По словам Олсена, мезозойская эра ознаменовалась двумя крупными вымираниями, а еще одно менее масштабное вымирание произошло в конце триасового периода.
Около 252 миллионов лет назад пермское вымирание уничтожило большую часть жизни на Земле за 60 000 лет, согласно исследованию, опубликованному в феврале 2014 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). В конце триасового периода, примерно 201 миллион лет назад, большинство земноводных и крокодилоподобных существ, которые жили в тропиках, были уничтожены. Около 65 миллионов лет назад гигантский астероид врезался в Землю и образовал гигантский кратер в Чиксулубе на полуострове Юкатан.
Поскольку палеонтологическая летопись неполна, трудно сказать точно, что именно вызвало вымирания или даже насколько быстро они произошли. В конце концов, некоторые виды или следы катастрофических событий могли отсутствовать в палеонтологической летописи просто потому, что осадочные породы могли исчезнуть за десятки миллионов лет, сказал Олсен.
«Природа очень эффективно избавляется от своих трупов», — рассказал Олсен в интервью Live Science.
Однако в каждом из вымираний есть несколько главных подозреваемых.
В конце пермского периода Сибирские траппы подверглись мощным вулканическим извержениям, которые, по мнению большинства геологов, стали причиной самого большого вымирания в мире. Однако как именно — вопрос дискуссионный.
Извержения вулканов вызвали резкий скачок концентрации углекислого газа в атмосфере, хотя исследование PNAS 2014 года предполагает, что этот скачок был кратковременным. Извержения могли повысить температуру поверхности моря и привести к закислению океана, что привело к вымиранию морской жизни. А другое исследование, опубликованное в марте 2014 года в PNAS, предположило, что извержения высвободили огромные запасы элемента никеля, что подпитывало безумие пожирающих никель микробов, известных как Methanosarcina. Эти микробы могли изрыгнуть огромное количество метана, перегрев планету.
Большинство ученых сходятся во мнении, что в конце мелового периода динозавров уничтожил удар астероида. Удар поднял бы столько пыли, что она закрыла бы солнце, остановила бы фотосинтез и привела бы к такому огромному нарушению в пищевой цепочке, что все, кроме падальщиков или очень маленьких, погибло бы.
Однако Деканские траппы, расположенные на территории современной Индии, извергали огромные объемы лавы как до, так и после падения астероида, и некоторые ученые полагают, что эти потоки либо напрямую вызвали, либо ускорили вымирание динозавров.
Вулканизм также может быть причиной вымирания в конце триаса. Хотя вулканизм в целом приводит к глобальному потеплению, после первоначального извержения вулкана в воздух выбрасывается огромное количество серы, что вызывает краткий период глобального похолодания. Такие циклы охлаждения-нагревания могли происходить сотни раз за 500 000 лет. Подобные похолодания были связаны с огромными неурожаями в исторические времена, например, в Исландии в 1700-х годах, сказал Олсен.
В результате животные, привыкшие к постоянным мягким температурам тропиков, вымерли, в то время как животные, защищенные протоперьями, такие как птерозавры, или те, кто жил в более высоких широтах, уже были адаптированы к большим перепадам температур.
Меловой период был последним и самым длинным сегментом мезозойской эры. Он длился около 79 миллионов лет, от небольшого вымирания, завершившего юрский период около 145,5 миллионов лет назад, до мел-палеогенового (K-Pg) вымирания, датируемого 65,5 миллионов лет назад.
В раннем меловом периоде континенты находились в совершенно иных положениях, чем сегодня. Части суперконтинента Пангея расходились. Океан Тетис все еще отделял северный континент Лавразия от южной Гондваны. Северная и Южная Атлантика все еще были закрыты, хотя Центральная Атлантика начала открываться в конце юрского периода.
К середине периода уровень океана был намного выше; большая часть знакомой нам суши находилась под водой. К концу периода континенты стали намного ближе к современной конфигурации. Африка и Южная Америка приобрели свои отличительные очертания; но Индия еще не столкнулась с Азией, а Австралия все еще была частью Антарктиды.
Одной из отличительных черт мелового периода было развитие и радиация цветковых растений. Древнейшая окаменелость покрытосеменных, найденная на сегодняшний день, — это Archaefructus liaoningensis, найденная Ге Суном и Дэвидом Дилчером в Китае.
По-видимому, он был наиболее похож на современное растение черного перца и, как полагают, ему не менее 122 миллионов лет.
Раньше считалось, что опыляющие насекомые, такие как пчелы и осы, эволюционировали примерно в то же время, что и покрытосеменные. Это часто приводилось в качестве примера совместной эволюции.
Однако новые исследования показывают, что опыление насекомыми, вероятно, было хорошо развито до появления первых цветов. Хотя самая старая окаменелость пчелы была заперта в янтарной тюрьме всего около 80 миллионов лет назад, были обнаружены доказательства того, что насекомые, похожие на пчел или ос, строили гнезда, похожие на ульи, в месте, которое сейчас называется Окаменевшим лесом в Аризоне.
В настоящее время считается, что конкуренция за внимание насекомых, вероятно, способствовала относительно быстрому успеху и диверсификации цветковых растений. Поскольку разнообразные формы цветов привлекали насекомых для опыления, насекомые приспособились к различным способам сбора нектара и перемещения пыльцы, тем самым создавая сложные коэволюционные системы, с которыми мы знакомы сегодня.
Существует ограниченное количество доказательств того, что динозавры питались покрытосеменными. Два копролита динозавров (окаменелые экскременты), обнаруженные в Юте, содержат фрагменты древесины покрытосеменных, согласно неопубликованному исследованию, представленному на ежегодном собрании Общества палеонтологии позвоночных в 2015 году. Эта находка, а также другие, включая раннемелового анкилозавра, у которого в кишечнике были окаменелые плоды покрытосеменных, предполагает, что некоторые палеозвери питались цветковыми растениями.
Более того, форма некоторых зубов животных мелового периода позволяет предположить, что травоядные питались листьями и ветками, говорит Бетси Крук, исследователь-волонтер из Музея естественной истории им. Филда в Чикаго.
В меловой период более древние птицы начали летать, присоединившись к птерозаврам в воздухе. Происхождение полета обсуждается многими экспертами. В теории «деревья вниз» считается, что мелкие рептилии могли развить полет из планирующего поведения. В гипотезе «земля вверх» полет мог развиться из способности мелких теропод высоко подпрыгивать, чтобы схватить добычу. Перья, вероятно, произошли от ранних покровов тела, чьей основной функцией, по крайней мере поначалу, была терморегуляция.
В любом случае, очевидно, что птицы были весьма успешны и широко разнообразны в течение мелового периода. Конфуциусорнис (125–140 миллионов лет назад) был птицей размером с ворону с современным клювом, но огромными когтями на кончиках крыльев. Иберомесорнис, современник, размером всего с воробья, был способен летать и, вероятно, был насекомоядным.
К концу юрского периода некоторые крупные зауроподы, такие как апатозавр и диплодок, вымерли. Но другие гигантские зауроподы, включая титанозавров, процветали, особенно к концу мелового периода, сказал Крук.
Большие стада травоядных птицетазовых также процветали в меловой период, такие как игуанодон (род, включающий утконосых динозавров, также известных как гадрозавры), анкилозавр и цератопсы. Тероподы, включая тираннозавра, продолжали оставаться высшими хищниками до конца мелового периода.
Около 65,5 миллионов лет назад почти все крупные позвоночные и многие тропические беспозвоночные вымерли в результате того, что было явно геологическим, климатическим и биологическим событием с мировыми последствиями. Геологи называют это событием вымирания K-Pg, поскольку оно отмечает границу между меловым и палеогеновым периодами. Событие было официально известно как мел-третичное (KT) событие, но Международная комиссия по стратиграфии, которая устанавливает стандарты и границы для геологической шкалы времени, теперь не рекомендует использовать термин «третичный». «K» происходит от немецкого слова Kreide, обозначающего меловой период.
В 1979 году геолог, изучавший слои горных пород между меловым и палеогеновым периодами, обнаружил тонкий слой серой глины, разделяющий две эпохи. Другие ученые находили этот серый слой по всему миру, и тесты показали, что он содержит высокие концентрации иридия — элемента, который редко встречается на Земле, но распространен в большинстве метеоритов, сказала Крук в классе, который она преподавала совместно на Coursera.org.
Также в этом слое имеются следы «шокового кварца» и крошечные стекловидные шарики, называемые тектитами, которые образуются, когда горная порода внезапно испаряется, а затем немедленно охлаждается, как это происходит, когда внеземной объект с большой силой ударяется о Землю.
Кратер Чиксулуб (CHEEK-sheh-loob) на Юкатане датируется именно этим временем. Диаметр кратера составляет более 110 миль (180 километров), а химический анализ показывает, что осадочные породы в этом районе были расплавлены и смешаны при температурах, соответствующих взрывному удару астероида диаметром около 6 миль (10 км), врезавшегося в Землю в этом месте.
Когда астероид столкнулся с Землей, его удар вызвал ударные волны, мощные цунами и выбросил в атмосферу большое облако горячих камней и пыли, сказал Крук. Когда перегретые обломки упали обратно на Землю, они стали причиной лесных пожаров и повышения температуры.
«Этот дождь из горячей пыли поднял глобальную температуру на несколько часов после удара и заживо сварил животных, которые были слишком велики, чтобы искать убежища», — сказал Крук в классе. «Маленькие животные, которые могли укрыться под землей, под водой или, возможно, в пещерах или больших стволах деревьев, могли пережить этот первоначальный тепловой удар».
