Позднедевонское вымирание спровоцировано взрывом с
Авторы статьи высказывают предположение, что из-за увеличения температур у поверхности Земли усилилась атмосферная конвекция и в стратосферу, где находится озоновый слой, стало поступать больше водяного пара. Этот пар участвовал в каталитических реакциях преобразования неорганических соединений хлора (в первую очередь HCl и ClON2O) в ClO — свободные радикалы, разрушающие озон. Такой же механизм действовал и для соединений брома.
То, что после конвективной закачки воды в нижнюю стратосферу в ней появляются свободные радикалы хлора и брома и уменьшается содержание озона, подтверждено наблюдениями и моделированием. Однако, этот эффект обычно кратковременный, так как поступающий в стратосферу водяной пар подвергается фотолизу, а ClO превращается обратно в HCl и ClON2O примерно через неделю. А так называемые конвективные штормы происходят не постоянно, а лишь эпизодически, и только в весенне-летний период.
К тому же вертикальный диапазон подобных процессов ограничен нижними слоями стратосферы — 12–18 км над уровнем моря, а стратосферный озон в основном сосредоточен на высоте от 20 до 30 км, то есть большая часть озонового слоя при таком сценарии остается незатронутой. Более того, эффект конвективного усиления обычно ограничен географическими границами. К примеру, регулярно появляющаяся и исчезающая озоновая дыра над Антарктидой, через которую к поверхности Земли проникают УФ-В лучи, пока никак не повлияла на состояние экосистем.
В работе, которая недавно была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, американские ученые из Иллинойсского университета во главе с профессором астрономии и физики Брайаном Филдсом (Brian Fields) предположили, что долгосрочное истощение озонового слоя в конце девонского периода было связано с какой-то космической причиной.
Авторы провели расчеты, которые показали, что ни удары метеоритов, ни солнечные вспышки, ни слияния нейтронных звезд с образованием килоновых, ни гамма-всплески не могли дать такой эффект. Для этого было необходимо длительное воздействие, характерное только для взрывов сверхновых.
Результаты моделирования подтвердили, что катастрофическое разрушение стратосферного озона, способное вызвать нарушения, зафиксированные в ископаемых растениях в конце девонского периода, могло быть вызвано действием ионизирующего излучения от взрыва сверхновой.
Предположение о том, что взрывы сверхновых могут быть причиной массовых вымираний, было высказано еще в 1950-х годах. Сверхновые распространяют в космос пучки ионизирующих фотонов — ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. При определенной интенсивности, по мнению ученых, они могут истощить озоновый слой. Сначала «дальность поражения» оценивали в 25–50 световых лет, но сейчас авторы показали расчетным путем, что объект излучения может находиться и дальше — до 65 световых лет, а поток заряженных частиц от взрыва сверхновой может «омывать» Землю в течение 100 тысяч лет. То есть, в отличие от эпизодического, сезонного и географически ограниченного истощения озонового слоя, вызванного усилением атмосферной конвекции, последствия взрыва сверхновой будут долгоживущими и глобальными.
Ископаемые свидетельства говорят о том, что снижение биоразнообразия на границе девона длилось на протяжении 300 тысяч лет — сначала появились дефекты спор и пыльцы и потеря их разнообразия, за которыми последовал упадок и исчезновение многих видов растений и животных, включая протодеревья, пластинокожих рыб, трилобитов, аммонитов, конодонтов, хитинозойных и акритархов. По мнению авторов, это может свидетельствовать о нескольких катастрофических событиях (то есть, возможно, что в те времена в Галактических окрестностях Солнца последовательно произошло несколько взрывов сверхновых).
То, что потоки энергии и вещества, выброшенные при взрывах сверхновых, периодически достигают Земли, подтверждено находками космогенного радиоизотопа железа-60 в отложениях возрастом 6–8 и 2–3 млн лет.
Железо-60 не образуется на Земле или в Солнечной системе — оно формируется именно при взрывах сверхновых. К сожалению, этот радиоизотоп нельзя использовать для доказательства предложенной авторами исследования гипотезы массового вымирания, произошедшего 359 млн лет назад, потому что период полураспада железа-60 составляет всего 2,6 млн лет.
Изотопы — плутоний-244 и самарий-146 не образующиеся на Земле, а попадающие на ее поверхность с потоками вещества сверхновых, в отличие от железа-60, обладают более длинными периодами полураспада.
Если хоть один из этих изотопов будет найден в отложениях верхнего девона, можно будет считать гипотезу доказанной, отмечают ее авторы.
"Элементы" 09.09.2020.
Другие статьи в литературном дневнике:
