Геологи выявят роль вулканов в вымирании видов 440 млн лет назад

Ученые лаборатории геохронологии и геодинамики ТГУ проверят взаимосвязь между магматическими процессами и массовой гибелью биологических видов в конце ордовикского периода. С помощью радиоизотопного датирования исследователи «вернутся» почти на 400 с лишним миллионов лет назад и оценят экологические условия того времени. Это поможет понять, могло ли крупнейшее извержение древних вулканов привести к биологической катастрофе, в результате которой с лица Земли исчезло 85 процентов живых организмов.

– Современные исследования указывают на то, что одним из наиболее важных факторов внезапного изменения окружающей среды в истории Земли выступали крупные внутриплитные магматические события, называемые крупными изверженными провинциями (КИП), – говорит заведующий лабораторией геохронологии и геодинамики, ученый ТГУ и Карлетонского университета Ричард Эрнст. – Масштабные выбросы магмы и парниковых газов объемом не менее 100 000, а чаще до миллиона кубических километров приводили к драматическим изменениям климата – кислотным дождям, изменению уровня моря, глобальному потеплению и ледниковым периодам.

Установлено, что четыре из пяти основных вымираний, включая события конца мелового периода (66 млн лет назад, 75% всех видов потеряно), на границе перми и триаса (251 млн лет назад при формировании КИП Сибирские траппы погибло 95 % видов) и других вымираний, обозначенных как «большая пятерка», имеют явную временную взаимосвязь с возникновением крупных изверженных провинций.

Событие оледенения в конце ордовика (441 млн лет назад) и массовое исчезновение биологических видов в тот период пока представляются аномалией, поскольку это единственное крупное массовое вымирание, для которого еще не установлена связь с крупной изверженной провинцией. Геологи ТГУ определят, была ли роль магматических процессов главной причиной этих губительных событий.

– В рамках проекта нам предстоит решить несколько задач, – говорит Ричард Эрнст. – Во-первых, выработать новый научный подход, который позволит отследить пики магматической активности во временном интервале от 500 до 400 миллионов лет назад на примере Сурдакской КИП в Верхоянской области. Именно это магматическое событие, произошедшее на территории современной Восточной Сибири, является одним из кандидатов на ордовикское вымирание биоты. Помимо этого, исследования затронут крупные изверженные провинции на территории Северной и Центральной Азии, щелочные провинции Тувы и Северной Монголии.

Изучать древние породы геологи будут с помощью уран-свинцового метода, который является самым надежным для определения возраста объектов в сотни миллионов и даже миллиарды лет. Они также проанализируют формирование древних осадочных бассейнов. В их породах остается «след» – изотопные изменения и геохимические аномалии, которые несут в себе информацию о климатических эффектах прошлого.

Чтобы выяснить особенности экологической обстановки в критическую эпоху, исследователи оценят состояние углеродного баланса. В том случае, если выбросы большого количества СО₂ и SO₂ имели место, повышение их концентрации в атмосфере с высокой долей вероятности спровоцировало изменение температуры планеты и привело к падению уровня кислорода. Это в свою очередь стало причиной нарушения круговорота питательных веществ и пищевых цепочек, что предопределило гибель большей части биологических видов на планете.

Добавим, что исследования геологов, помимо фундаментальной ценности, имеют и большую практическую значимость. Они позволят оценить потенциал месторождений полезных ископаемых, поскольку многие из них – никель, медь, платина и другие – образовались там, где расположены КИП.

Пики магматической активности приводили к гибели огромного количества организмов, из которых со временем образовалось углеводородное сырье, но при этом не все нефтематеринские комплексы содержат нефть. Ученые намерены выявить закономерности этих процессов, что позволит с наименьшими затратами объективно оценивать потенциал материнских нефтеносных пород и их перспективность с точки зрения добычи углеводородов.

Лаборатория геохронологии и геохимии ТГУ создана при поддержке правительства РФ в рамках мегагранта «Происхождение, металлогения, климатические эффекты и цикличность крупных изверженных провинций (КИП)». Над проектом работают ученые из ТГУ, США, Китая, Канады и Испании. Руководителем является канадский ученый Ричард Эрнст.