Эпизоды глобального дефицита кислорода в океанах случались в мезозое нередко. Согласно общепринятой гипотезе, дело в усиленном выветривании горных пород. В новой работе ученые показали, что разрушение суши и движение океанского дна во время распада Гондваны действительно могли запустить цепочку событий, приведших к массовому вымиранию морской биоты.
В мезозойскую эру на Земле установились буквально тепличные условия. Мягкий жаркий климат, отсутствие полярных ледников. Жизнь расцвела во всем ее проявлении. В самый разгар этой благодати в Мировом океане стали происходить катастрофические события, вызванные нарушением глобального углеродного цикла. Воды, лишенные растворенного кислорода, насыщенные сульфидами, становились смертельно ядовитыми для большей части морских обитателей.
Периоды, когда в океанах возникал дефицит кислорода, ученые называют аноксическими событиями. Их связывают с глобальным потеплением, которое усиливает круговорот воды и химическое выветривание континентов. Это, в свою очередь, ведет к росту морской биомассы и ее захоронений, что отражается в геологической летописи в виде слоев богатых органикой черных сланцев.
Океанские аноксические события, по геологическим меркам, короткие, но глобальные. Они не раз случались в далеком прошлом, однако во второй половине мезозоя, 185-85 миллионов лет назад, произошла серия из нескольких последовательных эпизодов. Ее увязывают с распадом суперконтинента Гондвана, породившим всплески интенсивного вулканизма. Об этом свидетельствуют большие магматические провинции (LIP), приуроченные к континентальным рифтовым окраинам.
Вспышки вулканизма сопровождались выбросами в атмосферу большого количества диоксида углерода — сильнейшего парникового газа, — что, в свою очередь, усиливало химическое выветривание. Вопрос в том, насколько быстро после LIP запускается выветривание. Сразу или спустя несколько десятков миллионов лет?
Ответить на этот вопрос решили ученые из Великобритании, США, Канады и Нидерландов. В статье, вышедшей в журнале Nature Geoscience, они объединили результаты реконструкций плитной тектоники, тектонико-геохимического анализа и глобального биогеохимического моделирования.
«Гондвана распалась в мезозойскую эру, что сопровождалось массированным вулканизмом по всей планете. Тектонические плиты пришли в движение, образовалось океанское дно. В результате выветривания вулканических пород питательные вещества обильно поступили в океаны», — пояснил первый автор статьи, профессор Том Жерно из Саутгемптонского университета (Великобритания).
По словам Жерно, им удалось найти доказательства множественных эпизодов химического выветривания океанского дна и континентов, которые попеременно нарушили баланс в океанах.
«Это как геологическая командная игра», — прокомментировал ученый.
Анализируя геологические летописи, авторы новой научной работы обнаружили, что пики выветривания совпали по времени с большинством океанских аноксических событий. Это существенно обогатило океаны фосфором — природным удобрением, — спровоцировав взрывной рост биомассы. Однако такое дорого обошлось морским экосистемам.
По словам Бенджамина Миллза, соавтора исследования из Университета Лидса (Великобритания), большие объемы органики опускались на дно, поглощая кислород.
«В океане появились „мертвые зоны“, свободные от жизни. Аноксические события обычно длились один-два миллиона лет и сильно влияли на морские экосистемы», — заключил Миллз.
Последствия мы ощущаем до сих пор. Осадочные породы того времени, насыщенные органикой, служат крупнейшими резервуарами нефти и газа.