Кислородное голодание океанов сдерживало восстановление жизни после «Великого вымирания»

Ученые из Стэнфорда установили, что хронически низкий уровень кислорода в океанах препятствовал восстановлению жизни после пермско-триасового вымирания — самой катастрофической гибели видов в истории нашей планеты. Известное также как «Великое вымирание», это событие 250 миллионов лет назад привело к коллапсу глобальных экосистем и гибели около 90% видов.

Новое исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые убедительно показывает, что аноксия океана, или дефицит кислорода, была глобальным, а не локальным явлением. Данные свидетельствуют, что аноксические условия снизили уровень кислорода в морской воде в 100 раз в начале массового вымирания. Уровень кислорода затем медленно повышался, вернувшись к значениям, предшествовавшим вымиранию, лишь через 5 миллионов лет, что совпало со стабилизацией климата и восстановлением прежнего биоразнообразия.

«Объяснение 5-миллионолетней задержки в восстановлении земной системы после пермского вымирания было сложной задачей, — сказала Кимберли Лау, докторант кафедры геологических наук Школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде Стэнфорда. — Наши результаты предлагают единое объяснение биологических и биогеохимических наблюдений, вытекающих из самого тяжелого биотического кризиса в истории Земли».

Ключом к новому исследованию стало выявление сигнала аноксии, который можно было бы проследить независимо от региональных условий. Для этого исследователи использовали новую методику, основанную на уране, сохранившемся в известняке, который когда-то был растворен и равномерно распределен в океанах. «Поскольку уран медленно циркулирует в океане, эти данные, как считается, отражают глобальные изменения в оксигенации», — пояснила Лау.

С помощью этой методики ученые получили образцы пород из двух удаленных друг от друга мест, расположенных на территории современного Китая и Турции. Образцы древних морских отложений охватывали широкий временной интервал вокруг пермско-триасовой границы и, учитывая географическую удаленность в тысячи километров, свидетельствуют о глобальных, а не локальных характеристиках морской воды.

Наблюдаемая картина ослабевающей аноксии хорошо согласуется с данными о восстановлении жизни в течение пяти миллионов лет после пермского вымирания. Это побуждает исследователей применить свою методологию для лучшего понимания восстановления после других четырех крупнейших вымираний на Земле.

«Эти выводы также имеют значение для нашего современного мира, — сказал соавтор работы Джонатан Пейн. — Они подчеркивают, что деоксигенация океана в XXI веке и далее может привести не только к потере морских популяций и видов, но и к неожиданным обратным связям в земной системе. Временные масштабы этих обратных связей велики, а это означает, что последствия глубокой и обширной деоксигенации сегодня могут отзываться на протяжении многих столетий, тысячелетий или дольше».