Ордовикско-силурийское вымирание

Extinction intensity.svgКембрийОрдовикСилурДевонский периодКаменноугольный периодПермский периодТриасЮрский периодМеловой периодПалеогенНеоген
Миллионов лет назад
Extinction intensity.svgКембрийОрдовикСилурДевонский периодКаменноугольный периодПермский периодТриасЮрский периодМеловой периодПалеогенНеоген
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. Гиперссылками отмечены пять крупнейших вымираний (информация об изображении)
Окаменелости вымерших в результате ордовикского вымирания ортоконов

Ордовикско-силурийское вымирание (англ. Ordovician extinction — «ордовикское вымирание») — массовое вымирание на границе ордовикского и силурийского периодов, около 445 миллионов лет назад[1]. Третье по процентной части вымерших родов из пяти сильнейших вымираний в истории Земли и второе — по потерям в количестве живых организмов[2].

В период между 450 и 440 млн лет назад, с промежутком в 1 млн лет, произошли два всплеска вымирания[3]. Для морских организмов это вымирание второе по величине, оно уступает только пермскому вымиранию. В то время вся известная жизнь обитала в морях и океанах[4]. Погибло более 60% морских беспозвоночных[5][6] (по новейшим данным — 85 % видов морских животных[1]), включая две трети всех семейств брахиопод и мшанок[4]. Особенно пострадали брахиоподы, двустворчатые моллюски, иглокожие, мшанки и кораллы[3]. 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[3][7]. Данные об оледенении были найдены в отложениях в пустыне Сахара. Комбинация низкого уровня мирового океана, похолодания и образования ледников, вероятно, и послужила причиной ордовикского вымирания[7]. По другим данным причиной вымирания стал гамма-лучевой удар по Земле вследствие взрыва гиперновой звезды, расположенной на опасном расстоянии от Солнечной системы.

История

Вымирание произошло примерно 443,7 млн лет назад, на протяжении одного из самых значительных событий биоразнообразия (англ.)русск. в истории Земли[8]. Оно отмечает границу между ордовикским и следующим силурийским 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%[9] 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 уменьшение разнообразия в основном обусловлено резким скачком вымирания, а не уменьшением видообразования[10].

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 веке (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[11].

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.

Согласно гипотезе ордовикского метеоритного события[en], глобальное похолодание было вызвано тем, 467–466 млн лет назад Земля попала в шлейф космической пыли, образовавшейся от разрушения в зоне главного пояса астероида типа L-хондрит диаметром примерно 150 км[12][13].

В отложениях хирнантского яруса[en] концентрация кислорода и в водах Мирового океана, и в атмосфере упала практически до нуля[14].

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 541 485,4 443,4 419,2 358,9 298,9 252,2 201,3 145,0 66,0 23,03 млн
лет
←
2,588
▲
▲
▲
▲
▲
▲

Гипотеза вспышки гамма-излучения

Этой теории придерживается в настоящий момент небольшое количество учёных. Предполагается, что причиной начала вымирания является вспышка гамма-излучения от гиперновой, 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[15][16][17]. Однако не найдено однозначных доказательств того, что рядом происходили подобные гамма-вспышки.

Вулканизм и эрозия

Главная роль отводится, согласно недавним исследованиям, изменениям уровня углекислого газа[18]. 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. В ордовикских отложениях выявлены три пика накопления ртути: в породах катийского (карадокского) яруса, на границе слоёв катийского (карадокского) и хирнантского (ашгильского) ярусов, в период хирнантского максимума оледенения[19].

Последствия вымирания

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Исследователи точно воспроизвели процесс массового вымирания, произошедшего более 400 млн назад
  2. ↑ History Channel's Mega Disasters program, "Gamma Ray Burst", 2007, rebroadcast: 2008-11-13. Note: The program attributes the "Ordovician extinction" (sic) explicitly as the second most grievously large extinction event after the Permian extinction.
  3. ↑ 1 2 3 Sole, R. V., and Newman, M., 2002. "Extinctions and Biodiversity in the Fossil Record - Volume Two, The earth system: biological and ecological dimensions of global environment change" pp. 297-391, Encyclopedia of Global Environmental Change John Wilely & Sons.
  4. ↑ 1 2 extinction. Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано 11 августа 2012 года.
  5. ↑ NASA - Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth. Nasa.gov (30 ноября 2007). Дата обращения: 2 июня 2010. Архивировано 8 июля 2012 года.
  6. ↑ THE LATE ORDOVICIAN MASS EXTINCTION - Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 29(1):331 - Abstract. Arjournals.annualreviews.org (28 ноября 2003). Дата обращения: 2 июня 2010. Архивировано 8 июля 2012 года.
  7. ↑ 1 2 Causes of the Ordovician Extinction (недоступная ссылка). Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано 11 августа 2012 года.
  8. ↑ Munnecke, A.; Calner, M.; Harper, D. A. T.; Servais, T. Ordovician and Silurian sea-water chemistry, sea level, and climate: A synopsis (англ.) // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (англ.)русск. : journal. — 2010. — Vol. 296, no. 3—4. — P. 389. — doi:10.1016/j.palaeo.2010.08.001.
  9. ↑ Rohde & Muller; Muller, R. A. Cycles in Fossil Diversity (англ.) // Nature. — 2005. — Vol. 434, no. 7030. — P. 208—210. — doi:10.1038/nature03339. — PMID 15758998.
  10. ↑ Bambach, R.K.; Knoll, A.H.; Wang, S.C. Origination, extinction, and mass depletions of marine diversity (англ.) // Paleobiology (англ.)русск. : journal. — Paleontological Society (англ.)русск., 2004. — December (vol. 30, no. 4). — P. 522—542. — doi:10.1666/0094-8373(2004)030<0522:OEAMDO>2.0.CO;2.
  11. ↑ [1] Архивная копия от 27 июля 2011 на Wayback Machine IGCP meeting September 2004 reports pp 26f
  12. ↑ Birger Schmitz et al. [https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax4184 An extraterrestrial trigger for the mid-Ordovician ice age: Dust from the breakup of the L-chondrite parent body // Science Advances. 2019. V. 5. No. 9.
  13. ↑ Ордовикское оледенение могло начаться из-за аномально большого количества хондритной пыли, 01.10.2019
  14. ↑ Richard G. Stockey et al. Persistent global marine euxinia in the early Silurian, 14 April 2020
  15. ↑ Wanjek, Christopher Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth. NASA (6 апреля 2005). Дата обращения: 30 апреля 2008. Архивировано 8 июля 2012 года.
  16. ↑ Ray burst is extinction suspect, BBC (6 апреля 2005). Дата обращения 30 апреля 2008.
  17. ↑ Melott, A. et al. Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction? (англ.) // International Journal of Astrobiology (англ.)русск. : journal. — 2004. — Vol. 3, no. 2. — P. 55—61. — doi:10.1017/S1473550404001910. — arXiv:astro-ph/0309415.
  18. ↑ Young. S.A. et al. A major drop in seawater 87Sr/86Sr during the Middle Ordovician (Darriwilian): Links to volcanism and climate? (англ.) // Geology : journal. — 2009. — Vol. 37, no. 10. — P. 951—954. — doi:10.1130/G30152A.1. Архивировано 31 марта 2010 года.
  19. ↑ Ртуть в ордовикских отложениях подтверждает вулканическую гипотезу первого массового вымирания