Биологическая история Земли помнит периоды расцвета флоры и фауны, которые неоднократно и весьма неожиданно прерывались массовыми вымираниями. Одно из таких массовых вымираний произошло на границе пермского и триасового периодов (примерно 250 миллионов лет назад). Это событие затронуло как морскую, так и наземную биоту. По разным оценкам, за несколько сотен, а то и десятков тысяч лет с Земли исчезло порядка 90% морских и 75% наземных животных видов. Причина этого массового вымирания остается дискуссионной. Обычно обсуждаются разрушение газогидратного слоя на континентальном шельфе, приводящее к выделению метана, катастрофический выброс токсичных вулканических газов или падение крупного метеорита. Все эти потенциальные причины должны были привести к резкому изменению изотопного состава углерода в атмосфере и океане, что на самом деле фиксируется по данным изучения морских карбонатов. Традиционно массовое вымирание и изменения в изотопном составе газа (в частности, углерода) рассматриваются как следствие единого явления. Отклик в смене изотопного состава океана по сравнению с откликом более инертной биологической среды должен происходить быстрее. Иными словами, резкие изменения изотопного состава должны были предшествовать резким изменениям видового состава животного и растительного мира. Однако опубликованные в 2001 г. данные по изучению пермо-триасовых морских осадков Восточной Гренландии [1] говорили об обратном. Можно ли применить гренландские данные ко всей Земле, как это делалось на протяжении ряда лет? Оказалось, что нет.
В последнем номере журнала Terra Nova опубликованы результаты, полученные постдоком Университета Тохоку (Япония) Полом Горяном (Paul Gorjan), его руководителем Кунио Кайхо (Kunio Kaiho) и коллегой из университета Западной Австралии Чжун Цян Ченем (Zhong Qiang Chen) [2]. В этой статье приведены результаты детального анализа осадочного разреза Булла пермо-триасового возраста на севере Италии (опробовались каждые несколько сантиметров) и показано, что в этом разрезе изменение изотопного состава углерода предшествовало массовому вымиранию морских организмов, а не наоборот. Кроме того, в работе Горяна и соавторов проведен критический анализ ранее опубликованных данных по разрезам, опробованным в Японии, Южном Китае, Индии, Канаде, Словении, Турции, на Шпицбергене и в Гренландии. Выяснилось, что только в двух регионах – в Канаде и Гренландии, которые ~250 миллионов лет назад находились в приполярных широтах, массовое вымирание предшествовало сдвигу в изотопах углерода. В субэкваториальных областях и умеренных широтах массовое вымирание следовало за изотопным сдвигом (исключением, оказался Шпицберген). Этому может быть два объяснения. Либо изотопное равновесие углерода в океане достигалось достаточно долго и неравномерно по всей Земле, что требует необычно медленной циркуляции океанских вод и относительной изоляции океанов Палео- и Нео-Тетис от мирового океана Пан-таласса (см. рисунок), либо – на чем настаивают авторы – вымирание организмов началось в приполярных широтах, тогда как на экваторе длительное время сохранялись более благоприятные условия.
[1] Twitchett R.J., Looy C.V., Morante R., Visscher H., Wignall P.B. Rapid and synchronous collapse of marine and terrestrial ecosystems during the end-Permian biotic crisis. Geology, 2001, v. 29, p. 445-454.
[2] Gorjan P., Kaiho K., Chen Z.Q. A carbon-isotopic study of an End-Permian mass extinction horizon, Bulla, northern Italy: a negative 13C shift prior to the marine extinction. Terra Nova, 2008, v. 20, p. 253-258.
Алексей Иванов