Закисление океана и массовое вымирание на границе перми и триаса
Ocean acidification and the Permo-Triassic mass extinction. M. O. Clarkson, S. A. Kasemann, R. A. Wood, T. M. Lenton, S. J. Daines, S. Richoz, F. Ohnemueller, A. Meixner, S. W. Poulton, E. T. Tipper. Science. 2015. Vol. 348. No 6231. P. 229–232.
Великое пермское вымирание, произошедшее около 252 млн лет назад, уничтожило более 90% морских видов и около 70% наземных животных. Примерно в это же время океаны Земли поглотили огромное количество углекислого газа, образовавшегося при вулканических извержениях. Это изменило химический состав океанов, увеличив их кислотность (закисление океана), что повлекло за собой катастрофические последствия для морской фауны. Данная работа является первым научным исследованием, определившим причиной массового вымирания на границе перми и триаса закисление океана. Ранее не хватало доказательств, чтобы сделать такие выводы. Изотопы бора являются индикаторами pH морской среды. Авторы изучили изотопный состав B в известняках ОАЭ – там, где в пермское время было побережье древнего континента Пангея, и построили детальный разрез отложений, совмещенный со шкалой pH. Выяснилось, что к началу поздней перми воды океана отличались повышенной щелочностью, обусловленной низким содержанием CO2 в атмосфере Земли и высоким буферным потенциалом океана. Ранее другие ученые уже приходили к похожим выводам, анализируя изотопный состав Ca. Великое пермо-триасовое вымирание продолжалось около 60 тыс. лет и его можно четко разделить на две фазы. Первая фаза вымирания совпала с периодом умеренного выбросом углерода в атмосферу. pH океана при этом оставался стабильным, хотя повышение температур и падение содержания кислорода уже серьезно ослабили морские экосистемы. Далее произошли массовые выбросы CO2, связанные с излияниями сибирских траппов. Это вызвало закисление океана (уровень pH понизился на 0,7) и гибель Ca-содержащих организмов, составляющих основу морской биоты. Вулканы Сибири за короткий период времени выбросили в атмосферу триллионы тонн CO2, значительная чаcть которого была поглощена морями и океанами планеты. В течение всего лишь 10 тыс. лет pH Мирового океана упал до несовместимого с жизнью организмов уровня. Авторы делают вывод о том, что закисление океана стало главной причиной вымирания на границе пермского и триасового периодов. Как отмечают ученые, их работа позволила выяснить причины второй фазы вымирания животных в поздней перми, но не объясняет снижение видового разнообразия во время первой фазы, которая имела место ранее и длилась 50 тыс. лет. Полученные результаты помогают понять, какую угрозу для морских биосистем несет закисление океана. Количество углерода, выброшенного в атмосферу древними вулканами, было, вероятно, больше, чем при сжигании ископаемых видов топлива человеком в наше время. Однако, учитывая то, что в настоящее время наблюдается увеличение кислотности океана из-за антропогенных выбросов углерода, это крайне тревожная информация. Океан поглощает CO2 из воздуха, в результате чего образуется угольная кислота, а в воде появляются двууглекислые и гидроксониевые ионы. Кислотность воды увеличивается. С 1751 г. (начало промышленной революции) по 1994 г. pH океана понизился с 8,25 до 8,14. И это, по мнению некоторых наблюдателей, уже начало сказываться на морских обитателях.
В.В. Стрекопытов