Исследование меняет представления о массовом вымирании в позднем девоне

Более 370 миллионов лет назад, в девонский период, Земля была полна морской жизни, а на суше появились первые семенные растения, которые образовали обширные леса на континентах Гондвана и Лавруссия.

Однако причина массового вымирания в конце этого периода долго оставалась предметом споров. Одни учёные связывали его с крупными вулканическими извержениями, вызвавшими глобальное похолодание. Другие винили массовое обеднение океанов кислородом (деоксигенацию) из-за распространения наземных растений.

Новое исследование в журнале Communications Earth & Environment под руководством учёных из IUPUI предполагает, что виноваты оба фактора. Работа также привлекает внимание к экологическим переломным моментам, с которыми сталкивается планета сегодня.

Авторы — сотрудники Школы науки IUPUI Габриэль Филиппелли и Уильям Гилхули III. Ведущий автор — Мэтью Смарт, ныне доцент океанографии в Военно-морской академии США, бывший аспирант в лаборатории Филиппелли.

Это первое исследование, объединившее две конкурирующие теории в единую причинно-следственную картину. Учёные пришли к выводу, что для массового вымирания должны были произойти оба события: массовый вулканизм и деоксигенация из-за вымывания растениями избытка питательных веществ в океаны.

«Ключом к решению этой головоломки стало определение и интеграция времени и масштаба геохимических сигналов с помощью сложной глобальной модели. Моделирование показало, что масштаб событий, связанных с питательными веществами, которые мы наблюдали на основе геохимических данных, мог вызвать существенные вымирания в морской среде. Но для поддержания токсичных для организмов условий в океане требовалась продолжительность событий, обеспеченная обоими факторами — эволюцией корней деревьев и вулканизмом», — пояснил Габриэль Филиппелли.

Междисциплинарная группа экспертов в области седиментологии, палеонтологии, геохимии, биогеохимии и математического моделирования провела геохимический анализ сотен образцов с разных континентов, включая остров Имер в восточной Гренландии, где находятся одни из старейших горных пород на планете.

«Наш анализ показывает, что влияние факторов было гораздо более смешанным, чем сценарий "или-или"», — отметил Уильям Гилхули.

Выводы исследования заставляют задуматься. В девоне новые биологические процессы на суше привели к негативным последствиям для жизни в океане. Сегодня, как отмечает Гилхули, сток удобрений в океан в сочетании с нагревом от сжигания ископаемого топлива вновь снижает уровень кислорода в океанах. Подобный сценарий в позднем девоне имел катастрофические последствия.

«В истории Земли был ряд биологических инноваций и геологических событий, которые полностью меняли биологическое разнообразие и условия окружающей среды в океане и на суше. Наблюдение за девоном отрезвляет, если рассматривать его в контексте современных глобальных и климатических изменений, вызванных деятельностью человека. История Земли может многому нас научить и помочь выработать стратегии, чтобы избежать будущих переломных моментов», — заключил Уильям Гилхули.