Крупнейшие вымирания в истории Земли

440 млн лет назад — ордовикско-силурийское вымирание — исчезло более 60 % видов морских беспозвоночных;

364 млн лет назад — девонское вымирание — численность видов морских организмов сократилась на 50 %;

251,4 млн лет назад — «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % видов всех живых существ;

199,6 млн лет назад — триасовое вымирание — в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время;

65,5 млн лет назад — мел-палеогеновое вымирание— последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров.

33,9 млн лет назад — эоцен-олигоценовое вымирание.

Вымирание морской фауны в течение фанерозоя. Для каждого интервала времени показано, какой процент существовавших тогда родов не дожил до следующего интервала. Показаны вымирания не всех родов, а лишь сохранившихся в окаменелостях.

Ордовикско-силурийское вымирание (англ. Ordovician extinction — «ордовикское вымирание») — массовое вымирание на границе ордовикского и силурийского периода, около 450—440 миллионов лет назад. Третье по процентной части вымерших родов из пяти сильнейших вымираний в истории Земли и второе — по потерям в количестве живых организмов[1].

В период между 450 и 440 млн лет назад, с промежутком в 1 млн лет, произошли два всплеска вымирания[2]. Для морских организмов это вымирание второе по величине, оно уступает только пермскому вымиранию. В то время вся известная жизнь происходила в морях и океанах[3]. Погибло более 60 % морских беспозвоночных[4][5], включая две трети всех семейств брахиопод и мшанок[3]. Особенно пострадали брахиоподы, двустворчатые моллюски, иглокожие, мшанки и кораллы[2]. Непосредственной причиной вымирания, как представляется, явилось движение Гондваны к области южного полюса. Это привело к глобальному похолоданию, оледенению и последовавшему за ним падению уровня мирового океана. Отступление границы океана разрушило или повредило места обитания вдоль континентального побережья[2][6]. Данные об оледенении были найдены в отложениях в пустыне Сахара. Комбинация низкого уровня мирового океана, похолодания и образования ледников, вероятно, и послужило причиной ордовикского вымирания[6].

История

Вымирание произошло примерно 443,7 млн лет назад, на протяжении одного из самых значительных событий биоразнообразия (англ.)русск. в истории Земли[7]. Это отмечает связь между ордовикским и следующим силурским периодом. Во время ордовикского вымирания наблюдается несколько значительных изменений соотношения изотопов углерода и кислорода в биологических образцах. Это может указывать на несколько различных близко расположенных событий или отдельных фаз в рамках одного события.

В это время большинство сложных многоклеточных организмов обитало в море. Вымирает около 100 морских семейств, что составляет примерно 49 %[8] от всех родов животного мира (более надежная оценка по сравнению с количеством видов). Многие группы брахиопод и мшанок были уничтожены, наряду со многими из трилобитов, семействами конодонтовых и граптолитов.

Статистические анализы потерь морских организмов для этого времени показывают, что уменьшения разнообразия в основном обусловлено резким скачком вымирания, а не уменьшением видообразования[9].

Причины катастрофы

В настоящее время ордовикско-силурийское вымирание интенсивно изучается. Хронология соответствует, как представляется, началу и концу самых тяжелых ледниковых периодов фанерозоя, которые ознаменовалось в конце длительным похолоданием в хирнантском ярусе (верхний ордовик). Вышеуказанное пагубно сказалось на фауне конца ордовика, для которого был характерен типично парниковый климат.

Этому предшествует падение содержания в атмосфере углекислого газа, которое избирательно коснулось живущих в мелководных морях организмов. Так, на суперконтиненте Гондвана, дрейфовавшем в районе Южного полюса, формируется ледяная шапка. Слои были обнаружены в горных породах, соответствующих концу ордовика в Южной Африке, а затем и в северо-восточной части Южной Америки, которая находилась в то время также в области Южного полюса. Ледники удерживали воду, в межледниковый период — высвобождали, по этой причине уровень мирового океана существенно колебался несколько раз. Обширные мелководные внутриконтинентальные моря ордовика поднимались, разрушая биологические ниши, затем снова возвращались к прежнему состоянию, при этом происходило уменьшение популяций, часто с исчезновением целых семейств организмов. С каждым следующим периодом оледенения утрачивалось биологическое разнообразие (Emiliani 1992 p. 491). По результатам исследования Северо-Африканских отложений Жюльен Моро сообщает о 5 периодах оледенения от сейсмических явлений[10].

Сдвиги в глубоководных формациях при переходе из низких широт, характеризуемых парниковыми условиями, в высокие широты, для которых характерно льдообразование, сопровождались увеличением глубоководных океанских течений и насыщением придонной воды кислородом. Новая фауна непродолжительное время процветает, до возвращения к бескислородным условиям. Без океанских течений фауна начинает извлекать питательные вещества из глубинных вод. Выживают лишь виды, справляющиеся с постоянно изменяющимися условиями. Они заполняют освободившиеся экологические ниши.

Гипотеза вспышки гамма-излучения

Этой теории придерживается в настоящий момент небольшое количество учёных. Предполагается, что причиной начала вымирания является вспышка гамма-излучения от сверхновой, находящейся в шести тысячах световых лет от Земли (в ближнем по отношению к Земле рукаве галактики Млечного пути). Десятисекундная вспышка уменьшила озоновый слой атмосферы Земли примерно наполовину, подвергнув живущие на поверхности организмы, включая отвечающие за планетарный фотосинтез, сильному ультрафиолетовому облучению[11][12][13]. Однако не найдено однозначных доказательств того, что рядом происходили подобные гамма-вспышки.

[править]

Вулканизм и эрозия

Главная роль отводится, согласно недавним исследованиям, изменениям уровня углекислого газа[14]. В позднем ордовике газовыделение из основных вулканов было сбалансировано сильной эрозией поднимающихся Аппалач, которые изолировали CO2. В хирнантском ярусе проявления вулканизма прекращаются, и продолжение эрозии могло являться причиной быстрого и значительного сокращения количества CO2. Эти события совпадают с быстрым и коротким периодом оледенения.

Окаменелости вымерших в результате ордовикского вымирания ортоконов (Ортокон — вымерший род головоногих, обитавший в морях Ордовикского периода (450 млн лет назад).Ортоконы были самыми крупными хищниками того времени, их длина достигала 6—10 метров, а вес — 200 килограммов. Большую часть длины составляла длинная конусообразная раковина, внутри которой находилось множество камер, заполненных воздухом. Благодаря камерам ортоконы держались на плаву. Питались ортоконы трилобитами и ракоскорпионами, которых они захватывали своими щупальцами.)

Девонское вымирание — массовое вымирание видов в конце девона, одно из крупнейших в истории Земли вымираний флоры и фауны. Первый (и самый сильный) пик вымирания произошёл в начале фаменского века — последнего века девонского периода, около 374 млн лет назад, когда неожиданно исчезли почти все бесчелюстные. Второй импульс завершил девонский период (около 359 млн лет назад). Всего вымерло 19 % семейств и 50 % родов[1].

История

Хотя понятно, что в конце девона имело место массовое сокращение биоразнообразия, продолжительность этого события неясна: оценки варьируют от 500 тысяч до 15 миллионов лет (в последнем случае оно продолжалось в течение всего фаменского века). Не совсем понятно, было ли это вымирание представлено двумя резкими пиками или серией меньших пиков, однако результаты последних исследований указывают скорее на многоэтапность вымирания, происходившего отдельными импульсами в течение около трёх миллионов лет[2]. Некоторые предполагают, что вымирание состояло по меньшей мере из семи отдельных событий, происходивших в течение 25 миллионов лет, включая наиболее заметные вымирания в конце живетского (Givetian), франского (Frasnian) и фаменского (Famennian) веков[3].

К позднему девону суша была полностью освоена и заселена растениями, насекомыми и земноводными, а моря и океаны были полны рыбой. Кроме того, в этот период уже существовали гигантские рифы, сформированные кораллами и строматопоратами. Евроамериканский континент и Гондвана только начали движение друг к другу, чтобы в будущем сформировать суперконтинент Пангею. Вероятно, вымирание в основном затронуло морскую жизнь. Рифообразующие организмы были почти полностью уничтожены, в итоге коралловые рифы возродились только с развитием современных кораллов в мезозое. Брахиоподы, трилобиты и другие группы тоже были сильно затронуты[1]. Причины этого вымирания пока неясны. Основная теория предполагает, что главной причиной вымирания в океанах послужили изменения в уровне океана и обеднение океанических вод кислородом. Возможно, что активатором этих событий послужило глобальное похолодание или обширный океанический вулканизм, хотя падение внеземного тела, такого как комета, тоже вполне возможно. Некоторые статистические исследования морской фауны того времени наводят на мысль, что уменьшение разнообразия было связано скорее со спадом в темпе видообразования, чем с ростом скорости вымирания[4].

В позднем девоне мир сильно отличался от современного. Материки располагались иначе, нежели сейчас. Суперконтинент Гондвана занимал более половины южного полушария. Сибирский континент занимал северное полушарие, а экваториальный континент, Лавразия (сформированный в результате столкновения Балтики и Лаврентии), дрейфовал по направлению к Гондване. Каледонские горы (Каледония — латинское название, данное римлянами северной части острова Великобритания) все ещё росли поперек территории, известной сейчас как Шотландское нагорье и Скандинавия, в то время как Аппалачи росли в северной Америке. Немало загадок геологам принесли в своё время Аппалачи, ведь северо-восточные Аппалачи внезапно обрываются прямо в океан. Но эта загадка была решена после создания теории тектоники литосферных плит, которая объяснила, что продолжение этого горного хребта находится по другую сторону Атлантического океана — это Каледонские горы в Ирландии и Шотландии. Эти горные пояса были девонским эквивалентом современных Гималаев.

Флора и фауна того периода отличалась от современной. Растения, существовавшие на суше с ордовика только в виде мхов, к этому времени развили корневые системы, споровое размножение и сосудистую систему (для переноса воды и питательных веществ ко всем частям растения), что позволяло им выживать не только в постоянно влажных местах, а распространяться далее, и в результате сформировать огромные леса в гористой местности. К концу живетского (Givetian) века несколько клад растений уже проявляли черты, характерные для кустарников или деревьев, включая: cladoxylalean папоротники, lepidosigillarioid плауновидные, aneurophyte и archaeopterid первичные голосеменные[5]. На суше появились тиктаалики, первичные тетраподы.

Продолжительности и датировка периодов вымирания

В течение последних 20—25 миллионов лет девона скорость вымирания видов была выше, чем фоновая. В этом интервале можно выявить от 8 до 10 отдельных событий, из которых особо выделяются два, как наиболее крупные и тяжёлые[6]. Каждое из этих главных событий было предпосылкой к последующему длительному периоду потери биоразнообразия[7].

[править]

Событие Келлвассера

Событие Келлвассера — это термин, данный импульсу вымирания, который имел место близ границы франского и фаменского (Frasnian/Famennian) веков (374,5 млн лет назад). Хотя фактически там могло произойти два близко расположенных события.

[править]

Событие Хангенберга

Событие Хангенберга произошло на, или чуть ниже границы девонского и каменноугольного периодов (359 млн лет назад) и отмечает финальный пик в общем периоде вымирания.

[править]

Последствия событий вымирания

Вымирания сопровождались широко распространенной океанической аноксией, то есть недостатком кислорода, что препятствовало гниению организмов, и предрасполагало к сохранению и накоплению органической материи. Данный эффект, в комбинации со способностью губчатых рифовых камней удерживать нефть, позволило девонским отложениям быть важным источником нефти, особенно на территории США.

[править]

Биологический удар

Артродиры

Девонский кризис в первую очередь затронул морские экосистемы, и повлиял на мелководные теплолюбивые организмы значительно сильнее, чем на организмы, предпочитавшие холодную воду. Наиболее важной группой, затронутой вымиранием, были рифообразующие организмы великих девонских рифовых систем, включая строматопороидеи, ругозы и пластинчатые кораллы (англ.)русск.. Рифы позднего девона доминировали над губками и известковыми бактериями, производя структуры, похожие на те, что производят онколиты (oncolites) и строматолиты. Коллапс рифовой системы был столь резким и сильным, что основные рифообразующие организмы (представленные новыми группами концентрирующих карбонат организмов, современные склерактиниевые или «каменные» кораллы) не восстанавливались до мезозойской эры.

Kolihapeltis sp., девонский период, Марокко.

Кроме того, вымирание очень сильно затронуло следующие группы: плеченогие (брахиоподы), трилобиты, аммониты, конодонты и акритархи, а также бесчелюстных рыб и всех панцирных рыб. При этом многие пресноводные виды, включая наших четвероногих предков, и наземные растения остались относительно невредимыми.

Выживающие во время вымирания классы демонстрируют морфологические эволюционные тенденции, имевшие место на протяжении события вымирания. На пике развития события Келлвассера у трилобитов возникают более маленькие глаза, хотя впоследствии снова наблюдается их увеличение. Это предполагает, что зрение во время события вымирания стало менее важно, возможно, из-за роста глубины обитания или мутности воды. К тому же размеры усовидных отростков на головах трилобитов тоже увеличивались во время этого периода, как размер, так и длина.

Считается, что эти отростки служили для дыхания, и что именно возрастающая аноксия (обеднение вод кислородом) привела к увеличению их площади.

Форма ротового аппарата конодонтов варьировалась при различном уровне изотопа δ18O и, следовательно, температуры морской воды. Это может быть связанно с занятием ими различных трофических уровней, как результат изменения основной диеты[8].

Как и в случае других вымираний, специализированные классы, занимавшие узкие экологические ниши, пострадали значительно сильнее, чем универсалы[9].

[править]

Абсолютное значение события

Позднедевонское падение биоразнообразия было более сокрушительно, чем схожее вымирание, венчавшее окончание мелового периода (мел-палеогеновое вымирание). Исследование (McGhee 1996) оценивает, что 22 процента всех семейств морских животных (в основном беспозвоночные) вымерли. Стоит учитывать, что семейство — это очень большая таксономическая категория, и что потеря такого большого количества существ означает полный разгром разнообразия экосистем. В меньшем масштабе потери ещё ощутимее, и составляют 57 % родов и, по меньшей мере, 75 % видов, не перешедших в каменноугольный период[10]. Последние оценки нужно воспринимать с определённой степенью осторожности, так как оценки количества потерь видов зависят от широты исследования девонских морских классов, часть которых, возможно, не известна. Таким образом, пока ещё сложно в полной мере оценить эффект произошедшего в течение девона события.

[править]

Причины вымирания

Так как «вымирание» происходило на протяжении длительного периода, то очень трудно выделить единственную причину, повлёкшую вымирание и даже отделить причину от следствия. Отложения осадочных пород показывают, что поздний девон был временем изменения окружающей среды, которая непосредственно воздействовала на живые организмы, являясь причиной вымирания. Что непосредственно явилось причиной этих изменений, отчасти, более открытая для дебатов тема.

[править]

Основные изменения окружающей среды

С конца среднего девона на основе изучения отложений осадочных пород могут быть выявлены несколько изменений окружающей среды, которые продолжались до позднего девона. Есть доказательства о широко распространённой аноксии (обеднение вод кислородом) в придонных океанических водах[5], при этом подскочил темп отложения углерода[5], а бентические организмы (флора и фауна на дне океана или другого водного бассейна) были уничтожены, особенно в тропиках и особенно рифовые сообщества[5]. Есть серьёзные доказательства о высокочастотных колебаниях уровня мирового океана около франско-фаменской (Frasnian/Famennian) границы, при этом повышение уровня моря явно связано с образованием бескислородных отложений[11].

[править]

Возможные инициаторы

[править]

Падение метеорита

Падения метеоритов, вероятно, могут быть причинами массовых вымираний. Утверждается, что именно падение метеорита было первичной причиной девонского вымирания[12], но надёжных доказательств внеземного удара в этом случае не было обнаружено. Хотя некоторые косвенные доказательства падения метеорита в отложениях девонского периода наблюдаются (иридиевые аномалии и микросферы (микроскопические шарики оплавленной породы)), но, возможно, образование этих аномалий вызвано другими причинами[13].

[править]

Эволюция растений

В течение девона наземные растения совершили существенный скачок в эволюции. Их максимальная высота увеличилась до 30 метров[14] к концу девонского периода. Такое огромное увеличение размеров стало возможным благодаря эволюционированию развитой сосудистой системы, которая позволяла выращивать обширные кроны и корневые системы[5]. При этом, развитие спорового размножения, а в конце девона и появление голосеменных растений, позволило успешно размножаться и расселяться не только по заболоченным площадям, позволяя, тем самым, растениям колонизировать прежде необитаемые внутренние и гористые земли.[5] Два фактора объединились, развитая сосудистая системы и размножение семенами, чтобы значительно увеличить роль растений на мировой шкале жизни. Это особенно отчетливо прослеживается для археоптерисовых лесов, которые быстро расширялись в течение заключительной стадии девона.

[править]

Эффект эрозии

Быстро эволюционировавшие высокие деревья нуждались в глубоких корневых системах, чтобы добираться до воды и питательных веществ и обеспечить свою устойчивость. Эти системы взламывали верхний слой коренных пород и стабилизировали глубокий слой почвы, который, вероятно, был толщиной порядка метра. Для сравнения, раннедевонские растения имели только ризоиды и корневища, которые не могли проникнуть в почву глубже, чем на пару сантиметров. Подвижка обширных участков почвы имела бы огромные последствия. Ускоренная эрозия почв, химическое разрушение камней — и как результат — активное высвобождение ионов, действовавших как питательные вещества для растений и водорослей[5]. Относительно внезапный приток питательных веществ в речную воду мог послужить для эвтрофикации и последующей аноксии. Например, в течение периода обильного цветения водорослей органический материал, формировавшийся на поверхности, может тонуть в таком темпе, что гниющие организмы расходуют весь доступный кислород на свое разрушение, создавая условия аноксии — и удушая, тем самым, придонную рыбу. Ископаемые франские (Frasnian) рифы доминировали над строматолитами и (в меньшей степени) над кораллами, которые процветали только в условиях низкого содержания питательных веществ. Постулат о том, что высокий уровень содержания питательных веществ в воде может вызвать вымирание, подтверждается фосфатами, которые ежегодно смываются с полей австралийских фермеров и которые сегодня являются причиной неизмеримых повреждений Большому Барьерному рифу[5]. Условия аноксии лучше согласовываются с биотическим кризисом, чем фазы оледенения; предполагается, что аноксия могла играть доминирующую роль в вымирании[13].

[править]

Другие предположения

Для объяснения вымирания были предложенные и другие механизмы, включая: климатические изменения как результат тектонических процессов, изменение уровня океана, и переворот океанических течений. Но эти предположения обычно в расчёт не принимаются, так как они не могут объяснить продолжительность, выборочность и периодичность вымираний[13]. Девонское вымирание предполагает ещё следующее: повышение температуры привело к испарению воды, при этом появились такие животные, как земноводные. Например, рыба эвстеноптерон выжила, так как у неё были мощные плавники, которые превратились в лапы. У неё не было ноздрей, но дышала она лёгкими. У неё были и лёгкие, и жабры. При помощи мощных плавников она переползала от одной лужи к другой. Дышала либо атмосферным воздухом, либо растворённым в воде.

Массовое пермское вымирание (неформально именуемое как англ. The Great Dying — великое вымирание[1], или как англ. The Greatest Mass Extinction of All Time — величайшее массовое вымирание всех времён)[2]) — одно из пяти массовых вымираний. По нему проведена граница между пермским и триасовым геологическими периодами (она же разделяет палеозойскую и мезозойскую эры). Возраст этой границы по современной (2012 года) геохронологической шкале — 252,2 ± 0,5 млн лет[3].

Является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли, привела к вымиранию 96 %[4] всех морских видов и 70 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых[5], в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Ввиду утраты такого количества и разнообразия биологических видов восстановление биосферы заняло намного более длительный период времени по сравнению с другими катастрофами, приводящими к вымираниям[4]. Модели, по которым протекало вымирание, находятся в процессе обсуждения[6]. Различные научные школы предполагают от одного[7] до трёх[8] толчков вымирания.

Причины катастрофы

В настоящее время у специалистов отсутствует общепринятое мнение о причинах вымирания. Рассматривается ряд возможных причин:

катастрофические события:

усиление вулканической деятельности в Сибири[9];

падение одного или многих метеоритов, либо столкновение Земли с астероидом диаметром в несколько десятков километров (одним из доказательств этой гипотезы служит возможное наличие 500-километрового кратера в районе Земли Уилкса[10][11][12]);

внезапный выброс метана со дна моря.

постепенные изменения окружающей среды:

аноксия — изменения химического состава морской воды и атмосферы, в частности дефицит кислорода;

повышение сухости климата;

изменение океанических течений и/или уровня моря под влиянием изменений климата;

Наиболее распространена гипотеза, согласно которой причиной катастрофы явилось излияние траппов (вначале относительно небольших Эмейшаньских траппов около 260 млн лет назад, затем колоссальных Сибирских траппов 251 млн лет назад)[13]. С этим могли быть связаны вулканическая зима, парниковый эффект из-за выброса вулканических газов и другие климатические изменения, повлиявшие на биосферу[14][15].

Столкновение Земли с астероидами

Столкновение с астероидом в представлении художника. При столкновении Земли с астероидом диаметром в несколько километров выделяется энергия равная взрыву нескольких миллионов атомных бомб.

Свидетельства того, что падения астероидов могли вызвать позднемеловую катастрофу, порождают гипотезы о том, что похожие события также могли бы стать причиной и других событий массового вымирания, включая пермское вымирание, для чего ведутся поиски кратеров соответствующих размеров.

В Австралии и Антарктиде найдены доказательства существования ударных событий соответствующих пермскому периоду: зерна кварца ударного происхождения[16][17]; фуллерены с включениями инертных газов внеземного происхождения[18]; фрагменты метеоритов в Антарктике[19] и зерна, содержащие повышенный уровень железа, никеля и кремния, возможно ударного происхождения[20]. Однако, достоверность большинства из этих исследований весьма сомнительна[21][22][23][24]. Кварц из Антарктики, например, который считался ударного происхождения, был недавно исследован при помощи оптического и электронного микроскопов, в результате чего было выявлено, что найденные образцы образовались, скорее всего, в результате пластических деформаций в твёрдых телах, а не от ударов при тектонических процессах подобных вулканизму[25] .

Как следы метеоритов, ставших причиной массового пермского вымирания рассматривают несколько кратеров (возможно ударного происхождения). В том числе структуру Бедоут в северо-восточной части Австралии[17] и гипотетический кратер Земли Уилкса в западной Антарктике[26][27]. В каждом из этих случаев гипотеза космического удара не получила подтверждения и была подвергнута критике. А в случае с Землёй Уилкса, возраст этих геологических образований очень неопределён и может относиться к более поздним периодам.

[править]

Последствия вымирания

В результате массового вымирания с лица Земли исчезло множество видов, ушли в прошлое целые отряды и даже классы; большая часть отряда парарептилий (кроме предков современных черепах), многие виды рыб и членистоногих (в том числе знаменитые трилобиты). Катаклизм также сильно ударил по миру микроорганизмов.

Считается, что на восстановление биосферы после массового вымирания ушло около 30 млн лет, однако некоторые ученые делают выводы, что оно могло произойти и за более короткий промежуток времени, около 5-10 млн лет.[28] Вымирание старых форм открыло дорогу многим животным, долгое время остававшимся в тени: начало и середина следующего за пермью, триасового периода ознаменовалось становлением архозавров, от которых произошли динозавры и крокодилы, а впоследствии птицы. Кроме того, именно в триасе появляются первые млекопитающие.

Триасово–юрское вымирание отмечает границу между триасовым и юрским периодами, 199,6 миллионов лет назад и является одним из крупнейших вымираний мезозойской эры, глубоко затронувших жизнь на Земле и в океанах.Содержание [убрать]

Последствия вымирания

Целый класс конодонтов [1], составлявших 20% от всех морских семейств, все широко распространённые круротарзы (нединозавроподобные архозавры), некоторые из остававшихся терапсид и многие виды из широко распространённой группы земноводных полностью исчезли. По меньшей мере половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, вымерли. Это событие освободило экологические ниши, позволив динозаврам доминировать начиная с юрского периода. Триасовое вымирание произошло менее чем за 10 000 лет и происходило непосредственно перед тем как Пангея начала распадаться на части.

Статистический анализ потерь среди морской фауны в это время наводит на мысль, что уменьшение разнообразия было связано, скорее, со спадом в темпе видообразования, чем ростом вымирания. [2]

[править]

Причины

Были предложены несколько объяснений этого события, но все они не в полной мере отвечают предъявленным требованиям:

Постепенная перемена климата или флуктуации уровня океана в течение позднего триасового периода. Однако, это не объясняет внезапность вымирания существ в океане.

Падение астероида, но нет датированного ударного кратера образование которого совпадало бы с триасово–юрской границей (столкновение ответственное за кольцеобразную структуру Маникуаганского озера произошло за 12 миллионов лет до триасово–юрского вымирания).

Массовые извержения вулканов, особенно излияние базальтовых лав в Центрально-атлантической магматической области (Central Atlantic Magmatic Province или CAMP), высвободило бы в атмосферу углекислый газ или диоксид серы которые в свою очередь явились бы причиной сильного глобального потепления (от первого газа) или похолодания (от второго газа).[3]

Гипотеза о метангидратном ружье. Потепление из-за вулканизма и накопления углекислого газа в атмосфере, привело к высвобождению метана из донных клатратов. Выделение метана, даже более сильного парникового газа чем CO2, ускорило потепление ещё сильнее, что в свою очередь привело к ещё большему высвобождению метана со дна океанов. Этот процесс мог привести к быстрому изменению глобальной температуры. [4]

Изотропная структура окаменелых почв позднего триасового и раннего юрского периодов не демонстрируют доказательств, каких-либо изменений количества углекислого газа (CO2) в атмосфере. Однако позднее, некоторые доказательства всё же были найдены в почвах относящихся к триасово–юрской границе, предполагая, что тогда произошло увеличение количества атмосферного СО2 и некоторые исследователи предположили, что причиной этого роста и как следствие массового вымирания могла послужить комбинация вулканического СО2, выделившегося из лав, и катастрофическое разложение газовых гидратов. Кроме того, газовые гидраты были предложены как одна из возможных причин массового пермского вымирания в конце пермского периода.

Мел-палеогеновое вымирание (мел-третичное, мел-кайнозойское, K-T вымирание) — одно из пяти т. н. «великих массовых вымираний», на границе мелового и палеогенового периода, около 65 миллионов лет назад. Нет единой точки зрения, было ли это вымирание постепенным или внезапным, что является в настоящее время предметом исследований.[1][2]

Частью этого массового вымирания явилось вымирание динозавров. Вместе с динозаврами вымерли морские рептилии (мозазавры и плезиозавры) и летающие ящеры, многие моллюски, в том числе аммониты, белемниты и множество мелких водорослей. Всего погибло 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных.

Однако большая часть растений и животных пережила этот период. Например, не вымерли сухопутные пресмыкающиеся, такие как змеи, черепахи, ящерицы и водные пресмыкающиеся, такие как крокодилы. Выжили ближайшие родственники аммонитов — наутилусы, а также птицы, млекопитающие, кораллы и наземные растения.

Предположительно некоторые динозавры (трицератопсы, тероподы и др.) существовали на западе Северной Америки и в Индии ещё несколько миллионов лет в начале палеогена, после их вымирания в других местах[3].Докембрий Фанерозой Эон

Палеозой Мезозой Кайнозой Эра

Кембрий Ордо

вик Сил

ур Девон Карбон Пермь Триас Юра Мел Палео

ген Нео

ген П-д

4570 542 488,3 443,7 416 359,2 299 251 199,6 145,5 65,5 23,03 млн.

лет

←

2,588

▲

▲

▲

▲

▲

▲Содержание [убрать]

1 Наиболее известные версии вымирания

1.1 Внеземные

1.2 Земные абиотические

1.3 Земные биотические

1.4 Комбинированные

1.5 Недостатки гипотез

2 «Биосферная» версия

2.1 Недостатки биосферной версии

3 См. также

4 Источники и примечания

5 Литература

6 Ссылки

[править]

Наиболее известные версии вымирания

[править]

Внеземные

Падение астероида — одна из самых распространённых версий[4] (т. н. «гипотеза Альвареса»). Она основана главным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чиксулуб (который является следом от падения астероида размером порядка 10 км около 65 млн лет назад[5]) на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания большинства из исчезнувших видов динозавров.[6] Кроме того, небесно-механические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астероидов) показывают, что астероиды размером более 10 км сталкиваются с Землёй в среднем около одного раза в 100 млн лет, что по порядку величины соответствует, с одной стороны, датировкам известных кратеров, оставленных такими метеоритами[7], а с другой — промежуткам времени между пиками вымираний биологических видов в фанерозое[8]. Теорию подтверждает повышенное содержание иридия и других платиноидов в тонком слое на границе известняковых отложений мела и палеогена, отмеченное во многих районах мира. Эти элементы имеют тенденцию концентрироваться в мантии и ядре Земли, и очень редко встречаются в поверхностном слое. С другой стороны, химический состав астероидов и комет больше отражает первоначальное состояние солнечной системы, в котором иридий занимает более существенное положение[9].

Версия «многократного падения» (англ. multiple impact event), предполагающая несколько последовательных ударов[5]. Она привлекается, в частности, для объяснения того, что вымирание произошло не одномоментно (см. раздел Недостатки гипотез). Косвенно в её пользу свидетельствует тот факт, что астероид, создавший кратер Чиксулуб, был одним из осколков более крупного небесного тела[10]. Некоторые геологи считают, что Кратер Шива на дне Индийского океана, датируемый примерно тем же временем, является следом падения второго гигантского метеорита[11], но эта точка зрения является дискуссионной.

Взрыв сверхновой звезды либо близкий гамма-всплеск.

Столкновение Земли с кометой.

Столкновения Земли с астероидом: художественное изображение

[править]

Земные абиотические

Усиление вулканической активности[12], с которой связывают ряд эффектов, которые могли бы повлиять на биосферу: изменение газового состава атмосферы; парниковый эффект, вызванный выбросом углекислого газа при извержениях; изменение освещённости Земли из-за выбросов вулканического пепла (вулканическая зима). В пользу этой гипотезы говорят геологические свидетельства о гигантском излиянии магмы в промежутке между 68 и 60 млн лет назад на территории Индостана, в результате которого образовались деканские траппы[13].

Резкое понижение уровня моря, произошедшее в последней (маастрихтской) фазе мелового периода («маастрихтская регрессия»).

Изменение среднегодовых и сезонных температур, при том, что инерциальная гомойотермия крупных динозавров, требует ровного тёплого климата[14] Вымирание, однако, не совпадает по времени со значительным изменением климата[15]

Резкий скачок магнитного поля Земли.

Переизбыток кислорода в атмосфере Земли.

Резкое охлаждение океана.

Изменение состава морской воды.

[править]

Земные биотические

Эпизоотия.

Динозавры не смогли приспособиться к изменению типа растительности и отравились алкалоидами, содержащимися в появившихся цветковых растениях.

Динозавров истребили первые хищные млекопитающие, уничтожая кладки яиц и детёнышей.

Вариация предыдущей версии: первые млекопитающие, размножаясь быстрее динозавров, а также обладая более совершенным метаболизмом, могли вытеснить рептилий в ходе конкурентной борьбы в те экологические ниши, на которые мало претендовали сами, как это раньше произошло с амфибиями.[источник не указан 686 дней]

[править]

Комбинированные

Вышеперечисленные гипотезы могут дополнять друг друга, что некоторыми исследователями используется для выдвижения разного рода комбинированных гипотез. Например, удар гигантского метеорита мог спровоцировать усиление вулканической активности и выброс большой массы пыли и пепла, что в совокупности могло повлечь за собой изменение климата, а это, в свою очередь — изменение типа растительности и пищевых цепочек, и т. д.; изменение климата также могло быть вызвано понижением уровня Мирового океана.

Известно, что у некоторых рептилий наблюдается явление зависимости пола потомства от температуры кладки яиц. В 2004 году группа исследователей из британского Университета Лидса, которую возглавляет Дэвид Миллер (David Miller), предположила, что если подобное явление было характерно и для динозавров, то изменение климата всего на несколько градусов могло спровоцировать появление на свет особей только определенного пола (мужского, например), а это в свою очередь делает невозможным дальнейшее размножение.[16]

[править]

Недостатки гипотез В этом разделе не хватает ссылок на источники информации.

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.

Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.

Эта отметка установлена 4 октября 2011.

Ни одна из перечисленных гипотез не может в полной мере объяснить весь комплекс явлений, связанных с вымиранием динозавров и других видов в конце мелового периода.

Главные проблемы перечисленных версий следующие:

Гипотезы фокусируются именно на вымирании, которое, как считает часть исследователей, шло теми же темпами, что и в предшествующее время (но при этом перестали образовываться новые виды в составе вымерших групп).

Все импактные гипотезы (гипотезы ударного воздействия), в том числе астрономические, не соответствуют предполагаемой продолжительности его периода (многие группы животных начали вымирать задолго до конца мела). Переход тех же аммонитов к гетероморфным формам тоже свидетельствует о какой-то нестабильности. Очень может быть, что очень многие виды уже были подточены какими-то долговременными процессами и стояли на пути вымирания, а катастрофа просто ускорила процесс.

С другой стороны, следует иметь в виду, что продолжительность периода вымирания не может быть точно оценена из-за эффекта Синьора-Липпса (англ.), связанного с неполнотой палеонтологических данных (время захоронения последнего найденного ископаемого может не соответствать времени исчезновения таксона).

Часть гипотез имеют недостаточно фактических подтверждений. Так, не найдено никаких следов того, что инверсии магнитного поля Земли влияют на биосферу; нет убедительных доказательств того, что маастрихтская регрессия уровня Мирового океана могла вызвать массовое вымирание таких масштабов; нет доказательств резких скачков температуры океана именно в этот период; также не доказано, что катастрофический вулканизм, в результате которого образовались деканские траппы, был повсеместным, или что его интенсивность была достаточной для глобальных изменений климата и биосферы.

[править]

«Биосферная» версия

В российской палеонтологии популярна биосферная версия «великого вымирания», в том числе вымирания динозавров[14]. Необходимо отметить, что большинство палеонтологов специализируются не на изучении динозавров, а других животных: млекопитающих, насекомых, и т. д. Согласно ей, основными исходными факторами, предопределившими исчезновение динозавров, стали:

Появление цветковых растений;

Постепенное изменение климата, вызванное дрейфом материков.

Последовательность событий, приведшая к вымиранию, представляется следующим образом:

Цветковые растения, имеющие более развитую корневую систему и лучше использующие плодородие почвы, достаточно быстро повсеместно вытеснили прочие виды растительности. При этом появились насекомые, специализированные на питании цветковыми, а насекомые, «привязанные» к ранее существовавшим видам растительности, начали вымирать.

Цветковые растения образуют дернину, являющуюся лучшим из природных подавителей эрозии. В результате их распространения снизилось размывание поверхности суши и, соответственно, поступление в океаны питательных веществ. «Обеднение» океана пищей привело к гибели значительной части водорослей, являвшихся основным первичным производителем биомассы в океане. По цепочке это привело к полному нарушению всей морской экосистемы и стало причиной массовых вымираний в море. Это же вымирание затронуло и крупных летающих ящеров, которые, по имеющимся представлениям, были трофически связаны с морем. Часть крупных морских рептилий, кроме того, могла не выдержать конкуренции с появившимися именно в это время акулами современного типа.

На суше животные активно приспосабливались к питанию зелёной массой (кстати, и травоядные динозавры тоже). В малом размерном классе появились мелкие фитофаги-млекопитающие (типа крыс). Их появление привело к появлению и соответствующих хищников, которыми тоже стали млекопитающие. Малоразмерные хищники-млекопитающие были неопасны для взрослых динозавров, но питались их яйцами и детёнышами, создавая динозаврам дополнительные трудности в воспроизводстве. При этом охрана потомства для динозавра практически неосуществима из-за слишком большой разницы в размерах взрослых особей и детёнышей. Легко наладить охрану кладки (некоторые динозавры в позднем мелу действительно отрабатывают такие типы поведения), однако когда детёныш имеет размер кролика, а родители – ростом со слона, то его быстрее раздавишь, чем защитишь от нападения[14]

В результате дрейфа материков в конце мелового периода изменилась система воздушных и морских течений, что привело к некоторому похолоданию на значительной части суши и усилению сезонного температурного градиента. Инерциальная гомойотермия, обеспечивавшая динозаврам эволюционное преимущество в предыдущие периоды, в таких условиях уже не давала эффекта.

В результате всех перечисленных причин для динозавров создались неблагоприятные условия, которые и привели к прекращению появления новых видов. «Старые» виды динозавров ещё некоторое время существовали, но постепенно вымерли полностью. Судя по всему, жёсткой прямой конкуренции динозавров и млекопитающих не было, они занимали разные размерные классы, существуя параллельно. Лишь после исчезновения динозавров млекопитающие захватили освободившуюся экологическую нишу, да и то не сразу.

Что любопытно, развитие первых архозавров в триасовом периоде сопровождалось постепенным вымиранием многих терапсид, высшие формы которых являлись по сути примитивными яйцекладущими млекопитающими.[14]

[править]

Недостатки биосферной версии В Википедии есть портал

«Динозавры»

В вышеприведенном виде версия использует гипотетические представления о физиологии и поведении динозавров, не сопоставляет все изменения климата и течений, имевшие место в мезозое, к имевшим место в конце мелового периода, не объясняет одновременное вымирание динозавров на изолированных друг от друга материках[17], не объясняет избирательность утверждаемых эффектов[источник не указан 704 дня] эволюции млекопитающих на других позвоночных.

Эоцен-олигоценовое вымирание

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск

Мел–Пал

Тр–Юр

Пм–Тр

Дев

О–С

Миллионов лет назад

Вымирание морской фауны в течение фанерозоя. Для каждого интервала времени показано, какой процент существовавших тогда родов не дожил до следующего интервала. Показаны вымирания не всех родов, а лишь сохранившихся в окаменелостях. Буквы на картинке кликабельны и представляют «Большую Пятёрку» вымираний. (информация об изображении)

Эоцен-олигоценовое вымирание (также известное в отношении европейской фауны как Великий перелом (фр. «Grande Coupure»)) — значительные изменения в составе морской и наземной флоры и фауны[1]. Началось в конце эпохи эоцена — начале эпохи олигоцена, приблизительно около 33,9 ± 0,1 млн лет назад. Значительно уступало в масштабности пяти сильнейшим массовым вымираниям в истории Земли.

[править]

Флора и фауна

В океанах это вымирание было весьма растянутым во времени и занимало примерно 4 млн лет (конец среднего и поздний эоцен)[1]. Согласно ряду оценок суммарное вымирание морских животных составило 3,2 %, что в несколько раз превышает фоновый показатель 0,66 %. Более половины вымирающих семейств в конце эоцена принадлежит фораминиферам и морским ежам[1]. На уровне родов отмечается заметное вымирание (около 15 %) среди морского бентоса. Из отдельных видов можно выделить исчезновение в этот период древних китообразных — Archaeoceti. Наземные представители фауны испытали наибольшее вымирание в два этапа. В Северной Америке млекопитающие испытали наибольшее вымирание в середине олигоцена, в это время исчезли многие примитивные семейства, например, титанотерии, эпоикотерии, пантолестиды и ряд семейств грызунов. В Европе пик вымирания млекопитающих выпал на рубеж эоцена и олигоцена[1], в научной среде события в Европе носят название «Великий перелом» (фр. «Grande Coupure»), названо так в 1910 году швейцарским палеонтологом Хансом Стелином[2]. Около 33,5 млн лет назад во время Приабонского яруса, произошло смешение европейских и азиатских видов млекопитающих, сопровождаемое массовым вымиранием европейских эндемичных видов[3]. К вымершим в то время семействам относят: Palaeotheriidae, Anoplotheriidae, Xiphodontidae, Choeropotamidae, Cebochoeridae, Dichobunidae, Amphimerycidae, Pseudosciuridae, Omomyidae, Adapidae, Nyctitheriidae и другие.

[править]

Гипотезы причин вымирания

Существует несколько гипотез объясняющих причины вымирания, однако единого мнения в среде палеонтологов по этому вопросу нет. Из обоснованных и достаточно изученных гипотез можно выделить:

Столкновение с астероидами. По мнению ряда учёных резкое изменение климата, повлекшее вымирания видов, было вызвано последовательным ударом двух метеоритов упавших в Северной Америке — Чесапик-Бей и Сибири — Попигай[4]. Удары метеоритов вызвали резкое понижение температуры, повлекшее снижение в атмосфере концентрации углекислого газа. Ряд метеорологов связывают именно с олигоценом процесс формирования Антарктического ледяного щита. Однако при этом следует отметить что при падении астероидов их воздействие на климат в геологическом масштабе времени очень кратковременно[5][неавторитетный источник?].

Извержение супервулканов. Некоторые учёные утверждают, что из 47 известных извержений супервулканов 23 произошли в этот период вымирания. Огромные площади в Северной Америке были покрыты километровыми слоями отложений туфа и пепла. Под супервулканическими извержениями понимаются извержения особого типа, которые происходят из системы радиальных трещин, когда скопление магмы приподнимает целый вулканический район, а не один вулкан[6]. Соответственно объём выбросов веществ в атмосферу в разы превышает объёмы выбросов обычных земных вулканов.

Изменение климата при переходе между эоценом и олигоценом.

Частичное затенение Земли гипотетическими кольцами Земли. В 1980-х годах была выдвинута гипотеза о существовании в определённый период развития Земли системы колец, схожих с кольцами Юпитера. Дальнейшие исследования возможных колец Земли натолкнули некоторых учёных на мысль о том, что тень, падающая от колец, могла привести к глобальному похолоданию климата, которое в свою очередь вызвало вымирание многих видов морских организмов в позднем эоцене[7][8].

Поиск по сайту: