Крупнейшее массовое вымирание и формирование Пангеи

Загадочную связь между образованием суперконтинента Пангеи и крупнейшим массовым вымиранием 250 миллионов лет назад исследовали профессор Инь Хунфу и доктор Сун Хайцзюнь из Государственной ключевой лаборатории геобиологии и экологической геологии Китайского университета геонаук (Ухань). Их работа показывает, что формирование Пангеи привело к ухудшению окружающей среды, которое, в свою очередь, вызвало это вымирание. Исследование под названием «Массовое вымирание и формирование Пангеи во время палеозойско-мезозойского перехода» было опубликовано в журнале Science China Earth Sciences (2013, Vol 56(7)).

Пангея сформировалась примерно в начале пермского периода и достигла своего пика в поздней перми — раннем триасе. Образование Пангеи означало, что разрозненные континенты собрались в один целый суперконтинент площадью около 200 млн км². Средняя толщина литосферы такой гигантской континентальной массы должна быть значительно больше, чем у каждого отдельного континента. Принцип изостазии подразумевает, что чем толще литосфера, тем выше её часть над уровнем равновесия, поэтому средняя высота Пангеи должна была быть намного выше, чем у современных разделённых континентов. Соответственно, все океаны собрались, образуя Панталассу, которая должна была быть значительно глубже современных океанов. Пик существования Пангеи и Панталассы был, таким образом, периодом высокого континента и глубокого океана, что неизбежно вызвало крупную регрессию моря и повлияло на систему земной поверхности, особенно на климат.

Тунгусские траппы Сибири и эмэйшаньский базальт извергались во время формирования Пангеи. Такой глобальный вулканизм, вероятно, был вызван мантийным плюмом и связан с образованием суперконтинента. Вулканическая активность привела к ряду эффектов, вызвавших вымирание: выбросу огромных объёмов CO₂, CH₄, NO₂ и цианидов, что вызвало парниковый эффект, загрязнение ядовитыми газами, разрушение озонового слоя в стратосфере и усиление ультрафиолетового излучения.

Рост концентрации CO₂ и других парниковых газов привёл к глобальному потеплению, дефициту кислорода и аномалиям углеродного цикла. Физико-химические аномалии в океане (закисление, эвксиния, низкая концентрация сульфатов, изотопная аномалия органического азота) и великая регрессия вызвали морское вымирание из-за непригодных условий среды, избирательной гибели и гиперкапнии. Континентальная аридизация, исчезновение муссонной системы и лесные пожары опустошили наземную растительность, особенно тропические леса.

Крупные глобальные изменения и массовое вымирание стали результатом взаимодействия между оболочками Земли. Ухудшение связей между литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой (включая внутренние факторы самой эволюции организмов) накапливалось, пока не превысило порог, и взорвалось во время пермско-триасового перехода. Взаимодействие между био- и геосферами — важная тема. Однако процессы от внутренних геосфер к системе поверхности Земли и далее к эволюции организмов требуют времени и порождают множество неопределённостей в причинно-следственных связях. Большинство этих процессов сейчас находятся на гипотетической стадии и требуют дальнейших научных исследований.