В событии, которое ознаменовало конец пермского периода, более 96 процентов морских видов на планете и 70 процентов ее наземной жизни внезапно вымерли. Это было крупнейшее вымирание в истории Земли.

Образцы горных пород очищаются для проверки на изотопы таллия в Национальной лаборатории сильного магнитного поля. Предоставлено: Стивен Биленки / Национальная лаборатория сильных магнитных полей.

Исследователи из Университета штата Флорида обнаружили, что вымирание совпало с внезапным всплеском и последующим падением содержания кислорода в океане.

«Ранее была проведена работа, показывающая, что окружающая среда становится менее насыщенной кислородом, что приводит к вымиранию, но это было выдвинуто гипотезой как постепенное изменение», - сказал ведущий автор и научный сотрудник из бывшего СССР Шон Ньюби. «Мы были удивлены, увидев это действительно быстрое событие оксигенации, совпадающее с началом вымирания, а затем возвращением к восстановительным условиям».

Ученые ранее наблюдали постепенное уменьшение содержания кислорода во время этого вымирания, но быстрое увеличение содержания кислорода в начале вымирания было новым открытием. Исследователи считают, что оксигенация происходила за несколько десятков тысяч лет, очень короткий период в масштабе миллионов лет геологической истории Земли.

«Что касается геологических данных, это практически мгновенно», - сказал Ньюби. «И затем вы, конечно, можете сравнить это с современным изменением климата, вызванным деятельностью человека, когда мы наблюдаем огромные, быстрые изменения в доли времени по сравнению с этим массовым вымиранием».

Точная причина этого всплеска оксигенации океана неизвестна, но исследователи выдвинули гипотезу, что непрерывное извержение массивной вулканической области, продолжавшееся не менее нескольких сотен тысяч лет, привело к кратковременному похолоданию, внезапному всплеску оксигенации морской среды и последующему краху.

Хотя древние уровни кислорода в морской воде имели тенденцию к снижению перед всплеском и оставались низкими после этого, именно геологически быстрый сдвиг взад и вперед и долгосрочный дефицит кислорода казались более вредными для жизни, чем постепенное снижение. Углекислый газ, выделившийся во время извержения вулкана, вызвал нагревание атмосферы Земли, что привело к снижению содержания кислорода в океанах и сделало океаны относительно негостеприимными на миллионы лет.

Невозможно напрямую измерить уровни кислорода в древних морских водах или атмосфере, поэтому исследовательская группа вместо этого измерила изотопы таллия, которые косвенно предоставили информацию для понимания уровней кислорода в морской среде в прошлом.

Исследователи планируют изучить другие древние вымирания, чтобы увидеть, совпадают ли аналогичные резкие колебания содержания кислорода с каким-либо из этих массовых вымираний, которые могут иметь современные последствия, поскольку изменение климата и увеличение сброса питательных веществ уменьшают количество кислорода в нашем современном океане.

«Это не просто потеря кислорода в современном океане», - сказал Джереми Оуэнс, доцент кафедры Земли, океана и атмосферы и соавтор статьи. «Потеря кислорода важна, потому что живущие сейчас организмы адаптированы к высокому содержанию кислорода, но если у вас низкий уровень кислорода, многие организмы также могут адаптироваться. Любые быстрые колебания в любом направлении окажут влияние ».