Группа учёных собирает образцы у тихого дорожного обрыва на северо-западе Ирана. Для большинства людей этот обнажённый разрез выглядит как обычная ступенчатая скала. Но внутри этих слоёв находятся молекулы, созданные древней жизнью. Химические следы водорослей, бактерий, почвы и дыма лесных пожаров.
Другая команда делает похожую работу в Южном Китае, почти в пяти тысячах километров от первой точки. Другая порода, другой ландшафт, другие исследователи. Нет никаких причин ожидать, что эти два места расскажут одну и ту же историю. И всё же именно это и произошло.
Около 252 миллионов лет назад Земля пережила худшее вымирание в своей истории — пермско-триасовое массовое вымирание. Более 80 процентов всех видов исчезло. Исчезли целые экосистемы. Масштаб этого события нам известен, но то, как именно оно развивалось, всегда было труднее понять. Массовые вымирания кажутся абстрактными, пока нет ясного окна в детали того, как они протекали. Именно поэтому это новое исследование так важно. Оно вносит ясность в момент, который десятилетиями ставил в тупик палеонтологов и геологов.
Иранское исследование было сосредоточено на разрезе Зал — геологической формации, в которой сохранилась непрерывная последовательность морских осадков, пересекающих границу между пермью и триасом. Эти осадки содержат биомаркеры — химические соединения, произведённые живыми организмами и сохранившиеся в породе. Они помогают учёным понять, какие группы организмов были активны в то время, как менялся уровень кислорода и что поступало в океан с суши.
Когда я смотрю на биомаркеры, меня всегда поражает, сколько информации может нести маленькая молекула. Они тихо фиксируют присутствие или отсутствие целых сообществ жизни. Они также показывают изменения, которые невозможно уловить только по окаменелостям, особенно в периоды экологического стресса.
В разрезе Зал исследователи увидели несколько чётких сигналов. Они обнаружили свидетельства повторяющихся эпизодов потери кислорода на мелководье. Они нашли яркие признаки увеличения бактериальной активности и относительного уменьшения количества водорослей. Они также обнаружили всплески соединений, связанных с лесными пожарами и эрозией почвы. Всё это указывало на широкомасштабный экологический сдвиг, затронувший и сушу, и море.
Неожиданность заключалась в том, что такой же рисунок был обнаружен в Южном Китае. Учёные там выявили аналогичные изменения биомаркеров ещё несколько лет назад. Несколько площадок зафиксировали одну и ту же комбинацию кислородного дефицита, изменений в микробных сообществах, сигналов эрозии и сильного сдвига изотопов углерода. Но до тех пор, пока иранскую летопись не изучили детально, было неясно, являются ли эти изменения локальными для Южного Китая или частью чего-то большего.
Оба региона показывают одни и те же сигналы в один и тот же момент времени. Они отражают усиление лесных пожаров на суше, за которым последовало увеличение поступления наземного материала в океан. Они показывают рост числа цианобактерий и других бактерий, процветающих тогда, когда водоросли сокращаются. Они демонстрируют повторяющиеся периоды падения кислорода в прибрежных водах. И они отображают чёткий сдвиг в углеродной химии, который мы видим во многих частях света.
Это совпадение имеет значение, потому что Иран и Южный Китай когда-то находились далеко друг от друга, но всё же были частью одного древнего океана — Палеотетиса. Несмотря на нынешнюю удалённость, в поздней перми их побережья были связаны. Это означает, что экологические изменения не оставались локальными. Они распространялись по всей системе.
Чтобы понять почему, полезно представить океан как набор связанных бассейнов, а не как изолированные водоёмы. Когда одно крупномасштабное воздействие затрагивает часть системы, оно может влиять и на удалённые регионы, связанные циркуляцией. Если потепление увеличивает испарение или меняет перемешивание поверхностных вод, этот эффект может распространиться. Если растительность на суше разрушается, увеличивая поступление питательных веществ и почвы в реки, эти реки несут всё это в один и тот же океан. Сигналы затем появляются на гораздо большей территории.
Исследование не утверждает, что одно изменение напрямую вызвало другое. Оно показывает группу экологических стрессов, происходивших одновременно. Лесные пожары, эрозия почвы, микробные сдвиги и низкий уровень кислорода — всё это усилилось примерно в одно и то же время. То, что эти изменения синхронизированы в двух регионах, разделённых такой большой дистанцией, говорит о том, что ими управлял фактор, достаточно крупный, чтобы повлиять на весь бассейн.
Другие исследования указывают на вулканическую активность Сибирских траппов как на основной источник. Эти извержения выбросили огромное количество углекислого газа, сернистых газов и других веществ, вызвавших потепление климата и деградацию растительности на суше. По мере исчезновения лесов и ослабления почв всё больше материала попадало в реки и стекало в океан, влияя на прибрежные экосистемы. Всё это происходило не медленно. Записи биомаркеров указывают на повторяющиеся импульсы изменений, а не на одноразовое событие.
Главный вывод прост. Пермское вымирание было не набором изолированных региональных кризисов. Это был согласованный экологический сдвиг, затронувший Палеотетис целиком. Иран и Южный Китай сохранили одну и ту же страницу истории Земли, потому что они были частью единой системы, реагировавшей на единые воздействия.
Такие исследования напоминают нам, почему важно понимать прошлое. Когда мы видим, насколько тесно были связаны древние экосистемы, мы лучше понимаем, как изменения в одном месте могут влиять на другое. Это также показывает ценность объединения разных источников данных. Окаменелости, осадки, изотопы и биомаркеры — каждый несёт часть истории, но вместе они дают целостную картину.
В Climate Ages мы рассказываем такие истории, потому что они соединяют нас с длинной историей нашей планеты. Когда люди понимают, как ведут себя системы Земли, они глубже осознают необходимость их защиты. Это исследование — ещё один элемент общего знания: напоминание о том, что наша планета всегда была взаимосвязанной, и понимание этих связей помогает нам защищать наше будущее.