15.01.2014

Кислотный дождь и разрушение озона помогли сделать пермское вымирание великим

Климатологи попытались смоделировать последствия катастрофических извержений вулканов в Сибири более 250 млн лет назад, пишет Ars Technica.

Климатические модели обычно попадают в новости благодаря прогнозам на будущее, но многие исследователи пользуются ими также для изучения других планет и прошлого Земли. С их помощью проверяют палеоклиматические гипотезы, сравнивая показания моделей с данными, полученными из кернов льда и отложений.

Одно из важнейших событий земного прошлого, к которому вновь и вновь обращаются взгляды учёных, — это массовое вымирание, произошедшее в конце пермского периода, примерно 252 млн лет назад, и ставшее крупнейшим в истории жизни на планете. Насколько виноваты в этом вулканы, не известно, однако тут совершенно точно есть и их вина. Извержения невероятного масштаба на территории Сибири покрыли лавой и пеплом огромное пространство размером с Австралию. Исчезло около 90% морских видов. Сухопутным существам тоже пришлось несладко.

Очевидно, что выброс углекислого газа привёл к глобальному потеплению и подкислению океана. Возможно, уровень двуокиси углерода в атмосфере был настолько высоким, что шли кислотные дожди. Добавьте к этому выброс диоксида серы (сегодня, чтобы это соединение не приводило к кислотным дождям, строго регулируется процесс сжигания угля и нефти).

Поблизости от тех мест, где извергались сибирские вулканы, располагались залежи соли — результат испарения морской воды. Магматическое тепло вызвало метаморфизм этих пород, и соли выделили газы, содержавшие хлориды. Наряду с метаном, выпаренным из органического материала, они истончили озоновый слой, и количество смертельно опасного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности планеты, повысилось.

К чему всё это привело, выясняли Бенджамин Блэк из Массачусетского технологического института (США) и его коллеги, которые воспользовались услугами глобальной климатической модели. Для упрощения задачи уровень CO₂ сделали постоянным (чуть ниже современного показателя, увеличенного десятикратно). Воспроизведено несколько извержений, соответствующих времени и масштабам реальных событий, реконструированных для того времени. В отличие от CO₂, другие вулканические газы ненадолго задерживаются в атмосфере, поэтому кислотные дожди и разрушение озонового слоя происходили короткими рывками.

Средний pH дождевой воды равен сегодня 5,0–5,5 (чуть кислее нейтральной отметки 7,0). Модель понизила средний pH обсуждаемой эпохи до 4,0, что весьма существенно, ибо шкала pH — логарифмическая. Во время извержений этот уровень падал ещё сильнее. Поскольку Сибирь в те времена находилась примерно так же далеко на севере, как сейчас, самый сильный эффект ощущался в Северном полушарии. На пространстве от экватора и примерно до 50° северной широты pH дождевой воды, если верить модели, составлял 2,0 — как у лимонного сока. Такие осадки должны были навредить большому количеству организмов.

В выбросах озоноразрушающих газов ясности нет, поэтому моделирование носило общий характер. Среднемировая концентрация озона могла снизиться на 70%. В полярных регионах, где разрушение озона должно было проходить особенно активно, уровень УФ-излучения вырос в 49 раз.

Теперь результаты моделирования предстоит сравнить с известными данными о массовом вымирании.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Дмитрий Целиков

Источники:

1. compulenta.computerra.ru