету Лідса, який опублікував книгу про масовому вимиранні &lsquo-The Worst of Times&rsquo- у вересні 2015 року.

Після збору зразків в Доломітових Альпах, Італія, Вінья і Ентоні Халлам з Університету Бірмінгема уклали в статті, опублікованій в 1992 році, що вимирання насправді тривало десятки або тисячі років.

Ці короткі тимчасові рамки змусили багатьох відправитися на пошуки короткою, але гострої катастрофи, яка могла б пояснити вимирання - наприклад, падіння астероїда.

На користь цієї ідеї деякі вчені вказують на рідкісні зерна шокового кварцу в Австралії - піщинки, які опинилися на місці можливого удару і були піддані сильному фізичному впливу в цьому процесі. Інші вчені, що працюють в Антарктиді, виявили гелій і аргон з ізотопним співвідношенням, схожим на те, яким володіли багаті вуглецем метеорити в ранній Сонячній системі.

Але ніякого ударного кратера не знайшли, і все заглохло.

«У нас просто немає геологічних свідоцтв удару або будь-якого іншого великого події, яке могло б привести до вимирання таких масштабів, крім сибірських Трапп», - каже Джонатан Пейн, геолог, фахівець з масовим вимиранням зі Стенфордського університету в Каліфорнії, США.

У міру того, як поліпшувалися методи датування і збиралися зразки, вулканізм поступово став головним винуватцем - зокрема, після того як вчені зробили висновок, що сибірські Трапп сформувалися близько мільйона років тому, а не 10-50 мільйонів років, як вважалося раніше.

Наслідки сибірських Трапп були жахливими. Найбільші наслідки спостерігалися в океанах, зокрема на морському дні.

Багато груп зникли зовсім, включаючи і одну з найбільш ранніх груп членистоногих - трилобітів - і примітивні ругози, корали, бластоїдеї, родичі сучасних морських їжаків і морських зірок. Інші, на кшталт брахіопод, мшанок, кальмароподобних амонітів і морських лілій, втратили більшу частину своїх видів.

Плаваючим пощастило трохи більше: риби-акантоди і плакодерми вимерли, але багато інших риб і угреобразних конодонтов залишилися практично недоторканими.

Наземні організми теж постраждали. Безліч основних груп було знищено, включаючи горгонопси, шаблезубих домінуючих хижаків того часу і громіздких травоїдних парейазавров.

Відео: За Ту Сторону Сонця Прихована Друга Земля! І На Неї Теж Є Життя!

За словами Дмитра Щербакова з Палеонтологічного інституту в Москві, близько 40% сімей комах кінця Пермі було знищено. Багато екваторіальні групи, на кшталт тарганів і цикад, рушили на північ у міру зростання температури.

Що стосується рослин, лісові види практично зникли.

Багато груп домінуючих голонасінних прийшли в занепад. Вугілля не проводився близько 10 мільйонів років, що вказує на зникнення торфообразующіх рослин. Ще однією ознакою однозначного смертельного руйнування рослин є «грибний стрибок» - величезне збільшення числа скам`янілих грибкових спор.

«Це інтерпретується як результат вибуху грибів, що живуть на мертвих або вмираючих деревах, - каже Баррі Ломакс з Університету Ноттінгема в Великобританії. - Такого ми не бачили ні на жодній іншій геологічній кордоні ».

Точний аналіз того, що померло і коли померло, таким чином, пропонує ряд кращих підказок, які пояснять, як сибірські Трапп могли надати такий великий вплив.

Коли Вінья і колеги з Китайського університету земних наук в Ухані детально вивчили зразки, які показали долі 537 морських видів в Китаї, вони виявили, що 92 відсотки їх було знищено. Також вони виявили, що вимирання проходило в два етапи, розділених між собою 180 000 років.

Перше з них було особливо смертельним для мілководних жителів начебто коралів, які живуть на дні мікроскопічних тварин фузулінід і планктону радіолярії. Вимирання другої хвилі відбувалися в глибинах океану.

Відео: Перша людина на Землі (La Espana Prehistorica). 2009/2 серія

Нові види розвивалися досить швидко після першої хвилі, але відновлення проходило набагато повільніше після другої - по всій видимості, через довгострокових причин, які підірвали глибоку основу багатьох екосистем. Інші докази, отримані з рослинних залишків, відновлених в Гренландії та Антарктиді, підтримують ідею подвійного масового вимирання.

Що ж таке було в сибірському вулканізм, що викликало так багато руйнувань для життя в різних її приміських проявах?

Разом з лавою назовні вийшли величезні обсяги парникових та інших шкідливих газів. Вони включали величезні обсяги вуглекислого газу і діоксиду сірки, які привели до зростання температур.

Нагрівання океанів зменшив їх здатність утримувати кисень, і потоки, які зазвичай приносили кисень в глибини, могли сповільнитися або зупинитися. Нестача кисню, як вважають, був основною причиною морського вимирання - це показали зразки порід на кордоні між двома геологічними періодами в різних місцях по всьому світу.

«Майже всі осадові породи, на які ми дивилися, перейшли від багатих киснем і життям до бідних киснем і життям, - каже Майк Бентон, палеонтолог з Брістольського університету. - Ця лінія абсолютна, як лезо ножа, і чітко видна ».

Деякі підкреслюють, що в міру збільшення рівня вуглекислого газу в атмосфері, його рівень підвищувався також і в океанах, вода ставала більш кислотної і менше сприяла морським організмам робити свої панцири. Підвищений рівень вуглекислого газу в цілому позначився погано на системі обміну киснем морських тварин.

«Люди говорять про смертельну трійці: потепління, закислення і дезоксігенірованіе, - говорить Пейн, який стверджує, що закислення могло тривати десятки тисяч років. - Всі ці речі впливають на життя морських тварин, на їх метаболізм і використання кисню ».

Вінья, однак, применшує роль закислення океану. «Без сумнівів, якщо ви підкислити поверхню океану, це позначиться, але більшість організмів все ще зможе робити свої раковини, тому що роблять це в своїх тілах, без контакту з навколишнім морською водою».

Потепління мало істотні наслідки і для суші - але не порівняти з тими, які привели до вимиранням таких масштабів на той момент. Геологи звинувачують вихід шкідливих ХФУ-подібних газів на кшталт хлорметана.

Ці гази, як вважають, з`являються, коли шари вугілля і солі нагріваються в міру просування магми наверх, до сибірської поверхні. Вони призводять до руйнування озонового шару, що призводить до істотного збільшення впливу шкідливого ультрафіолетового випромінювання сонця.

Аргументи на підтримку цієї теорії з`явилися в 2004 році, коли Хенк Вішер з Університету Утрехта в Нідерландах представив докази істотного збільшення скам`янілих мутованих суперечка плауновідних під час масового вимирання кінця Пермі.

Інші припустили, що екологічні стресори на зразок збільшення посушливості, а не збільшення випромінювання, могли викликати мутації. Ломакс, втім, підтримує теорію Вішера. «Бували й інші періоди тривалої посушливості, і ми не бачимо доказів їх зв`язку з мутацією суперечка, так що здається більш логічним віднести їх на рахунок УФ-випромінювання».

Гази, що виходять з вулканів, сформували карболову, сірчані і інші кислоти, які випали у вигляді кислотних дощів, посиливши екологічну небезпеку. Це демонструє, як навколишнє середовище могла знищувати види безпосередньо і побічно відразу.

«Втрата рослин від УФ-випромінювання і кислотних дощів повинні були прибрати основу харчового ланцюга на суші, що призвело до голодної смерті травоїдних тварин, які, в свою чергу, були джерелом їжі для м`ясоїдних», говорить Бентон.

Багато хто вважає, що про таких екосистемних взаємозв`язках повинні думати і люди 21 століття, оскільки наша активність підвищує концентрацію діоксиду вуглецю в атмосфері до граничного рівня. Вимирання кінця пермського періоду дає поживу для роздумів.

«По суті, ми створюємо або форсуємо масове вимирання кінця пермі, - каже Вінья. - Однак потрібно багато часу, щоб нагріти океани, і моделі показують, що океани будуть в біді через 200-300 років з точки зору розчиненого кисневого змісту, а проблеми з циркуляцією океану з`являться через пару тисяч років. Хто знає, що ми тоді будемо робити ».

Пейн вказує, що масове вимирання кінця пермського періоду можна розглядати як вигідне для життя в довгостроковій перспективі - загальна кількість видів на Землі в кінці кінців зросла ще більше, ніж було - але його тимчасові рамки не дають їжі для втіхи.

«Найбільше вимирання, яке було в історії життя, має багато спільного з екологічними змінами, які відбуваються сьогодні і які можна очікувати в наступні 100-1000 років, - каже він. - На ділі, в тривалій перспективі, це надасть стимулюючий вплив на різноманітність екосистеми, але відновлення зажадає мільйонів років, тому втрату різноманітності складно назвати корисною для людського суспільства ».

У своїй книзі &lsquo-The Great Paleozoic Crisis&rsquo- 1993 американський палеобіолог Дуг Ервін порівняв завдання оцінки потенційних причин масового вимирання кінця Пермі з положенням, в якому опинився Еркюль Пуаро в «Вбивстві в східному експресі». Детектив Агати Крісті в кінцевому підсумку приходить до висновку, що у вбивстві замішані всі пасажири поїзда.

У своїй останній книзі Вінья описує висновок Пуаро, мовляв, «кожен це робив» як «ледачий». Замість цього він наводить приклад Сари Лунд, зірки датської кримінальної драми «Вбивство». Список підозрюваних збільшується з кожною серією. (Нам було б зручніше привести в приклад чеховську «Чайку»). У Вінья вбивця - вулканізм, що випливають наслідки у вигляді потепління, деоксигенації океану і руйнування озонового шару.

Однак вчені отримують доступ до більшого обсягу все більш точних даних, намагаючись виділити відмінності в точних комбінаціях причинних факторів вимирання в різних екосистемах, групах і видах, які можуть не надавати прямих відповідей. Якщо це і одна кримінальна п`єса, то вона дуже складна, з купою трупів, причому вбивали самим різним зброєю.

«Екологічні причини швидше перемножуються, ніж складаються, тому важко виділити щось одне», говорить Пейн. Це не провал науки, а скоріше звинувачення на адресу нашої вимоги простих відповідей.