Кратко об истории развития Земли. Великое пермско-триасовое вымирание

Великое пермско-триасовое вымираниеВеликое вымирание пермско-триасового периода за 50 000 лет сделало Землю настолько бесплодной, что жизни потребовалось более 10 миллионов лет, чтобы вернуть себе былое величие.

В прошлой статье: континенты на Земле объединились и сформировали гигантский суперконтинент под названием Пангея, который обосновался на экваторе. После двух массовых вымираний на суше начали развиваться деревья, а среди форм жизни преобладали насекомые. Наступил четвертый из пяти больших ледниковых периодов, и снова проснулись земные вулканы .

Пермско-триасовое вымирание видов

Людям часто нравится повторять такой любопытный факт из области биологии: тараканы могут выжить после ядерной бомбардировки. Это, безусловно, правда, и указывает на чрезвычайную живучесть, которой обладают насекомые. Насекомые пережили большинство бедствий, которые видел наш мир на протяжении всей своей истории, а также большинство массовых вымираний. Это связано с двумя причинами. Насекомые подавляют своим абсолютным численным превосходством. Они составляют более 80% живых существ на планете. Каждый второй многоклеточный организм — это насекомое. Учеными описано более миллиона видов насекомых, тех же видов, которые еще неизвестны — существует еще больше. Общее число видов насекомых находится в промежутке (по разным оценкам) от 2 до 8 миллионов.

Для сравнения, существует только один биологический вид человека. Все разнообразные 350 с лишним пород одомашненных собак также составляют только один вид. Всё же семейство псовых, включая одомашненных собак, насчитывает 34 вида (волки, собаки, шакалы, лисицы и др.). В семействе кошачьих насчитывается 36 видов (кошки, львы, тигры, леопарды и т. д.). Китообразных — 86 видов (киты, дельфины, морские свиньи). Видов птиц — около 10 000, и примерно 100 000 видов деревьев в мире. А вот число видов насекомых даже самый консервативный из энтомологов определил бы, по меньшей мере, в два миллиона. Только видов муравьев существует 14 000.

А если существует два миллиона видов насекомых, фактическое количество особей непостижимо. На сегодняшний день существует не менее 10 квинтиллионов (10 000 000 000 000 000 000) отдельных насекомых. Это 200 миллионов насекомых на каждого человека. Общий вес насекомых также превышает вес всех наземных существ. Биомасса человечества оценивается в 105 миллиардов тонн, а биомасса только муравьев составляет 100 миллиардов тонн. Поэтому совершенно очевидно, как насекомым удалось выжить почти во всех стихийных бедствиях, произошедших в мире.

У насекомых также есть различные приспособления, которыми они пользовались для выживания с незапамятных времен. От почти идеального камуфляжа до способности летать, ходить и плавать, регулярно линять, чтобы сбрасывать поврежденные ткани тела. Насекомые обеспечили себе гарантию того, что они выживут, несмотря ни на что.

Камуфляж насекомых
Попробуй еще найти то насекомое

Из двадцати четырех случаев массовых вымираний, которые были на Земле, насекомым удалось выжить почти в каждом из них. На самом деле, к примеру, семейство жуков никогда не вымерало за всю историю. Было только одно вымирание, которому удалось почти уничтожить насекомых — Пермский Триас (P-Tr). Это было самое смертоносное вымирание, которое когда-либо случалось, и его воздействие на насекомых свидетельствует о том, насколько оно было серьезным.

Сегодня ученые считают, что на Земле исчезло 95% всех видов жизни. Ошеломляющие цифры: 70% всех наземных видов и более 96% всех морских видов исчезли навсегда.

Массовые вымирания никогда не происходят как отдельные, изолированные события, уничтожающие жизнь (за исключением одного случая, на котором мы остановимся позже). Массовые вымирания надо рассматривать в геологическом масштабе времени. Обычно вымирания длятся не менее 10000 лет и могут продолжаться в течение миллиона лет. Также они могут происходить кратковременными всплесками в течение короткого периода времени. Пермско-триасовое вымирание случилось примерно 250 миллионов лет назад в течение 50 000 лет и, вероятно, происходило в виде трех резких всплесков.

Непосредственно перед вымиранием был Позднепалеозойский ледниковый период (или Каменноугольно-пермский ледниковый период 350—230 млн лет назад). Это был четвертый из пяти больших ледниковых периодов. Когда Лавразия и Гондвана собрались вместе, чтобы сформировать последний известный суперконтинент, Пангея, они перекрыли поток теплых океанских течений. А выросшие в каменноугольном периоде неестественно большие леса наполнили атмосферу избытком кислорода. Это привело к снижению уровня углекислого газа и дальнейшему охлаждению планеты.

Растущие ледяные щиты способствуют увеличению положительной обратной связи. По мере того, как Земля покрывалась льдом, ее поверхность становилась все более белой. Отражательная способность небесного тела называется его альбедоБолее темное тело имеет более низкое альбедо, а более светлое тело имеет более высокое альбедо. И поскольку альбедо Земли увеличилось из-за ее побелевшей поверхности, отражалось больше солнечного света и уменьшалось количество ежегодно поглощаемого тепла. В конечном счете, прохладная и насыщенная кислородом атмосфера была готова к разжиганию пожаров. В таких условиях горела бы даже самая влажная материя.

сибирские траппы

Сибирская трапповая провинция

Когда в регионе, называемом Сибирскими траппами, начала извергатся цепь Сибирских вулканов, базальтовые наводнения охватили области Пангеи, в два раза превышающих Северную Америку. Поскольку базальтовые наводнения медленно и непрерывно покрывают поверхность суши и дно океанов лавой, в течение длительного периода времени происходит выделение вредных испарений. Выброшенные в воздух частицы дыма и пыли блокируют прохождение солнечного света, препятствуя фотосинтезу и понижая глобальную температуру.

В то же время отсутствие фотосинтеза приводит к коллапсу всей пищевой цепи — так как травоядные, а затем и хищники гибнут от голода. Кроме того, мельчайшие частицы дыма и пыли в атмосфере рассеиваются на огромных территориях, а затем выпадают на Землю в виде кислотных дождей. Такое мощное, периодически повторяющееся явление в значительной степени способствует уничтожению всех видов растений и животных.

Кратко об истории развития Земли. Великое пермско-триасовое вымирание
Мы рассматриваем этот период

Раскаленная ползущая магма поджигает все на своем пути. Как только одно дерево на краю большого леса соприкосается с этим жидким огнем — весь лес сгорает, а атмосферный кислород обеспечивает необходимым топливом. Неконтролируемые, широко распространенные лесные пожары добавляют еще больше аэрозолей в атмосферу. Совокупный эффект от всего этого состоит в том, что целые экосистемы уничтожаются в течение нескольких месяцев.

Уникальность данного события, вызванного базальтовым наводнением в Сибирских траппах, было в том, что, в отличие от других базальтовых наводнений, которые состояли только из лавы, расползающейся по поверхности Земли десятилетиями, происходило много взрывных вулканических явлений, называемых пирокластическими потоками. Это смесь высокотемпературных вулканических газов, пепла и обломков пород, образующаяся при извержении вулкана. Скорость потока иногда достигает 700 км/ч, а температура газа — 100—800 °C. Камни, пыль и газы с огромной силой выбрасываются высоко в воздух. Ветры переносят эти газы на огромные расстояния; особенно пагубным среди них является углекислый газ. В отличие от аэрозолей, углекислый газ не выводится из атмосферы при отсутствии растений. Таким образом, начал распространяться парниковый эффект, делая Землю все теплее и теплее.

пирокластический поток во время извержения вулкана
Пирокластический поток во время извержения вулкана Майон (Филиппины) в 1984 году
Автор: C.G. Newhall

Потепление планеты способствует созданию петли положительной обратной связи, которая делает Землю еще теплее (астрономы думают, что так произошло с бедной Венерой). В полярных шапках и других областях вечной мерзлоты внутри льда содержится много метана.  Когда оледенение подходит к концу и лед начинает таять, захваченный метан постепенно выпускатся в атмосферу. И точно так же, как углекислый газ, метан является парниковым газом и способствует повышению температуры.

Растения, как и насекомые, хотя и не в такой же степени, но вполне устойчивы к вымиранию. Тем не менее, в Пермско-триасовый период исчезло почти 50% всех наземных растений. Было уничтожено много сосновых и хвойных деревьев. Количество кислорода в атмосфере уменьшилось в результате широко распространенных пожаров, а также из-за замедления темпов фотосинтеза, наряду с отсутствием устоявшихся океанских течений. Пангея кругом была окружена гигантским океаном, который быстро становился все более бескислородным, убивая миллионы морских обитателей. Трилобиты, пережившие два других массовых вымирания, в конце концов вымерли.

Океаны поглощают как атмосферный кислород, так и углекислый газ. Углекислый газ, поглощаемый океанами, реагирует с морской водой и образует углекислоту. Это привело к падению уровня pH водоемов. В результате морские членистоногие с экзоскелетами, изготовленными из кальция, пострадали больше всего: кислые воды лишили их способности создавать и поддерживать экзоскелет. Большинство ранних челюстных рыб и предков акул также вымерли. Ранние предки динозавров и рептилий с трудом справлялись, неся огромные потери. Прямые потомки лопастеперых рыб, вылезших из воды, погибли, как и ранние предки млекопитающих.

Пермско-триасовое вымирание оставило Землю настолько бесплодной, что на восстановление ушло более 10 миллионов лет. Некоторые всеядные организмы, которые питались мертвыми животными, появлялись как обычно после катастроф, но эти виды не сохранялись и быстро вымирали сами по себе. Многие выжившие также исчезли после вымирания. Но в то же время некоторые из выживших медленно и неуклонно росли и в конечном итоге превратились в разнообразных животных, которых мы сегодня знаем.

Одна из причин столь трудного восстановления заключалась в том, что на протяжении нескольких тысячелетий глобальная температура оставалась высокой. По оценкам, температура в океанах превысила 40°С. Потребовалось много времени на восстановление содержания кислорода в океанах, поскольку было не так много растений, производящих кислород.

Новая жизнь, которая боролась за выживание после Пермско-триасового вымирания, отличалась от той, которая была уничтожена. Вероятно, самым большим изменением в морской жизни было внезапное увеличение числа свободноплавающих существ. Хотя, конечно, существовали рыбы и первобытные акулы, но более трех четвертей океанической жизни было сконцентрировано на дне океана. В Триасовую эпоху более трех четвертей океанической жизни находились в свободном плавании. На суше начали распространяться крошечные ящероподобные животные, чьи тела были приподняты над землей. Листрозавр был самым многочисленным среди них и быстро распространился на всем суперконтиненте. На самом деле, более 95% всей жизни на земле в то время составляли только особи размером с кошку.

Листозавр
Lystrosaurus murrayi. 
Рис. Дмитрий Богданов / Wikimedia Commons

Папоротники также в очередной раз заменили хвойные как доминирующую флору на суше. Среди животных процветали архозавры, которые в конечном итоге превратились в птиц и крокодилов. Появились первые настоящие млекопитающие. Их называли цинодонтами, и у них были важные характеристики млекопитающих: большой мозг, волосы на теле и передвижение в вертикальном положении. Первые настоящие динозавры также появились на суше под названием тероподы. В океанах появились весьма успешные ихтиозавры. 

Но затем Пангея начала распадаться …

В следующей статье будет рассказано о четвертом большом вымирании и о жизни динозавров.

По материалам: https://thewire.in/environment/permian-triassic-extinction-lystrosaurus

c-sin






Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *