252 миллионов лет назад на Земле произошло Массовое пермское вымирание — на «Футуристе».
Уроки Пермского периода: может ли повториться массовое вымирание видов
Донгузская и букобайская экосистемы были снова полными, но небольшие рыбоядные и маленькие насекомоядные все еще отсутствовали, так же как и большие растительноядные, и специализированные хищники, питавшиеся ими. Эти промежутки, вероятно, отражали скорее неполные экосистемы и задержку развития, чем то, что экосистема достигала равновесия в низком уровне сложности ее структуры по сравнению с наблюдениями в поздней перми. Доказательством этого является то, что позднетриасовая фауна из других частей мира показывает все семейства, известные в сред-нетриасовой российской фауне, а также таксоны, которые заполняют экологические бреши, - разнообразные амфибии - небольшие рыбоядные, маленькие диапсиды - насекомоядные, большие дицинодонты - растительноядные и rauisuchans - большие хищники. Модели пермотриасового вымирания и возрождения Наши замечательные находки тетрапод в России связаны с высокоразнообразными позд-непермскими экосистемами, весьма изменчивыми во времени, с постоянной сменой родового и семейственного состава. После пермотриасового кризиса, когда экосистемы были в большей степени разрушены, темп их изменчивости значительно снизился. При длительном выживании уцелевших родов и семейств восстановление их разнообразия было замедленным процессом. За интервал в 15 млн лет полное возрождение экосистем еще не произошло. Эти контрасты убедительно подтверждаются и в других местах.
Только 4 рода - Lystrosaurus, Tetracynodon, Moschorinus, Ictidosuchoides - пережили пермо-триасовый кризис. Установлено [28], что в 37 м от границы перми и триаса 10 родов сравнимы с 13 известными заведомо ниже этой границы, что объясняется сравнительно быстрым возрождением в сотни тысяч лет после массового вымирания. Конечно, важно установить, что такое «восстановление уровня» «возрождение». Так, «возрождение» может означать просто восстановление числа видов в фаунах после вымирания, их разнообразие соответствует уровню до вымирания. В российских фаунах это было достигнуто в раннем триасе в течение гостевского и петропавловского времени, когда существовали 10 или 11 семейств, как и в вятском ярусе терминальной перми. Более полным представляется следующее понятие о возрождении: «восстановление числа видов и их экологической роли в фаунах». В свете этого экосистемы гостевского и петропавловского времени были неполными, так как в них не все экологические ниши были заполнены - отсутствовали мелкие насекомоядные и крупные растительноядные.
Они вышли на сцену в конце среднего и начале позднего триаса около 20 млн лет после пермотриасового вымирания. Третье определение восстановления экосистем - «возрождение высоко таксонового разнообразия в глобальном масштабе». Учитывая это, можно считать, что континентальные мировые фауны позднепермской глобальной модели не восстановились до верхнего триаса - времени появления динозавров и других групп, около 20 млн лет после пермотриасового массового вымирания. Что касается морских семейств, то глобальный период их восстановления был более длительным, протягивался в ранний мел, когда количество глобальных морских семейств возродилось до позднепермского уровня, и продолжался 125 млн лет после пермо-триасового вымирания. Установлено, что глобальное восстановление числа морских родов прерывалось в результате дополнительного массового вымирания в конце триаса. Расхождение имеет частично простое объяснение, оно заключается в разнице определений. В российском примере показывается полное возрождение, в Южной Африке отражено лишь восстановление разнообразия в фаунах.
Наблюдаемое явное изобилие амфибий в Южной Африке и России в раннем триасе было длительным и могло отражать некоторое смещение фациальных обстановок. Пародоксально, что в то время как ранний триас был временем увеличения аридности в России [8] и Южной Африке [28], в фауне тетрапод преобладали влагоадаптированные амфибии. Смит и Бота отмечали как особый случай гибели в Карро Listrosaurus и других таксонов, вызванной засухой в обоих регионах. Повсеместная засуха должна сопровождаться редкими муссонными атмосферными осадками, которые образовывали плотные потоки и приводили к накоплению грубых речных отложений, здесь отлагались также скелеты недолго живущих амфибий, процветавших во время короткого влажного сезона. Возможным отклонением, разделяющим два региона, является относительное изобилие небезызвестных дицинодонтов Listrosaurus в Южной Африке и их полное отсутствие в Оренбургском регионе хотя род известен в раннем триасе других российских регионов [29]. Крупные растительноядные не известны в триасе Карро и России, в Южной Африке встречались среди цинодонтов насекомоядные рептилии, неизвестные в раннем и среднем триасе Оренбуржья, только редкие формы встречены в российских разрезах других регионов [30]. Отсутствие дицинодонтов и цинодонтов в раннем триасе Оренбуржья, их относительная редкость в России должны показывать палеобиогеографическую разницу между Южной Африкой и Россией.
Вопрос седиментационных фаций этих регионов требует дальнейшего осмысления. Среди других наземных групп организмов растения показывают медленное возрождение, продолжавшееся до конца среднего триаса [31]. В некоторых частях мира, включая Россию и Южную Африку, восстановление экосистем не происходило практически до конца раннего триаса; после вымирания пермской флоры плауновые Pleuromeia распространяются повсеместно. Затем хвойные стабилизировались в раннем анизии, а новые группы цикадофитов и птеридосперм появились в позднем анизии. Повсеместное возрождение флоры по времени было более равномерным по сравнению с тетраподовой фауной России, в то время как в Южной Африке возрождение тетрапод было более быстрым. Неудержимый рост парникового эффекта: модель смерти Наша работа в России заключается в оценке наиболее широко распространенных моделей массового пермо-триасового вымирания. Незначительное меньшинство объясняет его внеземными причинами - импактным событием того времени, свидетельства которого весьма ограничены [4, 32, 33].
Большинство совокупных данных указывает на земные причины основной модели вымирания, состоящей из комбинации уже описанных геологических и палеонтологических факторов совместно с происшедшим в то время гигантскими проявлениями магматических процессов на территории Восточной Сибири. В конце перми этим извержением было излито 2 млн км3 базальтовой лавы, покрывшей 1,6 млн км2 поверхности восточной России, мощность покрова составила от 400 до 3000 м. В 80-х годах впервые было высказано предположение, что массивная вулканическая активность могла быть звеном в массовом пермо-триасовом вымирании. Сибирские траппы состояли из потоков базальтов, которые более чем за тысячу лет излияния образовали толщи значительной мощности. Ранее датировка образования Сибирских траппов имела колоссальный порядок цифр от 160 до 280 млн лет с наибольшей концентрацией в пределах от 230 до 260 млн лет. Многочисленные последние данные по новейшим радиометрическим методам дают точную дату пределов извержения порядка 600000 лет, позднейшими работами определены точно главные фазы излияния и их уточненные даты. Это может послужить ключом к датировке пепловых слоев в осадочных толщах значительно удаленного Южного Китая.
С 90-х гг. Резкое снижение содержания изотопов углерода до уровня массового вымирания, вызывает драматическое возрастание легких изотопов углерода 12С. Геологи и ученые, изучающие атмосферу, пытаются установить его происхождение. Ни внезапное уничтожение жизни на Земле и последующий приток 12С в океан, ни весь объем 12С, поступивший в атмосферу из С02 в результате извержения Сибирских траппов, недостаточны для объяснения наблюдаемого сдвига. Кое-что еще необходимо для этого, и оно заключается в установлении поступления метана, выделенного из газовых гидратов [32, 34]. Есть предположение, что первоначальное глобальное потепление на границе перми и триаса было спровоцировано сибирскими извержениями, разогревшими замерзшие тела газовых гидратов, и большое количество метана изобилующее 12С достигало поверхности океана в виде громадных пузырей. Эта масса вводимого в атмосферу метана была причиной дальнейшего потепления, которое еще больше разогревало запасы газогидратов.
Процесс продолжался по спирали с обратной связью, что привело к образованию «феномена неуправляемого парникового эффекта». Возможно, был достигнут критический порог, после которого естественные системы не могли управлять уровнем нормального редуцирования диоксида углерода. Нарастающий выход системы из под контроля привел к величайшему в истории Земли краху жизни. Продолжительность кризиса достойна исследования. По данным флоры и фауны, мы можем видеть, что восстановление охватило длительное время. Действительно, сведения по изотопам углерода позволяют предположить, что кризисные условия должны были существовать до 5 млн лет, то есть до раннего триаса. Авторы работы [34] в обзоре геохимических данных по всему миру отметили, что первоначальный сдвиг отрицательных углеродных изотопов на границе перми и триаса явился следствием трех или четырех последовательных отрицательных аномалий, близких по магнитуде, которые нивелировались к концу раннего триаса.
Содержание углеродных изотопов понижается до уровня, предшествующего вымиранию, к середине анизия. По мнению авторов работы [34], этот пример длительной от- рицательной аномалии 13C предполагает большой период воздействия причин ее образования, и что здесь могут быть либо океанические стратификационные смещения, либо реорганизация углеродного цикла. Есть свидетельства предшествующего всемирного недостатка кислорода в раннем триасе, которые предполагают некоторое напластование без смешения и окисления донных вод. Трудно показать оборот, когда время от времени смешиваются легкоизотопный органический материал из нижних вод с поверхностными водами. Перестройка углеродных циклов предполагает, что захороненный на суше произведенный органический материал был подвержен сильному разрушению, это подтверждается массовой потерей растительности на границе перми и триаса вследствие кислотных дождей и аридизации климата и последующим «угольным провалом», когда отсутствовали леса и растительный материал не продуцировался и не захоронялся в нормальных количествах. Морской органический материал продуцирует более легкие изотопы углерода, чем наземный или смешанный. Возможно, что кризис поствымирания можно разделить на 2 части.
Первая - непосредственно после катастрофы, которая длилась, возможно, несколько тысяч лет, как и излияния сибирских траппов. Вторая, более длительная, возможно, заключала в себе все 5 млн лет или ранний триас, когда растения на суше были редки, леса не сформировались и тетраподовые сообщества состояли в основном из мало- и среднеразмерных животных, занимавших ограниченные ниши, не включавшие травоядных и хищников. Необходимы более точные данные по разрезам раннего триаса и детальное изучение фоссилий. Заключение При изучении массового вымирания пермо-триаса много внимания уделялось морским разрезам. Их такое изучение должно быть продолжено для определения точности географической протяженности размер, пределы таких фаз массового вымирания и возрождения после вымирания. Мы считаем, что континентальные разрезы будут ценны. Они представляют важную часть биосферы и другую половину углеродного цикла.
Классический обзор говорит о том, что континентальные разрезы очень тяжелы для датировки и они могут дать более скудную информацию о фаунистических и флористических изменениях. Мы считаем, что потенциал заключается в хорошем полном изучении. Необходимы создание независимых стратиграфических схем и детальное изучение седиментологии и сходных вопросов. Если модель парникового эффекта уточнить, то можно будет объяснить величайший кризис на Земле за последние 500 млн лет. Эта модель имеет ценность для дальнейших исследований. Она представляет изображение глобального слома механизма регулирования окружающей среды, где нормальные системы стремились к уравновешиванию атмосферных газов и температуры на протяжении сотен тысяч лет, до вступления его в действие. Модель древних событий вымирания воздействовала на нынешние споры о глобальном потеплении и дала возможность составления среднесрочных прогнозов.
Некоторые ученые и политики видят опасность для человечества в приближении астероидов. Возможно, будет обращено внимание и на большое глобальное потепление, длительность которого введет в игру неудержимый парниковый эффект. Я благодарен всем участникам наших экспедиций в России в прошлые года и особенно Ричарду Твитчетту за чтение этой статьи и внесение коррективов. Библиографический список 1. Carroll R. Vertebrate paleontology and evolution H. San Francisco, 1988.
Erwin D. The great Paleozoic crisis: Life and death in the Permian. Columbia University Press, N. Benton M. When life nearly died: the greatest mass extinction of all time. Extinction: How life on Earth nearly ended 250 million years ago. Princeton University Press, Princeton, 2006.
Newell A. Твердохлебов В. Ward P. Michaelsen P. Sarkar A. Arche A, Lopez-Gomez J. Collinson J.
Существуют свидетельства того, что в это время в атмосферу и океаны были выброшены большие количества углекислого газа и метана, резко изменивших климат и сделавших Землю крайне жаркой и засушливой. Как показывают исследования российских геологов, эти выбросы вышли на поверхность планеты на территории Восточной Сибири, в окрестностях плато Путорана и Норильска, где примерно 252 миллиона лет назад произошли мощнейшие излияния магмы. Большинство ученых сегодня уверено в том, что эти излияния лавы были замешаны в вымирании животных, однако конкретный механизм их действия на климат и экосистемы Земли пока остается предметом споров. Шучжун и его коллеги выяснили, что сторонники первой теории были гораздо ближе к истине, изучая породы, которые формировались во время извержений в Сибири на дне морей, покрывавших почти всю поверхность современного Китая в конце палеозоя.
Им удалось найти крайне необычные отложения в центральных регионах провинции Гуаньси, которые одновременно рассказали им о том, как быстро погибли животные, и как протекал сам процесс их вымирания.
Палеонтологи использовали данные, описывающие образ жизни этих существ. Каждый род был охарактеризован по 12 параметрам, что позволило выделить среди них наиболее значимые для выживания.
Ученые использовали искусственный интеллект, позволяющий проанализировать все признаки одновременно. Удалось установить, какие из них сильнее всего отличают два списка видов — выживших и вымерших. В этом случае машинное обучение указывает, что риск был связан с недостатком кислорода.
Обитавшие у поверхности, в свою очередь, столкнулись с повышением температуры воды.
Глобальные потери, которые принесло большое пермское вымирание, провели итоговую черту - переступив ее, биосфера Земли начала эволюцию. Восстановление фауны после величайшей экологической катастрофы продолжалось очень долго. Можно сказать, что намного дольше, чем после других массовых вымираний. Ученые пытаются воссоздать модели, по которым мог протекать массовый мор, но пока не могут сойтись даже в количестве толчков внутри самого процесса. Некоторые ученые считают, что Великое пермское вымирание 250 млн лет назад имело 3 пиковых толчка, другие научные школы склоняются к тому, что их было 8. Одна из новых теорий По предположениям ученых, пермскому вымиранию предшествовала еще одна массовая катастрофа. Она случилась за 8 млн лет до основного события и значительно подорвала экосистему Земли. Животный мир стал уязвим, поэтому второе вымирание в рамках одного периода оказалось величайшей трагедией. Если удастся доказать, что в пермский период произошло два вымирания, то под сомнением окажется концепция о периодичности массовых катастроф.
Справедливости ради уточним, что эту концепцию оспаривают с многих позиций, даже без учета возможного дополнительного вымирания. Но данная точка зрения пока удерживает научные позиции. Возможные причины пермской катастрофы Пермское вымирание до сих пор вызывает множество споров. Острая полемика разворачивается вокруг причин экологического катаклизма. Как равнозначные рассматриваются все возможные основания, в том числе: внешние и внутренние катастрофические события; постепенные изменения в окружающей среде.
Виновника величайшего вымирания нашли в Сибири
Морскими обитателями, благополучно пережившими Великое Пермское вымирание были головоногие моллюски – аммониты и белемниты. «Массовое вымирание в конце пермского периода: все еще необъяснимая катастрофа». Массовое Пермское вымирание, произошедшее около 252 млн лет назад, было обусловлено выбросом токсичных газов. Ученые выяснили, что Пермское вымирание 250 млн лет назад было вызвано быстрым глобальным повышением концентрации углекислого газа в 13 раз.
Массовое вымирание пермско-триасовых причин, последствий и последствий
Именно с климатическими изменениями ученые связывают и исчезновение видов при массовом пермском вымирании более 200 миллионов лет назад. Массовое пермское вымирание, которое считается величайшим массовым вымиранием за всю историю Земли, произошло в конце палеозойской эры (около 252 млн лет назад) и привело к исчезновению 96% морских и 73 % наземных видов позвоночных животных. Причиной массового Пермского вымирания стали извержения вулканов. Пермское вымирание стало одной из крупнейших катастроф, случившихся за долгую историю Земли.
Меркурий помогает детализировать самое массовое вымирание на Земле
Последствия сибирских трапп были ужасающими. Самые большие последствия наблюдались в океанах, в частности на морском дне. Многие группы исчезли совершенно, включая и одну из самых ранних групп членистоногих — трилобитов — и примитивные ругозы, кораллы, бластоиды, родственники современных морских ежей и морских звезд. Другие, вроде брахиопод, мшанок, кальмароподобных аммонитов и морских лилий, потеряли большую часть своих видов. Плавающим повезло немного больше: рыбы-акантоды и плакодермы вымерли, но много других рыб и угреобразных конодонтов остались практически нетронутыми. Наземные организмы тоже пострадали. Множество основных групп было уничтожено , включая горгонопсов, саблезубых доминирующих хищников того времени и громоздких травоядных парейазавров. Многие экваториальные группы, вроде тараканов и цикад, двинулись на север по мере роста температуры.
Что касается растений, лесные виды практически исчезли. Много групп доминирующих голосеменных пришли в упадок. Уголь не производился порядка 10 миллионов лет, что указывает на исчезновение торфообразующих растений. Еще одним признаком однозначного смертельного разрушения растений является «грибной скачок» — огромное увеличение числа окаменевших грибковых спор. Точный анализ того, что умерло и когда умерло, таким образом, предлагает ряд лучших подсказок, которые объяснят, как сибирские траппы могли оказать такое большое влияние. Когда Виньял и коллеги из Китайского университета земных наук в Ухане подробно изучили образцы, показавшие судьбы 537 морских видов в Китае, они обнаружили, что 92 процента их было уничтожено. Также они обнаружили, что вымирание проходило в два этапа, разделенных между собой 180 000 лет.
Первое из них было особенно смертельным для мелководных жителей вроде кораллов, живущих на дне микроскопических животных фузулинид и планктона радиолярии. Вымирания второй волны происходили в глубинах океана. Новые виды развивались довольно быстро после первой волны, но восстановление проходило гораздо медленнее после второй — по всей видимости, из-за долгосрочных причин, которые подорвали глубокую основу многих экосистем. Другие доказательства, полученные с растительных остатков, восстановленных в Гренландии и Антарктиде, поддерживают идею двойного массового вымирания. Что же такое было в сибирском вулканизме, что вызвало так много разрушений для жизни в разных ее пермских проявлениях? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Вместе с лавой наружу вышли огромные объемы парниковых и прочих вредных газов. Они включали огромные объемы углекислого газа и диоксида серы, которые привели к росту температур.
К тому времени на морском дне было накоплено множество мёртвой органики, в которой непереработанной соли уксусной кислоты было очень много — ведь её там было некому поглощать.
Археи могут там жить, а научившись вырабатывать из захороненных останков метан, должны были начать бурное размножение. При этом их метан никто не мог успеть поглотить — на поверхностности планеты, среди кислородсодержащих организмов, потребителей метана дефицит. А этот газ хотя и короткоживущий, но за 100-летний цикл даёт в 34 раза больший парниковый эффект, чем углекислый газ.
Вот и причина рокового потепления — и безо всяких проблем с вулканической зимой. И всё было бы с этой версией хорошо, если бы не одно "но". Для выработки метана по этому пути археям нужен фермент, включающий никель.
А это довольно дефицитный для живых существ металл. Его могли принести извержения вулканов, особенно подводных. Но в сохранившихся слоях такие выбросы никеля наблюдаются уже после резких колебаний по соотношению углеродных изотопов.
То есть сначала почти все вымерли, а уже потом на сцене появился никель — без которого сценарий "во всём виновата жадность архей" не должен был сработать. А было ли потепление? Другой проблемой оказались раскопки в Африке южнее Сахары — в других местах сохранившихся слоёв с поверхности суши для времени пермского вымирания почти нет.
Оказалось, что 252 миллиона лет назад реки там из полноводных равнинных стали превращаться в извилистые и богатые островками. Это признак аридизации, более сухого климата. Но сильное глобальное потепление невозможно совместить с засушливым климатом.
В зависимости от ветровых условий, каждый градус прироста температуры даёт увеличение осадков на 2—7 процентов. Потепление на 8 градусов в масштабе планеты должно дать более влажный климат. Немедленно возник и другой вопрос.
Конечно, "среднегодовые" 8 градусов — это очень резкий сдвиг вверх по термометру. Но проблема в том, что сходное по масштабу потепление на планете случалось, и даже позже, чем 252 миллиона лет назад. Содержание углекислого газа в атмосфере пробило не только 2000, но и 3000 частей на миллион.
Кто же вымер? Толком на это сказать нечего. В отдельных экваториальных районах стало меньше фотосинтезирующих протистов, например, некоторых динофлагеллятов.
Зато они тут же переместились в океан, который сейчас называют Северным Ледовитым тогда там, конечно, льда не было. Параллельно на суше вместо вымирания произошёл настоящий расцвет. Заметных исчезновений видов не было, зато парнокопытные и непарнокопытные распространились буквально по всему миру — и точно в момент пика потепления.
Наши предки, приматы, совершили такую же экспансию. Если бы не потепление, вполне сопоставимое с рубежом перми и триаса, возможно, не было бы и эволюционного успеха людей. Как же так получилось, что нетеплокровная фауна от повышения температур в конце перми почти полностью вымерла, а теплокровные и нетеплокровные жители более близкой эпохи не пострадали?
Причиной мог стать крупнейший выброс углеродсодержащих газов, произошедший около 252. В литературе рассматривается несколько возможных причин этого катастрофического события: постепенное изменение окружающей среды, падение крупных метеоритов, усиление вулканической деятельности в Сибири и др. С интересной версией природы планетарного по своему масштабу вымирания, случившегося около 250 миллионов лет назад, выступила недавно большая международная группа ученых проводившая свои исследования на китайском каменном материале. Авторы исследования 22 человека из 5 стран приходят к выводу, что этот биотический кризис, скорее всего, был вызван колоссальным выбросом углеродсодержащего газа в атмосферу.
Однако экспериментально подтвердить или опровергнуть импактное происхождение кратера Земли Уилкса и установить его точный возраст в настоящее время технически сложно, поскольку кратер находится под ледником Антарктиды. Датировка этой геологической структуры по косвенным данным её возраст находится в диапазоне 100—500 миллионов лет не противоречит её связи с пермским вымиранием. Существует гипотеза, согласно которой импакт такой силы мог вызвать резкий рост вулканической активности сибирских траппов, располагавшихся в то время почти с противоположной стороны Земли, что дополнительно способствовало вымиранию. Последствия вымирания В результате массового вымирания с лица Земли исчезло множество видов, ушли в прошлое целые отряды и даже классы; подкласс парарептилий, многие виды рыб и членистоногих в том числе знаменитые трилобиты. Катаклизм также сильно ударил по миру микроорганизмов. Считается, что на восстановление биосферы после массового вымирания ушло около 30 млн лет, однако некоторые учёные делают выводы, что оно могло произойти и за более короткий промежуток времени, около 5—10 млн лет.
Вымирание старых форм открыло дорогу многим животным, долгое время остававшимся в тени: начало и середина следующего за пермью триасового периода ознаменовалось становлением архозавров, от которых произошли динозавры и крокодилы, а впоследствии птицы. Кроме того, именно в триасе появляются первые млекопитающие.
Раскрыта причина Массового вымирания. А новое начинается уже сейчас
Массовое пермское вымирание является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли. Массовое вымирание конца перми, или событие на границе перми и триаса, произошедшее 251 млн лет назад, было величайшей потерей 90-95% всех видов на суше и море. Считается, что массовое пермское вымирание является одной из крупнейших катастроф в истории Земли. Считается, что массовое пермское вымирание является одной из крупнейших катастроф в истории Земли.
Ученые: массовое вымирание в пермском периоде оказалось двойным
Вероятной причиной такого массового вымирания ученые назвали интенсивную вулканическую активность, разрушившую озоновый слой в атмосфере. Эти образцы являются свидетельствами массового пермского вымирания — самого масштабного в истории планеты. Все это говорит о том, что массовое пермское вымирание происходило не одновременно в море и на суше, а также в Южном и Северном полушариях.