Когато Земята едва не загуби живота

Голямото измиране в историята на планетата вероятно е било свързано с формирането на суперконтинента Пангея.

А причина за катастрофата може да са станали процеси, протичащи дълбоко в неговите недра.

Преди около 252 млн. години животът на Земята едва не е изчезнал. Повече от 90% морски и 70% сухоземни вида са измрели. Дървета, треви, влечуги, риби, насекоми, микроорганизми – всички са били засегнати от това бедствие.

Така е завършил пермският период и е започнал триасовият, а заедно с него – мезозойската ера и разцветът на динозаврите. 186 млн. години по-късно последните са загинали по време на измирането между кредата и палеогена и повечето учени са на мнение, че причината е било падането на гигантски метеорит (възможно – не един) и продължителното изригване на огромни вулкани (вероятно поради падането на метеорита). Защо се е случило масовото пермско измиране – консенсус по този въпрос засега няма.

Учените са открили немалко ключове към разгадаването му, но крайната точка още не е поставена. Засега твърдо е установено само това, че и на сушата, и в морето са настъпили сериозни изменения. Нивото на кислород в океана се е понижило и за много организми животът е станал труден.

Напротив – съдържанието на въглероден диоксид и метан се оказало необичайно високо, разгърнало се силно глобално затопляне. Валели са киселинни дъждове и кораловите рифове в моретата са се разтваряли. Земята се е превърнала в знойна суха пустиня, а останките от растителността са загинали в резултат от пожари. Климатът рязко се е колебаел ту в една, ту в друга посока и много видове не са успели да се приспособят към промените.

Приблизително по същото време са изригнали два гигантски вулкана – в Южен Китай (преди 260 млн. години) и Северна Русия (преди 251 млн. години). Очевидно това е довело до попадането в атмосферата на огромни обеми въглероден диоксид и следователно – до парников ефект и глобално затопляне, а междувременно и до киселинност в океана, погубило множество организми.

Проведено наскоро моделиране е показало, че в Северното полукълбо pH на дъждовете е достигнало отметката 2,0 – показателя на лимоновия сок. Едновременно бил изхвърлен катастрофално много метан – още един мощен парников газ.

Някои учени смятат, че драмата е започнала да се разиграва още преди това. Рязкото спадане на нивото на морето не е може да не е объркало морските течения и розата на ветровете, резултат от което трябва да е станало изменението на климата.

По какъв начин може да се сведе всичко това в единна картина?

Отговор предлагат изследователите от Китайския университет за науките за Земята Иън Хунфу и Сун Хецзюн. Според тях всичко е било в ход 50 милиона години преди кулминацията.

Ето как е било.

Земята в края на пермския период (преди около 260 милиона години).
© Ron Blakey/NAU Geology

Преди около 300 милиона години, в началото на пермския период, цялата суша на планетата се е събрала в единен континент Пангея и всичките морета на Земята са образували световния океан Панталаса.

Формирането на Пангея е довело дотам, че планините са станали по-високи, а океанът – по-дълбок. Според принципа на равновесието гигантският континент трябва да е имал по-дебела кора в сравнение с разкъсаните континенти, а океанът – по-тънка.

Сушата се лишила от много запаси вода и плитките води са започнали да се срещат доста по-рядко, което е нанесло ущърб на биоразнообразието. Започнали са други течения и роза на ветровете и климатът се е променил. Вътрешните райони от гигантския континент са изсъхнали, превръщайки се в пустиня, лишена от растителност.

В допълнение към това дълбоко под земята също е било неспокойно. Когато литосферните плочи са се съединили, едните се подпъхнали под другите и потънали в мантията. Този материал, тъй като бил сравнително студен и плътен, може да е достигнал до самото ядро, за което свидетелства инверсията на магнитното поле на Земята.

Натрупването на студен материал близо до земното ядро след това може да е довело до формирането на голяма мантийна струя (по пътя на термоконвекцията). Този суперструя с времето е достигнала повърхността на два пъти, което е довело до изригването на двата гигантски вулкана.

Но далеч не всички учени са готови да признаят, че формирането на Пангея е изиграло някаква роля в измирането. Едни смятат, че тя се е образувала прекалено рано, а измирането се е случило прекалено бързо, затова не може да се свърже едното с другото.

Други не са на мнение, че изменението на морското равнище е изиграло роля в изчезването на видовете. „Не съм съгласен с всички предложени тук връзки – казва Пол Уигнъл от университета в Лийдс (Великобритания). – Отстъплението на морето е достигнало своя максимум дълго реди масовото измиране и затова едва ли може да се разглежда сред неговите фактори.”

Колкото до другите фактори, много учени, изглежда, са постигнали консенсус. „Статията всъщност не предлага нищо ново, просто дава обзор на основните фактори – добавя Уигнъл. – Почти всички, включително аз, залагат на вулканизма.”

Но основната мисъл на статията очевидно се заключава в това, че и формирането на Пангея, и изригването на вулканите са били предизвикани от процеси, протичащи в недрата на Земята, и затова те биха могли да са свързани, макар и едното да се е случило дълго преди другото. Връзката между образа на планетата, нейната повърхност и еволюцията на живота е важна тема от науката за Земята и се нуждае от по-нататъшно изучаване, пишат авторите.

Те признават, че изказаните от тях забележки са само хипотеза, и завършват с цитат на древнокитайския поет Чу Юан: „Дълъг е пътят, но да търся ще продължа.”

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Science China, Earth Sciences.

Източник: Astrobiology Magazine