Массовое пермское вымирание
Массовое пермское вымирание (также известное как великое пермское вымирание) — глобальная экологическая катастрофа и величайшее массовое вымирание видов в истории биосферы Земли. Данное событие ознаменовало собой границу между палеозойской и мезозойской эрами. Хронологически кризис датируется концом пермского периода, приблизительно 252 миллиона лет назад. По своим масштабам и разрушительным последствиям для экосистем это вымирание значительно превосходит более известное мел-палеогеновое вымирание, в ходе которого исчезли нептичьи динозавры.
Общие сведения и масштабы катастрофы
В ходе пермского кризиса биосфера планеты понесла беспрецедентные потери. В морских акваториях вымерло около 96 процентов всех видов живых организмов. Морская экосистема палеозоя была практически полностью уничтожена: исчезли древние кораллы (новые типы кораллов появились значительно позже), а также окончательно вымерли трилобиты, доминировавшие в океанах на протяжении сотен миллионов лет.
На суше катастрофа уничтожила 73 процента видов всех наземных позвоночных животных. Беспрецедентным аспектом данного биотического кризиса стало то, что он является единственным известным в истории Земли массовым вымиранием насекомых. Насекомые, как правило, отличаются высокой эволюционной пластичностью и устойчивостью к изменениям окружающей среды, однако пермский кризис привел к гибели 83 процентов их видов. Полностью исчезли гигантские формы палеозойских членистоногих, в том числе огромные стрекозы, гигантские летающие тараканы и массивные многоножки. Современная фауна насекомых представляет собой результат полного эволюционного обновления, последовавшего после этой катастрофы.
Хронология и динамика вымирания
В научной среде продолжаются дискуссии относительно продолжительности и характера протекания кризиса. Существует гипотеза, согласно которой вымирание происходило не одномоментно, а в виде серии из трех последовательных биотических толчков (этапов).
Оценки общей продолжительности катастрофы варьируются. Согласно концепциям американских исследователей, процесс вымирания занял около 60 тысяч лет, что по геологическим меркам является сравнительно медленным, постепенным угасанием жизни. В противовес этому, китайские палеонтологи на основе собственных данных предполагают значительно более стремительный сценарий: по их оценкам, вымирание произошло в течение нескольких тысяч лет, и его максимальная продолжительность не превышала 30 тысяч лет.
Гипотезы и причины вымирания
На сегодняшний день в академической науке не существует единого, общепринятого объяснения причин пермской катастрофы. Рассматривается комплекс различных геофизических, климатических и биологических факторов.
Наиболее аргументированной и распространенной является гипотеза усиления вулканической активности, в частности — масштабного формирования Сибирских траппов. Около 250–251 миллиона лет назад на территории современной Сибири, которая с юга омывалась древним океаном Тетис, происходили колоссальные извержения вулканов. Выброс гигантских объемов вулканического пепла первоначально привел к эффекту «вулканической зимы»: пепел экранировал солнечное излучение, вызвав глобальное похолодание. Впоследствии на первый план вышло воздействие вулканических газов, спровоцировавших мощнейший парниковый эффект. Климат стал экстремально жарким и засушливым. Кроме того, растворение вулканических газов в воде привело к глобальному закислению океана, что стало причиной гибели 95 процентов морской фауны. Анализ изотопов углерода показывает, что до излияния первых двух третей сибирской магмы уровень органики оставался в норме, а катастрофическое падение биомассы началось именно на пике выброса парниковых газов.
Вторая гипотеза связывает кризис со столкновением Земли с гигантским астероидом. В качестве возможного следа импактного события рассматривается гипотетический 500-километровый кратер под ледниковым щитом в Антарктиде, а также находки минералов с признаками ударного происхождения (например, шокового кварца) в Австралии. Однако эта версия осложняется трудностями в исследовании подледниковых структур и широким разбросом в датировках предполагаемого кратера (от 500 до 100 миллионов лет назад).
Существует также комбинированная гипотеза, согласно которой падение крупного астероида спровоцировало мощный тектонический сдвиг, который, в свою очередь, запустил процесс массового извержения Сибирских траппов. Совокупный эффект от поднятой пыли и вулканических выбросов оказался фатальным для биосферы.
Дополнительными дестабилизирующими факторами выступали изменения химического состава гидросферы и атмосферы. Отмечается возможность внезапного массового выброса метана со дна морей. Выдвигается предположение, что специфические безъядерные микроорганизмы — археи — мутировали и начали в гигантских объемах выделять метан, отравляя морские экосистемы и нарушая пищевые цепи, что неизбежно сказалось и на наземной фауне. Параллельно с этим продолжалось катастрофическое падение уровня атмосферного кислорода, пик которого пришелся на предшествующий каменноугольный период. Среди прочих причин также рассматриваются изменения системы океанических течений, вызванные возможным смещением полюсов.
Эволюционные последствия и восстановление биосферы
Разрушение всех существовавших экологических и пищевых связей привело к тому, что восстановление биосферы Земли заняло колоссальное количество времени. По самым оптимистичным оценкам, формирование новых биоценозов потребовало около 5 миллионов лет, тогда как пессимистичные расчеты указывают на период длительностью до 30 миллионов лет.
Выживание в новых, экстремально сухих и жарких условиях потребовало радикальных морфологических и физиологических адаптаций. Многочисленные группы синапсид и парарептилий, доминировавшие в пермском периоде, практически полностью вымерли. Вода во многих экосистемах оставалась отравленной на протяжении миллионов лет, что сделало невозможным выживание животных, тесно связанных с водоемами.
В этих условиях эволюционное преимущество получили архозавры — группа рептилий, сумевших адаптироваться к жизни в абсолютно безводных пустынных условиях. Именно они заняли господствующее положение в наступившей мезозойской эре, дав в дальнейшем начало динозаврам, крокодилам и птицам.
Предки млекопитающих также сумели пережить катастрофу. Это были небольшие, экологически неспециализированные формы (напоминающие род двиния), способные скрываться и находить пропитание в условиях деградировавшей среды. От этих миниатюрных выживших синапсид в последующем триасовом периоде (начале мезозоя) эволюционировали первые истинные млекопитающие.
Флора также претерпела значительные изменения. Несмотря на вымирание многих классов растений, высокую устойчивость продемонстрировали хвойные. Подобно пермскому периоду, они сохранили за собой статус доминирующей растительной группы на протяжении всего мезозоя. Микроорганизмы и насекомые полностью перестроили свою систематическую структуру, заложив основу для формирования современных видов.