SIBERIA ORIENTALE, 251 MILIONI DI ANNI FA
Un gigantesco flusso di materiale del mantello salì dalle viscere nella parte nord-orientale della Pangea, dove si trovava la Siberia, e sciolse il guscio di pietra. Le eruzioni di lava basaltica e cenere durarono diverse migliaia di anni e coincisero con la più massiccia estinzione di animali nella storia del pianeta. Sono gli strati di basalto ghiacciato che formano il caratteristico paesaggio a gradoni di molti altipiani della Siberia orientale, come l'altopiano Putorana.
Figura: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Per molto tempo, le catastrofi globali che potrebbero influenzare l'evoluzione della vita terrena sono state di scarso interesse per gli scienziati. Era più importante per geologi e paleontologi capire il progressivo e continuo cambiamento delle specie. Solo relativamente di recente, a metà del secolo scorso, quando è stato stabilito che le estinzioni di massa coincidono nel tempo con eventi catastrofici, come focolai di vulcanismo e caduta di meteoriti, hanno iniziato a essere studiati in modo mirato.
Per la prima volta, il naturalista francese Georges Cuvier ha parlato di catastrofi avvenute sulla Terra in passato all'inizio del XIX secolo. Il talentuoso paleontologo comprese che gli animali delle epoche passate erano completamente diversi da quelli attuali, che, ad esempio, le ossa di ittiosauri e plesiosauri si trovano in alcuni strati delle Alpi ed è inutile cercarle nei sedimenti successivi. E le ossa di lamantini e foche, al contrario, non dovrebbero essere cercate accanto ai resti degli ittiosauri. In qualità di esperto anatomista comparativo che ha studiato le vaste collezioni di mummie animali e dei loro bassorilievi in pietra, presi dai soldati di Napoleone dall'Egitto, ha visto che le specie animali non sono cambiate per 2000-3000 anni. Affinché nella storia della Terra durata, come si credeva, non più di 100.000 anni, ci siano stati frequenti cambiamenti nelle specie del mondo animale, sono necessari alcuni eventi distruttivi a breve termine. E Cuvier propose l'idea di periodiche catastrofi, le cui vittime furono innumerevoli esseri viventi: "Alcuni, gli abitanti della terra, furono assorbiti dalle alluvioni, altri, abitando le viscere delle acque, finirono sulla terraferma insieme al fondo del mare improvvisamente sollevato …"
NORD AMERICA, 65,5 MILIONI DI ANNI FA
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Un cratere e rocce speciali trovati nell'area della penisola dello Yucatan, nel territorio del Messico moderno, indicano che un asteroide è caduto lì. La sua caduta ha causato conseguenze catastrofiche: l'onda d'urto ha bruciato quasi tutta la vita nella zona e un mostruoso tsunami ha devastato la costa. L'onda ha trasportato la vita marina sulla costa, come molluschi ammoniti e lucertole marine, mosasauri nascosti in una conchiglia a spirale. I loro resti si trovavano a chilometri dall'acqua e servivano da cibo per i rari abitanti sopravvissuti della terra. Quando ha colpito il suolo, l'asteroide è evaporato e ha buttato fuori dal cratere una miscela di polvere, cenere, vapore caustico, che, salendo nell'atmosfera, l'ha avvelenato e ha eclissato il Sole. L'ondata di freddo e la pioggia acida probabilmente durarono diversi anni. Questo evento è stato accompagnato dall'estinzione del 35% delle specie di vita marina, nonché di tutti i grandi rettili: lucertole marine,dinosauri e pterosauri.
Figura: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Gli scienziati sono tornati all'idea delle catastrofi geologiche 100 anni dopo, quando hanno notato che la progressiva crescita della diversità degli organismi che abitavano la Terra era stata interrotta da almeno due grandiose cadute nel loro numero. Queste interruzioni coincidono con i confini delle ere geologiche: Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica.
La più massiccia estinzione di esseri viventi nell'intera storia della Terra avvenne 251 milioni di anni fa, alla fine dell'era Paleozoica. Oltre il 90% delle specie marine e il 70% delle specie terrestri sono scomparse per sempre dalla faccia della Terra - sono rimaste solo le più piccole e semplici. Negli oceani, la formazione di barriere coralline, che in precedenza erano diffuse in tutti i mari, si fermò e sulla terraferma - l'accumulo di carbone, poiché scomparvero le foreste lussureggianti che lo coprivano da linfoidi simili ad alberi, felci e varie antiche gimnosperme. Gli scienziati stanno cercando le ragioni di questa estinzione sia nello stato della biosfera stessa che al di fuori di essa. Tra le cause esterne di estinzione oggi, più spesso chiamata catastrofe causata da potenti eruzioni vulcaniche nella Siberia orientale e in parte occidentale. È stato un evento geologico a breve termine che ha fortemente influenzato la biosfera. Le sue tracce sono catturate sotto forma di un vasto strato di basalti, spesso diversi chilometri, chiamato trappole siberiane.
Nella scogliera dell'altopiano della Putorana è chiaramente visibile uno strato di basalti, esploso 251 milioni di anni fa nel più breve tempo possibile - migliaia di anni. La copertura di lava antica in questi luoghi raggiunge uno spessore di 1,8 chilometri.
Foto: SERGEY FOMIN / LOOK RUSSO
Si sono formati nel più breve intervallo di tempo geologico - circa 160.000 anni e forse non più di 8.000 anni. Le lave basaltiche coprivano un massimo di 7 milioni di chilometri quadrati di terra. Dalle viscere sono stati espulsi da 2 a 3 milioni di chilometri cubi di materiali vulcanici, compresi milioni di gigatonnellate di anidride carbonica. Il contenuto di quest'ultimo nell'atmosfera di quel tempo è aumentato di 7-10 volte. (Ad esempio, se l'umanità brucia tutti i combustibili fossili durante il secolo in corso, la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera aumenterà 2-3 volte.) Inoltre, il riscaldamento dell'atmosfera dovuto ai gas serra e ai particolari pannelli solari sotto forma di nuvole, costituiti da grandi particelle di la cenere e l'impennata sull'intero pianeta, hanno portato al riscaldamento degli strati superiori dell'oceano e al rilascio di miliardi di tonnellate di metano,fino ad allora incatenato da cristalli di ghiaccio sullo scaffale. Questo gas è uno dei fattori serra più efficaci, inoltre, si ossida rapidamente, sottraendo ossigeno dall'atmosfera. L'effetto complessivo dei cambiamenti atmosferici è stato potenziato dalla peculiare paleogeografia del pianeta. A quei tempi, tutti i continenti si univano in un unico supercontinente - Pangea, che si estendeva da un polo all'altro. (La piattaforma siberiana si trovava nella sua parte nord-orientale.) Nella parte centrale, lontana dalla costa, una vasta area del supercontinente, non pioveva quasi, era secca e praticamente senza vita. Gli animali terrestri si sono concentrati alla periferia di Pangea, delimitata da catene montuose, e gradualmente si sono spostati sulla sua costa meridionale, antartica, dove non faceva troppo caldo. Il calo del contenuto di ossigeno nell'atmosfera ha reso impossibile la vita in montagna,e solo piccole aree basse rimasero abitate.
In un tale ambiente, la maggior parte dei rettili e dei pesci, così come le alghe calcaree, i coralli e le spugne si sono trovati nelle condizioni più sfavorevoli. Il primo soffriva di una mancanza di avvelenamento da ossigeno e anidride carbonica, il secondo è stato rovinato dall'acidificazione delle acque marine causata dalla dissoluzione dell'anidride carbonica in eccesso in esse. Alcuni anfibi terrestri sopravvissero, così come i rettili, ad esempio i proterosuchia - gli antenati dei dinosauri, i cinodonti - dinosauri simili ad animali, antenati dei mammiferi e listrosauri - i loro lontani parenti. Erano piccoli animali che richiedevano meno energia per rimanere attivi, il che significava che consumavano meno ossigeno. I lystrosauri avevano adattamenti che, al contrario, consentivano loro di assorbire più aria, e quindi ossigeno, - un torace allargato e sezioni del cranio associate alla respirazione. Tra gli animali marini, anche i più piccoli foraminiferi, brachiopodi e bivalvi sopravvissero al disastro, poiché avevano bisogno di meno cibo e ossigeno. I loro grandi parenti sono scomparsi. La flora terrestre ha sofferto non meno della fauna: le escrezioni vulcaniche contenenti cloro hanno distrutto lo strato di ozono, le forti radiazioni ultraviolette hanno paralizzato le spore che non erano ancora germinate, le piogge di acido solforico hanno bruciato il fogliame e gli ultimi succhi degli alberi morenti hanno risucchiato i funghi proliferanti. Il livello passato di biodiversità sulla Terra è stato ripristinato solo 60 milioni di anni dopo, verso la metà del periodo Giurassico.le forti radiazioni ultraviolette hanno danneggiato le spore che non erano ancora germogliate, le piogge di acido solforico hanno bruciato il fogliame e gli ultimi succhi degli alberi morenti hanno risucchiato i funghi moltiplicati. Il livello passato di biodiversità sulla Terra è stato ripristinato solo 60 milioni di anni dopo, verso la metà del periodo Giurassico.le forti radiazioni ultraviolette hanno danneggiato le spore che non erano ancora germogliate, le piogge di acido solforico hanno bruciato il fogliame e gli ultimi succhi degli alberi morenti hanno risucchiato i funghi moltiplicati. Il livello passato di biodiversità sulla Terra è stato ripristinato solo 60 milioni di anni dopo, verso la metà del periodo Giurassico.
Fattore cosmico
In molti luoghi della Terra, dove antichi fondali marini affiorano in superficie, è possibile vedere un sottile strato di argilla formatosi 65 milioni di anni fa. È su di esso che i geologi tracciano il confine tra il Mesozoico e il Cenozoico. Un notevole esempio di tale confine è stato recentemente scoperto nel sud-est della Spagna, vicino alla città di Caravaca de la Cruz: un sottile strato di argilla rossastra, diversi millimetri dentro, tra molti metri di marne bianche. Al di sotto di questo strato, ci sono i resti di vari animali che abitavano i mari dell'era mesozoica: le ossa di lucertole marine, conchiglie di ammoniti e le più piccole creature planctoniche - foraminiferi e coccolitoforidi, da cui si formavano limi calcarei, che alla fine si trasformarono in rocce calcaree - marne. Qui si trovano anche conchiglie fossili di minuscoli crostacei, che hanno ingoiato particelle di argilla,Sono stati pressati in grumi - palline - e in una forma così più "pesante" sono stati inviati sul fondo, creando una massa di materiale sedimentario. E "all'improvviso" tutti questi animali sono scomparsi, e quindi la formazione di sedimenti calcarei si è fermata completamente, mentre il tasso di accumulo delle particelle di argilla è diminuito centinaia di volte - questo è dimostrato dal basso spessore dello strato limite. Per diverse migliaia di anni il mare è rimasto quasi disabitato, poi la vita ha avuto il suo pedaggio e la cronaca geologica ne ha registrato la ripresa, iniziata con la riproduzione sfrenata di poche e piccole specie superstiti di foraminiferi. I gusci dei loro discendenti formavano nuovi strati di marna bianca.il tasso di accumulo delle particelle di argilla è caduto centinaia di volte - questo è dimostrato dal basso spessore dello strato limite. Per diverse migliaia di anni il mare è rimasto quasi disabitato, poi la vita ha avuto il suo pedaggio e la cronaca geologica ne ha registrato il restauro, iniziato con la riproduzione sfrenata di poche e piccole specie sopravvissute di foraminiferi. I gusci dei loro discendenti formavano nuovi strati di marna bianca.il tasso di accumulo delle particelle di argilla è caduto centinaia di volte - questo è dimostrato dal basso spessore dello strato limite. Per diverse migliaia di anni il mare è rimasto quasi disabitato, poi la vita ha avuto il suo pedaggio e la cronaca geologica ne ha registrato il restauro, iniziato con la riproduzione sfrenata di poche e piccole specie sopravvissute di foraminiferi. I gusci dei loro discendenti formavano nuovi strati di marna bianca.
EUROPA OCCIDENTALE, 5,33 MILIONI DI ANNI FA
Mentre in Africa orientale gli antenati dell'Australopiteco dominavano la savana, il Mar Mediterraneo ha vissuto una grave crisi ecologica. Le catene montuose in crescita hanno bloccato la sua comunicazione con gli oceani Indiano e Atlantico, a causa della mancanza di acqua, il mare si è gradualmente prosciugato. Un enorme bacino con una profondità fino a 5 chilometri in alcuni punti è rimasto quasi senz'acqua per centinaia di migliaia di anni. La crisi si è conclusa con un improvviso sfondamento delle acque atlantiche attraverso lo Stretto di Gibilterra. In questo caso, tre fattori potrebbero contemporaneamente svolgere un ruolo chiave: l'innalzamento del livello dell'Oceano Mondiale, i processi tettonici e l'erosione delle pareti del bacino. L'acqua del mare si tuffò nella depressione, formando la più grande cascata conosciuta oggi. Il prosciugamento e il catastrofico riempimento del Mar Mediterraneo viene catturato nei tanti chilometri di sale e gesso, in numerose grotte,canyon fluviali sepolti e il fondo a gradini dello Stretto di Gibilterra.
Figura: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Si può solo immaginare cosa sia successo sulla terraferma in questi millenni, perché non c'è confine chiaramente tracciato negli strati marini nei sedimenti terrestri. È ben noto che gli ospiti della terra - vari e numerosi dinosauri e pterosauri - non sono sopravvissuti a questa frontiera.
Quali eventi ebbero luogo 65 milioni di anni fa che separarono ere geologiche e causarono tali cambiamenti globali? Alla ricerca di una risposta a questa domanda, gli scienziati si sono rivolti a fattori cosmici. A metà del XX secolo, gli astrofisici scoprirono il fenomeno della nascita di supernove associate a enormi esplosioni di energia, ei paleontologi presumevano che questa energia improvvisamente rilasciata, raggiungendo la Terra, potesse strappare la sua magnetosfera, che proteggeva il pianeta dalle radiazioni forti, e quindi condannare i suoi abitanti a Morte. Tuttavia, non è stato possibile confermare questa ipotesi studiando la documentazione geologica.
Inoltre, è nata presto un'altra idea di una catastrofe spaziale, che ha rapidamente guadagnato popolarità. Il geofisico americano Walter Alvarez ha scoperto vicino alla città italiana di Gubbio in un sottile strato di argilla, che segna il confine tra le ere Mesozoica e Cenozoica, un contenuto insolitamente alto di iridio, centinaia di volte superiore alla concentrazione media di esso nelle rocce ordinarie. Il padre di Walter, il fisico atomico Luis Alvarez, ha contribuito a trovare una spiegazione per questo fenomeno. Si è scoperto che i frammenti di meteoriti caduti sulla Terra contengono anche molto iridio e altri metalli del gruppo del platino. Ciò significa che questi elementi potrebbero entrare nello strato di argilla a seguito dell'impatto di un corpo spaziale. Gli Alvares si interessarono alla coincidenza del tempo della presunta caduta del meteorite e della morte dei dinosauri e collegarono questi due eventi in un'unica ipotesi di un "inverno degli asteroidi" per analogia con un "inverno nucleare":se un asteroide di oltre 10 chilometri di diametro colpisce la Terra a una velocità di 20 chilometri al secondo, si verifica un mostruoso rilascio di energia, 10.000 volte superiore a tutte le attuali riserve nucleari dei terrestri. Alcuni degli abitanti del Mesozoico morirono immediatamente per shock e ondate di calore, il resto si estinse per le conseguenze della caduta: la polvere che volò nell'atmosfera rifletteva i raggi del sole. Iniziò uno schiocco freddo e la vegetazione, rimasta senza luce e calore, iniziò a morire. Questa è stata seguita dall'estinzione di massa degli animali privati del cibo.il resto è morto per le conseguenze della caduta: la polvere che è volata nell'atmosfera riflette i raggi del sole. Iniziò uno schiocco freddo e la vegetazione, rimasta senza luce e calore, iniziò a morire. Questa è stata seguita dall'estinzione di massa degli animali privati del cibo.il resto è morto per le conseguenze della caduta: la polvere che è volata nell'atmosfera riflette i raggi del sole. Iniziò uno schiocco freddo e la vegetazione, rimasta senza luce e calore, iniziò a morire. Questa è stata seguita dall'estinzione di massa degli animali privati del cibo.
Dopo la comparsa di una piccola nota di Alvaresov nel 1980 sulla rivista Science, il numero di articoli scientifici sulle catastrofi globali è cresciuto centinaia di volte. Prima di tutto, cercavano prove della correttezza dei fisici che toccavano gli interessi della paleontologia. E hanno trovato molto: in quasi tutte le sezioni, dove lo strato limite di 65 milioni di anni è abbastanza ben pronunciato, è stata notata un'anomalia dell'iridio, così come cristalli di quarzo con una struttura d'urto - piccole crepe parallele che compaiono ad altissima pressione, tektiti (gocce raffreddate della fusione formate durante impatto di un grande meteorite sulle rocce), strati di fuliggine. Il cratere Chicxulub è stato scoperto anche in Messico, il tempo della sua comparsa coincide approssimativamente con questo confine.
Alluvione mediterranea
Georges Cuvier considerava le inondazioni marine la causa principale delle estinzioni globali, ma questa ipotesi non è stata confermata dai geologi moderni. Per allagare l'intera terra, ad eccezione delle alte montagne, e distruggere la maggior parte degli abitanti terrestri, sono necessarie almeno due condizioni: un aumento del livello dell'Oceano Mondiale di centinaia di metri e la caducità dell'evento. Oggigiorno, quando l'altezza media dei continenti sul livello del mare è di 670 metri, il volume dell'Oceano Mondiale dovrebbe quasi raddoppiare. Un tale evento non è mai accaduto nella storia della Terra e, a causa della mancanza di tali riserve di acqua libera, è difficilmente possibile in futuro. Due fenomeni principali regolano il livello dell'Oceano Mondiale: i cambiamenti nell'area dei ghiacciai continentali e delle dorsali oceaniche (alte catene montuose situate nelle parti centrali di tutti gli oceani). Ghiacciai tentacolaril'assorbimento di enormi masse d'acqua e la compressione delle dorsali medio-oceaniche portano al fatto che gli oceani ei mari si ritirano, prosciugando vaste aree della piattaforma. Processi inversi: lo scioglimento dei ghiacciai e la crescita di una rete di montagne sottomarine che spingono masse d'acqua fuori dalla conca oceanica contribuiscono all'innalzamento del livello dell'Oceano Mondiale. La coincidenza di questi due fattori può causare un innalzamento del mare molto significativo, come accadde nel mezzo del Cretaceo, circa 90 milioni di anni fa. Secondo le ultime stime, poi, il livello dell'Oceano Mondiale è salito di 250 metri, inondando vaste aree di terra. Tuttavia, considerare questo aumento come un'alluvione catastrofica è ostacolato dalla lunga durata dell'evento: milioni di anni, questo è quanto dura la crescita delle catene montuose sottomarine. L'oceano arriva lentamente, reclamando dalla terra un millimetro all'anno. Il mondo animale riesce ad adattarsi a questo ritmo,e non c'è una rapida estinzione di massa.
I fondali marini del periodo Cretaceo prima che fosse vuoto 65 milioni di anni fa. A sinistra - conchiglie di molluschi, "dinosauri dei mari", così chiamati per le loro grandi dimensioni e la simultanea estinzione. Il diorama è stato creato da autentici oggetti paleontologici di Santiago Lafargue.
Foto: ANDREY ZHURAVLEV
Le inondazioni locali, cioè le inondazioni rapide della terra, si sono verificate in passato più volte, ma in uno spazio molto limitato: non hanno mai coperto l'intero pianeta e non hanno causato molti danni agli abitanti della terra. La più grande alluvione confermata in modo affidabile si è verificata solo 6 milioni di anni fa nel Mediterraneo. A quel punto, a causa dell'isolamento dagli oceani Indiano e Atlantico, il Mar Mediterraneo si prosciugò, trasformandosi in un vasto bacino, in luoghi profondi quasi 5 chilometri rispetto al livello dell'Oceano Mondiale. Il suo fondo fu gradualmente riempito con uno strato di tre chilometri di gesso e sale formatosi durante l'evaporazione dell'acqua di mare, e nelle calde acque salmastre di laghi poco profondi conservati in alcuni punti, solo batteri speciali, l'aloarca, potevano sopravvivere. Questa fase della storia della regione è chiamata Crisi di Messina - dal nome della provincia siciliana, dove fin dall'antichità si estraeva il sale. I geologi hanno stabilito con molta precisione il momento in cui la crisi messiniana si è conclusa - questo è accaduto 5,33 milioni di anni fa, quando le acque dell'Oceano Atlantico hanno iniziato a penetrare lungo le fessure tettoniche attraverso il lato occidentale del bacino. Ad un certo punto, l'acqua ha attraversato un canale abbastanza ampio nelle rocce - l'attuale Stretto di Gibilterra - ed è sgorgata come una cascata nella pianura secca e salina. Il riempimento del Mar Mediterraneo è avvenuto molto rapidamente - solo 15.000-20.000 anni, durante i quali si stabilirono comuni comunità marine. L'ipotesi di un'alluvione catastroficamente rapida nel bacino del Mediterraneo è stata una delle prime ad essere espressa dal geologo sovietico Ivan Chumakov,che ha lavorato alla costruzione della diga di Assuan in Egitto negli anni '70 e ha scoperto, secondo i dati di perforazione, un antico letto del Nilo pieno di sedimenti marini. L'alluvione di Messina ha influenzato in modo significativo il clima nella sua regione, ma non ha portato a cambiamenti significativi nella biosfera.
Nel neocatastrofismo - questo è il nome della teoria di Cuvier aggiornata - ci sono molte ipotesi che non hanno ancora prove concrete. Se l'esistenza di epoche di potente vulcanismo è fuori dubbio, perché hanno lasciato tracce inequivocabili nella crosta terrestre, allora non è facile provare la caduta dell'asteroide e soprattutto l'ora esatta di questa caduta. Inoltre, in entrambi i casi, è estremamente difficile stabilire esattamente come le conseguenze del disastro abbiano portato all'estinzione della specie. Non c'è ancora alcuna spiegazione per il fatto che alcune grandi catastrofi (ad esempio, le effusioni di basalto in Sud America e in Africa 130 milioni di anni fa) non abbiano portato alla morte di massa degli organismi viventi. Non per tutte le principali estinzioni nella storia della Terra (ce ne sono sei) è stato possibile trovare cause catastrofiche: vulcaniche, cosmiche o altre. A causa della mancanza di fatti, è ancora difficile giudicareQuanto sia forte l'impatto delle catastrofi sull'evoluzione della vita, tuttavia, gli scienziati, anche quelli che sostengono il neo-catastrofismo, concordano su una cosa: e la più distruttiva delle antiche catastrofi non poteva distruggere completamente la vita terrena. C'è sempre stato qualcuno che ha dato origine a nuovi abitanti del pianeta.
Andrey Zhuravlev
