В конце пермского периода биосфера понесла колоссальные потери, утрачивая почти 90% всех видов. Ученые пришли к выводу, что основным фактором этого вымирания стало резкое усиление парникового эффекта, вызванное масштабными извержениями сибирских траппов.
Freepic
Однако остается открытым вопрос, почему древняя экосистема оказалась столь уязвимой к увеличению уровня CO2 в атмосфере.
Группа исследователей из нескольких европейских научных учреждений, возглавляемая Китайским университетом наук о Земле в Ухане, решила прояснить ситуацию. Их находки были опубликованы в журнале Science.
Между исчезновением морских и наземных видов наблюдался значительный временной разрыв. Так, вымирание морской фауны началось за 17 тысяч лет до резкого повышения температуры экваториальных вод, которое возросло с 26 до 34 градусов Цельсия, что явно превышало возможности многих организмов. Это указывает на наличие еще одного фактора, возможно, нехватки кислорода в океанах (аноксия).
Тем не менее, исследователи отвергли эту гипотезу, поскольку в период высокого содержания кислорода в атмосфере океанская аноксия не могла быть причиной гибели наземных видов, которая началась до морского кризиса и задолго до пика потепления. Доказательства этому — исчезновение торфяников и замена голосеменных лесов на кустарниковые экосистемы за десятки и сотни тысяч лет до исчезновения морской биоты.
Ученые предложили несколько теорий относительно вымирания наземных видов, включая отравление металлами, истощение озонового слоя и кислотные дожди. Однако ни одна из этих теорий не смогла объяснить всю сложность позднепермского кризиса.
«Большинство видов не смогло адаптироваться, но, к счастью, некоторые выжили, иначе мы бы не существовали. Это было близко к окончанию жизни на Земле», — отметил профессор Сун Ядун из Университета наук о Земле (КНР), один из авторов исследования.
Специалисты обратились к краткосрочным климатическим явлениям, которые могут вызывать значительные колебания температуры и гидрологических циклов в течение одного года или десятилетий. Они использовали модель HadCM3BL для прогнозирования глобального климата в условиях резкого роста выбросов парниковых газов, а также анализировали палеотемпературные данные и осадочные породы, чтобы установить градиент температуры морской поверхности на экваторе и создать модель взаимодействия атмосферы и океана.
Согласно полученной модели, в конце пермского периода зональный градиент температуры морской поверхности в океане Тетис снизился с 7-10 градусов Цельсия до 1-4 градусов на границе геологических периодов. Эти и другие значительные изменения в параметрах океана привели к ослаблению циркуляции Уокера — метеорологического явления, которое отвечает за перемешивание нижних слоев атмосферы над океаном в тропиках. Это, в свою очередь, вызвало Эль-Ниньо — колебание температуры верхнего слоя тропического океана.
Современные Эль-Ниньо длятся 9-12 месяцев, в то время как в плиоцене они продолжались до трех миллионов лет. Споры о том, как потепление климата влияет на это явление, продолжаются. Однако модель, разработанная авторами нового исследования, показала, что в конце пермского периода сила и продолжительность Эль-Ниньо увеличивались, что привело к установлению на планете очень теплого и крайне нестабильного климата.
«Одно лишь потепление не могло вызвать такое разрушительное вымирание. Как видно сегодня, когда в тропиках становится жарче, виды мигрируют к северу, в более холодные регионы. Мы показали, что мощные выбросы парниковых газов не только нагрели планету, но и сделали климат более жарким и нестабильным, что затрудняет выживание», — пояснил соавтор исследования Александр Фарнсворт из Университета Бристоля (Великобритания).
Во время сильных Эль-Ниньо тепловая энергия, накопленная в океане, выбрасывалась на сушу, что вызывало серьезные засухи и экстремальные температуры. Сегодня подобные явления наблюдаются в экваториальных регионах, нанося ущерб лесам Амазонки и центральной части Африки.
Что касается морской биоты, то интенсивные волны тепла во время Эль-Ниньо и сегодня приводят к обесцвечиванию коралловых рифов и гибели планктона. В конце пермского периода это чуть не привело к экологической катастрофе.
