Великое Пермское вымирание. Что это было?

Сб, 08/08/2015 - 20:31

Собственно говоря, и без привязки к пермскому вымиранию старая модель оставляла некоторые неясности. Классический трапповый магматизм выглядит следующим образом. Где-то в недрах Земли по неизвестным пока причинам возникает грандиозный восходящий поток перегретого мантийного вещества — так называемый мантийный плюм. По мере подъема мантийное вещество разогревается и расширяется, его плотность снижается, образуя огромный пузырь. При этом давление плюма на литосферу должно приводить к подъему земной коры. Это происходит еще до начала главной фазы траппового магматизма, то есть раньше, чем расплавленная магма начнет прорываться в земную кору и на ее поверхность. Расчеты показали, что в случае сибирской трапповой провинции должен был образоваться бугор высотой около 2 км, однако никаких признаков подобных процессов в тех краях не обнаружено.

В 2011 г. международная группа ученых, в числе которых было немало россиян, опубликовала в журнале Nature статью, убедительно объясняющую этот факт. На основе детального химического анализа образцов сибирских базальтов авторы пришли к выводу, что в магме, из которой образовались сибирские траппы, имелась значительная (10-20%) примесь переработанных пород океанической коры. Очевидно, участок земной коры погрузился глубоко в мантию и затем был вытолкнут обратно поднимавшимся снизу плюмом, а океаническая кора существенно отличается от типичных пород мантии по своему составу и плотности. Она тяжелее и содержит больше летучих веществ, способных высвобождаться при нагревании. Модель, разработанная на основе новых данных, показывает, что никакого поднятия земной поверхности не должно было быть, потому что вершина мантийного плюма из-за примеси пород океанической коры имела более высокую плотность и плюм не приподнимал литосферу, подобно чудовищному пузырю, а постепенно «проедал» ее снизу путем эрозии, которая происходила в зоне контакта расплавленного вещества вершины плюма с твердыми породами, составляющими нижний слой литосфер. В результате за несколько сотен тысячелетий плюм «проел» себе путь до нижних слоев земной коры, располагавшихся на глубине около 50 км.

Эта же модель предполагает в несколько раз больший, по сравнению с предыдущей, выброс в атмосферу CO2, HCl и прочих веществ, способных изменить экологическую обстановку. К тому же в случае попадания в плюм обломка океанической коры выброс вулканических газов будет протекать гораздо более стремительно. Основная масса должна прорваться в атмосферу в самом начале процесса, еще до того, как расплавленная магма поднялась до глубины 50 км. За временной отрезок порядка сотни тысяч лет подобная «печка» вполне могла необратимо изменить биосферу, так что с момента публикации данной работы причастность сибирских траппов к Великому вымиранию мало у кого вызывает сомнения.

Больше простора для дискуссии оставляет вопрос о характере изменений, спровоцированных вулканической активностью. То, что катастрофа в большей степени затронула морскую фауну, наводит на мысль об изменении химического состава воды в Мировом океане, скорее всего, значительном повышении ее кислотности, вызванном выделением хлороводорода (соляной кислоты). Изменения, произошедшие в наземной фауне, позволяют предположить изменение климата в сторону большей аридности (засушливости), что могло быть вызвано парниковым эффектом от выброса вулканического углекислого газа. Площадь пустынь на планете сильно возросла, влажные ареалы сократились, именно поэтому выжили и оставили потомство прежде всего те виды, которые изначально были приспособлены к жизни в условиях дефицита воды.
Однако ряд палеонтологов отрицает большую по сравнению с триасовым аридность пермского климата. В этом случае изменение в животном царстве можно объяснить несколько иначе. Роль парникового эффекта могла быть сравнительно незначительна, и дело было не столько в количестве воды, сколько в ее качестве. То самое изменение кислотности, которое погубило подавляющее большинство морских организмов, оказалось губительным и для тех наземных животных, чей жизненный цикл был так или иначе связан с водоемами. Это объясняет и гибель массы насекомых, и потерю своих позиций классом земноводных, и исчезновение влаголюбивых зверозубых ящеров. А одетые в свои «сухопутные скафандры» рептилии-амниоты оказались куда менее чувствительны к такого рода колебаниям, потому и получили преобладание.

Как бы там ни было, гигантское трапповое излияние — это лишь часть объяснения. Предстоит не только установить, каким конкретно было его непосредственное влияние на пермские организмы, но и проследить всю цепочку, необратимо нарушившую равновесие биосферы. В общем, работы непочатый край. Кстати сказать, учитывая темпы вызванных вулканическими процессами изменений, можно легко вообразить, что, существуй на тот момент на планете разумная сила, вооруженная мощными техническими знаниями, и катастрофы удалось бы избежать. Вот представьте себе, что такой нарушающий экологическое равновесие фактор совершенно не антропогенного происхождения начинает действовать в наши дни. Причем по своим темпам и масштабам он приблизительно соответствует сибирскому трапповому излиянию. Сначала человечество, возможно, будет озабочено лишь помощью непосредственно пострадавшим от стихии, но рано или поздно начнут финансировать разработки, позволяющие спрогнозировать дальнейшее развитие событий. Ну, пусть на создание достоверной модели и полное осознание происходящего уйдет, скажем, сто лет. Еще сто лет на то, чтобы найти средства скорректировать процесс. Ну и лет двести (видите, какие мы нежадные) на то, чтобы воплотить рекомендации «в железе». Итого четыреста лет. А трапповому магматизму, чтобы стать для планеты роковым, потребовались сотни тысяч лет. Так что мы отлично успеваем. Разумеется, при условии, что технические и научные знания пользуются в обществе достаточным уважением.

Другие материалы рубрики


  • Уильям Смит, Уильям Канибер, Уильям Бакленд, Чарльз Дарвин, Чарльз Лайелль, Ричард Оуэн, Гидеон Мантелл... В списке великих палеонтологов XIX столетия англичан больше, чем представителей всех других наций вместе взятых. Но среди этих последних имеется несколько таких, чьи имена не должны быть забыты ни при каких обстоятельствах. Например, француз Жорж Кювье или русский — Владимир Ковалевский.

    Владимир Онуфриевич Ковалевский стал первым российским естествоиспытателем, чей доклад был зачитан на собрании членов Королевского общества — самого авторитетного научного учреждения Великобритании. Темой доклада было исследование эволюции копытных. Труд русского ученого представил Королевскому обществу неутомимый рыцарь дарвинизма Томас Гексли. Он взял на себя смелость заявить, что предлагаемый вниманию высокого собрания материал — «самая важная работа за последние двадцать пять лет» и «кладет начало целому направлению исследований». Это тем более замечательно, что лишь очень небольшую часть своей короткой и бурной жизни Ковалевский смог посвятить.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Как считают китайские ученые, может случиться так, что все загадки древних рептилий будут разгаданы благодаря одной находке. На востоке Китая палеонтологи обнаружили самое крупное в мире «кладбище» динозавров, где более 54 тонн составляют останки утиноклювых динозавров. Последняя крупная находка большого количества окаменелых останков динозавров была совершена во время экспедиции, начавшейся в марте 2008 года. Основные открытия палеонтологов пришлись на район населенного пункта Лунду, где на участке длиной 300 и шириной 10 метров были обнаружены более трех тысяч окаменелых останков динозавров. Находки ученых помогут пролить свет на историю исчезновения древних животных...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Когда в позапрошлом веке ученые, одного за другим, начали извлекать из земли вымерших в незапамятные времена огромных животных: мегалозавра, игуанодона, гилеозавра и т. д., им прежде всего бросилось в глаза сходство в строении костей с современными рептилиями: ящерицами и крокодилами. Вот и получила эта группа ископаемых существ название «чудовищные ящерицы» — динозавры. Более столетия в ученых кругах господствовало мнение, что и по образу жизни, и по физиологическим своим особенностям динозавры ближе всего стояли к нынешним пресмыкающимся. Считалось, что они были холоднокровными, т. е. температура их тела зависела от температуры окружающей среды. При реконструкции внешнего облика динозавров их, как правило, изображали покрытыми голой чешуйчатой кожей. Но палеонтологические исследования в конце XX — начале XXI вв. внесли существенные коррективы в это устоявшееся представлени

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Динозавры, которые были раскопаны в Нигере, были так необычны, что понадобилось почти два года, чтобы классифицировать их. Первым было найдено существо с гребнем на спине и зубами, похожими на зубы крокодила, которое рыбачило в реках Западной Африки сто миллионов лет тому назад. Затем ученые открыли примитивного длинношеего ящера, который был "живым ископаемым" уже сто миллионов лет тому назад, когда он бродил по африканским болотам. Фактически, он выглядел на сорок миллионов лет старше. Последним был Нигерзавр, загадочный растительноядный ящер с головой, похожей на лопату, и сотнями зубов, который выглядел удивительно причудливым даже для видавших виды палеонтологов. С другой стороны, в Африке отсутствовали типичные для более северных районов формы рептилий, так что в некотором смысле это был "затерянный мир".

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Еще полвека назад большинство антропологов рассматривало эволюцию человека как линейную последовательность видов: Homo habilis (человек умелый) — Homo erectus (человек прямоходящий) — Homo neanderthalensis (человек неандертальский) — Homo sapiens (человек разумный). Первый представитель рода «людей» Homo habilis появился в Африке на рубеже 2,5 млн лет назад. Около 2 млн лет назад часть популяций сменивших его Homo erectus покинула африканскую «колыбель» и вышла на просторы Евразии. Это была первая волна древних миграций человека. Около 600 тыс. лет назад с Черного континента в Евразию пришла вторая волна, приведшая к формированию в Европе вида, наиболее близкого к современному человеку, — неандертальцев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Они царствовали на Земле 160 миллионов лет. Для сравнения – история человека едва ли превышает 1 миллион лет. Они торжественно маршировали по нашей планете длительный промежуток времени даже по астрономическим понятиям. И исчезли практически мгновенно. Пришедших им на смену отделяло от этих монстров такая пропасть времени, которую трудно себе представить биологическому виду. Но вопрос о том, что стало истинной причиной исчезновения динозавров, будоражит умы не только публики, но и ученых, поскольку, как ни удивительно, разрешение этой загадки имеет самое непосредственное отношение к эволюции и происхождению млекопитающих, а значит, и к человеку.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Об этом открытии, сделанном на о. Флорес (небольшой остров в Индонезийском архипелаге между Явой и Тимором), вот уже три года говорит весь научный мир. Ну ладно, для тех, кто все еще не знает: группе австралийских исследователей удалось обнаружить в гроте Лианг Буа на глубине 6 м останки нескольких человекоподобных существ, геологический возраст которых составлял от 12 до 18 тысяч лет. Рост самого крупного из «найденышей» (взрослого!) достигал… примерно одного метра. Неудивительно, что им тут же было присвоено неофициальное название «хоббиты»!

    Общее число обнаруженных «хоббитов» колеблется, по разным подсчетам, в пределах 7–10 особей (некоторые останки разрознены, поэтому трудно определить, относятся найденные кости к одному или разным экземплярам). В тех же слоях были найдены каменные орудия, следы огня и остатки употреблявшихся в пищу животных. Нижняя граница этих находок, правда, отодвигается до 80 тыс. лет, а вот «потолок» никак не древнее тех же 12 тыс.; может быть, даже ближе к нашему времени..
    Собственно, человеческие останки такой древности — далеко не редкость. И малорослых групп (правда, не настолько малорослых!) среди Homo sapiens тоже немало. Проблема заключается в том, что обнаруженные существа НЕ принадлежат к виду Homo sapiens! К роду Homo, человек — да, несомненно. А вот все остальное…

    В публикациях, всколыхнувших научный мир, приводились фотографии хорошо сохранившегося черепа одного из первых «хоббитов», пол которого был определен как женский, а индивидуальный возраст — около 30 лет. Размер головы этой дамы лишь немного превышает величину крупного грейпфрута, а объем мозга составляет 380 см3: как у шимпанзе. Кроме «уменьшения», достаточно заметны и примитивные признаки: низкий свод черепа, развитые надбровные дуги и прогнатное (выступающее) лицо при скошенном подбородке.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Узнаете цитату? «Правый глазной (рабочий) зуб графа Дракулы Задунайского» (я не Кювье, но, судя по по этому зубу, граф Дракула Задунайский был человеком весьма странным и неприятным)». Так рассуждал про себя молодой программист Саша Привалов, герой знаменитой повести Стругацких «Понедельник начинается в субботу», рассматривая экспозицию музея при научно-исследовательском институте Чародейства и Волшебства.
    Упомянутый в этой цитате Жорж Кювье был одной из наиболее значимых фигур в науке первой половины XIX в. Для многих образованных людей этого блестящего столетия он стал фигурой культовой, почти сказочной. Будучи величайшим знатоком зоологии и cравнительной анатомии того времени, естествоиспытатель включил в сферу своих научных интересов также изучение ископаемых останков, находимых в земле. О Кювье рассказывали, что ему достаточно увидеть один зуб животного, чтобы воссоздать весь его облик. Если быть точным, то сам зоолог говорил о своем умении «распознавать род и различать вид по одному обломку кости».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Особенно популярна была такая причуда в Англии. Там возникла даже небольшая профессиональная группа, зарабатывающая на жизнь сбором и продажей окаменелостей. К этой категории принадлежала семья Эннинг, проживавшая в маленьком приморском городке Лайм-Реджис на юге Англии. Эннинги держали небольшую лавку, в которой торговали подобными диковинками. Товар для нее они собирали в прибрежных утесах, привлекая к этой весьма увлекательной работе своих многочисленных детей. Одна из девочек, по имени Мэри, проявила особый талант к поиску окаменелостей. Говорили, что ей достаточно постучать по скале, чтобы определить, не содержатся ли там останки древних животных или растений. Бытует мнение, что именно об этой девочке была придумана известная английская скороговорка: She sells sea-shells on the sea-shore. В 1811 г. двенадцатилетняя Мэри Эннинг обнаружила близ Лайм-Реджис вмурованный в прибрежную скалу скелет невиданного чудища. Чудище было 6 метров в длину и на первый взгляд напоминало хищную рыбу, но в действительности имело целый ряд характерных отличий в строении, указывающих на то, что это — гигантская рептилия.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • После того, как в первой четверти XIX в. англичанин Уильям Смит основал науку стратиграфию, его последователи создали довольно стройную картину постепенного развития жизни на Земле. Слой за слоем естествоиспытатели изучали найденные в породах окаменелые скелеты живых организмов, восстанавливая картины прошлого, пока не добрались до слоя, ниже которого подобные находки не попадаются. Эпоху, когда на нашей планете, очевидно, возникли первые существа с твердыми скелетами, способными сохраняться в породе, называют кембрийским геологическим периодом. Как установили со временем, он начался около 570 млн. лет назад. Выше этой временной границы ученые уже в XIX в. имели довольно богатый материал для исследований, тогда как ниже все терялось во мраке неизвестности. Однако кембрий едва ли мог считаться моментом возникновения жизни. Обнаруженные в этом слое организмы были слишком сложны и многообразны и явно были продуктом длительного развития. Другое дело, что, не имея твердых скелетов, предки кембрийских организмов истлевали, как тогда полагали, без следа.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3