Вулканические зимы вызвали массовое вымирание и открыли путь к процветанию динозавров

Отложения в Марокко, сформировавшиеся во время массового вымирания 201,6 миллионов лет назад. Красные осадочные породы во многих местах мира содержат окаменелости триасового периода, белый слой выше несет следы вулканизма. Наверху мощный слой базальтов / © Paul Olsen/Lamont-Doherty Earth Observatory

Триасовый период завершился 201 миллион лет назад одним из крупнейших массовых вымираний. По времени это совпало с началом раскола суперконтинента Пангея, масштабным излиянием базальтов и, как следствие, усилением парникового эффекта. Оставшуюся часть мезозойской эры на Земле царили динозавры, до того занимавшие подчиненное положение. Механизмы, связывающие все эти события, по сей день остаются предметом дебатов. В новом исследовании международный коллектив ученых пришел к выводу, что для сухопутных видов губительными стали резкие, скоротечные похолодания, а не глобальное потепление.

Геологи связывают большинство массовых вымираний на планете с грандиозными магматическими излияниями, во время которых в атмосферу поступает большое количество парниковых газов и аэрозолей. Это усиливает парниковый эффект, климат меняется, запускается перестройка экосистем. Все, кто не приспособились, исчезают.

Такого рода построения не всегда согласуются с наблюдениями. К примеру, следы массового вымирания в конце триасового периода хронологически совпадают с началом активного вулканизма. Геологи увидели это в напластованиях бассейна Ньюарк в Северной Америке, который сформировался на месте гигантской зоны растяжения в земной коре (рифта), положившей начало расколу Пангеи. Этот комплекс горных пород называют Центрально-Атлантической магматической провинцией.

Чтобы уточнить последовательность событий, ученые из Марокко и Китая во главе с Денисом Кентом из Рутгерского и Колумбийского университетов (США) воспользовались данными об инверсии магнитного поля Земли «хрон E23r», случившейся непосредственно перед массовым сухопутным вымиранием.

Коричневый вулканический уступ покрывает белый прослой позднейшего триасового возраста. Ниже — красные озерные отложения бассейна Фанди. Северные горы в Канаде / © Paul E. Olsen

Слой с обращенной полярностью «хрон E23r» обнаружили в разрезе Тьюрждаль в хребте Высокий Атлас в Марокко. Такой же оказался среди осадочных пород формации Бигудин, в основании древнейших лав Центрально-Атлантической магматической провинции. Отследили его и в канадской формации Бломидон в Северных горах.

Эти данные помогли синхронизировать слои на разных континентах и воссоздать последовательность событий, приведших к массовому вымиранию.

Согласно новой статье, опубликованной в журнале PNAS, начальный этап распада Пангеи длился примерно 46 тысяч лет. Однако основная масса базальтов излилась за четыре, максимум пять всплесков, длившихся не более столетия.

Каждый всплеск сопровождался короткой, но суровой вулканической зимой.

Породы Центрально-Атлантической магматической провинции (CAMP) на карте Пангеи / © Dennis V. Kenta et al., 2024

По мнению авторов исследования, выбросы большого объема сульфатных аэрозолей в атмосферу резко охладили планету. Далеко не все виды на суше пережили несколько вулканических зим, уступив место более приспособленным. Возможно, в холодные периоды пернатые динозавры, обитавшие в полярных регионах, получили преимущества, а крупные псевдозухии, царившие до того в тропиках, наоборот, вымерли.

Глобальное потепление, наступившее позже и развивавшееся медленнее, завершило дело. Одно из его последствий — массовая гибель морских видов в результате закисления и аноксии океана.