Карнийское плювиальное событие

Карнийское плювиальное событие или карнийский плювиальный эпизод[1] (англ. Carnian Pluvial Episode, CPE), — серьёзное изменение глобального климата и биотического круговорота, которое произошло во время карнийского века[2] верхнего триаса примерно 230,9 млн лет назад[3]. В период «Карнийского плювиального эпизода» в местности, расположенной в западной части современной Канады, произошла серия крупных извержений, вследствие чего длительное время шли кислотные дожди, последовали вспышки глобального потепления, климат часто изменялся: влажный на сухой и наоборот[4][5], что в значительной степени способствовало будущему процветанию эпохи динозавров[6]. Изменение климата сопровождалось периодом повышенной влажности, длящимся около одного миллиона лет, и серьёзным снижением биоразнообразия в океане и на суше[7].

система отдел ярус Возраст, млн лет назад
Юра Нижняя Геттангский меньше
Триас Верхний Рэтский 208,5—201,3
Норийский 227—208,5
Карнийский 237—227
Средний Ладинский 242—237
Анизийский 247,2—242
Нижний Оленёкский 251,2—247,2
Индский 251,9—251,2
Пермь Лопинский Чансинский больше
Деление дано в соответствии с IUGS по состоянию на декабрь 2016 года

Эпизод отмечен отрицательным сдвигом ≈4 ‰ в стабильных изотопах углерода (δ) ископаемых молекул (н-алканов) высших растений и в общем органическом углероде. Отрицательный сдвиг ≈1,5 ‰ в стабильных изотопах кислорода (δ) в апатитах конодонтов указывает на глобальное потепление[8][9]. Во время этого события произошли основные изменения в организмах, ответственных за производство карбоната кальция[10][11][12]. Остановка карбонатной седиментации наблюдается в глубоководных ископаемых южной Италии, что, вероятно, было вызвано увеличением глубины карбонатной компенсации (CCD)[13]. Высокие темпы вымирания наблюдались среди аммонитов, конодонтов, мшанок и морских лилий. Основные эволюционные инновации, которые последовали за карнийским плювиальным эпизодом, это первое появление динозавров, лепидозавров, распространение хвойных деревьев, известковых нанофосилий и мадрепоровых кораллов[14].

Климат во время Карнийского плювиального события

Засушливый климат позднего триаса был прерван заметно более влажными условиями Карнийского плювиального события (CPE)[15].

Доказательством повышенного количества осадков в течение CPE являются[15]:

  • развитие палеопочв, типичных для тропического влажного климата с положительными температурами воды в течение всего года;
  • гигрофитно-палинологические комплексы, отражающие более приспособленную к влажному климату растительность;
  • поступление силикокластических отложений в бассейны полезных ископаемых из-за усиления континентального выветривания и речного стока;
  • повсеместное присутствие янтаря. Однако в целом влажный климат периодически прерывался этапами и засушливого климата.

Изотопный анализ кислорода, выполненный на конодонт-апатите, показывает отрицательный сдвиг ≈1,5 ‰. Это отрицательное отклонение δ предполагает глобальное потепление на 3-4 °C во время CPE и/или изменение солёности морской воды.

Биологический оборот

Вымирание: серьёзно пострадали от CPE и испытали высокие темпы исчезновения конодонты, аммоноидеи, мшанки и зелёные водоросли. Но наиболее заметными были изменения среди других групп: динозавров, известковых нано-окаменелостей, кораллов и морских лилий.

Динозавры: по данным радиоизотопного датирования возраст ископаемых остатков самых древних из известных динозавров (Eoraptor), обнаруженных в формации Исчигуаласто в Аргентине, составляет 230,3—231,4 млн лет. Этот возраст очень похож на минимальный возраст, рассчитанный для CPE (≈230,9 миллиона лет назад).

Известковые нанофоссилии: первые планктонные кальцификаторы возникли сразу после CPE и могли быть известковыми диноцистами, то есть известковыми цистами динофлагеллат.

Воздействие на карбонатные платформы

В начале CPE резкое изменение геометрии карбонатной платформы зафиксировано в западной части Тетиса. Высокий рельеф, в основном изолированные небольшие карбонатные платформы, окружённые крутыми склонами, типичными для раннего карния, сменились карбонатными платформами с низким рельефом и пологими склонами (например, пандусами). Этот оборот связан с серьёзным изменением в биологическом сообществе, ответственном за осаждение карбоната кальция.

Высокопродуктивное биологическое сообщество с преобладанием бактерий, действие которого привело к образованию карбонатов на высоких платформах, было заменено менее продуктивным сообществом с преобладанием моллюсков и метазоа. В Южно-Китайском блоке гибель карбонатных платформ сочетается с формированием отложений, типичных для бескислородных сред (чёрные сланцы). Эти аноксические уровни часто связаны с ископаемыми лагерштетт, которые очень богаты криноидеями и рептилиями (например, ихтиозавры).

Причины

Извержение паводковых базальтов Врангеллии

Недавнее открытие заметного отрицательного сдвига δ в н-алканах высших растений предполагает массивную инъекцию CO2 в систему атмосфера — океан в основании CPE.

Минимальный радиометрический возраст CPE (≈230,9 млн лет назад) подобен в возрасте базальтам в трапповой формации (LIP) (торрейне) Врангеллия. В геологической летописи вулканизм LIP часто соотносится с эпизодами серьёзных климатических изменений и исчезновений, которые могут быть вызваны загрязнением экосистем с массовым выбросом вулканических газов, таких как CO2 и SO2. Большой выброс CO2 в системе атмосфера-океан Врангеллией может объяснить увеличение поступления силикокластического материала в бассейны, что наблюдалось во время CPE.

Увеличение содержания CO2 в атмосфере могло привести к глобальному потеплению и, как следствие, ускорению гидрологического цикла, что значительно усилило выветривание континентов. Более того, если он был достаточно быстрым, внезапное повышение уровня pCO2 могло привести к подкислению морской воды с последующим увеличением глубины карбонатной компенсации (CCD) и кризисом карбонатных осадков (например, исчезновение карбонатных платформ в западной части Тетиса).

Подъём киммерийского орогенеза

Согласно альтернативной гипотезе, Карнийское плювиальное событие было региональным климатическим возмущением, наиболее заметным в западной части Тетиса и связанным с поднятием нового горного хребта, Мезозойской складчатости, которое произошло в результате закрытия тетической северной ветви к востоку от Тетиса, на востоке настоящего европейского континента. Новый горный хребет формировался на южной стороне Лавразии, делая примерно тоже, что сегодня делают Гималаи и Азия в целом для Индийского океана, поддерживая сильный градиент давления между океаном и континентом и, таким образом, создавая муссоны.

Таким образом, летние муссонные ветры были перехвачены горным хребтом Киммерия и вызвали сильные дожди, что объяснило переход к влажному климату, наблюдаемому в западных отложениях Тетиса[8][11].

Примечания
  1. The Geologic Time Scale 2012 / Edited by Felix M. Gradstein et al.. — 2012. — Vol. 2. — ISBN 978-0-444-59425-9.
  2. Simms, M. J. (1989). “Synchroneity of climatic change and extinctions in the Late Triassic”. Geology. 17 (3): 265—268. DOI:10.1130/0091-7613(1989)017<0265:soccae>2.3.co;2.
  3. Furin, S. (2006). “High-precision U-Pb zircon age from the Triassic of Italy: Implications for the Triassic time scale and the Carnian origin of calcareous nannoplankton, lepidosaurs, and dinosaurs”. Geology. 34 (12): 1009—1012. DOI:10.1130/g22967a.1.
  4. «Эволюционный взрыв» среди динозавров связан с массовым вымиранием в позднем триасе. Информационное агентство «Научная Россия». Дата обращения: 27 ноября 2020.
  5. Mass extinction crisis triggered expansion of dinosaurs (англ.). Phys.org. Дата обращения: 27 ноября 2020.
  6. Jacopo Dal Corso, Massimo Bernardi, Yadong Sun, Haijun Song, Leyla J. Seyfullah. Extinction and dawn of the modern world in the Carnian (Late Triassic) (англ.) // Science Advances. — 2020-09-01. — Vol. 6, iss. 38. — P. eaba0099. — ISSN 2375-2548. — doi:10.1126/sciadv.aba0099.
  7. Обнаружено новое массовое вымирание. Дата обращения 17 сентября 2020.
  8. Hornung, T. (2007). “Multistratigraphic constrains in the NW Tethyan "Carnina Crisis"”. New Mexico Museum of Natural History and Science Bulletin. 41: 59—67.
  9. Rigo, M. (2010). “Palaeoecology of Late Triassic conodonts: Constraints from oxygen isotopes in biogenic apatite”. Acta Palaeontologica Polonica. 55 (3): 471—478. DOI:10.4202/app.2009.0100.
  10. Keim, L. (2001). “Quantitative compositional analysis of a Triassic carbonate platform (Southern Alps, Italy)”. Sedimentary Geology. 139 (3—4): 261—283. DOI:10.1016/s0037-0738(00)00163-9.
  11. Hornung, T. (2007). “A Tethys-wide mid-Carnian (Upper Triassic) carbonate productivity crisis: Evidence for the Alpine Reingraben Event from Spiti (Indian Himalaya)?”. Journal of Asian Earth Sciences. 30 (2): 285—302. DOI:10.1016/j.jseaes.2006.10.001.
  12. Stefani, M. (2010). “The changing climate framework and depositional dynamics of Triassic carbonate platforms from the Dolomites”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 290 (1—4): 43—57. DOI:10.1016/j.palaeo.2010.02.018.
  13. Rigo, M. (2007). “A rise in the Carbonate Compensation Depth of western Tethys in the Carnian: deep-water evidence for the Carnian Pluvial Event”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 246: 188—205. DOI:10.1016/j.palaeo.2006.09.013.
  14. Jones, M.E.H. (2013). “Integration of molecules and new fossils supports a Triassic origin for Lepidosauria (lizards, snakes, and tuatara)”. BMC Evolutionary Biology. 12: 208. DOI:10.1186/1471-2148-13-208. PMID 24063680.
  15. Mueller, Steven (January 2016). “Climate variability during the Carnian Pluvial Phase — A quantitative palynological study of the Carnian sedimentary succession at Lunz am See, Northern Calcareous Alps, Austria”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 441: 198—211. DOI:10.1016/j.palaeo.2015.06.008. ISSN 0031-0182.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.