В отличие от других массовых вымираний, восстановление после «Великого вымирания» было медленным: потребовались миллионы лет, чтобы планета вновь заселилась и восстановила свое разнообразие. Теперь ученые, возможно, выяснили, что задержало восстановление Земли. Статья ученых была опубликована в журнале Nature Geoscience.

Группа крошечных морских организмов, называемых радиоляриями, исчезла после вымирания. Их отсутствие радикально изменило морскую геохимию, позволив сформировать тип глины, выделяющей углекислый газ. Этот выброс углекислого газа поддерживал бы температуру атмосферы и кислотность океанов, тем самым замедляя восстановление жизни.

«Это были экстремальные условия, которых не было на Земле в течение сотен миллионов лет, до появления жизни. Это просто показывает, как много мы не знаем об этих биогеохимических циклах и как небольшое изменение может очень быстро вывести систему из равновесия», - сказал соавтор исследования Клеман Батай, ныне профессор наук о Земле и окружающей среде в Оттавском университете в Канаде.

Ученые пытались понять изменения климата Земли в конце пермского периода (от 298,9 млн до 251,9 млн лет назад) и в начале триаса (от 251,9 млн до 201,3 млн лет назад). В то время все континенты были объединены в один огромный массив суши под названием Пангея, а огромная глыба вулканов, известная как сибирские ловушки, изрыгала согревающие планету парниковые газы, что, вероятно, способствовало вымиранию, которое привело к гибели почти все.

Команда хотела изучить процесс, называемый химическим выветриванием, когда горные породы на суше разрушаются и высвобождают кальций, который вымывается в океаны. Там кальций соединяется с углекислым газом (CO2), образуя карбонатные породы.

Чем теплее климат, тем быстрее происходит выветривание, потому что химические реакции происходят быстрее при более высоких температурах, а более проточная вода означает большую эрозию. Это создает петлю обратной связи, которая держит глобальные температуры под контролем: когда становится теплее и выветривание происходит быстрее, больше CO2 попадает в море и задерживается в океанских скалах, помогая охладить климат.

Когда климат охлаждается, выветривание замедляется, и в океанских породах скапливается меньше CO2, что предотвращает слишком сильное похолодание. Но есть и другой процесс, который может происходить в океане, называемый обратным выветриванием. Это происходит, когда минеральный кремнезем в изобилии образует новые глины на дне океана. Во время обратного выветривания эти глины выделяют больше CO2, чем могут уловить карбонатные породы.

В современных океанах не так много кремнезема, потому что крошечные планктонные организмы поглощают его для изготовления своих раковин, поэтому обратного выветривания не происходит. Точно так же в пермский период крошечные организмы, называемые радиоляриями, поглощали почти весь кремнезем, сводя тем самым обратное выветривание к минимуму.

Однако все это могло измениться в конце перми и начале триаса. В этот момент богатые кремнеземом породы, состоящие из бесчисленных раковин радиолярий, исчезли, что указывает на то, что радиолярии могли быть уничтожены. В то же время, как обнаружили Батай, Лю и их коллеги, баланс определенных вариантов молекул в океанских породах вышел из строя.

Ученые обнаружили, что некоторые изотопы лития практически исчезли из океана прямо перед Великим вымиранием и не восстанавливались в течение примерно 5 млн лет в триасовом периоде. Это рисует картину мира, в котором потеря радиолярий привела к тому, что океан был переполнен кремнеземом, что позволило произойти обратному выветриванию. По словам ученых, очевидно, что предстоит проделать еще много работы, но «это своего рода элегантная теория».