Океан стал ядовитым: новые следы в породах раскрыли механизм древнего массового вымирания

Около 530 миллионов лет назад океаны Земли пережили катастрофу, уничтожившую почти половину морских видов. Это произошло в момент, когда сложная жизнь только начинала активно развиваться после кембрийского взрыва. Новые геохимические данные показывают, что причиной стал не только дефицит кислорода, но и распространение смертельно опасного газа. Об этом сообщает Earth.

Фото: Designed by Freepik by vecstock is licensed under publik domain

Глубина моря

Массовое вымирание на заре сложной жизни

В начале кембрийского периода биоразнообразие в океанах стремительно росло. Однако примерно через 20 миллионов лет после этого подъёма в летописи окаменелостей фиксируется резкое сокращение видов. Особенно заметно исчезновение трилобитов и других животных с твёрдыми раковинами. Эти потери происходили не одномоментно, а волнами, что позволило учёным сопоставить биологический кризис с изменениями химии морской воды — процессами, которые сегодня рассматриваются в контексте глобального вымирания видов.

Токсичный газ как ключевой фактор

Исследование, проведённое под руководством геохимика Чао Чана из Северо-Западного университета в Сиане, указывает на важную роль сероводорода. Этот газ образуется в бескислородной среде и в высоких концентрациях блокирует способность клеток использовать кислород.

"Это химическое вещество смертельно для всех морских животных", — сказал Чанг.

Даже подвижные организмы не смогли избежать гибели, когда токсичная вода стала проникать в мелководные зоны.

Молибден как след древней катастрофы

Ключом к реконструкции событий стали изотопы молибдена, сохранившиеся в осадочных породах платформы Янцзы на юге Китая. В условиях, когда в воде присутствуют и сероводород, и молибден, металл образует нерастворимые соединения и оседает на дно. Повышенные концентрации молибдена в слоях вымирания указывают на широкое распространение сернистых, бедных кислородом вод.

Евксиния против простой гипоксии

Ранее основной причиной кембрийского кризиса считалась гипоксия — нехватка кислорода. Новые данные показывают, что ситуация была сложнее. Евксиния, то есть сочетание низкого содержания кислорода и присутствия сероводорода, оказалась гораздо более разрушительной. В таких условиях животные сталкивались одновременно с удушьем и химической атакой, что резко снижало шансы на выживание.

Роль микробов и химических границ

В донных отложениях без кислорода микробы активно перерабатывали органическое вещество, используя сульфаты морской воды. Побочным продуктом этого процесса становился сероводород. Когда граница между кислородной и бескислородной водой — хемоклин — поднималась ближе к поверхности, токсичный газ проникал в зоны обитания животных. Подобные процессы сегодня наблюдаются в "мёртвых зонах" у побережий и уже приводят к локальным кризисам, напоминающим массовую гибель морских организмов.

Сравнение: древние океаны и современные мёртвые зоны

Современные мёртвые зоны формируются быстро и локально, чаще всего из-за стока питательных веществ. Кембрийская катастрофа развивалась медленнее, но охватила обширные пространства океана. В обоих случаях ключевую роль играет взаимодействие биологии и химии воды, однако древнее событие оказалось значительно более смертоносным.

Плюсы и минусы метода молибденовых изотопов

Использование молибдена позволяет восстанавливать химию океана там, где мало окаменелостей. Метод даёт представление о глобальных условиях, но чувствителен к локальным процессам и требует хорошо датированных отложений.

• Плюсы: возможность изучать древние океаны, высокая чувствительность к сероводороду.
• Минусы: сглаживание кратковременных токсичных всплесков, зависимость от региональной циркуляции воды.

Популярные вопросы о кембрийском вымирании

Что стало главной причиной гибели организмов?
Сочетание нехватки кислорода и распространения сероводорода.

Почему пострадали даже подвижные виды?
Токсичная вода проникала в мелководные зоны, лишая возможности уйти.

Можно ли увидеть подобные процессы сегодня?
В меньшем масштабе — да, в современных мёртвых зонах у побережий.