О массовых вымираниях биоты

Иванов, О.П.; Рукин, М.Д.

Авторы: Иванов О.П., Рукин М.Д.
Журнал: Академия Тринитаризма
Том: 1
Номер: 77-6567, публ.18311; Тираж: 500
Год издания: 2013
Издательство: Фонд перспективных технологий и новаций
Местоположение издательства: Москва
Первая страница: 1
Последняя страница: 21
DOI: 10.12731/RukinIvanov
Аннотация: Зарегестрирована в едином реестре систем добровольной сертификации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Ростандарт) Регистрационный № РОСС Ru.31618.04ПХНО. СВИДЕЛЬСТВО о регистрации образовательного ресурса №0089. Дата регистрации 11.12. 2017. Наименование электронного ресурса: О массовых вымираниях биоты. Научная статья. Разработчики: Иванов О.П., Рукин М.Д. Область применения: организации дополнительного образования. Успешно прошел экспертизу качества и включен в Реестр Центра сертификации продукции, услуг в области технико-экономических и социальных систем и процедуры оценки соответствия уровня знаний и компетенций (базы данных зарегистрирована в РОспатенте 08 сентября 2017 г. № 2017621009) Протокол заседания Научно-методического экспертного Совета № 0089/12-11 от 11 декабря 2017 года. Руководитель центра А.Я.Максимов. Руководитель Депозитария К.А Коробцева. Подписи и круглая печать Центра Сертификации ЗАРЕГИСТРИРОВАНО В РЕЕСТРЕ СИСТЕМЫ № ЦСПУПОС.СВ89-17 от 11.12.2017 г. DOI на разработку "О массовых вымираниях биоты ": 10.12731/RukinIvanov Проверить: http://www.doi.org/ Аннотация. Проведено сопоставление наиболее известных причин массовых вымираний биоты (вулканы, импактные воздействия, аэрозоли). Показано, что климатическая система и Биосфера являются динамически устойчивыми системами и могут реагировать только локально на экстремальные воздействия. Утверждается, что общепризнанные причины массовых вымираний не являются доказательными. Требуются иные подходы с позиций взаимодействия сложных систем. Ключевые слова: массовые вымирания, импактное воздействие, трапповый вулканизм, аэрозоли. Введение Массовые вымирания организмов (МВ) являются наиболее четким признаком происшедшей глобальной катастрофы на Земле. Массовое вымирание – это одновременное в глобальном масштабе исчезновение многих таксонов высокого ранга, принадлежащих различным группам организмов, и резкое сокращение разнообразия тех, которые полностью не исчезают. Ведущая роль МВ подчеркивается еще и тем, что только через их структуру и динамику можно реконструировать причины и характер вызывающих их событий. Палеонтологи выделяют пять великих массовых вымираний и около 15 мелких вымираний. Около 443 млн. лет назад завершилось великое ордовикское вымирание. За 3,3–1,9 млн. лет исчезло 57% родов, 86% видов организмов. Великое девонское вымирание (359 млн. лет назад) длилось не более 2 млн. лет, вымерло 35% родов и 75% видов. Во время великого пермского вымирания (258,3 млн. лет назад), которое продолжалось не более нескольких десятков тысяч лет, погибло 56% родов и 96% видов. Это вымирание считается крупнейшим в истории Земли. Великое триасовое вымирание проходило в несколько этапов, длилось около 16 млн. лет и завершилось около 200 млн. лет назад исчезновением 47% родов и 80% видов. И, наконец, великое меловое вымирание, случившееся 65 млн. лет назад, лишило нас не только динозавров. В этот период погибло 40% родов и 76% видов. Учёные по-разному оценивают его продолжительность – от года до 2,5 млн. лет [1]. Причины глобальных катастроф в Биосфере являются предметом острых дискуссий и в настоящее время интенсивно изучаются и обсуждаются в научной литературе. До недавнего времени в качестве основных причин этих событий рассматривались либо взрывные воздействия крупных метеоритов или даже астероидов на поверхности Земли, либо сильные вулканические извержения, либо массовые излияния базальтов (трапповый магматизм). Основанием для таких утверждений служили предполагаемые и немного утрированные корреляции между этими событиями. Предполагалось, что эти явления служили поставщиками больших объемов аэрозолей в стратосферу, экранировавших солнечную инсоляцию, и тем самым являлись механизмом для запуска длительных похолоданий климата, сопровождавшихся вымираниями биоты. Причинно-следственная связь была привлекательна и стимулировала распространение этих идей. Схема вариаций численности биоты приведена ниже на рис.1. Рис.1. Схема массовых вымираний в фанерозое [2] 1. Импактные воздействия крупных астероидов (за и против) Первыми, кто попытался объяснить, что вызвало мел-палеогеновое катастрофическое развитие событий на Земле, были нобелевский лауреат по физике Луи Альварес и его сын Уолтер (Alvarez et al., 1980). Они предположили, что в это время на Землю упал очень крупный метеорит. В стратосферу были выброшены огромные объемы частиц пород и пыли. Возник аналог ядерной зимы, дестабилизировавший биосферу и приведший к массовому вымиранию видов в этот период и динозавров. Доказательством послужили измерения концентраций иридия, которого на Земле мало. но много в метеоритах. Оказалось, что в земных слоях возрастом 65 млн. лет иридия примерно на 4 порядка больше, чем в обычных земных породах. В большинстве изученных разрезов основной иридиевый пик приходится на, так называемые, пограничные глины [3]. Обычно это резко выделяющиеся в карбонатных толщах прослои пелитов с микросферическими конкрециями, обогащенными иридием. Аномалия впервые установлена в «пограничных глинах» итальянского разреза Губбио, где они представлены сантиметровым прослоем известкового монтмориллонитового пелита, вероятно туфогенного происхождения, расположенного в основании нижней палеоценовой зоны Globigerina eugubbina. В других европейских разрезах слои с повышенным содержанием иридия имеют большую мощность и, в ряде случаев, залегают ниже первого появления маркерного вида G. eugubbina. Иридий, сидерофильный элемент из группы платиноидов, имеет крайне низкую концентрацию в земной коре - около 0,03 нг/г, но весьма распространен в космическом веществе, где его содержание колеблется в пределах 500-5000 нг/г. В пограничной глине концентрация иридия чаще всего составляет от 2 до 80 нг/г, т.е. на два-три порядка выше, чем в выше- и нижележащих слоях. "Иридиевая аномалия" ныне установлена примерно в 150 разрезах, рассеянных по всему земному шару в океанах и на континентах. Космическая природа данной геохимической аномалии аргументируется также космическими соотношениями сидерофильных элементов; присутствием на этой границе ударно-метаморфизованного кварца и полевого шпата, стишовита, стекол ударного плавления (тектитов). Доказательством вероятности ударного события может служить также идентификация крупных импактных структур на поверхности Земли, имеющих возраст близкий к мел-палеогеновому рубежу [3]. Поэтому эта гипотеза стала доминирующей. Однако дальнейшие исследования показали, что ситуация с динозаврами значительно сложнее. Перед тем как занять главенствующее положение на Земле, динозавры пережили два периода массового вымирания. Исследования ученых из Университета Бристоля показали, что перед тем, как гигантские ящеры стали активно размножаться, имел место период "выживания". Пресс-релиз работы, опубликованной в журнале Biology Letters, можно найти на сайте университета. Геологические данные свидетельствуют в пользу того, что динозавры начали расселяться по Земле спусти 30 миллионов лет после своего появления около 230 миллионов лет назад. За это время они успели образовать все привычные жизненные формы: крупные хищники, длинношеие травоядные и другие. Авторы работы считают, что ящеры смогли распространиться по планете не благодаря своему разнообразию, а по причине массового вымирания, которое произошло около 228 миллионов лет назад. По неясным причинам в этот период исчезло около 35 процентов всех существовавших семейств. Помимо динозавров, очень сильно сократилась численность организмов, населявших Землю до них. Таким образом, ящеры просто заняли освободившиеся экологические ниши. На границе между триасовым и юрским периодами (около 200 миллионов лет назад) произошло еще одно массовое вымирание, приведшее к исчезновению примерно половины населявших Землю видов. Это события стало ключевым в "карьере" динозавров [4]. Один из авторов работы, Майкл Бентон из Университета Бристоля, считает проведенное исследование доказательством того, что законы, управляющие эволюционными процессами, значительно сложнее, чем принято считать. Следует отметить, что иридий находился в горных породах, которые имели вид «шариков» возникших под воздействием огромного давления ударной волны при падении астероида. Исходя из наличия шариков, а также ряд других доказательств, доктор Алан Хильдебранд из Университета Калгари делает вывод, что удар пришелся в районе полуострова Юкатан, образовав при этом кратер, известный сегодня как Чиксулуб. Химический анализ позже подтвердил, что шарики и в самом деле произошли из горных пород кратера [5]. Теория удара, казалось бы, дала полный ответ на вопрос о гибели динозавров. Так Хильдебранд и другие сторонники теории удара утверждали, что событие, произошедшее 65 миллионов лет назад (падение астероида) и последствия этого события и явилось причиной гибели динозавров. Но группа ученых под руководством профессора Герта Келлера из Принстонского университета и профессор Вольфганг Штинисбек из Университета Карлсруэ не согласились с выводами теории Хильдебранда. Они обнаружили ряд геологических несоответствий, которые предлагают, что истина может быть гораздо сложнее. Свои исследования они сосредоточили на ряде горных пород в Мексике, где слой иридия был отделен от шариков многометровым слоем песчаника. Это исследование подверглось критике сторонниками теории удара. Так профессор Ян Смит из Университета Врий (Амстердам), развеял идеи Келлера. Смит утверждал, что слой песчаника был образован массивными волнами цунами, вызванного падением астероида, и не подрывает идею одного удара [5]. Но группа Келлера нашли доказательства – такие, как древние норы червей. Он предположил, что отложения песчаника были не сплошными, а разделялись норами ископаемых червей [http://cometasite.ru/aster_dinozavr/]. Они пришли к выводу, что существует зазор около 300 000 лет между отложением шариков (из кратера Чиксулуб) и отложениями иридия, как составной части астероида. Поэтому можно сделать два вывода: 1. Кратер Чиксулуб, по их словам, был слишком стар, чтобы быть причиной гибели динозавров. 2. Должно быть, был еще один удар в другом месте, который и был виновником катастрофы. Но, кратер от падения этого метеорита еще не найден. Исследование Келлера вызвало оживленные научные споры. В 2001 году, что бы попытаться разрешить спор, международная группа ученых изучила образцы из глубины кратера Чиксулуб. Как и следовало ожидать, каждая сторона представила доказательства, поддерживающие свои теории. В последнее время работы Келлера получили некоторую поддержку. И расширился круг ученых, которые начали подвергать сомнению другие гипотезы, связанных с падением астероида. Клэр Белчер из Royal Holloway Лондонского университета, нашла доказательства, которые показывают, что после падения астероида сопутствующие пожары не были широко распространены в Северной Америке [5]. Профессор Дэйв Арчибальд из университета в Сан-Диего убежден, что выживание в то время таких существ как лягушки, опровергает идею, что динозавры погибли из за выпадения кислотных дождей, или что «воздействие» зимы вызвало массовое и устойчивое понижение температуры. Доктор Норман Маклеод из Музея естественной истории в Лондоне, является одним из большой группы ученых, которые убеждены, динозавры были уже на грани вымирания в результате изменения климата, задолго до катастрофы, вызванной падением астероида. Последние исследования указывают, что падение этого астероида не вызвало столько разрушений, как считалось ранее. Исследования проводились в лаборатории Jeroen Tromp. Профессор Блэр из Пристонского департамента геологических наук о Земле смоделировал удар астероида, который образовал кратер Чиксулуб в Мексиканском заливе. Суммарная мощность выделившейся энергии была эквивалентна взрыву 2 миллионов водородных бомб, что, по мнению многих ученых, вызвало массовое вымирание динозавров около 65 миллионов лет назад. Исследования команды ученых показало, что сейсмические волны, вызванные взрывом от метеорита, будут рассеяны, а не сфокусированы, что вызвало бы менее тяжелые смещения земли. Следовательно, цунами, сейсмическая и вулканическая активность были не столь разрушительны, чем предполагалось ранее. По словам Тромпа, который также является директором Института вычислительных наук и техники в Принстоне, и профессора прикладной и вычислительной математики Мешеде, суть разработанной модели заключается в том, что после удара метеорита, сейсмические волны распространяются через поверхность Земли, как после камня, брошенного в воду, и встречаются на противоположной стороне. Но их суммарная энергия не столь разрушительна, так как из-за неоднородности планеты и ее эллиптической формы, часть сейсмических волн отклоняется, рассеивается, или поглощается земными породами. Поэтому и смещение земной коры будет не таким огромным (порядка 10-15 метров), а в 3-5 раз меньше [5]. Модель показывает, что противоположные фокусировки сейсмических волн от удара объекта такого размера, было чрезвычайно переоценено в предыдущих расчетах, которые использовали сферическую модель Земли. На сферической модели, все волны сходятся в одной точке, и, как результат, имеют огромную амплитуду. Исследователи обнаружили, что сейсмические волны были разрознены, а это означает, что количество энергии, сосредоточенной в антиподе взрыва, было значительно меньше. Следовательно, разрушения были не столь масштабные и значительные. Итак, на доказательство импактной версии вымираний потрачено много усилий, но каков итог? Мы, в свою очередь, провели анализ наиболее важных катастрофических ситуаций для варианта импактных воздействий
Добавил в систему: Рукин Михаил Дмитриевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

О массовых вымираниях биотыстатья

Прикрепленные файлы