В един момент от историята почти всички видове по суша и море изчезнаха. Сега знаем защо. Пермското масово изчезване, неофициално наричано Голямото умиране, се счита за едно от най-големите геоложки събития в историята на живота на Земята. За сравнително кратък период от време около 70% от гръбначните животни, живеещи на сушата и около 90% от морските видове, са изчезнали от лицето на земята. Масовото пермско изчезване, честно казано, просто се превърна в най-голямата земна катастрофа. В крайна сметка Земята за нас е преди всичко живот.
Преди десет години не се знае със сигурност кой спусък предизвика тази много смъртоносна катастрофа преди 252 милиона години. Причината беше обвита в мистерия, учените предложиха десетки теории.
И така, в последно време напредъкът в технологиите за запознанства и търсенето на геоложки доказателства дават точно указание. Повечето учени на Земята са съгласни, че най-голямото изчезване на Големите пет е причинено от милион години вулканична дейност.
Но тази загадка решена ли е? Не точно.
Снимка: hi-news.ru
Да, някъде в днешния северозападен Сибир излезе около 5 милиона кубически километра лава - достатъчно, за да покрие земната повърхност с дълбочина 10 метра - и това се случи точно преди началото на масовото изчезване. Това предизвика освобождаването на огромни обеми парникови газове, които са в основата на глобалното затопляне и сериозно нарушиха системите за поддържане на живота на Земята.
Независимо от това, точните подробности как точно това е довело до изчезването на толкова много форми на живот, остават обект на ожесточен научен дебат.
Промоционално видео:
И това не е само академичен интерес. Това катастрофално събитие изигра важна роля за оформянето на флората и фауната, която виждаме днес. Освен това има ясни паралели между промените в околната среда, които се случиха тогава и се наблюдават днес. Някои казват, че повишаването на осведомеността на нашите видове за времената, когато животът почти е престанал да съществува, ще ни помогне да гарантираме собственото си дългосрочно оцеляване.
През 1980 г. Луис и Уолтър Алварес, баща и син в Калифорнийския университет в Бъркли, предоставят нови и убедителни доказателства, че най-известното от масовите изчезвания - това, което се е случило преди 66 милиона години - е резултат от масивно падане на астероид. И предизвикаха вълна от интерес към причините за други масови изчезвания, включително най-голямата от късната пермичанка.
Снимка: hi-news.ru
Тогава западните „ловци на изчезване“имаха по-малко доказателства за достъп, защото се намираха в Китай и Русия, а не в най-отворените страни. Но това не им попречи да предлагат различни теории.
Някои посочиха страничните ефекти от формирането на суперконтинента Пангея, като например намаляване на дълбочината на морския хабитат, където са живели повечето морски видове. Други посочиха рязък спад на кислорода в пробите от скала в края на перми и спад в морското равнище, и двете от тях биха могли да обяснят защо морските видове са имали такова лошо изживяване.
Други предложиха масово изпускане на метан от морското дъно. Имаше и вариантът, че интензивният вулканизъм, оставил толкова много вулканична скала в Сибир, е особен фактор. Всеки следващ поток от лава се разпространява върху предишния, създавайки серия от стъпаловидни хълмове. Те получиха името сибирски капани - от шведското "trapp", тоест стъпки.
„След това се смяташе, че краят на пермското масово измиране се е разпрострял в продължение на няколко милиона години“, казва Пол Вигнал, геолог от университета в Лийдс, който през септември 2015 г. публикува The Worst of Times за масовите изчезвания.
След като събраха проби в Доломитите, Италия, Вигнал и Антъни Халлам от университета в Бирмингам стигнаха до заключението в статия, публикувана през 1992 г., че изчезването действително е продължило десетки или хиляди години.
Тази кратка времева рамка подтикна мнозина да търсят кратка, но остра катастрофа, която би могла да обясни изчезването - например падането на астероид.
В полза на тази идея някои учени посочват редки зърна от шоков кварц в Австралия - зърна пясък, които са били на мястото на предполагаемото въздействие и са били подложени на силно физическо въздействие в този процес. Други учени, работещи в Антарктида, са открили хелий и аргон с изотопно съотношение, подобно на това на богатите на въглерод метеорити в ранната слънчева система.
Но не беше намерен кратер за въздействие и всичко изчезна.
„Ние просто нямаме геоложки доказателства за въздействие или някакво друго голямо събитие, което би могло да доведе до изчезване от такъв мащаб, различен от сибирските капани,“казва Джонатан Пейн, специалист по геология и специалист по масово изчезване от университета в Станфорд в Калифорния, САЩ.
Снимка: hi-news.ru
Тъй като методите за датиране се подобряват и се събират проби, вулканизмът постепенно се превръща в основен виновник - по-специално след като учените стигат до заключението, че сибирските капани са се образували преди около милион години, а не 10-50 милиона години, както се смяташе по-рано.
Последиците от сибирските капани бяха тежки. Най-големи въздействия са наблюдавани в океаните, по-специално върху морското дъно.
Много групи са изчезнали напълно, включително една от най-ранните групи членестоноги - трилобити - и примитивни ругози, корали, бластоиди, роднини на съвременни морски таралежи и морски звезди. Други, като брахиоподи, бриозои, амонити, подобни на калмари и морски лилии, са загубили повечето от своите видове.
Плувците бяха малко по-щастливи: акантодите и плакодермите изчезнаха, но много други кондонти на риба и змиорки останаха практически непокътнати.
Засегнати са и земните организми. Унищожени бяха много основни групи, включително горгонопите, доминиращите хищници на сабя и онези и обемните тревопасни пареасаври.
Според Дмитрий Щербаков от Палеонтологичния институт в Москва около 40% от семействата на насекомите от края на Пермия са унищожени. Много екваториални групи, като хлебарки и цикади, се движеха на север с повишаване на температурата.
По отношение на растенията горските видове практически са изчезнали.
Снимка: hi-news.ru
Много групи доминиращи гимнастици са намалели. Въглищата не са произвеждани от около 10 милиона години, което показва, че изчезват торфенообразуващите растения. Друг признак за недвусмислено смъртоносно унищожаване на растенията е „гъбният скок“- огромно увеличение на броя на вкаменели гъбични спори.
„Това се тълкува като резултат от експлозия на гъби, живеещи на мъртви или умиращи дървета“, казва Бари Ломакс от Университета в Нотингам във Великобритания. "Не сме виждали нещо подобно на никоя друга геоложка граница."
Точният анализ на това, което е умряло и кога е починал, предлага някои от най-добрите улики, които ще обяснят как сибирските капани биха могли да окажат толкова голямо влияние.
Когато Виниал и колегите му от Китайския университет за наземни науки в Ухан проучиха подробно пробите, показващи съдбата на 537 морски вида в Китай, те установиха, че 92 процента от тях са били унищожени. Те откриха също, че изчезването се извършва на две фази, разделени на 180 000 години.
Първият е особено фатален за плитководните обитатели като корали, живеещи на дъното на микроскопични животни фузулиниди и планктон на радиолари. Изчезването на втората вълна се случи в дълбините на океана.
Новите видове се развиха доста бързо след първата вълна, но възстановяването беше много по-бавно след втората - най-вероятно поради дългосрочни причини, които са разрушили дълбоките основи на много екосистеми. Други доказателства от растителни останки, възстановени в Гренландия и Антарктида, подкрепят идеята за двойно масово изчезване.
Какво беше за сибирския вулканизъм, който причини толкова разрушения за живота в различните му пермски прояви?
Заедно с лавата излизат огромни обеми парникови и други вредни газове. Те включваха огромни обеми въглероден диоксид и серен диоксид, което доведе до повишаване на температурите.
Снимка: hi-news.ru
Загряването на океаните намалява способността им да задържат кислород и теченията, които обикновено пренасят кислород в дълбините, могат да забавят или да спрат. Смята се, че липсата на кислород е била основната причина за изчезването на морето, както се вижда от скални проби на границата между два геоложки периода на различни места по света.
„Почти цялата утайка, която разгледахме, премина от богат на кислород и живот до беден на кислород и живот“, казва Майк Бентън, палеонтолог от университета в Бристол. „Тази линия е абсолютна като ръба на нож и се вижда ясно.“
Някои изтъкват, че с увеличаването на нивото на въглеродния диоксид в атмосферата нивото му също се увеличава в океаните, водата става по-кисела и по-малко вероятно да насърчи морските организми да направят своите черупки. По принцип повишеното ниво на въглероден диоксид има отрицателен ефект върху кислородната система за обмен на морски животни.
„Хората говорят за смъртоносната троица на затоплянето, подкисляването и дезоксигенирането“, казва Пейн, който твърди, че подкиселяването може да продължи десетки хиляди години. "Всички тези неща влияят върху живота на морските животни, техния метаболизъм и използването на кислород."
Вигнал обаче играе ролята на подкисляване на океана. "Без съмнение, ако подкиселите повърхността на океана, това ще стане, но повечето организми все още могат да направят черупките си, защото го правят в телата си, без контакт с околната морска вода."
Затоплянето имаше значителни последици за земята - но несравнимо с тези, които доведоха до изчезване на такива размери по онова време. Геолозите обвиняват отделянето на вредни газове, подобни на CFC, като хлорометан.
Смята се, че тези газове се генерират, когато слоеве въглища и сол се нагряват, докато магмата се придвижва към сибирската повърхност. Те водят до разрушаване на озоновия слой, което води до значително увеличаване на излагането на вредно ултравиолетово лъчение от слънцето.
Аргументите в подкрепа на тази теория се появиха през 2004 г., когато Хенк Вишер от Утрехтския университет в Холандия представи доказателства за значително увеличение на фосилизирани мутирали лимфоидни спори по време на късно пермското масово измиране.
Други предполагат, че екологичните стресори като повишената влажност, а не повишената радиация, може да са причинили мутации. Lomax обаче подкрепя теорията на Vischer. „Имало е и други периоди на продължителна сухота и не виждаме никакви доказателства за връзка със мутацията на спорите, така че изглежда по-логично да ги причислим към UV лъчение.“
Снимка: hi-news.ru
Излизащите от вулканите газове образуваха карболова, сярна и други киселини, които паднаха под формата на киселинен дъжд, засилвайки опасността за околната среда. Това показва как околната среда може да унищожи видовете пряко и косвено за една нощ.
„Загубата на растенията от UV радиация и киселинен дъжд трябваше да премахне гръбнака на хранителната верига на сушата, което доведе до глад на тревопасни животни, които от своя страна бяха източник на храна за месоядните животни“, казва Бентън.
Мнозина смятат, че тези връзки с екосистемата трябва да се мислят от хората на 21-ви век, тъй като нашата дейност повишава концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата до изключително ниво. Изчезването на края на пермския период осигурява храна за размисъл.
„По същество ние създаваме или ускоряваме масовото изчезване в края на перми“, казва Вигнал. „Въпреки това ще отнеме много време, за да се затопли океаните, а моделите показват, че океаните ще изпитат проблеми през 200-300 години по отношение на съдържанието на разтворен кислород, а проблемите с циркулацията на океана ще се появят след няколко хиляди години. Кой знае какво ще правим тогава “.
Снимка: hi-news.ru
Пейн изтъква, че късното пермско масово измиране може да се разглежда като полезно за живота в дългосрочен план - общият брой на видовете на Земята в крайна сметка нарасна дори повече, отколкото го направи, но неговата времева линия не осигурява храна за комфорт.
"Най-голямото изчезване в историята на живота има много общо с промените в околната среда, които се случват днес и които могат да се очакват през следващите 100-1000 години", казва той. "Всъщност в дългосрочен план това ще има стимулиращ ефект върху многообразието на екосистемата, но възстановяването ще отнеме милиони години, така че загубата на разнообразие едва ли е от полза за човешкото общество."
В книгата си „Голямата палеозойска криза“от 1993 г. американският палеобиолог Дъг Ервин сравнява проблема с оценката на потенциалните причини за масовото изчезване в края на Перма със ситуацията, пред която е изправен Еркюл Поаро в „Убийство на Ориент експрес“. Детектив Агата Кристи в крайна сметка заключава, че всички пътници във влака са били замесени в убийството.
В последната си книга Вигнал описва заключението на Поаро, че „всички го направиха“като „мързелив“. Вместо това той цитира примера на Сара Лунд, звезда на датската криминална драма Убийство. Списъкът на заподозрените расте с всяка серия. (За нас би било по-удобно да посочим като чайка „Чайката“като пример). Убиецът на Вигнал е вулканизмът, който води до затопляне, океаново дезоксигениране и изчерпване на озона.
Учените обаче получават достъп до нарастващ брой от все по-точни данни, които се опитват да изолират разликите в точните комбинации от причинителни фактори за изчезване в различни екосистеми, групи и видове, които може да не дават директни отговори. Ако това е една престъпна игра, тогава тя е много сложна, с куп трупове, и те бяха убити с най-различни оръжия.
"Причините за околната среда се размножават, а не се сумират, така че е трудно да се избере едно нещо", казва Пейн. Това не е провал на науката, а по-скоро обвинение срещу нашето търсене на прости отговори.