Причины массовой гибели морских организмов на границе мезозоя и кайнозоя

C М.С. Бараш (Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, barashms@yandex.com). Причины массовой гибели морских организмов на границе мезозоя и кайнозоя – современные представления. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 г http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_1.pdf

У границы мезозойской и кайнозойской эр (мела и третичного периода –КТ-границы) Земля испытала потрясения, которые затронули все ее внешние оболочки: литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу. В большинстве разрезов граница соответствует стратиграфическому перерыву. В глубоководных отложениях она характеризуется резким сокращением скорости осадконакопления. В областях внешнего шельфа и верхней части материкового склона преимущественно карбонатные отложения сменяются черными глинами. Во всех случаях карбонатность осадков падает.

Во время этого кризиса вымерло около половины родов. Исчезновение иноцерамид в начале позднего маастрихта считается глобальным и связывается с притоком богатых кислородом придонных антарктических вод. В разрезах Дании описано внезапное исчезновение большинства брахиопод в самом конце маастрихта одновременно с массовым исчезновением планктона.

Исследование хронологии вымирания возможно только в непрерывных разрезах с высоким стратиграфическим разрешением. 3а стратотип принят разрез Эль-Кеф в Тунисе.
Здесь исследованы планктонные и бентосные фораминиферы, известковый нанопланктон, динофлагелляты, остракоды, пыльца и споры. Крупные изменения на мел-палеогеновой границе обнаружены только в комплексах фораминифер и нанопланктона.

Рауп и Яблонски [1], по данным изучения разных микрофоссилий, полагают, что КТ-событие было глобальным. Исследование нанопланктона в разрезах, содержащих КТ-границу, в области Тетиса, Индийском океане и в Южной Атлантике показало, что вымирание нанопланктона было внезапным и синхронным на КТ-границе на всех широтах. Сочетание повсеместного падения концентрации нанофоссилий с понижением уровня моря и иридием, отложенным на КТ-границe.

В конце маастрихта примерно за миллион лет до границы существенных изменений в составе нанопланктона не наблюдается, что свидетельствует о стабильных условиях.
Каковы свидетельства природных событий у КТ-границы? Выявлен сдвиг b13С, обусловленный сокращением продуктивности из-за массовой гибели планктонных организмов. Значения b18О бентосных фораминифер в низких и высоких широтах в начале и в конце маастрихта (70.5 и 66 MA) соответствуют температурам порядка 7°C. 70.5 MA в высоких широтах выявлено похолодание. Для последних трех млн лет маастрихта (~68.5–65.5 MA) в западной части Северной Атлантики по b18О планктонных фораминифер определено повышение температуры на 6°C. Таким образом, в маастрихте похолодание сменилось потеплением.

У К-Т-границы отмечается пик соотношения 87Sr/86Sr. Он объясняется увеличением выветривания материковых пород и речного выноса радиогенного стронция в океаны в результате понижения уровня моря и расширения площади материков. Другая гипотеза связывает его с импакт-событием и кислотными дождями, увеличившими выветривание.

Важнейшим геохимическим свидетельством падения на Землю болида (импакт-события) было открытие Альваресом и др. иридиевой аномалии на К-Т-границе. Присутствие иридиевой аномалии на рубеже 65 млн.л.н. обнаружено во многих кернах глубоководного
бурения и в разрезах на материках. Аномалия содержалась в пределах тонких слоев, что подтверждает разовое выпадение на дно осадка с чрезвычайно высокой концентрацией этого элемента. Это катастрофическое импакт-событие оказало губительное воздействие на биоту и послужить триггером крупных изменений условий среды. Найдены и другие признаки импакт-событий – шоковый кварц, стекловатые сферулы микротектиты, цунамиты и ударные кратеры на шельфе п-ва Юкатан ( кратер Чиксулуб). У побережий Мексиканского залива найдены мощные отложения цунамитов.


При падении астероида в океан выброс в атмосферу водяного пара должен был вызвать
парниковый эффект. Удар астероида по карбонатным породам с большим содержанием CaCO3 и CaSO4 увеличил в атмосфере содержание CO2 и сернокислых аэрозолей. Это привeло к выпадению кислотных осадков и повышению температуры на несколько градусов.

К главным абиотическим причинам массового вымирания организмов относят изменения климата, уровня моря, мощные излияния базальтов и импакт-события. Понижения освещенности, парниковый эффект, изменения температуры, кислотныe дожди, пожары, pаспространение облаков пыли снижают фотосинтез и нарушают всю пищевую цепь.

1. Raup D.M., Jablonski D. Geography of end-Cretaceous marine bivalve extinctions // Science. 1993. V. 260. P. 971–973.