Новое исследование показало, что, возможно, истощение запасов кислорода и повышение уровня сероводорода в океанах более 350 миллионов лет назад стали причиной одного из самых значительных массовых вымираний на Земле. Эти изменения, вероятно, были вызваны повышением уровня моря и имеют некоторые жуткие параллели с условиями, наблюдаемыми сегодня.
Исследователи изучили образцы чёрного сланца из формации Баккен, региона площадью 200 тыс. квадратных миль (518 тыс. квадратных километров), частично образовавшегося в позднем девоне, который охватывает части Северной Дакоты и Канады и является одним из крупнейших смежных месторождений природного газа и нефти в США. Команда специалистов обнаружила доказательства того, что Земля переживала периоды истощения запасов кислорода и распространения сероводорода, что, вероятно, способствовало масштабным событиям вымирания, опустошившим Землю в девонский период (419,2 и 358,9 миллиона лет назад), или «Эпоху рыб».
Сероводород образуется при разложении на дне океана водорослей. Процесс разложения также истощает наличие кислорода.
«В прошлом случались и другие массовые вымирания, предположительно вызванные выбросами сероводорода, но никто никогда не изучал так тщательно последствия этого механизма уничтожения в такой критический период истории Земли», — отмечает соавтор исследования и геолог из Мэрилендского университета Алан Джей Кауфман (Alan Jay Kaufman).
В девонский период сформировалась морская флора и фауна. Бесчелюстные рыбы, известные как плакодермы, широко распространились в океанах, окружавших в то время суперконтиненты Гондвана и Еврамерика. Океаны также были полны трилобитов и ранних аммонитов, а обширные рифы окаймляли континенты. На суше Земля увидела свои первые леса из папоротников и ранних деревьев. Также к середине девона из моря вылезли самые ранние известные на Земле четвероногие тиктаалики.
Однако в девонский период ещё произошли некоторые из наиболее значительных вымираний в истории Земли, в том числе одно из пяти печально известных событий «массового вымирания», которые привели к эволюции флоры и фауны, которые мы знаем сегодня. Плакодермы, трилобиты и ранние аммониты исчезли, в то время как распространились хрящевые рыбоподобные акулы и скаты.
Чтобы лучше понять девонское вымирание, исследовательская группа проанализировала более 100 образцов керна, добытых из залежей чёрного сланца в формации Баккен. Эти богатые органикой отложения были накоплены ближе к концу девонского периода и отражают химический состав тогдашней окружающей среды.
Команда учёных обнаружила свидетельства «бескислородных явлений», когда вода была полностью лишена кислорода, сообщили они в исследовании, опубликованном 8 марта в журнале Nature.
Эти резкие падения «вероятно, связаны с серией быстрых подъёмов уровня моря» из-за таяния ледяных щитов Южного полюса в течение предыдущего силурийского периода (от 443,8 млн до 419 млн лет назад), говорится в заявлении Кауфмана.
Одновременно растения превратили каменистую землю в почву, которая высвобождала питательные вещества, которые проникли в эти поднимающиеся океаны. Приток питательных веществ в океаны вызвал массовое цветение водорослей, которые погибали, разлагались и поглощали кислород. По мере разложения мёртвые водоросли выделяли сероводород, повышая уровень токсичного химического вещества.
Лишившиеся кислорода моря были слишком велики для девонской морской жизни. По оценкам исследователей, к концу девона вымерло 75% всего живого.
Авторы исследования пишут, что массовое вымирание в девонском периоде является предупреждением для сегодняшнего поколения. Мёртвые зоны с незначительным количеством кислорода появляются в океанах каждый год, например, в таких местах, как Мексиканский залив и Балтийское море. Интенсивное использование удобрений, а также сток сточных вод повышают уровень питательных веществ в океане и способствуют массовому цветению водорослей. А поскольку земной шар нагревается и уровень моря повышается, в океанах также, как и в далёком прошлом, кислород нормально циркулировать не будет, говорится в заявлении Кауфмана.
Прошлые массовые вымирания могут помочь учёным понять последствия наших действий сегодня. И хотя причины повышения уровня моря и притока питательных веществ в девоне отличаются от сегодняшних, они могут привести к одному и тому же результату — массовой гибели людей, утверждают исследователи.
