«Большая пятёрка» массовых вымираний фанерозоя уже давно привлекает значительное внимание научного сообщества и общественности. Среди них позднеордовикское массовое вымирание (LOME) — самое раннее в фанерозое, и вопросы о его причинах и динамике были в центре внимания наук о Земле в течение последнего столетия.
Традиционно продолжительность LOME оценивалась в 1–2 миллиона лет. Однако использование передовых высокоточных методов датирования цирконов U-Pb показывает, что вымирание происходило в гораздо более короткие сроки — в течение сотен тысяч лет.
Это исследование, [опубликованное](https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv6788) в Science Advances, было проведено международной исследовательской группой под руководством профессора Ли Сяньхуа из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (CAS) и профессора Жон Джиаю из Нанкинского института геологии и палеонтологии CAS.
В эволюции биосреды LOME демонстрирует отчётливую двухэтапную модель: первый этап (LOME I) совпал с резким глобальным похолоданием и быстрым началом хирнантского оледенения, в то время как второй этап (LOME II) произошёл после окончания оледенения и сопровождался быстрым глобальным потеплением.
Хотя существует чёткая временная корреляция между фазами LOME и изменениями климата, отсутствие точного геохронологического контроля мешало точному определению его сроков и темпа, ограничивая понимание механизмов обратной связи между изменением климата и массовым вымиранием.
Для определения сроков и темпа LOME исследователи провели комплексное геохронологическое исследование. Они использовали методы химического истирания, изотопного разбавления и масс-спектрометрии с термоионизацией для датирования цирконов U-Pb с высокой точностью. Даты были получены из слоёв пепла в стратиграфических разрезах на границе ордовика и силура в блоке Южного Китая, включая Глобальный стратотип и точку (GSSP) для основания хирнантского яруса в Ванцзяване, Ичан, провинция Хубэй.
Интегрируя геохронологию, биостратиграфию, углеродную изотопную хемостратиграфию и данные о биоразнообразии, команда реконструировала сроки и темп LOME. Они точно определили абсолютный возраст границы катийского и хирнантского периодов (442,65+0,17/−0,23 млн лет) и границы ордовика и силура (442,33+0,34/−0,33 млн лет), ограничив продолжительность хирнантского этапа примерно 320 тысячами лет и предоставив ключевые хронологические данные для обновления Международной хроностратиграфической карты.
С этой уточнённой хронологией исследователи выяснили, что LOME начался 442,76+0,35/−0,22 млн лет назад, продолжался примерно 400 тысяч лет и имел отчётливую двухэтапную структуру. LOME I длился 340 тысяч лет, в течение которых глобальный климат перешёл из парникового состояния в хирнантское оледенение, с похолоданием на 9 °C и средней скоростью похолодания 2,6 °C за 100 тысяч лет. Средняя скорость вымирания видов в этот период составляла 8,4 % за 100 тысяч лет.
В отличие от этого, LOME II длился около 60 тысяч лет и был отмечен быстрым переходом от ледникового периода к парниковому климату со средней скоростью потепления 12,2 °C за 100 тысяч лет. В этот период средняя скорость вымирания видов резко возросла до 71,6 % за 100 тысяч лет. Это исследование количественно демонстрирует доминирующую роль скорости изменения климата в контроле темпа вымирания.
В заключение, это исследование устанавливает точную абсолютную хронологическую шкалу для перехода между ордовиком и силуром, уточняет продолжительность и темп LOME и показывает, что скорость изменения климата была основным фактором, определяющим его темп. Эти результаты открывают новые перспективы для понимания взаимодействия между скоростью изменения окружающей среды и биологической эволюцией в истории Земли.
Предоставлено: [Китайская академия наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)