Великое вымирание, предшествовавшее эпохе динозавров

В Сибири тогда распахнулась гигантская вулканическая «форточка в ад». Атмосфера перегрелась, океаны закислились, кислород практически исчез. Лава и огонь пожирали биосферу, а токсичные газы добивали тех, до кого жар не добрался.

В итоге погибло до 96% морских видов и около 70% наземных позвоночных.

Это событие назвали Массовым пермским вымиранием. И это было самое жесткое вымирание за всю историю планеты.

И случилось оно не из-за астероида или другой внешней причины. Планета убила себя сама: сработала цепочка геологических и климатических процессов.

Мир, которого больше нет

Пермский период был насыщенным и по-своему прекрасным.

Назвали его «Пермью» именно потому, что основные находки сделали в этих краях. В середине 19 века там хорошо обнажались слои, которые можно было изучать.

За двадцать миллионов лет до катастрофы Земля переживала расцвет палеозоя. Попробую реконструировать этот мир максимально близко.

Привычной карты тогда не существовало. Почти вся суша была собрана в гигантскую Пангею: будущие Европа, Азия, Африка, Америка и Антарктида лежали как детали одного огромного материкового пазла.

В воздухе гудели насекомые. Уже не те чудовищные стрекозы каменноугольного периода, но все еще крупные обитатели мира, где нет травы, нет цветов, а суша пахнет смолой, сырой корой, болотной водой и пылью.

Тропические мелководья от Китая до Южной Америки были плотно застроены рифами. Только не из кораллов, а из брахиопод и мшанок. Аммониты, трилобиты, фораминиферы, морские лилии — целая палеозойская вселенная, не похожая ни на что современное.

В известковом иле лежали миллионы фузулинид. Это одноклеточные в раковинках, похожих на микроскопические рисовые зерна. Для глаза туриста это просто светлый морской песок. Для геолога — кладбище целой цивилизации одноклеточных.

На суше правили терапсиды — предки настоящих млекопитающих. Среди них бродил мосхопс: трехметровый травоядный с черепом толщиной в несколько сантиметров.

Мосхопсы знамениты тем, что бодались с соперниками совсем как современные бараны.

Его череп был не просто крепким. Верхняя часть головы была утолщена, там находилась мощная противоударная плита, заложенная природой.

Рядом охотились горгонопсы — «саблезубые» хищники с огромной пастью и длинными клыками, которыми они наносили глубокие раны.

Горгонопс

Знаменитые и популярные у детей диметродоны тоже жили в Перми.

Диметродон — хищник с огромным «парусом» из удлиненных позвонков. Жил в ранней перми около 295–272 миллионов лет назад. Зачем нужен парус — ученые спорят до сих пор. Скорее всего, для терморегуляции.

Интересно, что диметродон — не динозавр и даже не рептилия в строгом смысле, а синапсид. То есть он ближе по родству к млекопитающим, а не к динозаврам, птицам или крокодилам.

По равнинам медленно двигались парейазавры — тяжелые бронированные травоядные. Будто кто-то попытался сделать черепаху размером с небольшой автомобиль, но в последний момент передумал насчет панциря.

Они были живыми сейфами на ногах. Грубая кожа, костные бугры, массивная голова и уверенность существа, которое привыкло, что его никто не может съесть.

Сушу укрывали леса из семенных папоротников-глоссоптерид.

Самое странное — не то, что в этом мире было. А то, чего в нем не было. Ни травы под ногами. Ни цветов. Ни птиц в небе. Ни динозавров. Ни привычных зверей. Земля уже была зеленой и шумной, но ее зелень еще не знала ромашек, ее небо не знало птичьих стай, а леса не слышали жужжания пчел над цветами.

И все же это был живой, насыщенный, разнообразный мир. И он уже дышал на ладан — просто сам еще не знал об этом.

Полмиллиона лет агонии

Финальный удар был страшен, но не внезапен. За десять-пятнадцать миллионов лет до конца случились две «репетиции»: кризис Олсона в средней перми и более поздний Капитанский кризис. Вулканизм, закисление океана привели к тому, что многие виды стали вымирать.

Жизнь выстояла оба раза. Но это была лишь репетиция накануне настоящей катастрофы.

За 500 тысяч лет до финала углеродный цикл планеты начал трещать по швам. Океаны периодически теряли кислород, температура скакала. Жизнь пыталась адаптироваться и не успела. Когда главный удар пришелся, ей уже нечего было противопоставить.

Сам главный импульс вымирания, по многим оценкам, уложился в десятки тысяч лет. Это было, по сути, геологическое мгновение.

Сибирские траппы: геологический пожар

Главным убийцей стала не внешняя причина, как астероид в случае с динозаврами.

Причиной стал вулканизм такого масштаба, что воображению сложно его охватить. В том, что сегодня называется Сибирью, из земных недр вырвался гигантский магматический плюм.

На землю излилось до 7 миллионов кубических километров лавы. Это не вулкан в привычном смысле — это континентальная рана, через которую магма выходила тысячелетиями.

Чисто арифметически, верхней оценки этого объема хватило бы, чтобы накрыть территорию современной России слоем лавы в сотни метров.

Само по себе это уже катастрофа. Но решающим оказалось не количество лавы, а то, через что она прорвалась. Магма шла сквозь мощные пласты угля, нефти и солей Тунгусского бассейна — нагревала и разлагала их изнутри, выбрасывая в атмосферу углекислый газ, метан и сернистые соединения.

В систему «океан-атмосфера» за короткий геологический интервал поступило около 36 000 гигатонн углерода. Для сравнения: при нынешних темпах выбросов, считая в углероде, человечеству потребовалось бы несколько тысяч лет, чтобы выбросить столько же.

Цепная реакция: как умирает планета

Дальше сработал механизм домино, только каждая упавшая костяшка была размером с континент. Концентрация CO₂ в атмосфере выросла в несколько раз.

Температура на планете подскочила на несколько градусов, а в тропических морях раннего триаса стало совсем жарко. Океан всасывал углекислый газ и закислялся — по некоторым подсчетам, уровень pH мог упасть почти на единицу. Для кораллов, брахиопод и фораминифер это звучало как смертный приговор.

В разогретом океане сломалась термохалинная циркуляция — тот самый глобальный насос, который гоняет воду от поверхности до дна. Без него глубины остались без кислорода. Там взяли верх анаэробные бактерии, которые выделяют сероводород. Есть версия, что этот газ поднимался из глубин и уходил прямо в атмосферу.

Отдельная история — озоновый слой. Галогены из вулканической магмы, хлор и бром, могли серьезно его проредить.

Некоторые модели показывают, что озон потерял десятки процентов, и поток жесткого ультрафиолета резко взлетел. В породах того времени находят деформированные окаменевшие споры — растения явно страдали от ультрафиолетового стресса.

Итог: вымерло до 96% морских видов и около 70% наземных позвоночных. Трилобиты, которые правили бал почти 300 миллионов лет, исчезли навсегда.

Трилобиты

Рифы рухнули и на несколько миллионов лет просто пропали с лица планеты. Пермское вымирание стало крупнейшим в истории массовым вымиранием насекомых. Лесные экосистемы развалились, почву смыло, реки понесли тонны наносов.

Земля оказалась на грани — сложная жизнь могла исчезнуть совсем.

Листрозавр: чемпион по выживанию

На опустевшей суше раннего триаса заправлял всего один род: листрозавр (Lystrosaurus). Это был небольшой дицинодонт, похожий на бульдога с двумя бивнями.

Листрозавр выжил благодаря нескольким фишкам.

Во-первых, он рыл норы: передние лапы у него были мощнее задних, и в бассейне Карру в Южной Африке до сих пор находят окаменевшие ходы в твердой породе. Норы спасали от жары, засухи и резких перепадов.

Во-вторых, некоторые ученые считают, что особенности его дыхания помогали справляться с тяжелой атмосферой.

В-третьих, он начал размножаться быстрее и в более раннем возрасте. Популяция восстанавливалась быстрее, чем засухи успевали ее добить.

Жизнь после пермского вымирания восстанавливалась до десяти миллионов лет — намного дольше, чем после гибели динозавров.

Люди быстрее вулканов

Сибирские траппы в наши дни вполне безопасны и красивы

По расчетам на основе изотопов, пиковая скорость выбросов углерода Сибирскими траппами достигала 5 гигатонн в год. Современные антропогенные выбросы в пересчете на углерод — около 10-11 гигатонн в год. Пик к пику: мы сегодня выбрасываем вдвое быстрее. Средний темп за весь вулканический период был ниже, но биологические системы реагируют именно на скорость изменений, а не на общий объем.

Пермская катастрофа показывает, как быстро может рухнуть то, что кажется вечным. Она расчистила эволюционную арену и дала шанс другим: архозаврам, из которых потом вышли динозавры, а затем и млекопитающие. Нам с вами. Та катастрофа стала нашим незапланированным стартом. Следующую, похоже, мы можем устроить сами.

Но в этой истории есть странное утешение. Жизнь почти проиграла — но не сдалась. Из обломков палеозойского мира потом вышли новые формы, новые хищники, новые леса, динозавры, млекопитающие и в итоге мы: существа, которые умеют не только выживать после катастроф, но и заранее читать их следы в камне.

И, возможно, главный урок пермской катастрофы именно в этом. Планета не обязана быть удобной. Жизнь не обязана быть вечной. А разум, если уж он появился, нужен не только чтобы строить города, спорить в комментариях и придумывать кондиционеры, а чтобы вовремя понять: когда мир начинает трещать по швам, лучше не проверять, насколько громким будет последний звук. И успеть принять меры, пока не поздно!