История знает много масштабных вымираний. Мел-палеогеновое, триасовое, пермское, девонское и ордовико-силурийское образуют "Великую пятёрку", которая нанесла наибольший вред биосфере. Стоит упомянуть, что скоро эта компания может пополниться ещё одним, голоценовым, к которому будет причастен один конкретный биологический вид - Хомо Сапиенс. До этого почти все вымирания были спровоцированы природными явлениями - изменением климата, геологической активностью, или импактным событием. Теоретически, человечество может разными образами влиять на это всё, тем самым предотвратив возможное вымирание. Однако есть одна вещь, от которой нет вообще защиты - космическое излучение.
В 2020 году американские учёные предположили, что позднедевонское вымирание было вызвано взрывом сверхновой, находящейся на расстоянии 65 световых лет от Земли. В научной литературе подобная гипотеза была вызвана впервые.
Девонским вымиранием называют кризис биоразнообразия, который отличался в первую очередь своей продолжительностью. Разные источники определяют его нижнюю границу то по Злиховскому событию (крупному вымиранию аммоноидей гониатитов (отряд Goniatitida Hyatt, 1884), случившемуся в раннем эмском ярусе), то по событию Келлвассера (вымиранию большей части рифообразующих организмов, приведшему к нарушению всех экосистем), что заставляет колебаться нижнюю границу от примерно 403 до 372 млн лет. Верхняя определена по началу карбона, 358 млн лет. Всего в ходе девонского вымирания исчезло 19 % всех семейств и 50 % всех родов.
На протяжении всего девонского вымирания наблюдается упадок водных сообществ, вымирание рифообразующих организмов и тому подобное. Апогея это достигает во время события Келлвассера, отложения которого представлены чёрными сланцами, которые образуются в бескислородной среде. Из-за этого причиной этого события обычно называют аноксию (снижение уровня кислорода) океана.
Также стоит отметить, что в пограничных отложениях франского и фаменского яруса наблюдается так называемая "ртутная аномалия" - повышенное содержание этого необычного элемента. Считается, что это - один из верных признаков высокой вулканической активности. По крайне мере, на этот период приходится извержения в Вилюйской магматической провинции в Восточной Сибири.
Финалочкой девонского вымирания было событие Хангенберга, которое привело к исчезновению более 96% видов позвоночных и большого количества тогдашних наземных растений.
Понять причины девонского вымирания крайне и крайне сложно, так как это самое долгое вымирание за всю историю Земли. Плюс, многоэтапная структура этого события оставляет много загадок того, как именно происходило то или иное событие, и как оно повлияло на другие.
И вот в мае 2020 года группа Джона Маршалла из Саутгемптонского университета проанализировала три разреза непрерывных отложений позднего девона-раннего карбона, найденных в Восточной Гренландии. Это была крайне удачная находка, так как отложения не были повреждены эрозией и накапливались на дней древнего озера многие миллионы лет, образуя слои толщиной под 2-4 метра при общей площади отложенийв 75 км.
В этих отложениях учёные нашли множество спор древних растений. Проведя палинологический анализ, они выяснили, что в отложениях, относящихся к событию Хангенберга, очень часто встречаются дефектные, мутировавшие споры, в том числе с более тёмной окраской. Встречались и тетрады - группы из четырёх гаплоидных незрелых пыльцевых зёрен, сросшихся вместе.
По словам авторов исследования, за такие отклонения могло отвечать ультрафиолетовое излучение средней длины, или УФ-В. Обычно оно задерживается атмосферой планеты, а до нас доходит безопасное длинноволное УФ-излучение, или УФ-А.
Исходя из этого авторы предположили, что в конце девона случилось нарушение озонового слоя, что повлекло за собой колоссальный упадок экосистемы: в отложениях турнейского яруса, самого начала карбона, почти не встречаются крупные растения, их восстановление началось только в визейском ярусе.
Что ещё любопытно, именно на турней приходится так называемый "Провал Ромера" - белое пятно в истории изучения тетраподов, которое связывают со множеством причин. С конца девона по середину визея мы имеем крайне редкие остатки этих животных: турнейские амфибии включают в себя только крассигирина (Crassigyrinus scoticus Watson, 1926) и педерпеса (Pederpes finneyae Clack, 2002).
Подобные деформированные споры встречались также в отложениях пермского и триасового вымирания, однако тогда их связывали с вулканической активностью. Однако вот что любопытно - на границе девона и карбона этого не наблюдается. Нет ртутных аномалий, как в франско-фаменских отложениях, причём в общем плане наблюдается потепление климата.
Авторы предположили, что на это повлиял нагрев поверхности Земли, приведший к усилению конвекции в атмосфере, из-за чего в стратосферу (верхний слой атмосферы) начало поступать больше воды, где она, вступив в реакции с соединениями хлора и брома, образовывала свободные радикалы, приводящие к уменьшению содержания озона в атмосфере.
Правда, есть одна проблема: подобные конвективные штормы случаются эпизодически, да и то лишь в весенне-летний период. То есть, эпизоды с образование свободных радикалов имеют кратковременный эффект. Да и верхняя граница данных процессов находится на высоте в 12-18 км, в то время как основная масса озонового слоя находится на высоте в 20-30 км. Ещё одним фактором, который не учли авторы, является географическая ограниченность конвективных процессов. Соответственно, именно эта ограниченная территория и стала бы главным место поражения УФ-В лучей. Однако и периоды этого облучения были бы крайне малыми и не повлияли бы на экосистему так сильно.
То есть, на за все эти дефекты спор отвечало не конвективное событие. Что же могло? Брайан Филдс из Иллинойского университета предположил, что за это всё в ответе некое космическое событие.
Филдс сразу же отмёл импактные события, солнечные вспышки, а также слияние нейтронных звёзд, приводящее к гамма-всплескам. Только взрыв сверхновой мог дать достаточно мощный и длительный эффект, способный уничтожить озоновый слой. Причём это не просто красивая гипотеза: учёные провели моделирование этого сценария.
Первые идеи о том, что сверхновые могли приложить руку к вымираниям, были высказаны в 1950-ых годах. Эти звёзды могут распространять в космос и ультрафиолетовые, и рентгеновские, и гамма-лучи, то есть, представляют самые настоящие звёзды смерти. При определённой интенсивности они могут истощить наш озоновый слой. Авторы показали, что сверхновая, расположенная от нас на расстоянии 65 световых лет могла облучать нашу планету потоком заряженных частиц в течение 100 тысяч лет.
Как показывает палеонтологическая летопись, спад биоразнообразия происходил в течение 300 тысяч лет: сначала произошёл спад разнообразия спор и пыльцы, в их среде начинают преобладать дефектные образцы, затем последовал упадок наземной и водной флоры и фауны: исчезает множество трилобитов, конодонтов, плакодерм, аммоноидей, а также полностью вымирает класс загадочных созданий - хитинозой. Такое масштабное событие, по мнению авторов, может указывать на целую череду взрывов. Однако, возможно, тут мы имеем дело с чем-то более мощным - настоящей гиперновой. Да, вероятность взрыва крайне мала (в среднем 1 гиперновая взрывается каждые 200 млн лет), тем более, если предположить, что подобный взрыв был причастен к ордовико-силурийскому вымиранию, однако не равны нулю.
Кстати, палеонтологам и геологам известны доказательства того, что взрывы сверхновых достигали солнечной системы. Так, в миоценовых и плиоцен-плейстоценовых (8-6 и 3-2 млн лет соответственно) были найдены залежи редкого изотопа железа-60. Это вещество образуется только в ядрах массивных звёзд, так что, вероятно, оно попало к нам из космоса. Плюс, в плейстоценовых отложениях тихого океана тоже нашли железо-60, правда, в очень маленьких количествах, нехарактерных для взрывов сверхновых. Вероятно, Земля в то время просто прошла через остаточное облако и нахваталась этого элемента.
"Живёт" железо-60 недолго: период полураспада составляет 2,6 млн лет. Так что с его помощью доказать причастность сверхновой к девонскому вымиранию не выйдет. Зато есть два других элемента, рождающихся таким же образом - самарий-146 и плутоний-244, которые, теоретически, могут помочь установить природу девонского вымирания, если они сохранились.
Правда, есть один нюанс. Обнаружение что самария-146, что плутония-244 привлечёт внимание не только учёных, которые тут же установят причину девонского вымирания, но и альтернативщиков. Почему? Да просто потому, что оба этих элемента могут рождаться как в звёздах, так и в результате искусственных ядерных реакций.
Итак, как мы выяснили, одной из главных причин девонского вымирания было разрушение озонового слоя с последующим изменением климата и воздействием космического излучения. Это привело к кризису биосферы, который продолжался достаточно долго, более 33 млн лет. Думаю, этим исследованием можно тыкать в нос тем умникам, что отрицают изменение климата и говорят про заговоры правительства. Товарисчи! Какое правительство в девонском периоде? Там только-только тиктаалики повыходили, им банально не хватало мозгов даже для решения примера 2+2, какие там заговоры?
Важное объявление
Друзья, наш проект сотрудничает с научно-популярной группой Вконтакте "Дромеоландия", авторы которой собирают деньги на издание своей книги. "Скилар - пернатый защитник" представляет собой уникальную книгу в жанре палеофантастики, которая основывается на самых последних научных данных. А реконструкции, представленные в книге, созданы на уровне "Доисторической планеты", что не может не радовать. Поэтому мы предлагаем вам подать руку помощи авторам и пожертвовать хотя бы 100 рублей на развитие проекта: https://planeta.ru/campaigns/skilar
Если вы захотите, вы можете пожертвовать сумму покрупнее, за которую вы получите следующие бонусы:
600 рублей - печатную версию самой книги с цветными иллюстрациями
300 рублей - электронная версия книги
400 рублей - вы сможете стать участником развития проекта, вам будут доступны также эксклюзивные материалы
50 рублей - ваше имя будет включено в список почётных спонсоров на страницах книги
Источники
Читайте также
#космосисследования #палеонтология #научпоп #изменениеклимата #вымирание #исследования #сверхновая
