В конце доисторического силурийского периода, около 420 миллионов лет назад, разрушительное массовое вымирание стерло с лица планеты 23 процента всех морских животных.
В течение многих лет ученые пытались связать механизм этого массового вымирания, одного из 10 самых драматичных, когда-либо зарегистрированных в истории Земли. Теперь исследователи из Университета штата Флорида подтвердили, что это событие, называемое учеными вымиранием Лау/Козловского, было вызвано слишком хорошо знакомым виновником: быстрым и повсеместным истощением кислорода в глобальных океанах.
Их исследование, опубликованное сегодня в журнале Geology, разрешает давнюю загадку палеоклимата и вызывает неотложные опасения по поводу разрушительной судьбы, которая может постичь наши современные океаны, если хорошо зарекомендовавшие себя тенденции дезоксигенации сохранятся и усилятся.
В отличие от других известных массовых вымираний, которые можно аккуратно связать с дискретными апокалиптическими бедствиями, такими как падение метеоритов или извержения вулканов, не было известного, впечатляющего разрушительного события, ответственного за вымирание Лау/Козловского.
«Это делает его одним из немногих случаев вымирания, сравнимым с крупномасштабным сокращением биоразнообразия, происходящим в настоящее время, и ценным окном в будущие климатические сценарии», - сказал соавтор исследования Сет Янг, ассистент профессор кафедры наук о Земле, океане и атмосфере.
Ученым давно известно о вымирании Лау/Козловского, а также о связанном с ним нарушении углеродного цикла Земли, во время которого захоронение огромного количества органического вещества вызвало значительные климатические и экологические изменения. Но связь и время между этими двумя связанными событиями - вымирание предшествовало нарушению углеродного цикла более чем на сто тысяч лет - оставались упорно непрозрачными..
«Никогда не было четкого понимания того, как такое время событий могло быть связано с возмущением климата, или были ли прямые доказательства, связывающие широко распространенные условия с низким содержанием кислорода с вымиранием», - сказала докторант бывшего Советского Союза Челси Боуман, руководившая исследование.
Чтобы раскрыть этот сложный случай, команда применила новаторскую исследовательскую стратегию.
Используя передовые геохимические методы, включая измерения изотопов таллия, концентрации марганца и изотопов серы в важных местах в Латвии и Швеции, ученые бывшего Советского Союза смогли реконструировать временную шкалу деоксигенации океана в связи с вымиранием Лау/Козловского и последующим изменения глобального углеродного цикла.
Новые и удивительные результаты команды подтвердили их первоначальную гипотезу о том, что запись о вымирании может быть вызвана снижением оксигенации океана. Их мультипрокси-измерения установили четкую связь между устойчивым сползанием дезоксигенированных вод и ступенчатым характером вымирания - его начало в сообществах глубоководных организмов и в конечном итоге распространение на мелководные организмы.
Их исследования также показали, что вымирание, вероятно, было частично вызвано распространением сульфидных условий океана.
"Впервые в этом исследовании представлен механизм, приводящий к наблюдаемому ступенчатому вымиранию, которое сначала совпало с обескислороживанием океана, а за ним последовали более суровые и токсичные условия океана с сульфидом в толще воды", - сказал Боуман.
Соавтор исследования Джереми Оуэнс, доцент кафедры Земли и океана и наука об атмосфере, сказал, что еще предстоит извлечь важные уроки из экологических кризисов далекого прошлого.
«Эта работа предоставляет еще одно доказательство того, что начальная деоксигенация в древних океанах совпадает с началом событий вымирания», - сказал он. «Это важно, поскольку наши наблюдения за современным океаном показывают, что существует широко распространенная дезоксигенация, которая может вызвать больший стресс для организмов, которым требуется кислород, и может стать первым шагом на пути к новому массовому вымиранию морских организмов».