Геологи подтвердили причастность деканских извержений к вымиранию динозавров

Две
группы ученых датировали извержения
вулканов, которые, по одной из гипотез,
стали причиной массового вымирания в
конце мелового периода. Как рассказывается
в паре статей, опубликованных (1, 2) в Science,
у
исследователей получились противоречащие
друг другу результаты: в одном случае
извержение бóльшей
части вулканических пород и пыли
произошло до вымирания, в другом случае
— после вымирания. Поэтому вопрос с
датировками по-прежнему остается
открытым, но обе группы согласились в
том, что извержения все же повлияли на
массовое вымирание.

Мел-палеогеновое
вымирание, которое произошло около 66
миллионов лет назад, было одним из пяти
«великих массовых вымираний». Оно было
не самым крупным, но, возможно, самым
знаменитым, так как привело к исчезновению
динозавров, а также многих морских и
летающих рептилий. После вымирания
освободившиеся экологические ниши
заполнили птицы и млекопитающие.

Причиной вымирания чаще всего называют падение
астероида диаметром 10-15 километров в Западном полушарии. Ученые нашли на полуострове Юкатан в
Мексике и в Мексиканском заливе образовавшийся в результате кратер диаметром около 180
километров — после удара в воздух выбросило огромное
количество сажи и пепла, которые надолго закрыли
Землю от попадания солнечных лучей. В
результате температура на поверхности
планеты упала. Нехватка солнечных
лучей привела к исчезновению многих
растений и фитопланктона, важнейшего
звена пищевой цепи, после чего стали
вымирать животные, которые ими питались.

По
другой популярной гипотезе к такому
апокалиптическому сценарию привели
извержения вулканов, которые привели
к образованию Деканских
траппов в центре и на западе Индии. Это сложенные из базальта
образования, похожие на лестницы, толщина
которых превышает два километра.
Деканские траппы являются крупнейшими
магматическими образованиями на Земле;
они занимают площадь около 500 тысяч
квадратных километров. По оценкам
исследователей, извержения происходили
на мел-палеогеновой границе (так называется граница раздела двух этих периодов в геологических слоях). Они могли продолжаться около 30 тысяч лет, 65-66 миллионов
лет назад, в
промежутке около миллиона лет.
Предположительно, извержения могли повлиять
на изменение климата, которое привело к
массовому вымиранию, либо даже вызвать
его. По одной из гипотез, извержения в Восточном и падение астероида в Западном полушарии были связаны. Сейсмическая
энергия, которая образовалась при
падении астероида, «запустила»
извержение вулканов на Индостане. В
результате в воздух попали огромные
массы вулканических газов, приведшие к резкому изменению климата и исчезновению растений и животных.

И тут возникает вопрос хронологии событий.
Согласно некоторым геохронологическим
исследованиям,
извержения, которые привели к образованию
Деканских траппов, проходили в три этапа
и около 80 процентов вулканических газов
выбросило во время второго. Он начался
примерно за 400 тысяч лет до 
мел-палеогеновой границы, около 66 миллионов
лет назад (по более детальной оценке
66,043 ±
0,011 миллионов лет назад). Некоторые
исследователи считают,
что второй этап извержений вызвал
изменения климата в конце мелового
периода. Те же, кто связывает начало
извержений с падением астероида,
предполагают,
что выбросы 75 процентов произошли уже после начала
палеогенового периода.

Как
отмечают геологи из Калифорнийского
университета в Беркли под руководством
Пола Ренне (Paul Renne), проверить эти гипотезы
невозможно, пока мел-палеогеновая
граница не датирована в Деканских
траппах стратиграфически. Ученые собрали
образцы пород в Западных Гатах, горной
цепи, которая образовалась в результате
самых больших выбросов магмы. Они
предположили, где проходила мел-палеогеновая
граница по изменению морфологии лавовых
потоков, по количеству выбросов и химическому
составу магматических образований.
Затем исследователи провели аргон-аргоновое
датирование пород. Этот метод позволяет проанализировать образцы возрастом в десятки
и сотни миллионов лет. Однако датировки,
полученные аргон-аргоновым и другими
радиоизотопными методами, могут немного
расходиться, так что приходится немного их
корректировать.

Авторы
уточнили датировку мел-палеогеновой
границы (66,052±
0,008/0,043
миллиона
лет) и подтвердили
период времени, в течение которого
происходили извержения и выбросы более
90 процентов магмы — около миллиона лет,
65,422-66,413 миллионов лет назад. Но они опровергли
предположение о том, что бóльшую
часть пород выбросило до конца мелового
периода. Судя по полученным ими результатам,
более 75 процентов магмы выбросило либо
во время мел-палеогеновой границы, либо уже во время палеогена.
Тем не менее, авторы считают, что
вулканическая активность все же повлияла
на массовое вымирание. «Либо Деканские
извержения не играли роли, а мы считаем,
что это маловероятно, либо большое
количество меняющих климат вулканических
газов выделялось вместе с небольшим
количеством магмы», — говорит
ведущий автор исследования Кортни
Спрайн (Courtney Sprain).

Другая
группа ученых под руководством Блэр
Шоен (Blair
Schoene)
из Принстонского университета, определили
геохронологию извержения с помощью
уран-свинцового датирования. Чтобы
провести анализ, ученые искали в Деканских
траппах циркон, минерал, в котором
содержатся примеси редкоземельного
урана и который обладает высокой
механической и химической устойчивостью.
Поэтому его часто используют в
уран-свинцовом датировании. Этот метод
позволяет очень точно определить возраст
пород. Но циркон, содержащийся в породе, может образоваться не одновременно
с ней, а раньше. Поэтому при расчетах и
построении математической модели
приходится это учитывать. В отличие от
уран-свинцового метода, аргон-аргоновый
метод позволяет определить возраст
породы напрямую.

Исследователи
из Принстона получили результаты,
противоречащие данным ученых из Беркли.
Извержения на Индостане происходили в
четыре стадии и большая часть выбросов
произошла в конце мелового периода и
на мел-палеогеновой границе.

В
результате ученые так и не решили вопрос,
какая гипотеза правильнее, но зато
построили более точные модели, с
погрешностью в датировках не в миллионы,
а в единицы и десятки тысяч лет.

Ранее
ученые смоделировали
резкое изменение климата на мел-палеогеновой
границе и пришли к выводу, что выброс
огромного количества сажи вызвал на
Земле 18-месячную ночь, резкое похолодание
и практически полную остановку
фотосинтеза, что и стало причиной
вымирания многих видов животных.

Екатерина Русакова