Вчені з кількох китайських університетів дослідили гірські породи з південного Китаю і дійшли висновку, що перм-тріасове вимирання наземної фауни, яке було одним із найбільших в історії сталося через вулканічну активність. У зразках гірських порід було знайдено ізотопи міді, які свідчать, що 251 мільйон років тому вулкани викинули у повітря велику кількість попелу, який закрив сонце і призвів до падіння температури на Землі на кілька градусів. Ці дослідження опубліковані у Science Advances.
Перм-тріасове вимирання та сибірські трапи
Вимирання динозаврів 65 мільйонів років тому не було наймасштабнішим вимиранням в історії Землі. Значно більший відсоток наземних видів вимер під час перм-тріасового вимирання, яке відбулося ще до епохи динозаврів приблизно 251 мільйон років тому. Тоді вимерло принаймні 89 відсотків наземних видів тварин та 81 відсоток морських.
Найбільш вірогідною причиною настільки масштабного вимирання є траповий вулканізм у Сибіру. Гірські породи, що відносяться до пізнього пермського періоду на великій території демонструють ознаки того, що вони мають вулканічне походження. Тобто протягом цього часу потоки лави виливалися на поверхню Землі, вкриваючи тисячі квадратних кілометрів. Почався траповий вулканізм приблизно за 300 тисяч років до початку основної фази вимирання, тривав під час найбільш інтенсивного вимирання, яке тривало приблизно 61 тисячу років та закінчився тільки через півмільйона років після того, як більшість видів вимерла. На місці ж розташування самих сибірських трапів зменшення біорізноманіття у викопних зразках спостерігається ще до початку активної фази вивержень.
Разом із тим прямих доказів того, що навіть настільки катастрофічне виверження могло спричинити глобальні зміни, здатні призвести до вимирання більшості живих істот досі не було. У багатьох зразках, які належать до межі пермі та тріасу присутній підвищений вміст ртуті, який свідчить про наявність вулканічної активності, але остаточно ознаками глобальної вулканічної катастрофи визнати їх не можна. Ось чому китайські вчені вирішили дослідити зразки з чотирьох формацій південно-західного Китаю, які відносяться до перм-тріасової межі.
Нові свідчення катастрофи
Під час перм-тріасового вимирання континентальний блок Південного Китаю розташовувався у тропічній зоні достатньо далеко від континентального блоку Західного Сибіру і на ньому присутній один із найповніших палеонтологічних літописів тих часів. Однак досі вчені вивчали переважно морські зразки звідти. У новому ж дослідженні вчені дослідили зміни у наземній фауні.
Дослідження зразків показують, що у досліджуваний час Південний Китай був вкритий тропічними лісами із високим рослинним біорізноманіттям. І у цих лісах відбувалися масштабні лісові пожежі, про що свідчить великий вміст деревинного вугілля, яке збереглося у зразках. При цьому у найбільш верхніх шарах, що належать до досліджуваного періоду присутні ознаки того, що дерева у цій місцевості швидко зникли. Відбулося катастрофічне опустелювання, після якого почалася стрімка деградація ґрунтів.
Ще цікавішою є присутність у досліджуваних зразках підвищеного вмісту міді. Протягом перм-тріасової події вміст міді підвищується від 500 часток на мільйон до 10000 часток на мільйон.При цьому ця мідь переважно представлена сульфідами, що однозначно свідчить про її вулканічне походження. При цьому у двох формаціях, які особливо багаті на мідь підвищення її частки відбувається безпосередньо під час найактивнішої фази вимирання і закінчується одразу після неї. У двох інших формаціях, у яких вміст міді менший, це не спостерігається.
Дослідники прийшли до висновку, що у перших двох формаціях накопичення міді відбувалося безпосередньо від виверження вулканів із магмою, що мала кисле середовище. Водночас більш бідні на мідь породи у двох інших формаціях утворилися під час випадіння вулканічного попелу із вулканічного плюму разом із дощами. Судячи із розмірів формацій та їх відстані від зон безпосереднього виверження плюми, тобто хмари вулканічних газів та попелу мали величезні розміри.
Глобальне виверження вулканів та вулканічна зима.
Вміст міді у породах Південного Китаю дозволяє приблизно визначити її кількість у вулканічному плюмі. Її кількість оцінюється як майже два мільярди тонн. А це дозволяє оцінити загальний об'єм плюму, тобто кількість речовини, викинутої вулканами у повітря, який виходить від 9100 до 18100 кілометрів кубічних. А це також означає, що в атмосферу тоді було викинуто до 4,7 мілліарда тон оксиду сірки. А цього вже достатньо для того, щоб утворити густі хмари, здатні закрити Сонце і викликати глобальне зниження температури.
Нові дослідження дозволяють реконструювати хід подій. Траповий вулканізм у Сибіру ініціював виверження вулканів по усій Землі, зокрема і у Південному Китаї. Виверження спричинили масштабні лісові пожежі і призвели до поступового утворення густого вулканічного плюму, який закрив Сонце. Середня температура на планеті знизилася на чотири градуси, і цього виявилося достатнім, щоб знищені пожежами тропічні ліси не змогли відновитися і почали вимирати. А це вимирання призвело до руйнації усіх циклів утилізації карбону та харчових ланцюжків як на суші, так і у морі.
