Александр Колтыпин. Катастрофа на рубеже перми и триаса (251 ± 3,5 млн. лет назад)

Читайте также Александр Колтыпин. Катастрофа на рубеже мела и палеогена (65,5 млн. лет назад)

Геологические свидетельства катастрофы

На пермо-триасовом рубеже происходило формирование крупнейшей (площадью около 1,5 млн. км2) тунгусской трапповой формации на Сибирской платформе, представленной мощными толщами пластовых интрузий, лавовых покровов и туфов базальтового состава (мощностью до 2-3 км и объемом около 2,5 млн. км3), которые были приурочены к рифтовым зонам меридионального простирания.

Основная часть траппов сформировалась на самой границе перми и триаса (так называемый путоранский горизонт; одни исследователи относят его к самым верхам юры, другие – к самым низам триаса). По мнению И. Кэмбелла (Campbell et al., 1992), П. Кэнэгхэма (Canagham et al., 1994) и других исследователей, излияние сибирских траппов совпало по времени с уточненной датировкой рубежа перми и триаса (251,2 ± 3,4 млн. лет).

Накопление пограничных глин

Одним из главных аргументов в пользу глобальных катастроф является присутствие в тонких пограничных слоях глин так называемой “иридиевой аномалии”, впервые обнаруженной американским геологом Л. Альваресом в 1977 г. в пограничных мел-палеогеновых глинах недалеко от г. Губбио, в 150 км от Рима. Большинство исследователей приписывает ей космическое происхождение, считая падение крупного небесного тела основным источником иридия (содержание иридия в метеоритах колеблется от 500 до 5000 нг/г; в земной коре оно составляет всего лишь около 0,03 нг/г).

Иридиевая аномалия наиболее хорошо развита в пограничных мел-палеогеновых отложениях. На рубеже перми и триаса она имеет более локальное распространение (лучше всего изучена на юге Китая и в Техасе) и выражена гораздо менее отчетливо. Тем не менее, сходство содержащих иридий слоев в обоих случаях не вызывает сомнений.
Вблизи пермо-триасовой границы имеются характерные слои пограничных глин с микросферическими конкрециями, обогащенными сидерофильными (Fe, Ni, Co, Au), халькофильными (Cu, Zn, S), глубинными литофильными (Ti, Cr, V, Sc) элементами, платиноидами и, в первую очередь, иридием. По данным Янга и других китайских геологов (Yang et al., 1995), в Китае этот слой представляет собой бентонит – гидролизованный туффит. Он прослеживается на большой площади в пределах нескольких китайских провинций. В настоящее время его стратиграфические аналоги найдены в опорных разрезах Эльбурса, Кавказа, Канадского Арктического архипелага и других местах.

Изменение режима осадконакопления

В пограничных морских отложениях перми и триаса отмечается резкий спад значений d13С (степень обогащения тяжелым изотопом углерода), который, по данным Ю.Д. Захарова, Н.Г. Борискиной и А.М. Попова (2001) связан с сокращением накопления органического углерода (в основном фитопланктона). В то же время высокие значения d13С в пермских органогенных карбонатах свидетельствуют об обилии органического углерода в океане во время накопления нижележащих толщ.

Установлено, что максимумы изотопно-углеродных аномалий приходятся на эпохи максимальной солнечной активности и фотосинтеза и, наоборот, минимальные и отрицательные значения этих аномалий связаны с минимальной солнечной активностью (или ее отсутствием) и резким замедлением (или прекращением) фотосинтеза.

На границе перми и триаса почти повсеместно прекратилось обычное для пермского периода угленакопление. Выше пограничных глин залегают широко распространенные в нижней юре черносланцевые толщи, образующиеся в условиях кислородного дефицита, и красноцветы.

Климатические изменения

Проведенные палинологические (изучение пыльцы и спор растений) исследования в Азиатском регионе показали, что на границе перми и триаса произошло существенное похолодание и аридизация (увеличение сухости) климата. Пограничным флорам свойственно однообразие, обедненный видовой состав и измельчение форм папоротников. По данным В.А. Красилова (2001) и Ли (Li, 1997), катазиатская (китайско-индокитайская) флора сохранилась только в Южном Китае. Однако уже в оленекском веке раннего триаса (около 245 млн. лет назад) произошло потепление и значительное выравнивание климатических условий.

Уменьшение содержания кислорода в атмосфере

Существование бескислородных условий на рубеже перми и триаса, по мнению ряда российских и зарубежных исследователей, доказывается существованием отрицательной аномалии церия, присутствием платиноидов, сингенетичного (образовавшегося одновременно с осадками) пирита, отсутствием рифогенных образований, почти полным прекращением карбонато- и кремненакопления. По мнению Ю.Д. Захарова (2001) и др., дефицит кислорода мог возникнуть из-за глобального сокращения (или прекращения) фотосинтеза в результате резкого уменьшения продуктивности фотосинтезирующих организмов океана (фиксируется отрицательным значением d13С), совпавшего, очевидно, с сокращением фотосинтеза на суше из-за аридизации (опустынивании) климата.

Вымирание фауны и флоры

Органические остатки в пограничных глинах встречаются крайне редко и представлены, по данным В.А. Красилова (2001), конодонтами (микроскопическими, 0,1 – 1 мм, остатками челюстного аппарата вымершей группы планктонных морских животных) пермского облика. Выше пограничных глин обычно залегают черносланцевые толщи. Комплексы беспозвоночных здесь смешанные, из пермских и триасовых компонентов. Хотя вопрос о положении границы перми и триаса в пределах интервала со смешанной фауной до сих пор остается дискуссионным.
Доминирующие формы пермских растений исчезают из геологической летописи ниже границы перми и триаса. В морских разрезах массовое вымирание пермских беспозвоночных отмечено в нескольких метрах ниже пограничных глин, в которых остаются лишь пермские конодонты (В.А. Красилов, 2001). В то же время реликтовые пермские формы как фауны, так и флоры еще встречаются в основании триаса.

Несколько отличные данные приводят американские и китайские исследователи под руководством С. Бауринга из Массачусетского технологического института (США), изучившие “классические” пограничные отложения перми и триаса на юге Китая и в Техасе (Bowring S.A., et al., 1998). По их мнению, эпизод угасания жизни продолжался в интервале от 251,4 ± 0,3 млн. лет до 252,3 ± 0,3 млн. лет, то есть не больше, чем 1 млн. лет. Причем, современные методы датировки абсолютного возраста не позволяют получить большую точность для пород возрастом 251 млн. лет. То есть длительность экологической катастрофы могла быть намного меньше и, по некоторым оценкам, составляла от 10 до 150 тысяч лет.

Одним из непонятных событий, происходивших на границе перми и триаса, было массовое распространение и вспышка формообразования у сапрофитных грибов (так называемый “грибной эпизод”, по Вишеру (Vischer et al., 1996)

Другие события

Другими важными событиями, произошедшими на границе перми и триаса, являются массовый выброс вулканического пепла и аэрозолей, кислотные дожди (о чем, в частности, свидетельствует повышенное содержание серы в пограничных пермо-триасовых отложениях Южного Китая), существенные перерывы в осадконакоплении (одни исследователи объясняют их отступлением моря, а другие поднятием континентов), а также отмеченный в разных районах земного шара обширный подъем уровня моря.

В 2001 году группой американских исследователей под руководством Л.Э. Бекер, изучавших пограничные пермо-триасовые отложения Южного Китая и Японии, были выявлены молекулы инертных газов, входящие в состав присутствующих в этих отложениях сложных углеводородных полимеров, фуллеронов. По мнению Л.Э.Бекер, они могут быть остатками кометы.

Источник