OfAll В конце пермского периода Земля столкнулась с катастрофическими потерями в биосфере, когда почти 90% всех видов вымерло. Ученые пришли к выводу, что основной причиной этого массового вымирания стало резкое усиление парникового эффекта, вызванное масштабными вулканическими извержениями сибирских траппов.
Уязвимость древней экосистемы
Тем не менее, остается вопрос, почему древние экосистемы оказались столь чувствительными к увеличению уровня углекислого газа в атмосфере. Группа ученых из различных европейских научных учреждений, возглавляемая Китайским университетом наук о Земле в Ухане, попыталась разобраться в этом вопросе. Результаты их работы были опубликованы в журнале Science.
Исследования показали, что между исчезновением морских и наземных видов существовал значительный временной промежуток. Например, вымирание морских организмов началось за 17 тысяч лет до резкого повышения температуры экваториальных вод, которое возросло с 26 до 34 градусов Цельсия, что превышало возможности выживания многих организмов. Это указывает на наличие других факторов, таких как возможная нехватка кислорода в океанах (аноксия).
Отказ от гипотезы аноксии
Однако исследователи отвергли гипотезу о нехватке кислорода, поскольку в период с высоким содержанием кислорода в атмосфере океанская аноксия не могла быть причиной вымирания наземных видов, которое началось до морского кризиса и задолго до пика потепления. Доказательства этому включают исчезновение торфяников и смену голосеменных лесов на кустарниковые экосистемы за десятки и сотни тысяч лет до гибели морской биоты.
Ученые выдвинули несколько теорий о причинах вымирания наземных видов, включая отравление тяжелыми металлами, истощение озонового слоя и кислотные дожди. Однако ни одна из этих теорий не смогла объяснить всю сложность кризиса конца пермского периода.
Краткосрочные климатические явления
Исследователи обратились к краткосрочным климатическим явлениям, способным вызывать значительные колебания температуры и гидрологических циклов в течение одного года или десятилетий. Они использовали климатическую модель HadCM3BL для прогнозирования глобального климата в условиях резкого увеличения выбросов парниковых газов и анализировали палеотемпературные данные и осадочные породы, чтобы установить градиент температуры морской поверхности на экваторе и создать модель взаимодействия атмосферы и океана.
Согласно полученным данным, в конце пермского периода зональный градиент температуры морской поверхности в океане Тетис снизился с 7-10 градусов Цельсия до 1-4 градусов на границе геологических периодов. Эти изменения в океанских параметрах привели к ослаблению циркуляции Уокера метеорологического явления, отвечающего за перемешивание нижних слоев атмосферы над океаном в тропиках. Это, в свою очередь, привело к усилению Эль-Ниньо колебанию температуры верхнего слоя тропического океана.
Эль-Ниньо и его последствия
Современные Эль-Ниньо длятся 9-12 месяцев, тогда как в плиоцене они могли продолжаться до трех миллионов лет. Споры о том, как потепление климата влияет на это явление, продолжаются. Однако модель, разработанная авторами нового исследования, показала, что в конце пермского периода сила и продолжительность Эль-Ниньо увеличивались, что приводило к установлению на планете очень теплого и крайне нестабильного климата.
«Одного лишь потепления было недостаточно для такого разрушительного вымирания. Современные наблюдения показывают, что, когда в тропиках становится жарче, виды мигрируют на север, в более прохладные регионы. Мы продемонстрировали, что мощные выбросы парниковых газов не только нагрели планету, но и сделали климат более жарким и нестабильным, что затрудняло выживание», пояснил соавтор исследования Александр Фарнсворт из Университета Бристоля (Великобритания).
Во время сильных Эль-Ниньо тепловая энергия, накопленная в океане, выбрасывалась на сушу, что вызывало серьезные засухи и экстремальные температуры. Подобные явления наблюдаются и сегодня в экваториальных регионах, нанося ущерб лесам Амазонки и центральной части Африки. Интенсивные волны тепла во время Эль-Ниньо также приводят к обесцвечиванию коралловых рифов и гибели планктона, что в конце пермского периода чуть не стало причиной экологической катастрофы.
