Сергей Ястребов - От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

Разница между этими кризисами следующая. Во-первых, пермо-триасовое вымирание было намного мощнее. Аккуратный подсчет по одной и той же методике показывает, что мел-палеогеновый кризис уничтожил примерно 15 % от всех существовавших тогда биологических видов, а пермо-триасовый — примерно 60 % [514] Benton M. J. et al. Diversification and extinction in the history of life // Science , 1995, V. 268, № 5207, V. 52–58. . Эти цифры несколько меньше тех, которые обычно приводятся в научно-популярных публикациях, но зато уж в них можно не сомневаться. Во-вторых, в отличие от мел-палеогенового кризиса, пермо-триасовый кризис не был вызван никаким внешним ударом вроде астероидного импакта (гипотеза, что подобный импакт был и тут, высказывалась, но не подтвердилась). И в-третьих, после пермо-триасового кризиса разрушенная биосфера вступила в очень долгий — растянувшийся на десятки миллионов лет — период постепенного восстановления, чего после мел-палеогенового кризиса не было вообще: там сообщества восстановились сразу [515] Sahney S., Benton M. J. Recovery from the most profound mass extinction of all time // Proceedings of the Royal Society of London, B: Biological Sciences , 2008, V. 275, № 1636, 759–765. .

Недавно детальные геологические исследования показали, что пермское вымирание заняло гораздо более короткий срок, чем думали раньше, — всего 60 000 лет [516] Burgess S. D., Bowring S., Shen S. High-precision timeline for Earth’s most severe extinction // Proceedings of the National Academy of Sciences , 2014, V. 111, № 9, 3316–3321. . Это 0,06 миллиона лет, срок по меркам планетной истории просто невероятно маленький. Что же там случилось?

Большинство ученых сейчас считает, что пермскую катастрофу вызвали вулканы. Показано, что точно в момент биосферного кризиса (то есть 252 миллиона лет назад) на территории, которая сейчас называется Западной и Средней Сибирью, образовалась трапповая провинция — система действующих вулканов, не ограниченных точечными кратерами, а занимающих сплошное протяженное поле. Выглядело это, должно быть, грандиозно. Расколотая во многих местах земная кора извергла буквально море расплавленного базальта, залившее 1,6 миллиона квадратных километров — это площадь современного Ирана. Текущий базальт затопил огромную территорию и постепенно застывал, создавая абсолютно плоскую безжизненную равнину, по которой текли новые базальтовые волны от новых извержений. А дым от них, надо полагать, затмил небо. Но все это было только прологом ко всепланетной катастрофе.

Трапповые вулканы неизбежно выбрасывали в атмосферу колоссальные объемы вулканических газов — углекислого газа (CO 2), хлороводорода (HCl), сероводорода (H 2S), сернистого ангидрида (SO 2) и др. Это имело много последствий. Во-первых, углекислый газ усилил парниковый эффект, вызвав сильное глобальное потепление. Во-вторых, вулканические газы повысили кислотность морской воды, а это по чисто химическим причинам сильно затруднило жизнь кораллов и иглокожих: карбонаты, из которых состоят твердые скелеты этих животных, в слишком кислой воде просто-напросто растворяются. В-третьих, сероводород ядовит для большинства живых организмов, особенно при концентрации, в тысячи раз превышающей нынешнюю атмосферную, — а именно такой уровень сероводорода создавали трапповые вулканы [517] Kump L. R., Pavlov A., Arthur M. A. Massive release of hydrogen sulfide to the surface ocean and atmosphere during intervals of oceanic anoxia // Geology , 2005, V. 33, № 5, 397–400. .

Более того, показано, что существует концентрация сероводорода, которая еще не мешает росту фитопланктона (то есть одноклеточных водорослей), но уже мгновенно убивает зоопланктон (например, веслоногих рачков). Если такое случится в реальном водоеме, он тут же «зацветет». Дальше последует цепочка событий, обычная для цветущих водоемов и в наше время: бесконтрольно размножающимся водорослям не хватит ресурсов, часть из них погибнет, погрузится на дно и там начнет разлагаться, связывая запас кислорода в нижних слоях воды, который в данном конкретном случае должен быть и без того невелик: ведь чем выше температура, тем хуже кислород растворяется в воде [518] Уорд П., Киршвинк Д. Новая история происхождения жизни на Земле. — СПб.: Питер, 2016. . Если этим водоемом будет Мировой океан, то его глубины в результате станут практически бескислородными, что, собственно, в момент пермского кризиса и наблюдалось [519] Benton M. J., Twitchett R. J. How to kill (almost) all life: the end-Permian extinction event // Trends in Ecology & Evolution , 2003, V. 18, № 7, 358–365. . Называя вещи своими именами, там случился глобальный замор.

Между тем в бескислородной среде, богатой соединениями серы, прекрасно себя чувствуют анаэробные бактерии, в том числе и сульфатредуцирующие, выделяющие в качестве побочного продукта метаболизма опять же сероводород [520] Knoll A. H. et al. Paleophysiology and end-Permian mass extinction // Earth and Planetary Science Letters , 2007, V. 256, № 3, 295–313. . Готово — петля положительной обратной связи замкнулась. И наверняка подобных петель было несколько. Вулканических газов могло и не хватить, чтобы убить все живое, но их хватило, чтобы запустить серию обратных связей, сделавших катастрофу саморазвивающейся.