Геологи роздвоїли вбите іхтіозаврів кисневе збіднення океану

Близько 94 мільйонів років тому відбулася друга аноксична подія - кисневе збіднення океану, через яке повністю вимерли іхтіозаври і пліозаври. Тепер вчені з'ясували, що воно відбувалося не в один етап, як вважалося раніше, а в два. Стаття розповідає про те, що між двома етапами зниження концентрації кисню був період близько 100 тисяч років, коли вміст кисню в океані і глобальний цикл вуглецю майже повністю відновилися.

У крейдяний період зі світовим океаном сталося дві аноксичні (безкислородні) події, в процесі яких океан позбавлявся значної частини кисню. Перша з них - аптська аноксична подія (oceanic anoxic event 1), вона сталася близько 120 мільйонів років тому і тривала від 1 до 1,3 мільйона років, друга (OAE 2) - відбулася, за різними оцінками, 91 або 94 мільйона років тому, і була трохи коротшою - близько 800 тисяч років. В результаті аноксії океану відбувалося значне зниження концентрації кисню великої кількості глибоководних областей, що робило воду непридатною для життя організмів, які використовують кисень для своєї життєдіяльності, і відповідно, призводило до масового вимирання морських тварин. Більшість вчених пов'язує зниження концентрації кисню з процесами глобального потепління, збільшенням концентрації вуглекислого газу в атмосфері і активацією вулканізму на планеті.

Щоб уточнити часові межі і послідовність геологічних явищ під час другої аноксичної події, геологи з Нової Зеландії і Великобританії під керівництвом Меттью Кларксона (Matthew O. Clarkson) з Університету Отаго проаналізували ізотопний склад урану в океанічних і платформенних осадових породах. Вчені досліджували карбонатні мінерали, зібрані в Середземному і Північному морях і відносяться до дослідженого тимчасового інтервалу. За отриманими даними про співвідношення ізотопів урану-235 і урану-238 (підкріпленим допоміжними даними про ізотопний склад вуглецю, кисню і літію) автори роботи оцінили динаміку зменшення концентрації кисню поблизу океанського дна. Інформативність такого аналізу пов'язана з тим, що розчинний у воді уран-IV дуже чутливий до окислювально-відновлювальних властивостей середовища, і в збідненому киснем воді уран починає відновлюватися, випадаючи в осад. При цьому уран-238 робить це значно охочіше, тож його концентрація збільшується в осаді і падає - у воді.

Вчені виявили, що в інтервалі в осаді вміст ізотопу урану-238 збільшувався, але не один раз, а відразу два. За часовий інтервал близько 100 тисяч років між цими падіннями рівень кисню практично повністю відновився. Крім того, геологам вдалося підтвердити, що, крім зниження концентрації кисню, також відбулося збільшення вмісту в океані концентрації сірководню. Отримані геохімічні дані вчені зіставили з результатами біогеохімічного комп'ютерного моделювання, і пов'язали між собою зміни ізотопного вмісту урану з можливою динамікою в глобальних циклах вуглецю і фосфору. На підставі цих моделей автори роботи визначили, що під час обох стадій аноксичної події зростала концентрація вуглекислого газу в атмосфері і збільшувалася температура.

Геологи відзначають, що кількісний аналіз концентрацій кисню в океанській воді і відновлення точних дат аноксичних подій все ще залишається досить помітною проблемою через те, що різні моделі передбачають різні механізми цього процесу. Зокрема, не до кінця зрозуміло, наскільки вміст кисню у воді поблизу океанського дна відповідав воді в менш глибоких зонах океану. Проте, за отриманими даними можна обмежити концентрації кисню і вуглекислого газу у воді в різні періоди всієї події.

Масове вимирання морських тварин багато вчених пов'язують зміною хімічного складу океанської води і глобальним циклом вуглецю на планеті. Наприклад, деякі геохімічні моделі передбачають, що наступне масове вимирання морських тварин може початися вже на початку XXII століття. При цьому найбільшої небезпеки при цьому піддаються тварини з найбільшою масою тіла.