Содержание кислорода и углекислого газа в земной атмосфере и Мировом океане непостоянно. Периодически бурный рост земной растительности приводит к тому, что продуктов ее жизнедеятельности становится слишком много. Моря насыщаются органическими остатками, и изрядная их часть оседает на дно, выводя тем самым заключенный в них углерод из круговорота веществ в природе. Избыток органики исчезает, а очищенная гидросфера вновь насыщается кислородом.
Происходит примерно то, что мы регулярно видим во много меньших по размерам природных водоемах, когда они «цветут», а живущая в них рыба, оставшись без кислорода, погибает. Глобальный процесс отличается от судьбы отдельно взятого пруда тем, что, естественно, требует большего времени и выглядит не так драматично: все-таки «замор» океанского масштаба маловероятен, речь идет о том, что органических остатков становится больше. Самоя же главное различие — во влиянии на климат. Пруды «цветут» жарким летом, при этом повлиять на погоду они не могут. На глобальном уровне зависимость сложнее. Чем больше растительности — тем больше парниковых газов и, соответственно, теплее. А чем теплее — тем больше растений и т. д.
Заканчивается это все тем, что специалисты называют аноксическим событием. Кислорода в гидросфере становится заметно (на проценты) меньше, в некоторых зонах океана и придонных вод — еще меньше. Попадающая туда органика захоранивается, и через некоторое время на очищенной и похолодевшей Земле снова становится легче дышать.
Команда ученых из Университета Эксетера (Англия) задалась целью оценить требуемое «некоторое время»: как долго планетная биосфера в прошлом находилась в режиме аноксического события? Такие события неоднократно прослеживаются в геологической летописи, датировка их начала не вызывает серьезных проблем. Сложнее с окончанием.
Специалисты решили, что знаменующий конец «кислородной недостаточности» момент должен запечатлеться в осадочных породах ростом количества следов лесных пожаров. Раз атмосфера насыщается кислородом, находящейся в ней древесине легче загореться.
В качестве объекта изучения выбрали Тоарское аноксическое событие, следы которого можно увидеть в отложениях тоарского яруса нижней юры. Произошло оно примерно 183 миллиона лет назад. Следы окаменелых древесных углей разыскивали в вышележащих породах в Мокрасе (Уэльс) и Пенише (Португалия).
Как показало исследование, последующий за «малокислородным» периодом временной отрезок действительно отличался повышенным содержанием окаменелых следов когда-то бывших лесных пожаров. «Пожарный» период продолжался 800 тысяч лет, а начался он через миллион лет после аноксического события. Видимо, эту цифру и надо считать продолжительностью последнего. Безусловно, масштабы и длительность других аналогичных событий могут отличаться, но порядок величин, видимо, будет таким же.
«Мы утверждаем, что значительное увеличение активности огня было обусловлено главным образом ростом содержания кислорода в атмосфере, — говорит Сара Бейкер (Sarah Baker), географ из Университета Эксетера. — Наше исследование дает первые подтверждения на основе окаменелостей, что такое изменение уровня кислорода в атмосфере может произойти за один миллион лет».
Вполне возможно также, что начавшийся рост числа пожаров сам по себе способствовал прекращению аноксии в океане, так как вел к сокращению наземной растительности, которая, разрыхляя грунт корнями, способствует смыву в океан содержащихся в почве минеральных и органических веществ и сама потребляет много кислорода для дыхания.
О результатах исследования его авторы рассказали в статье, опубликованной в Nature Communications.
Это была хорошая новость. А плохая в том, что современный океан тоже находится «на грани аноксии».
Наука
Сергей Сысоев
