Столкновение с астероидом или кометой признано основной причиной массового вымирания, унесшего жизни большинства динозавров и около трех четвертей видов растений и животных планеты 66 миллионов лет назад.
Но массовые извержения вулканов в Индии, возможно, также способствовали вымиранию. Ученые давно спорят о значении извержений Деканских траппов, которые начались до удара и продолжались, время от времени, почти миллион лет, прерываясь событием удара.
Теперь геохимический анализ раковин ископаемых морских моллюсков со всего мира под руководством Мичиганского университета дает новое представление как о реакции климата, так и о загрязнении окружающей среды ртутью во время вулканизма Деканских ловушек.
В тех же образцах раковин исследователи обнаружили то, что, по-видимому, является глобальным сигналом как резкого потепления океана, так и отчетливо повышенных концентраций ртути. Вулканы являются крупнейшим естественным источником поступления ртути в атмосферу.
Двойные химические отпечатки начинаются до столкновения и совпадают с началом извержений Деканских траппов.
Когда исследователи сравнили уровни ртути в древних раковинах с концентрациями в раковинах пресноводных моллюсков, собранных на современном участке промышленного загрязнения ртутью в долине Шенандоа в Вирджинии, уровни были примерно эквивалентны.
Данные из исследования, публикация которого запланирована на 16 декабря в журнале Nature Communications, подтверждают идею о том, что вулканизм Деканских траппов имел климатические и экологические последствия, которые были глубокими, длительными и глобальными, заключают исследователи.
«Впервые мы можем дать представление об отчетливых климатических и экологических последствиях вулканизма Деканских траппов, анализируя один материал», - сказал Кайл Мейер, ведущий автор нового исследования.«Было невероятно удивительно видеть, что те же самые образцы, где морская температура показала резкий сигнал потепления, также показали самые высокие концентрации ртути, и что эти концентрации были такими же величинами, как в месте значительного современного промышленного загрязнения ртутью».
Мейер провел исследование в рамках своей докторской диссертации в Департаменте наук о Земле и окружающей среде UM. В настоящее время он является постдокторантом в Портлендском государственном университете в Орегоне.
Ртуть является токсичным микроэлементом, представляющим угрозу для здоровья людей, рыб и диких животных. К антропогенным источникам ртути относятся угольные электростанции и кустарные золотые прииски. На промышленно загрязненном участке Саут-Ривер в Вирджинии, где исследователи собирали раковины пресноводных моллюсков, таблички предупреждают жителей о том, что нельзя есть речную рыбу.
«На современном участке действует запрет на рыбную ловлю для людей из-за высокого уровня содержания ртути. Итак, представьте себе воздействие на окружающую среду такого уровня ртутного загрязнения во всем мире на протяжении от десятков до сотен тысяч лет», - сказал геохимик и исследователь U-M. соавтор Сьерра Петерсен, которая была соконсультантом Мейера.
Исследователи предположили, что окаменевшие раковины моллюсков, главным образом двустворчатых моллюсков, таких как устрицы и моллюски, могут одновременно фиксировать как температурные реакции прибрежной морской среды, так и различные сигналы ртути, связанные с выделением огромного количества улавливающих тепло углекислого газа и ртути. из Деканских ловушек.
Долгоживущие извержения Деканских траппов сформировали большую часть западной Индии и были сосредоточены во время массового вымирания мелового периода (K-Pg), 66 миллионов лет назад.
В исследовании использовались ископаемые раковины, собранные в Антарктиде, США (Алабама, Аляска, Калифорния и Вашингтон), Аргентине, Индии, Египте, Ливии и Швеции. Исследователи проанализировали изотопный состав карбоната раковины, чтобы определить морскую температуру, используя недавно разработанный метод, называемый палеотермометрией слипшихся изотопов карбоната..
Они также измерили количество ртути в удивительно хорошо сохранившихся ископаемых раковинах и собрали первую в истории глубокую запись ртути, сохранившейся в окаменелых биоминеральных остатках.
В предыдущих исследованиях записи ртути в окружающей среде были реконструированы из морских отложений, что позволило получить представление о сроках и масштабах события Деканские ловушки. Но в этих записях не было такой прямой связи с реакцией на изменение климата. В новом исследовании оба сигнала присутствуют в одних и тех же образцах, что, по мнению авторов, является важным первым.
«Ртутные аномалии были зарегистрированы в отложениях, но никогда прежде не были обнаружены в раковинах. Возможность реконструировать как климат, так и индикатор вулканизма в одних и тех же материалах помогает нам обойти множество проблем, связанных с относительным датированием», - сказал Петерсен. доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде UM. «Итак, одним из главных достижений в этом исследовании является техническое доказательство концепции».
Ожидается, что новый метод найдет широкое применение для изучения массовых вымираний и климатических возмущений в геологической летописи, согласно исследователям.