Массовое вымирание полмиллиарда лет назад было вызвано смещением тектонических плит

Новое исследование утверждает, что крупное вымирание в разгар расширения жизни в кембрийский период было вызвано тектоникой суперконтинента.

Новое исследование обнаруживает связи между слоями горных пород в Антарктиде и Южной Австралии, которые в то время были частью суперконтинента Гондвана. Это говорит о том, что аналогичная динамика происходила вокруг суперконтинента примерно 513 миллионов лет назад: горы поднимались, древние рифы умирали, а разрушенный материал с континента слился в море. Эти моменты времени совпадают с вымиранием, известным как Синское событие, сказал руководитель исследования Пол Мироу из Колорадского колледжа.

«Как ни странно, именно тектоника спровоцировала вымирание», — рассказал Майроу.

Синское событие произошло в кембрийский период (540–485 миллионов лет назад), когда произошло огромное разнообразие жизни на Земле, известное как Кембрийский взрыв.

Но в разгар этого расцвета синское вымирание привело к гибели нескольких крупных групп, в том числе животных с конусообразным панцирем, называемых гиолитами, и губок, называемых археоциатидами, которые когда-то строили огромные рифы по всему земному шару. Исследователи знают, что событие в Синске было связано с падением уровня кислорода в океанах, но они не смогли определить точную причину.

Теперь Майроу и его коллеги говорят, что у них есть ответ. Тектоника Гондваны, сформировавшаяся между 600 и 540 миллионами лет назад, спровоцировала серию событий, которые затопили рифы археоциатид и изменили океаны, сообщили они в журнале Science Advances.

Ключ к разгадке этих событий был найден в слоях горных пород в Трансантарктических горах Антарктиды и на острове Кенгуру в Австралии. Мироу и его коллеги собрали образцы в Антарктиде в 2011 году, в том числе окаменелости трилобитов с давно умерших археоциатидных рифов. Затем, около года назад, геолог из колледжа Помона Роберт Гейнс рассказал Майроу, что видел подобные камни на острове Кенгуру, который также усеян ископаемыми трилобитами.

Эти трилобиты были ключом к определению времени потери рифов. Поскольку трилобиты эволюционировали быстро, исследователи могут определить возраст камня по виду трилобитов, окаменевших внутри него. И в Антарктиде, и в Австралии окаменелости датируются периодом от 514 до 512 миллионов лет назад — примерно во время Синского события.

«Все встало на свои места», — сказал Майроу. «В Австралии была та же геологическая история, что и в Антарктиде».

Во время Синского события оба континента были частью Гондваны: сегодняшняя Антарктида располагалась на экваторе, а Австралия — на более высоких широтах. В этих местах наблюдалась аналогичная история в слоях горных пород. Вымирание рифов археоциатид совпало с гигантскими событиями горообразования. Когда горы вышли на сушу, близлежащие мелкие океаны прямо у побережья опустились, что привело к своего рода качающемуся движению земной коры. Это привело к внезапному углублению рифов археоциатид, в результате чего они стали неспособны выжить. Затем эрозия новых горных хребтов сбросила слои булыжника и гравия на затонувшие рифы.

Между тем, по словам Майроу, тектонические движения, которые вызвали подъем гор в некоторых местах, также привели к растяжению земной коры в других, позволив магме подняться на поверхность и затвердеть в базальтовую породу, геологическое образование, известное как «большая магматическая провинция». Эта горячая магма принесла много парниковых газов, таких как диоксид серы и углекислый газ, что привело к нагреванию атмосферы Земли.

Это потепление, в свою очередь, замедлило циркуляцию воды в океане — явление, которое, как опасаются исследователи, может повториться сегодня в связи с изменением климата, вызванным деятельностью человека. Это замедление океанской циркуляции привело к тому, что менее богатая кислородом вода опустилась на дно океана. По словам Майроу, это привело к гибели многих существующих организмов. 

«Старые, более примитивные животные действовали не так хорошо», — сказал он.

Крупные магматические провинции обвиняли в других вымираниях, но с меньшей уверенностью, чем в Синске, Мироу сказал: «Я не знаю других, на которые я мог бы указать, где это так ясно изложено».