Что было 250 миллионов лет назад. Великое Пермское вымирание видов: возможные причины. Величайшая экологическая катастрофа

Причиной массового вымирания живых существ 250 млн лет назад стало похолодание климата. К такому выводу пришли специалисты из Женевского и Цюрихского университетов на основе исследования древних морских отложений, проводившегося в бассейне реки Наньпаньзян в южном Китае.

Речь идет о так называемом «великом вымирании» на границе пермского и триасового геологических периодов - самом крупном в истории нашей планеты. Считается, что тогда исчезли более 95% всех морских видов и более 70% наземных видов позвоночных. Этот феномен пока не нашел однозначного объяснения в науке. Вместе с тем, как отмечается в сообщении, размещенном на сайте Женевского университета, выводы группы исследователей под руководством Урса Шальтеггера и Хуго Бухера «полностью ставят под вопрос научные теории, касающиеся этого феномена, основанные на увеличении СО2 в атмосфере, и прокладывают путь к новому видению истории климата Земли».

Работая над определением геологического возраста минералов, содержащихся в вулканическом пепле, с целью установления хронологии изменения климата, ученые заинтересовались процессами, происходившими 250 млн лет назад. Они обнаружили «пробел» в отложениях, соответствующий понижению уровня моря. «Единственное объяснение состоит в том, что воду сковал лед, и ледникового периода длиной в 80 тысяч лет было достаточно для гибели значительной части морских обитателей», - констатирует Женевский университет.

Специалисты объясняют снижение температуры на Земле в этот период проникновением в стратосферу большого количества двуоокиси серы, что привело к уменьшению солнечного тепла, достигающего поверхности планеты. «Таким образом, у нас есть доказательство, что виды исчезли во время ледникового периода, вызванного первой вулканической активностью в Сибирских траппах», - пояснил Урс Шальтеггер. За этим периодом последовало формирование известняка под воздействием бактерий, что означало возвращение к более умеренным температурам.

Что же касается периода интенсивного потепления климата, которое прежде считали причиной массового исчезновения морских видов, то оно, как установили швейцарские ученые, наступило только через 500 тысяч лет после «великого вымирания». «Это исследование показывает, что потепление климата - не единственное объяснение глобальных экологических катастроф в прошлом на Земле: очень важно продолжать изучать морские осадочные породы, чтобы лучше понять систему климата планеты», - отмечает Женевский университет.

В ходе изучения осадочных пород в бассейне реки Наньпаньзян швейцарские специалисты использовали уран-свинцовый метод датирования. Таким образом, о возрасте древних отложений можно было судить с погрешностью до 35 тысяч лет, что «само по себе довольно точно для периода в 250 млн лет», констатировал Урс Шальтеггер.

МОСКВА, 29 июн - РИА Новости. Швейцарские палеонтологи выяснили, что примерно 250 миллионов лет назад, через миллион лет после знаменитого Пермского вымирания животных и растений, произошло еще одно схожее событие, уничтожившее большое количество растений, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Мы пока не знаем, с чем была связана эта катастрофа. С другой стороны, косвенные индикаторы показывают, что существует связь между этим событием и мощнейшими извержениями вулканов в той части Земли в начале Триасового периода, которая в последствии стала современной Сибирью", — заявил Хуго Бухер (Hugo Bucher) из университета Цюриха (Швейцария).

Как рассказывает Бухер, обнаруженные ими следы массового вымирания растений и намеки на существование еще одного такого события в начале Триасового периода позволяют назвать его своеобразной "эрой массовых вымираний", а также объясняют то, почему флора и фауна Земли потратила необычно долгое время, несколько миллионов лет, на восстановление после "великого" Пермского вымирания.

Ученые пришли к такому выводу, изучая 400-метровый слой осадочных пород на территории современной Гренландии, сформировавшийся во время Пермского вымирания, которое произошло 252 миллиона лет назад, и в первые эпохи Триасового периода.

Бухер и его коллеги пытались раскрыть одну из самых странных черт Пермского вымирания - то, почему видовой состав растений оставался крайне скудным в первые несколько миллионов лет после его завершения, несмотря на освобождение экологических ниш и почти полное отсутствие привычных "естественных врагов" - травоядных животных.

Ответ на эту загадку ученые искали в двух вещах, которые можно было "прочитать" в окаменелостях и породах Триаса - то, как менялась концентрация "тяжелого" углерода-13, и по структуре и размерам зерен пыльцы и спор растений. Доли изотопов углерода, как объясняют исследователи, являются прямым индикатором того, как много растений росло на Земле в то время, а изменения в "наборах" пыльцы и спор могут указывать на резкие или плавные изменения в климате и видовом составе растений.

Оба этих индикатора раскрыли неожиданную вещь. Оказалось, что примерно через 500 тысяч - миллион лет после Пермского вымирания произошла еще одна катастрофа. Она фактически уничтожила почти все растения, росшие в то время на Гренландии, и заменила их на совершенно новые виды флоры всего за тысячу лет, мгновение по геологическим и эволюционным меркам. Эта "смена караула" сопровождалась резким падением в объемах биомассы, что свидетельствует об еще одном массовом вымирании, о котором мы раньше не имели понятия.

Данное событие, как показали аналогичные исследования, которые команда Бухера провела в Австралии и на территории Пакистана, затронуло не только Гренландию, находившуюся в то время ближе к экватору, но и всю Землю.

Причиной этого вымирания, как считает Бухер, был тот же процесс, который вызвал Пермское вымирание - массовое излияние магмы в Восточной Сибири и насыщение атмосферы вулканическими газами. По всей видимости, они вызвали глобальное потепление и перевели Землю в "парниковый режим", так как до этого нового вымирания господствовал холодный и засушливый климат Пермского периода, а после него - влажный и жаркий климат мезозойской эры.

То, что на границе между Пермью и Триасом произошло не одно, а серия из как минимум двух или более вымираний, хорошо укладывается и объясняет не только замедленное восстановление флоры, но и странности в неодновременном вымирании ряда групп морских моллюсков и прочих обитателей моря. Таким образом, вся история эволюции жизни на рубеже Пермского и Триасового периодов нуждается в пересмотре, заключают авторы статьи.

В истории Земли зафиксированы пять крупнейших вымираний — то есть явлений исчезновений всех представителей определенного биологического вида. Последний случай крупного вымирания произошел 65,5 млн лет назад и ознаменовался гибелью динозавров. Самое массовое же вымирание произошло около 250 млн лет назад и привело к исчезновению порядка 95% живых существ. Это явление получило название «массовое пермское вымирание» и стало завершением последнего периода палеозоя — Пермского геологического периода (который, в отличие от многих других геологических периодов, выделенных в Британии, был выделен в 1841 году в районе российского города Пермь британским геологом Родериком Мурчисоном). После Перми в истории Земли начался Триас — первый период мезозоя.

На протяжении последних ста с лишним лет учеными назывались разные причины массового пермского вымирания.

Например, постепенные изменения условий окружающей среды в виде изменений химического состава воды в мировом океане и в атмосфере, изменение океанских течений и т. п.

Но все же больше свидетельств получило предположение о том, что массовое пермское вымирание имеет катастрофический характер и является следствием или падения крупного метеорита, или усиления вулканической деятельности.

Последняя версия получила поддержку несколько лет назад, когда учеными были представлены результаты исследования осадочных пород, свидетельствующие о высокой вулканической активности в течение нескольких миллионов лет в той области, где сейчас находится Сибирь. Новые подобные данные представлены группой канадских ученых во главе со Стефаном Грэсби и опубликованы в журнале Nature Geoscience .

В соответствующих по возрасту геологических слоях канадские геологи обнаружили отложения пепла — ценосферы. Они представляют собой микроскопические полые частицы зольной пыли, которая образуется при сжигании угля. Такие же частицы появляются на Земле как результат работы угольных электростанций.

250 млн лет назад эти частицы могли сформироваться, когда в ходе активности сибирских траппов расплавленное вещество, вырываясь наружу, проходило через залежи угля.

Сибирские траппы — это одна из самых крупных трапповых провинций мира. Траппами называют особый тип континентального магматизма, для которого характерен огромный объём излияния базальта за геологически короткое время (миллионы лет) на больших территориях, название произошло от шведского слова trappa (лестница), так как в районах траппового магматизма возникает характерный рельеф: базальтовый слой эродируется плохо, а осадочные породы разрушаются легко. Траппы развиты во всей Восточно-Сибирской платформе, в Хатангском прогибе, в Минусинской котловине, зона магматизма простирается и на шельфе Евразии, на дне Карского моря. В районе их развития расположены реки Нижняя Тунгуска, Подкаменная Тунгуска, Тюнг и др. Сибирские траппы слагают плато Путорана. Центр траппового магматизма располагался в районе Норильска.

В результате извержения сибирских траппов, следы которого найдены учеными, в атмосфере Земли оказалось огромное количество ядовитых веществ (например, мышьяк и хром), что вызвало «парниковый эффект» и уменьшение количества кислорода в атмосфере. В Мировом океане оказался пепел, в результате чего произошло изменение состава морской воды.

Неудивительно, что после такой катастрофы на Земле осталась существовать только незначительная часть живых организмов.

По словам учёных, им удалось выделить три чётких слоя ценосфер на временном отрезке длительностью в 500-750 тысяч лет, причем последний из них образовался непосредственно перед массовым пермским вымиранием.

«Доказательства достаточно убедительны», — считает Грегори Реталлек, геолог из Университета штата Орегон. С ним согласен геофизик Норман Слип из Стэнфордского университета, который назвал результаты канадской группы «чрезвычайно крупным открытием».

В результате массового пермского вымирания с лица Земли исчезло множество видов, ушли в прошлое целые отряды и даже классы. Вымирание старых форм открыло дорогу многим животным, долгое время остававшимся в тени: начало и середина следующего за Пермью триасового периода ознаменовались становлением архозавров, от которых произошли динозавры и крокодилы, а впоследствии птицы. Кроме того, именно в триасе появляются первые млекопитающие.

Когда появились приматы, а когда − питекантропы? Что общего у героев Толкина и флоресийского человека? Сколько в нас неандертальца, а сколько − денисовца? Кто мы, когда и откуда взялись?

Последние данные говорят, что ближайшими родственниками приматов являются вовсе не тупайи, а шерстокрылы (кагуаны). Этих древесных млекопитающих можно встретить сегодня в Юго-Восточной Азии.

Кагуан

35 млн лет назад появились ископаемые обезьяны − так называемые парапитеки.

25 млн лет назад − ответвление первых человекообразных обезьян. Они уже были достаточно крупными, не имели хвоста, и были интеллектуальнее своих предков.

12-9 млн лет назад из них выделились дриопитеки − предки горилл, шимпанзе и нас с Вами.

7 млн лет назад появилось прямохождение. Наши предки отделились от линии шимпанзе. Примерно через 3 млн лет появятся австралопитеки. Но и они все еще мало чем будут отличаться от обезьян.

2,5 млн лет назад (или чуть больше) − «рубикон» в эволюции человека. Появляются каменные орудия труда, усиливается и усложняется функция руки. Намечается тенденция к увеличению мозга. Появляется человек умелый (Homo habilis).

Реконструкция Homo habilis

2 млн лет назад на эволюционную «сцену» выходят питекантропы. Появляется человек работающий (Homo ergaster). Его мозг, как и он сам стали еще крупнее, похоже, что в его меню теперь входит и мясо. Появляются эректусы и другие виды «пралюдей». Все они будут скрещиваться и с нашими далекими предками, но, в конце концов, вымрут. Первый исход из Африки.

От 400 до 250 тыс лет назад в роде Homo появляется около дюжины видов. Большая часть из них вымрет, но некоторые успеют «завести детей» с нашими прямыми предками − сапиенсами.

200 тыс лет назад в Африке складывается Homo sapience (кроманьонцы). Надо сказать, что еще задолго до этого на Земле появляется и другой почти человеческий вид − неандертальцы. Они проживают в Европе и являются предками Homo ergaster, которые вышли из Африки еще 2 млн лет назад.

80 тыс лет назад выделяется малочисленная группа «почти» людей. В биологическом смысле они практически уже не отличаются от нас. Условная численность группы − порядка 5 тыс особей. В это же время состоялся еще один исход из Африки. Хотя на самом деле, таких исходов, конечно же, было много. Пралюди мигрировали из «черного континента» и обратно.

40 тыс лет назад появляются современные люди.

Неандертальцы

Как мы уже знаем, неандертальцы заселили Европу гораздо раньше наших прямых предков − кроманьонцев. Но выйдя из Африки 80 тыс лет назад, «понаехавшие» сапиенсы постепенно вытеснили «коренных» неандертальцев, которые сначала ушли высоко в горы, а потом и вовсе вымерли. Хотя на этот счет существуют разные точки зрения. Дело в том, что до сих пор неясно, имело ли место вытеснение как таковое, или нет. Маловероятно, чтобы нашим довольно «стройным» предкам пришло в голову воевать со здоровяками-неандертальцами. К тому же, сапиенсы были охотниками-собирателями, с численностью группы, к примеру, около 20 человек. И любая война была бы для них фатальна. Ученые полагают, что скорее всего вытеснение произошло за счет более успешной адаптированности и интеллектуальных способностей сапиенсов, они лучше охотились и, соответственно, ели больше мясной пищи.

Реконструкция неандертальского мужчины и женщины, Неандертальский музей, Меттман, Германия

Но дело даже не в этом. Археологами найдены скелеты с промежуточными признаками неандертальцев и кроманьонцев (сапиенсов). Скорее всего, смешивание между ними было и даже довольно активное. За последние годы был почти полностью расшифрован и ген неандертальцев. Выяснилось, что «неандертальская» примесь у сапиенсов присутствует − она составляет от 1 до 4% (в среднем − 2,5%). Если вы думаете, что это мало − ученые советуют посчитать сколько процентов индейских генов у современного населения США. И сами же отвечают: индейской примеси окажется меньше, чем неандертальской. Так что, кто вымер − неандертальцы или индейцы − еще большой вопрос. И это несмотря на то, что чистокровные индейцы живут и здравствуют до сих пор.

Неандертальцев просто всегда было мало в принципе. Многочисленным их вид не был никогда. Кроме прочего, их, вероятно, вообще преследовали неудачи − например, природные катаклизмы.

Неандертальцы были крупнее кроманьонцев. У них был более покатый лоб, огромные лицо и зубы. Их отличал, кстати, и очень большой, но приплюснутый мозг. Но в биологическом смысле принципиально они не отличались. Конечно, это были большие различия, чем между современными расами, но в целом это было различие в пределах или почти в пределах одного вида.

Из-за того, что у неандертальцев была речевая кость, язык и другие органы речи, ученые полагают, что неандертальцы, скорее всего, переговаривались между собой. Хотя делали это и не так, как кроманьонцы, поскольку у них были огромные, неповоротливые челюсти. У неандертальцев была высокая культура (естественно, если не сравнивать ее с нашей), они делали сложные орудия труда, основные из которых: скребло (для зачистки шкур), остроконечник (для охоты), рубило (осталось еще с питекантроповских времен). От орудий кроманьонцев их отличала однообразность. Сапиенсов отличала большая фантазия и живость ума. Жили неандертальцы максимум 45-50 лет. Средняя продолжительность жизни у них была − 30-35 лет (впрочем, это мало чем отличается от продолжительности жизни обычных людей в средние века, и даже в начале прошлого века).

Реконструкция кроманьонки

Эволюция человека − это не прямая линия, она напоминает, скорее, ветвистое дерево. Дело в том, что когда приматы всякий раз выходили из Африки − они оказывались в территориальной изоляции. Например, попадали на остров, или занимали какую-то определенную территорию. Две ветви эволюционного дерева мы уже рассмотрели − неандертальцев и нас − сапиенсов. Ученым известно и еще два основных вида.

Флорентийский человек

Его еще называют − хоббит. В 2004 году археологи нашли скелеты на острове Флорес, что в Юго-Восточной Индонезии. Одним из них был скелет женщины 1 м ростом и с мозгами, как у шимпанзе − около 400 гр. Так был открыт новый вид − флорентийский человек.

Скульптурный портрет Фло

Их мозг весил очень мало, и все-таки они умудрялись делать не самые простые каменные орудия. Охотились они на «карликовых слонов» − стегадонов. Их предки появились на Флоресе (который на тот момент, вероятно, был соединен с континентом) еще 800 тыс лет назад. А последний флоресткий человек исчез 12 тыс лет назад. Появившись на острове, эти питекантропы эволюционировали до состояния карликовости. В условиях тропиков ДНК практически не сохраняется, поэтому выделить ген флорентийского человека пока не представляется возможным. А это значит, что и сказать, есть ли в нас хоть капля «флорентийской крови», невозможно.

Даже прагматичные антропологи любят рассуждать о том, что придания о гномах − есть ничто иное, как древнейшие «воспоминания» о встречах с питекантропами всех мастей. В Европе − с неандертальцами (коренастыми, с крупной головой на короткой шее), в Австралии и Микронезии - с карликовыми флорентийскими людьми.

Денисовский человек

Денисовский человек господствовал в Азии. Поселения этого вида нашли на Алтае. Это третий большой вид (если не считать флоресткого человека, который жил только на одном острове) Homo. Из останков был выделен ДНК. Результаты показали, что она отличается и от нашей, и от ДНК неандертальцев.

Раскопки в Денисовой пещере, Алтай

Впрочем, процент ген денисовского человека у нас все же есть, но он совсем крошечный, поэтому назвать их нашими предками нельзя.

О внешности денисовского человека судить сложно − найдено совсем немного фрагментарных останков. Однако, есть останки (ДНК которых пока не выделено) которые свидетельствуют, что у денисовца были очень специфичные, отличные от сапиенсов черты: например, у него был очень покатый лоб и слишком большие надбровия.

После исхода из Африки непосредственно Homo sapience, на Земле одновременно проживало минимум 4 вида основных: сапиенсы − в Африке, неандертальцы − в Европе и Западной Азии, денисовцы − начиная с Алтая и дальше на восток, и флоресийцы − только на острове Флорес.

На островах Микронезии были найдены кости близких предков флоресийцев, которые жили там всего 2 тыс лет назад − во времена Христа. На острове Ява, а также в Азии обнаружены и другие линии развития питекантропов. Все они − тупиковые, малочисленные и не являются нашими предками.