Экстремальный вулканизм не вызвал массовое вымирание в конце мелового периода

Исследование, опубликованное в журнале Geology, исключает влияние экстремальных вулканических эпизодов на массовое вымирание видов в конце мелового периода. Результаты подтверждают гипотезу о том, что причиной великого биологического кризиса, который покончил с линиями не-птичьих динозавров и других морских и наземных организмов 66 миллионов лет назад, стало столкновение с гигантским метеоритом.

Исследование провела Сиетске Батенбург с коллегами из Университета Барселоны и Университета Сарагосы.

Граница K/Pg: Великое вымирание мела на побережье Сумайи

Местом исследования стали скалы Сумайи (Баскские земли), где находится уникальный разрез пород, раскрывающий геологическую историю Земли в период 115–50 миллионов лет назад. Команда проанализировала осадочные породы, богатые микрофоссилиями, отложившимися между 66,4 и 65,4 млн лет назад, что включает границу мела и палеогена (K/Pg). Датированная 66 млн лет назад, граница K/Pg разделяет мезозойскую и кайнозойскую эры и совпадает с одним из пяти великих вымираний планеты.

Впервые исследователи изучили, совпадают ли климатические изменения на временной шкале с их потенциальными причинами: массивным вулканизмом Декана (Индия) и орбитальными вариациями Земли.

Сильная ритмичность в осадконакоплении в Сумайе связана с циклическими изменениями ориентации и наклона земной оси. Эти астрономические конфигурации — циклы Миланковича (405 000, 100 000, 41 000 и 21 000 лет) — регулируют количество получаемой солнечной радиации и тип осадка, попадающего в океаны. «Благодаря этим периодичностям мы смогли определить наиболее точную датировку климатических эпизодов, произошедших во времена последних динозавров», — отмечают авторы.

Планктонные фораминиферы: Раскрывая климат прошлого

Изотопный анализ углерода-13 в породах в сочетании с изучением планктонных фораминифер позволил реконструировать палеоклимат и хронологию того времени. Более 90% видов меловых планктонных фораминифер из Сумайи вымерли 66 млн лет назад, что совпало с серьёзным нарушением цикла углерода и накоплением стеклянных сферул от удара астероида в Чиксулубе (полуостров Юкатан, Мексика).

Кроме того, исследование выявило существование трёх интенсивных событий климатического потепления — гипертермальных событий, — не связанных с ударом в Чиксулубе:

1. LMWE (до границы K/Pg) — датировано между 66,25 и 66,10 млн лет назад.
2. Dan-C2 (после вымирания) — между 65,8 и 65,7 млн лет назад.
3. LC29n (после вымирания) — между 65,48 и 65,41 млн лет назад.

«Наши результаты показывают, что все эти события синхронизированы с экстремальными орбитальными конфигурациями Земли, известными как максимумы эксцентриситета. Только событие LMWE, вызвавшее глобальное потепление на 2–5°C, по времени связано с эруптивным эпизодом Декана, что предполагает комбинацию эффектов вулканизма и максимума эксцентриситета в конце мела», — заключают эксперты.

Орбитальные вариации Земли вокруг Солнца

Глобальные климатические изменения в конце мела и начале палеогена (за 250 000 лет до и 200 000 лет после границы K/Pg) были обусловлены максимумами эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца.

Однако орбитальный эксцентриситет, влиявший на климатические изменения до и после границы K/Pg, не связан с массовым вымиранием в конце мела. Эти изменения, усиленные вулканизмом Декана, происходили постепенно, в масштабе сотен тысяч лет.

«Эти данные подтверждают, что вымирание было вызвано чем-то совершенно внешним по отношению к земной системе: ударом астероида, произошедшим через 100 000 лет после этого позднемелового изменения климата (LMWE). Кроме того, последние 100 000 лет перед границей K/Pg характеризуются высокой экологической стабильностью, а массовое вымирание видов произошло мгновенно в геологических масштабах времени», — заключает исследовательская группа.