У кінці пермського періоду — 252 млн років тому — Землю спустошило масове вимирання, яке знищило
Недружня земля
В рамках дослідження вчені намагалися зрозуміти, якзмінився клімат Землі в кінці пермського періоду - від 298,9 млн до 251,9 млн років тому, і на початку тріасу - від 251,9 млн до 201,3 млн років тому. Тоді всі континенти були одним величезним масивом суші - Пангеей, а величезна гряда сибірських вулканів вивергалася. У результаті в атмосферу потрапляли парникові гази, що зігрівають її. Відповідно до теорії вчених, це сприяло глобальному вимиранню.
Що таке хімічне вивітрювання?
Зважаючи на всі ці фактори, вченівивчили процес хімічного вивітрювання. Тоді гірські породи на суші руйнуються і вивільняють кальцій, який вимивається в океани. Там він з'єднується з вуглекислим газом (СO₂), утворюючи карбонатні породи. Чим тепліший клімат, тим швидше відбувається вивітрювання.
На цій ілюстрації показано відсоток морськихтварин, що вимерли в кінці пермської ери, по широті, з моделі (чорна лінія) і з літопису скам'янілостей (сині точки). суперконтинент Пангея, видно масові виверження вулканів, що виділяють вуглекислий газ. Зображення під рисою представляють деякі з 96% морських видів, що загинули під час цієї події. Зображення надано Джастіном Пенном і Кертісом Дойчем, Вашингтонський університет
Справа в тому, що хімічні реакції відбуваютьсяшвидше при більш високих температурах, а проточна вода призводить до більшої ерозії. У результаті, це створює петлю зворотного зв'язку, який тримає глобальні температури під контролем. Коли стає тепліше і вивітрювання відбувається швидше, більше СO₂ потрапляє в море і затримується в океанських скелях, допомагаючи охолодити клімат. Коли це відбувається, вивітрювання сповільнюється, і в океанських породах накопичується менше двоокису вуглецю, що запобігає занадто сильному похолоданню.
А як працює зворотній процес?
Але є і інший процес, який можевідбуватися в океані, відомий як зворотне вивітрювання. Це відбувається, коли мінеральний кремнезем утворює нові глини на дні океану. У ході цього процесу глини виділяють більше СО₂, ніж можуть вловити карбонатні породи.
У сучасних океанах не так багатокремнезему, тому що крихітні планктонні організми поглинають його (він необхідний для росту раковин), тому зворотного вивітрювання не відбувається. Точно так само в пермський період мікроорганізми — радіолярії, поглинали майже весь кремнезем, зводячи тим самим зворотне вивітрювання до мінімуму.
Крихкий баланс
Однак все це могло змінитися в кінціпермського і початку тріасового періоду. В цей момент багаті кремнеземом породи, які складаються з незліченних раковин радіолярій, зникли. У той же час, як виявили вчені, баланс певних варіантів молекул в океанських породах «вийшов з ладу».
Модель радіолярії у Смітсонівському музеї природної історії.
Зображення надано Вікторією Пікерінг - CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
В рамках дослідження біологи вивчали співвідношенняізотопів літію. Ізотопи - це версії елемента з трохи відрізняється атомною вагою від норми, тому що у них різне число нейтронів в ядрах. Через різну вагу деякі ізотопи літію поглинаються в різних співвідношеннях при утворенні нових глин, що відбувається при зворотному вивітрюванні.
Що з'ясували вчені?
Виявилося, що деякі ізотопи літіюпрактично зникли з океану прямо перед Великим вимиранням і не відновлювалися протягом приблизно 5 мільйонів років під час тріасового періоду. В результаті, втрата радіолярій призвела до того, що океан переповнився кремнеземом, що запустило зворотне вивітрювання. Вуглекислий газ, що вивільняється в результаті цього процесу, міг перевершити хімічне вивітрювання, яке в той же час «відповідало» за уловлювання СO₂ і, в свою чергу, підтримувало дуже жаркий клімат. У таких умовах існування життя дуже утруднене.
Що в підсумку?
Підбивши підсумки, вчені з'ясували, що затрималовідновлення Землі. Все через радіолярію, яка зникла після вимирання. Їх відсутність радикально змінила морську геохімію, дозволивши сформувати тип глини, що виділяє вуглекислий газ. Цей викид СO₂ підтримував температуру атмосфери і кислотність океанів, тим самим уповільнюючи відновлення життя. Навіть дуже невелика зміна може дуже швидко вивести тендітну систему з рівноваги.
Читати далі:
Створено компактний ядерний реактор для безпечного виробництва енергії
Незвичайні структури знайшли межі Сонячної системи. Там побували лише «Вояджери»
Чорна діра «виплюнула» розірвану зірку через три роки після поглинання
На обкладинці:ілюстрація початку пермсько-тріасового масового вимирання, заснована на висновках Юрикової та ін. (2020), опублікованих у статті журналу Nature. Закислення океану та зникнення морського життя в поверхневому океані, викликане великим викидом вулканічного CO2 з cибірських dekrfyd; Адамом Юріно (PaleoFactory, Римський університет Сапієнца) для статті Юрикової та колег