Ртуть помогла уточнить события 250-миллионой давности — пермского вымирания

Исследования причин и последовательности развития событий последнего пермского массового вымирания (LPME) выполнила международная команда ученых, в которую вошли специалисты из Университета Коннектикута Трейси Фрэнк и Кристофер Филдинг, сообщает 27 января сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу университета.

Пермское вымирание, как установила наука, было крупнейшим в истории Земли. Тогда на планете погибло от 80 до 90% живых организмов, но найти окончательные доказательства предполагаемых причин, вызвавших резкое изменение климата, пока не удавалось.

Свое исследование причин и того, как развивались события LPME, команда провела с опорой на собранные геологические данные по ртути из сибирских вулканов, которая сохранилась в отложениях в Австралии и Южной Африке.

Результаты своей работы ученые представили в статье «Данные по ртути из наземных разрезов южной Пангеи, свидетельствующие о глобальных вулканических эффектах конца пермского периода», опубликованной в журнале Nature Communications.

Хотя пермское вымирание произошло более 250 млн лет назад, есть определенное сходство с основными изменениями климата, происходящими в настоящее время, поясняет Трейси Фрэнк: «Это важно для понимания того, что может произойти на земле в будущем».

Основная причина произошедшего тогда быстрого потепления климата связана с массовым выбросом углекислого газа и метана в атмосферу, сопровождавшим излияние огромного количества лавы, которое произошло примерно во время вымирания.

Этот выброс, как широко признано в научном мире, был вызван бурной вулканической деятельностью, происходившей в то время в области Пангеи, называемой Большой магматической провинцией сибирских траппов. Однако своим исследованием команда хотела получить прямые доказательства верности этой гипотезы.

Найти подобные доказательства помогает информация о происходящих глобальных процессах, сохранившаяся в геологической летописи Земли.

Кроме огромного количества углекислого газа и метана, при излиянии лавы в атмосферу попадали и твердые частицы, содержащие в том числе тяжелые металлы, которые потом осели по всему земному шару.

Фрэнк напомнила, что существует непрерывная запись истории Земли, сохраняющаяся в донных морских отложениях. Такие отложения быстро покрываются следующими слоями, и это защищает их от размывания. Они уже дали множество данных о вымирании и о том, как оно происходило в океанах. Но на суше найти такие хорошо сохранившиеся «записи» того периода времени гораздо труднее.

Если предыдущие исследования LPME были сосредоточены в основном на участках, сохраняющих геологическую летопись Земли, обнаруженных в северном полушарии, команда остановила свой выбор на бассейне Сиднея в Восточной Австралии и бассейне Кару в Южной Африке. Это две области в южном полушарии, которые Фрэнк и Филдинг изучали ранее.

Коллега и соавтор исследования Цзюнь Шэнь из Государственной ключевой лаборатории геологических процессов и минеральных ресурсов Китайского университета наук о Земле связался с Фрэнком, Филдингом и другими соавторами, чтобы получить у них образцы и проанализировать их на изотопы ртути.

Фрэнк рассказала: «Оказывается, вулканические выбросы ртути, которая накапливалась на горизонте вымирания, имеют очень специфический изотопный состав. Зная возраст этих отложений, мы можем более определенно связать время вымирания с этим мощным извержением в Сибири».

Особенностью проведенного соавторами исследования в том, что они впервые изучили не только ртуть, но и ее изотопный состав в образцах, взятых в высоких южных широтах, пояснила она. Ученые надеялись с помощью своих изысканий уточнить время вымирания.

«В качестве отправной точки геологи с высокой степенью точности определили время главного события вымирания в 251,9 миллиона лет с помощью методов датирования радиогенными изотопами. Исследователи знают, что именно тогда произошло главное событие вымирания в морской среде, и ранее просто предполагалось, что вымирание на суше произошло в то же время».

Однако предыдущее исследование Фрэнк и Филдинга показало, что вымирание на суше произошло на 200 000–600 000 лет раньше.

Поскольку первопричиной был вулканизм, отмечает Филдинг, он оказал первое воздействие, вызвавшее биотический кризис на суше, который поэтому произошел раньше, чем эти явления отразились на жизни в океане.

Такая последовательность событий пермского вымирания подкрепляется данными многих геологов, специализирующихся на различных методах, таких как седиментология (наука об осадочных породах), геохимия, палеонтология и геохронология, сообщила Фрэнк,

Выполненное исследование стало возможным благодаря сотрудничеству большого числа ученых, рассказала она:

«Всё началось с полевых работ, когда наша группа отправилась в Австралию, где мы изучали стратиграфические разрезы, сохранившие рассматриваемый временной интервал. Главное, что теперь у нас есть химическая сигнатура в виде сигнатур изотопов ртути, которая окончательно связывает горизонт вымирания в этих наземных разрезах, обеспечивающих запись того, что происходило на суше из-за вулканизма сибирских траппов».