Перед падением астероида динозавры пережили целую серию вулканических зим 

Почти 66 миллионов лет назад наша планета пережила климатическую катастрофу, из-за которой погибли нептичьи динозавры, а также многие морские и летающие рептилии. С лица земли исчезло примерно 47 процентов родов и до 75 процентов видов животных. В историю это событие вошло под названием мел-палеогеновое вымирание, или «последнее массовое вымирание».

Период глобальных изменений, завершивший мезозойскую эру и положивший начало кайнозойской, по времени совпал с двумя катастрофическими событиями, каждое из которых могло стать причиной апокалиптического сценария и привести к гибели животных. 

Первое событие — падение астероида диаметром 10-15 километров (астероид многие ученые называют основной причиной мел-палеогенового вымирания). Именно он, как полагают исследователи, оставил огромный кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. По расчетам, мощность этого взрыва составила 100 миллионов мегатонн. 

Падение вызвало ударную волну, после чего начались землетрясения, пожары, мощнейшие цунами, в воздух выбросилось большое количество серы, углерода и сажи. Все это закрыло поверхность Земли от солнечных лучей и привело к похолоданию — началась долгая «астероидная зима». Из-за нехватки света сперва погибли растения, потом стали умирать животные, которые ими питались, и далее по пищевой цепи. 

Второе событие — многочисленные извержения вулканов, которые начались у границы мел-палеогенового вымирания и с периодичностью продолжались на протяжении нескольких миллионов лет, даже некоторое время после падения астероида.

Предположительно, из-за постоянных выбросов вулканических газов произошло изменение климата, которое либо непосредственно вызвало вымирание, либо косвенно к нему привело. Лава, которая изливалась во время этих извержений, породила Деканские траппы на территории современной Индии — магматические образования, занимающие площадь 500 тысяч квадратных километров и сложенные из базальта толщиной более двух километров. 

Ученые точно не знают, какой именно фактор (астероидный или вулканический) мог спровоцировать последнее массовое вымирание. Некоторые исследователи полагают, что достаточно было одних извержений, чтобы вызвать гибель большого количества видов, а астероид только «добил» уже умирающую экосистему.

Другие допускают, что роль извержений вулканов в вымирании не такая очевидная — и они, наоборот, принесли определенную пользу. В недрах этих вулканов достаточно долго происходила дегазация углекислого газа, которая вызвала парниковый эффект (глобальное потепление), длящийся на протяжении 300 тысяч лет перед импактным событием. Это помогло «смягчить» климатические последствия, ставшие результатом падения астероида. 

Чтобы определить динамику вулканической активности на границе мела и палеогена, а также прояснить роль деканских извержений в последнем массовом вымирании, международная команда геохимиков под руководством Сары Каллегаро из Университета Осло (Норвегия) отправилась в Индию. Ученых интересовала формация Западные Гаты, которая представляет собой сдвинутый край плато Декан, где расположены Деканские траппы.  

Исследователи изучили образцы лав из деканских формаций, относящихся как к нижней мел-палеогеновой границе (то есть до падения астероида), так и к верхней (после падения). В образцах геохимики нашли следы крупных, но кратковременных выбросов — продукты извержения, такие как вулканический фтор и вулканическая сера.

Потом ученые измерили концентрацию фтора и серы в 21 и 15 образцах соответственно и выяснили, что содержание этих элементов в них сильно разнится. Например, максимальное содержание фтора в материалах нижней мел-палеогеновой границы составляло от 400 до 3000 частей на миллион, а уже после падения астероида — от 40 до 250 частей на миллион. 

«Фторсодержащие выбросы, которые происходили ниже и выше мел-палеогеновой границы, определенно могли нанести природе серьезный урон, но только на локальном уровне, поскольку это соединение может быстро вымываться дождем из вулканического шлейфа», — пояснила Сара Каллегаро.

Деканские траппы восточнее Мумбая / © Wikimedia

Что касается серы, то самая высокая ее концентрация — до 1800 частей на миллион — содержалась в образцах, которые были старше мел-палеогеновой границы на 100 тысяч лет (до падения астероида). В образцах более позднего периода (уже после падения астероида) концентрация серы была гораздо ниже — до 750 частей на миллион. Это указывает на то, что до импактного события вулканические извержения происходили чаще и были мощнее, чем после. 

«Когда в атмосфере оказывается большой объем диоксида серы, что и произошло на Земле еще до падения астероида, начинают образовываться сульфатные аэрозоли, способные отражать солнечное излучение. Из-за этого наступает непродолжительное похолодание, которое может длиться несколько лет. Иными словами, выброс серы может привести к кратковременной вулканической зиме», — объяснила Каллегаро.

Собрав воедино все полученные данные, авторы работы сделали вывод, что неоднократные и мощные сернистые выбросы могли вызвать целую серию кратковременных вулканических зим на всей планете еще за 300-400 тысяч лет до падения астероида (интенсивность похолодания в разных частях различалась). Эти зимы хотя и были слабее «астероидной зимы», все равно негативно повлияли на экосистему Земли. Стать причиной массового вымирания они вряд ли могли. 

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Science Advances.