252 миллиона лет назад, задолго до динозавров, до птиц, до настоящих млекопитающих, жизнь на Земле пережила самый тяжёлый кризис за всю историю.
В Сибири открылась гигантская вулканическая «форточка в ад», атмосфера перегрелась, океаны закислились, кислород исчез. Лава и огонь пожирали биосферу планеты, а токсичные газы добивали всех остальных, до куда жар не дотянулся.
В итоге погибло до 96% морских видов и около 70% наземных позвоночных.
Эта катастрофа получила название Массовое пермское вымирание. И это было самое жёсткое массовое вымирание в истории планеты.
И произошло это не из-за удара астероида и не по какой-либо иной внешней причине. Планета убила себя сама: сработала цепочка геологических и климатических процессов.
Мир, которого больше нет
Пермский период был довольно насыщенным и по-своему прекрасным.
Период назвали "Пермь", потому что в этих краях и найдены были основные находки. В середине 19 века Пермь была одним из немногих мест, где эти слои хорошо обнажались и поддавались изучению.
За двадцать миллионов лет до катастрофы Земля стояла на пике своего палеозойского расцвета. Попробую его максимально близко реконструировать в этой главе.
Привычной карты мира тогда не было. Почти вся суша была собрана в гигантскую Пангею: будущие Европа, Азия, Африка, Америка и Антарктида лежали не по отдельности, а как детали одного огромного материкового пазла.
В воздухе гудели насекомые — уже не те чудовищные стрекозы каменноугольного периода, но всё ещё довольно крупные жители мира, где трава ещё не появилась, цветов ещё нет, а суша пахнет смолой, сырой корой, болотной водой и пылью.
Тропические мелководья от Китая до Южной Америки были плотно застроены рифами — только не из кораллов, а из брахиопод и мшанок. Аммониты, трилобиты, фораминиферы, морские лилии — целая палеозойская вселенная, не похожая ни на что современное.
В известковом иле лежали миллионы фузулинид. Это одноклеточные существа в раковинках, похожих на микроскопические рисовые зёрна. Для глаза туриста это был бы просто светлый морской песок. Для геолога — кладбище целой цивилизации одноклеточных.
На суше правили терапсиды — предки настоящих млекопитающих. Среди них бродил мосхопс: трёхметровый травоядный с черепом толщиной в несколько сантиметров.
Мосхопсы знамениты тем, что бодались с соперниками совсем как современные бараны.
Его череп был не просто крепким: верхняя часть головы была утолщена, там была мощная противоударная плита, заложенная природой.
Рядом охотились горгонопсы — «саблезубые» хищники с огромной пастью и длинными клыками, которыми они наносили глубокие раны.
Знаменитые и популярные у детей диметродоны также жили в Перми.
Диметродон — хищник с огромным «парусом» из удлинённых позвонков, живший в ранней перми около 295–272 миллионов лет назад. Зачем парус — учёные спорят до сих пор: скорее всего, для терморегуляции.
Интересно, что диметродон — не динозавр и даже не рептилия в строгом смысле, а синапсид, то есть он ближе по родству к млекопитающим, а не к динозаврам, птицам или крокодилам.
По равнинам медленно двигались парейазавры — тяжёлые бронированные травоядные, будто кто-то попытался сделать черепаху размером с небольшой автомобиль, но в последний момент передумал насчёт панциря.
Они были живыми сейфами на ногах: грубая кожа, костные бугры, массивная голова и уверенность существа, которое привыкло, что его никто не может съесть.
Сушу укрывали леса из семенных папоротников-глоссоптерид.
Самое странное — не то, что в этом мире было. А то, чего в нём не было. Ни травы под ногами. Ни цветов. Ни птиц в небе. Ни динозавров. Ни привычных зверей. Земля уже была зелёной и шумной, но её зелень ещё не знала ромашек, её небо не знало птичьих стай, а её леса не слышали жужжания пчёл над цветами.
И все же это был живой, насыщенный, разнообразный мир. И он уже дышал на ладан — просто сам ещё не знал об этом.
Полмиллиона лет агонии
Финальный удар был страшен, но не внезапен. За десять-пятнадцать миллионов лет до конца случились две «репетиции»: кризис Олсона в средней перми и более поздний Капитанский кризис. Вулканизм, закисление океана привело к тому, что многие виды стали вымирать.
Жизнь выстояла оба раза. Но это была лишь репетиция накануне настоящей катастрофы.
За 500 тысяч лет до финала углеродный цикл планеты начал трещать по швам: океаны периодически теряли кислород, температура скакала. Жизнь пыталась адаптироваться и не успела. Когда главный удар пришёл, ей уже нечего было противопоставить.
Сам главный импульс вымирания, по многим оценкам, уложился в десятки тысяч лет. Это было, по сути, геологическое мгновение.
Сибирские траппы: геологический пожар
Главным убийцей стала не внешняя причина, как астероид в случае с динозаврами.
Причиной стал вулканизм такого масштаба, что воображению сложно его охватить. В том, что сегодня называется Сибирью, из земных недр вырвался гигантский магматический плюм.
На землю излилось до 7 миллионов кубических километров лавы. Это не вулкан в привычном смысле — это континентальная рана, через которую магма выходила тысячелетиями.
Чисто арифметически, верхней оценки этого объёма хватило бы, чтобы накрыть территорию современной России слоем лавы в сотни метров.
Само по себе это уже катастрофа. Но решающим оказалось не количество лавы, а то, через что она прорвалась. Магма шла сквозь мощные пласты угля, нефти и солей Тунгусского бассейна — нагревала и разлагала их изнутри, выбрасывая в атмосферу углекислый газ, метан и сернистые соединения.
В систему «океан-атмосфера» за короткий геологический интервал поступило около 36 000 гигатонн углерода. Для сравнения: при нынешних темпах выбросов, считая в углероде, человечеству потребовалось бы несколько тысяч лет, чтобы выбросить столько же.
Цепная реакция: как умирает планета
Дальше сработал механизм домино, только каждая упавшая костяшка была размером с континент. Концентрация CO₂ в атмосфере выросла в несколько раз.
Глобальная температура выросла на несколько градусов, а в тропических морях раннего триаса потепление достигло экстремальных значений. Одновременно океан поглощал углекислый газ и закислился — по некоторым оценкам, pH мог снизиться почти на единицу. Для кораллов, брахиопод и фораминифер это был приговор.
В тёплом океане перестала работать термохалинная циркуляция — так называют глобальный «насос», перемешивающий воды от поверхности до глубин. Без него глубины потеряли кислород. Там воцарились анаэробные бактерии, выделяющие сероводород. По одной из гипотез, сероводород поднимался из глубин и попадал в атмосферу.
Отдельного упоминания заслуживает озоновый слой. Галогены из вулканической магмы — хлор- и бромсодержащие соединения — могли сильно его повредить.
Некоторые модели дают потерю озона на десятки процентов, а поток жёсткого ультрафиолета резко вырос. В породах того времени находят деформированные окаменевшие споры — свидетельства ультрафиолетового стресса у растений.
Итог: погибло до 96% морских видов и около 70% наземных позвоночных. Исчезли трилобиты, господствовавшие почти 300 миллионов лет.
Рухнули рифы — на несколько миллионов лет они вообще исчезли с лица Земли. Пермское вымирание стало крупнейшим известным массовым вымиранием насекомых. Лесные экосистемы рухнули, почву смыло, реки понесли огромное количество наносов.
Ситуация была на грани - Земля вообще могла лишиться всей сложной жизни.
Листрозавр: чемпион выживания
На опустошённой суше раннего триаса доминировал один род: листрозавр (Lystrosaurus) — небольшой дицинодонт, внешне напоминавший бульдога с двумя бивнями.
Листрозавр выжил благодаря нескольким козырям.
Во-первых, он копал норы: его передние лапы были мощнее задних, а в бассейне Карру в Южной Африке до сих пор находят окаменевшие лазы в твёрдой породе. Норы помогали переживать жару, засуху и резкие перепады условий.
Во-вторых, некоторые исследователи предполагают, что особенности его дыхательной системы могли помогать переносить тяжёлую атмосферу.
В-третьих, он начал размножаться быстрее, в более раннем возрасте. Популяция восстанавливалась быстрее, чем её успевали уничтожить засухи.
Восстановление жизни после пермского вымирания заняло до десяти миллионов лет — значительно дольше, чем после гибели динозавров.
Люди быстрее вулканов
По расчётам на основе изотопных данных, пиковая скорость выбросов углерода Сибирскими траппами составляла около 5 гигатонн в год. Современные антропогенные выбросы, считая в углероде, — около 10–11 гигатонн в год. Пик за пиком — мы сегодня выбрасываем вдвое быстрее. Средний темп за весь вулканический эпизод был ниже, но биологические системы реагируют именно на скорость изменений, а не на их итоговый объём.
Главное, что показывает пермская катастрофа, это как быстро может сломаться то, что кажется незыблемым. Та катастрофа расчистила эволюционную арену и дала шанс другим: архозаврам, из которых вышли динозавры, а потом и млекопитающие. Нас с вами. Та катастрофа была нашим незапланированным стартом. Следующую, похоже, мы можем подготовить и самостоятельно.
Но в этой истории есть и странное утешение. Жизнь почти проиграла — но не сдалась. Из обломков палеозойского мира потом вышли новые формы, новые хищники, новые леса, динозавры, млекопитающие и в конце концов мы: существа, которые теперь умеют не только выживать после катастроф, но и заранее читать их следы в камне.
И, возможно, главный урок пермской катастрофы именно в этом. Планета не обязана быть удобной. Жизнь не обязана быть вечной. А разум, если уж он появился, нужен не только для того, чтобы строить города, спорить в комментариях и придумывать кондиционеры, а чтобы вовремя понять: когда мир начинает трещать по швам, лучше не проверять, насколько громким будет последний звук. И успеть принять меры пока не поздно!