Климат на границе мелового и палеогенового периодов
Климат на границе мелового и палеогенового периодов, или на границе K-Pg, — один из важнейших научных вопросов в современной палеонтологии. Связан с вымиранием динозавров и других наземных и морских животных примерно 66—67 млн лет назад. Выдвинуто много теорий — падение астероида (астроблема Чиксулуб), вулканизм и изменение уровня моря. В современной науке принято связывать эти события воедино, астероид мог спровоцировать глобальные извержения вулканов. Есть много спорных моментов о длительности этого периода после начала вымирания. Известно, по уровню изотопов углерода в фораминиферах, перед границей K-Pg, что океан колебался по своей биологической продуктивности, но она не останавливалась и как либо серьёзно не падала, колебания прослежены за 3 млн лет до границы вымирания. Но сразу после наступления границы K-Pg океаническая биосфера резко прекратилась на десятки тысяч лет, были опустошены наземные и морские экосистемы.[1][2][3]
Геологическая граница мел-палеогенового вымирания K-Pg
Слой наблюдается в виде тонкой полосы отложений возрастом 66 млн лет и обнаруживается по всей планете. Эта граница отмечает начало кайнозойской эры. Все окаменелые кости динозавров, их яйца и копролиты найдены строго ниже этой границы. Выше этой границы также не встречаются мозозавры, плезиозавры, птерозавры и многие виды растений, беспозвоночных. Содержание иридия в этом слое значительно выше, нежели в других слоях и в целом на планете Земля — превышение в 30 раз обнаружено в Италии, превышение в 160 раз обнаружено в Дании, Стивнс. О таком аномальном проценте иридия говорит либо астероидная версия, либо вулканическая, но в данный момент палеонтологи и геологи придерживаются сводной теории, где удар астероида затем спровоцировал извержения на планете.[4]
Окончание мелового периода, климат до границы K-Pg
Меловой период (145—66 млн лет назад) характеризуется как тёплый, климат отличался влажностью, на планете был высокий уровень моря, множество мелководных огромных по площади тёплых морей. При этом начиная с раннего мелового периода и следуя к его окончанию, климат неуклонно снижал среднюю температуру. Тропические пояса планеты были намного теплее в начале мелового и холоднее в конце. 70 миллионов лет назад Земля находилась в фазе потепления и высокой влажности. Содержание углекислого газа было выше в 2,5 раза чем сегодня.[5][6]
Выдвигалась гипотеза что дело в циркуляции океанических течений. В Атлантическом океане одно течение ушло на большую глубину, дошло до тропиков Атлантики и охладило его. Второе течение наоборот пришло на смену первому, это течение было теплее и оно согрело ещё сильнее Гренландию. В итоге часть Атлантики остывала, часть сильно прогревалась. В самом последнем веке мелового периода, маастрихтском, произошли важные события. Анализы стратиграфии, фауны и изотопов показали что около 70 миллионов лет назад показали бурный рост фораминиферы и в целом увеличилось видовое разнообразие на 43 %. Это совпало с похолоданием в поверхностных и придонных водах. Следом возросла продуктивность биологических систем, начало нарастать содержание углекислого газа, Средние температуры достигли 21—23 °C. И около 67 миллионов лет назад видовое богатство и продуктивность стали снижаться, температура поверхностных вод упала до 13 °C. В течение 500 000 лет случилось массовое вымирание. За 200—400 тысяч лет до границы K-Pg вода в океане прогрелась на 3—4 °C, затем снова продолжила остывать на протяжении 100 000 лет. К моменту границы K-Pg и возможного удара астероида, исчезло 66 % видов.[7][8]
Климат на границе K-Pg
Температура и производительность флоры и фауны снизились. Это связывают с извержениями вулканов. С одной стороны возрос уровень углекислого газа до 2300 ppm, но скорее всего одновременно прогреванию Земли мешал пепел от извержений. Извержения сосредоточились главным образом в нынешних Деканских траппах в Индии.[9]
Климат начала палеогенового периода
Палеоцен, первая эпоха палеогена, начинается с фиксируемой границы K-Pg. Характеризуется полным вымиранием динозавров и появлением крупных млекопитающих. Начало палеоцена это прохладный климат, засушливый. Связан с пылью в атмосфере от извержений. Когда пыль осела, то во второй половине палеоцена температура значительно выросла, снова восстановились тропические пояса. Средняя температура составляла 23—29 °C. Это на 10—15 °C выше чем сегодня в этих же районах Земли. Меловой период был в целом влажным и жарким, значительно более тёплым чем сегодня. На протяжении уже 66 миллионов лет сохраняется тенденция к охлаждению планеты, это охлаждение прерывается краткими тёплыми периодами и затем снова идёт на спад. Теории связывают это с формированием кругового океанического течения вокруг Антарктиды, что сделало её изолированной от течений из тёплых регионов.[10][11]
В палеоцене полюса на Земле не имели льдов, климат был прохладным и умеренным. Северная Америка, Европа, Австралия, Южная Америка были тёплые и умеренные по климату. Среднее содержание углекислого газа 500 ppmV.[12][13]
Последствия
Больше всего пострадали животные и растения зависимые от солнечного света и фотосинтеза. Фитопланктон и растения не могли получать нужное количество энергии, фотосинтез почти полностью прекратился, началась гибель растений. Следом вымирали растительноядные дневные животные, затем вымирали дневные и ночные крупные и средние хищники. Вымерли многие виды моллюсков, включая аммониты. Считается что аммониты были основной пищей для мозазавров.
Среди животных вымирание относительно хорошо перенесли всеядные, насекомоядные и падальщики, так как падали и насекомых было много. Птицы и млекопитающие в этот период питались насекомыми, червями, улитками, а они в свою очередь умели есть детрит и любую доступную органику[14][15].