Епізоди глобального дефіциту кисню в океанах траплялися не рідко в мезозої. Згідно з загальноприйнятою гіпотезою, основна причина — посилене вивітрювання гірських порід. У новій роботі вчені показали, що руйнування суші та рух океанського дна під час розпаду Гондвани дійсно могли запустити ланцюг подій, які призвели до масового вимирання морської біоти.
У мезозойську еру на Землі панували буквально тепличні умови з м’яким жарким кліматом і відсутністю полярних льодовиків. Життя процвітало в усіх його проявах. Проте в розпал цієї ідилії в Світовому океані почали відбуватися катастрофічні події, викликані порушенням глобального вуглецевого циклу. Води, позбавлені розчиненого кисню та насичені сульфідами, ставали смертельно отруйними для більшості морських істот.
Перчатки дефіциту кисню в океанах вчені називають анаксичними подіями. Вони пов’язані з глобальним потеплішанням, яке посилює кругообіг води та хімічне вивітрювання континентів. Це, у свою чергу, призводить до збільшення морської біомаси та її поховання, що відображається в геологічній летописі у вигляді шарів, багатих органікою, чорних сланців.
Океанські анаксичні події, з геологічної точки зору, короткочасні, але глобальні. Вони траплялися не раз у далекому минулому, проте в другій половині мезозою, 185–85 мільйонів років тому, сталася серія кількох послідовних епізодів. Їх пов’язують з розпадом суперконтинента Гондвана, що породило сплески інтенсивного вулканізму. Про це свідчать великі магматичні провінції (LIP), розташовані на континентальних рифтових окраїнах.
Спалахи вулканізму супроводжувалися викидами в атмосферу великої кількості двооксиду вуглецю — потужного парникового газу, що посилює хімічне вивітрювання. Незрозуміло, наскільки швидко після LIP починається вивітрювання — відразу чи через кілька десятків мільйонів років.
Відповідь на це питання намагалися знайти вчені з Великої Британії, США, Канади та Нідерландів. У статті, опублікованій у журналі Nature Geoscience, вони об’єднали результати реконструкцій плитної тектоники, тектоно-геохімічного аналізу та глобального біогеохімічного моделювання.
«Розпад Гондвани в мезозойську еру супроводжувався масовим вулканізмом по всій планеті. Тектонічні плити почали рухатися, формувалося нове океанське дно. Внаслідок вивітрювання вулканічних порід живильні речовини стали рясно надходити в океани», — пояснив перший автор статті, професор Том Жерно з Саутгемптонського університету.
Жерно зазначив, що команда знайшла докази множинних епізодів хімічного вивітрювання океанського дна та континентів, які порушували баланс в океанах.
«Це ніби геологічна командна гра», — прокоментував він.
Аналізуючи геологічні записи, вчені виявили, що піки вивітрювання співпадали за часом з більшістю океанських анаксичних подій, що значно збагачувало океани фосфором — природним добривом, — яке спричинило вибуховий ріст біомаси. Проте це дорого обійшлося морським екосистемам.
За словами Бенджаміна Міллза, співавтора дослідження з Університету Лідса, великі обсяги органіки осідали на дно, поглинаючи кисень.
«В океані виникли „мертві зони“, вільні від життя. Анаксичні події тривали зазвичай один-два мільйони років і сильно впливали на морські екосистеми», — підсумував Міллз.
Наслідки ми відчуваємо досі. Осадові породи того часу, насичені органікою, служать найбільшими резервуарами нафти і газу.