Плохие времена для динозавров

Если вы читали о динозаврах в детстве, смотрели «Мир юрского периода» и теперь думаете, что все о них знаете, — в книге ученых Даррена Нэйша и Пола Барретта вас ждет много сюрпризов. Начиная c описания мегалозавра в XIX веке и заканчивая открытиями 2017 года, авторы рассказывают о том, что сегодня известно палеонтологам об этих животных, и о том, как компьютерное моделирование, томографы и другие новые технологии помогают ученым узнать еще больше. С любезного разрешения издательства «Альпина нон-фикшн» Indicator.Ru публикует отрывок из этой книги.

Гипотеза, что в конце мелового периода произошло катастрофическое столкновение с внеземным объектом, не вызывает серьезных сомнений, как и то, что это столкновение сильно повлияло на жизнь на Земле. Но есть веские причины думать, что это не единственный фактор, вызвавший мел-палеогеновое вымирание, и что другие, более продолжительные события тоже внесли свою лепту в исчезновение нептичьих динозавров.

Мы уже давно предполагаем, что сообщества динозавров в самом конце мелового периода были не такими, как в более ранние времена. Примерно 76 млн лет назад, во время так называемого кампанского века позднего мела, несколько групп динозавров были обильны и разнообразны. Запад Северной Америки — один из регионов с самыми разнообразными сообществами динозавров — был домом для пяти видов анкилозавров, целых десяти разных цератопсов, семи или более разных гадрозавров и трех или более тираннозаврид.

Нет никаких признаков, что это сообщество динозавров клонилось к упадку. Если же сравнить жизнь в кампанском веке с жизнью в том же регионе в последней части мелового периода — позднем маастрихте, около 68 млн лет назад, — картина получается совершенно другая. Из крупных цератопсов остались только трицератопс и торозавр. Единственный утконосый динозавр позднего маастрихта — это эдмонтозавр, а все виды с вычурными костными гребнями на голове давно исчезли, как и гадрозавры со сплошными гребнями и крючковатыми носами, которые жили вместе с животными вроде эдмонтозавра в кампанском веке. А среди крупных хищников лишь один вид — знаменитый тираннозавр — остался из целой родословной похожих друг на друга животных.

Что бы ни произошло в конце мелового периода, цератопсы, гадрозавры, тираннозавры и др. стали куда менее разнообразны, чем всего за несколько миллионов лет до того.

Одной из причин может быть изменение или потеря среды обитания. В конце маастрихта уровень моря упал, и вода отступила от континентов. Это явление называется морской регрессией. Маастрихтская морская регрессия привела к появлению примерно 29 млн км2 суши во всем мире. Казалось бы, появление огромных новых участков суши — это хорошо для наземных животных вроде динозавров. Но на самом деле регрессии вызывают такие изменения береговых сред обитания, что разнообразие крупных животных, наоборот, уменьшается. Из-за регрессий исчезают плодородные прибрежные области, возникают сухопутные мосты и падает глобальная температура.

Разумеется, животные более уязвимы при низком разнообразии — группа, в которой всего один вид, вымрет скорее, чем та, в которой одновременно существует несколько видов. Таким образом, сообщество динозавров позднего маастрихта на западе Северной Америки можно отнести к категории «склонное к вымиранию».

Но можем ли мы быть уверены, что в таком положении оказались все сообщества динозавров того времени? И что насчет других животных, которые вымерли при мел-палеогеновом вымирании? На самом деле все не так просто. Похоже, что сообщества динозавров в Европе и Азии были здоровы, без каких-либо признаков снижения разнообразия перед вымиранием. Некоторые сообщества морских рептилий, например длинношеие плезиозавры, тоже не показывали признаков упадка. В то время как другие ископаемые животные, в том числе морские мозазавры и некоторые важные группы планктона и моллюсков, похоже, в то время постепенно приходили в упадок.

Влияние вулканизма

В позднем маастрихте сообщества животных менялись, по крайней мере в некоторых местах, так как падение уровня моря повлияло на их среду обитания и экосистемы. Но, возможно, на сообщества животных и растений повлиял и другой фактор.

Это было время высокой вулканической активности. Вулканы извергались вдоль берегов Тихого океана, вокруг Гренландии и на островах Южной Атлантики. Продолжительная вулканическая активность привела к увеличению уровня углекислого газа и количества пыли в атмосфере, что, как известно, способствует изменению климата. Но все померкло на фоне масштабного события в центральной Индии. Массовое излияние лавы, продолжавшееся несколько сотен тысяч лет, породило так называемые Деканские траппы. Примерно 2 млн км² лавы изверглись из вулканических трещин и залили площадь, большую, чем Франция, Германия и Испания вместе взятые, размером примерно с Мексику. Некоторые потоки лавы, из которых состоят траппы, достигали в толщину 50 м, а некоторые — невероятных 150 м.

Формирование Деканских траппов — это не внезапное одиночное событие, что резко контрастирует с мгновенным эффектом от столкновения с метеоритом. Непрерывная вулканическая активность должна была привести к высвобождению огромного количества углекислого газа и двуокиси серы. Вероятно, эти газы способствовали глобальному потеплению, которое произошло во время позднего мела, впрочем, и сегодня они продолжают удерживать тепло в атмосфере и способствуют глобальному потеплению. Также они могли вызывать выпадение кислотных дождей. Кислотный дождь разрушает экосистемы суши и на моря. От него увядают растения, а морские животные погибают, так как их скелеты ослабевают или вовсе растворяются, а химический состав воды изменяется.

Вулканические события также вызывают глобальное похолодание, поскольку взвешенные в воздухе частицы пыли отражают солнечный свет и понижают температуру атмосферы. Крупные вулканические явления вызывают как потепление, так и похолодание, поэтому глобальные температуры в позднем маастрихте колебались очень сильно: постепенное похолодание, быстрое потепление и быстрое похолодание случились за последние 1,5 млн лет мелового периода. Такие изменения погружают экосистемы в хаос, циклы размножения и миграций животных нарушаются, а рост растений в некоторых местах становится непредсказуемым.

Вероятно, вулканические события маастрихта — в частности, образование Деканских траппов — вызвали глобальное изменение климата, привели к кислотным дождям и в целом ухудшили окружающую среду в разных частях мира. Соответственно, сообщества живых существ пострадали и пришли в упадок. Прямым доказательством этой точки зрения служит ископаемый планктон из маастрихтских отложений в Индийском океане. Видно, что разнообразие планктона в целом сильно уменьшилось, зато виды, приспособленные к условиям с низким уровнем кислорода, бурно размножаются, и в конечном итоге эти виды, способные процветать в бедной питательными веществами воде, становятся невероятно разнообразными. Кстати сказать, хотя основное внимание при изучении мел-палеогенового вымирания сосредоточено на динозаврах, на самом деле крошечные многочисленные окаменелости вроде планктона дают куда больше информации о происходивших тогда переменах.

«Интегрированный сценарий»

В течение 1980-х и 1990-х гг. годов считалось, что гипотеза о вулканической активности как причине мел-палеогенового вымирания — прямой конкурент гипотезы Альвареса о внеземном ударе. Ученые, интересующиеся причинами вымирания, утверждали, что виновато либо одно, либо другое событие. Некоторые приверженцы гипотезы вулканизма даже отрицали, что столкновение с метеоритом вообще было. Сегодня общепризнано, что кратер Чиксулуб появился в результате столкновения с метеоритом и одновременно с этим происходили крупные вулканические извержения. Может быть, вымирание произошло из-за сочетания этих событий?

Падение метеорита мгновенно уничтожило бы множество животных, оно оказало бы огромное влияние на места обитания в радиусе сотен километров от места удара, что сказалось бы на местах обитания и сообществах животных на следующие несколько веков и более. Палеонтологи никогда не сомневались в том, что такое воздействие принесло бы большой ущерб животным. Проблема в том, что, по некоторым данным, часть динозавров и других животных вымирали еще до столкновения. Поэтому часто считают вероятным, что удар стал «последней каплей», ужасным событием, которое окончательно подкосило животные сообщества, и так уже приходившие в упадок.

Даже если не учитывать значение внеземного воздействия, стоит представить себе мир, в некоторых частях которого разнообразие динозавров было опасно низким и где устойчивая вулканическая активность и долгосрочные экологические изменения уже влияли на климат и здоровье экосистем. Многие динозавры, которые жили далеко от вулканических событий Южной Азии, выжили бы и породили новые виды, и те, кто жил далеко от кратера Чиксулуб, тоже могли бы пережить эти трудные времена. Но этого не случилось. Во всем мире условия ухудшились достаточно, чтобы уничтожить большинство видов динозавров и множество других живых существ.

Это можно назвать «интегрированным сценарием». Он сочетает в себе катастрофические внеземные и вулканические воздействия в конце мелового периода с более долгосрочной картиной снижения разнообразия динозавров.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.