Жизнь на Земле – весьма хрупкое явление, и изменение концентрации в океане и атмосфере даже одного химического элемента может иметь весьма масштабные последствия.
Более четверти миллиарда лет назад, в конце пермского периода, жизнь на Земле подверглась серьезному испытанию. Девять из каждых десяти морских видов погибли, вместе с почти тремя четвертями видов, освоивших сушу. Этот период и получил название Великого или Пермского вымирания.
Ему предшествовал «Дымящийся пистолет» — период интенсивной вулканической активности на территории современной Сибири, сопровождавшийся выбросом в атмосферу большого числа материала из земной коры, случившийся с незначительным, с геологической точки, опережением Великого вымирания – всего за несколько сотен тысяч лет до экологической катастрофы.
Было похоже, что между этими двумя событиями есть связь , но до последнего времени выявить ее не удавалось. И, вот, теперь мы знаем ответ: химию океанов планеты изменил никель, вызвав эффект домино, который в конечном итоге и привел к гибели большей части живых существ на Земле. Исследование, подробно разобравшее роль никеля в запуске Великого вымирания, опубликовано в Nature Communications.
Сложность исследования, предпринятого международной группой геологов и биологов состояла в том, что оно потребовало анализа огромного массива данных, сопоставление которых и позволило восстановить картину произошедшего.
Общий сценарий был давно известен и выглядел так: серия катастрофических извержений, случившихся примерно четверть миллиарда лет назад, привела к резкому росту температуры и падению уровня кислорода в океанах, а затем и в атмосфере. И, если растения перенесли изменения достаточно хорошо, то морские и наземные животные в течение сотен тысяч лет постепенно исчезли.
Но в этой схеме была темная область: масштабы извержений все же не могли вызвать потепления и падения уровня кислорода в такой степени, чтобы они привели к вымиранию таких масштабов. Нужен был еще какой-то фактор.
Ключ к разгадке нашелся в геологии китайской провинции Чжэцзян. На протяжении десятилетий эта сжатая полоса горных пород служила маркером, определяющим конец перми и начало триаса. Среди отложений, составляющих этот критический слой геологической истории Земли, был найден слой с необычайно высокой концентрацией никеля.
Никель является важным металлом для многих организмов, но увеличение его содержания в океанах вызвало необычный всплеск продуктивности метаногенов, микроорганизмов, которые производят газ метан.
Затем команда проанализировала образцы черных сланцев, взятых из арктической Канады, представляющие насыщенные кислородом — и, напротив, обедненные кислородом отложения времен массового вымирания в конце перми. Концентрации никеля отслеживались в течение длительного периода во время вымирания, а затем сравнивались с предсказаниями нескольких пояснительных моделей.
Было установлено, что в то время, как на горизонте вымирания количество никеля практически не изменилось, его концентрация резко упала в дальнейшем, указывая на поглощение этого вещества взрывом возросшим количеством потребляющих никель микроорганизмов. Их быстрый рост в условиях низкого содержания кислорода – и выброс ими большого количества метана имел несколько следствий, неблагоприятных для других форм жизни: усиление парникового эффекта и связывание органического углерода, что нарушало пищевые цепочки, вырабатывавшие кислород в океане. Это и вызвало процессы деградации биологических систем, растянувшиеся на сотни тысяч лет.
Ученые из Вашингтонского и Стэнфордского университетов считают, что крупнешее вымирание морских животных 252 миллиона лет назад было вызвано глобальным потеплением.
