анализа биостратиграфической корреляции морской фауны с наземными животными, в 2013 г. вновь подтвердил свое мнение о существовании пробела Олсона[466]. Частично эта дискуссия порождается трудностями в корреляции пластов, ископаемых и видов между отложениями, критически важными для соответствующих ископаемых в России и в США. Тем не менее Лукас провел подробный анализ, чтобы подтвердить свое заявление, и другие авторы приняли его в 2016 г.[467]. Причина, по которой этот разрыв или пробел привлекает особое внимание, заключается в том, что он охватывает период, начиная с момента, когда в перми доминировали пеликозавры, до момента, когда терапсиды стали главными синапсидами на суше – важнейший предпереходный период до появления линий млекопитающих. Терапсиды, такие как сцимногнаты, Scymnognathus (рис. 9.8), произошли от пеликозавров (синапсид), преимущественно из клады сфенакодонтов, Sphenacodontia (см. главу 5).

Палеонтологи сначала идентифицировали терапсид циногнатов, Cynognathus как «похожих на млекопитающих рептилий». Дальнейшее исследование показало, что линии синапсид эволюционировали одновременно с рептилиями, но больше походили на млекопитающих. Сегодня палеонтологи относят их к категории протомлекопитающих[468].

Рис. 9.8. Ископаемые остатки представителя вымерших терапсид – сцимногната, Scymnognathus (Музей палеонтологии, Тюбинген; Ghedo, 2013)

В пермском периоде массивы суши объединились в массивный суперконтинент в виде буквы С – Пангею. На огромном континенте площадью более 130 млн км2 были распространены пустыни и аридные зоны, потому что внутренние части континента были удалены от океанов, смягчающих климат. Летопись горных пород во внутренних частях континента изобилует мегадюнами. Эти дюны сохранились в песчаниках таким образом, что видна их первоначальная структура: горизонтальные слои у основания и наклонные слои, представляющие поверхности дюн. Такие формации часто окрашены в красный цвет из-за окисления небольших количеств железа в песчаных слоях дюн. Для той части Пангеи, что находилась в районе экватора, был характерен тропический климат и имелись болота, в которых формировались угольные отложения. В других участках тропической зоны развивались рифы и кораллы, из которых позже сформировался известняк.

Примерно 250 млн лет назад, в конце пермского периода, произошло третье массовое вымирание живых организмов. Геологи полагают, что это событие было крупнейшим в истории Земли: исчезли почти 95 % родов морских животных и 70 % всех сухопутных видов[469]. В это время тектонические силы начали менять направление, разрывая крупные литосферные плиты, из которых был образован суперконтинент Пангея. Этот процесс не был спокойным: в зоне, представляющей современную Сибирь, значительно возросла вулканическая активность. В это время создавались рифтовые долины, что привело к образованию огромных траппов (отложений, состоящих из слоев базальтовой лавы, изливавшейся из вулканических трещин в огромных объемах; склоны, сложенные лавовыми потоками, похожи на ступени гигантской лестницы), которые называют сибирскими траппами[470]. Эти мощные отложения лавы, также известные как платобазальты, покрывают территорию площадью 5 млн км2 (см. цветную вклейку 9.3). Слои лавы из сибирских траппов, должно быть, выжгли зону размером с современный Китай на глубину 13 м. На Земле существуют и другие сложенные платобазальтами места – они называются крупными магматическими провинциями, – которые связаны с массовыми вымираниями, но ни одно из них не сыграло такую важную роль, как сибирские траппы.

Тем не менее платобазальты сами по себе не были причиной массового вымирания. Помимо этого, по утверждению геологов, магма под давлением проникала в ранее существовавшие горы, окружающие рифты, вызывая последующие извержения. По-видимому, вулканические отложения, особенно материалы, образующие силлы (горизонтальные отложения, внедренные в окружающую породу, подобно дверному порожку), стали пусковым механизмом, который в конце концов привел к экологической катастрофе[471]. Вулканические материалы были настолько горячими, что вызывали в твердых породах испарение газов, которые поступали в атмосферу. Более того, слои, в которые извергались вулканические материалы, были сложены из известняка и гипса, состоящих из карбоната кальция и карбоната магния, что в итоге привело к выделению парниковых газов, таких как диоксид углерода, метан и диоксид серы.

Угольные пласты были охвачены огнем. Представьте себе Сентрейлию, штат Пенсильвания, и ее подземные горящие угольные пласты[472], но увеличенную в масштабах в миллион раз. В результате горения угольных пластов в атмосферу поступали огромные количества диоксида углерода, в дополнение к тем газам, что выделялись под действием вулканических силлов на горные породы. Помимо других соединений, в атмосферу также поступали пепел и диоксид серы. Следствием масштабных проявлений вулканизма в конечном итоге стало снижение количества солнечного излучения, поступающего на поверхность планеты.

Недавние исследования показали, что увеличение концентрации метана, диоксида углерода и диоксида серы сопровождалось всплеском количества микроорганизмов, которые, в свою очередь, производили еще больше метана, а также значительным повышением температуры в океане и атмосфере, что усиливало рост количества диоксида углерода в атмосфере. Это было глобальное потепление в гигантских масштабах. Повышалась кислотность океана и скорость эрозии. Поскольку в океаны поступало все больше осадков и питательных веществ, создавались условия, при которых в океанской воде исчезал растворенный кислород. Изменение климата и потепление вызывало пожары. Геологи обнаруживают повышенное содержание металлов в летописи горных пород того времени в связи с огромными количествами выделявшегося пепла, а также свидетельства буйного цветения цианобактерий из-за избыточного поступления питательных веществ в океаны[473]. Дэниел Ротман, содиректор Центра Лоренца Массачусетского технологического института, вместе с коллегами исследовал эти механизмы производства метана, вышедшие из-под контроля в конце пермского периода и связанные с вымиранием живых организмов[474]. В сущности, был нарушен круговорот углерода и запущен каскад событий, который привел к гибели большинства живых организмов на Земле. Работа Ротмана с коллегами, которую мы еще обсудим позже, имеет последствия для современных условий на Земле.

В результате горения угольных пластов и действия вулканических материалов на твердые горные породы в атмосферу выбрасывалось еще больше углекислого газа, пепла, диоксида серы и других соединений, которые препятствовали поступлению солнечного излучения. Выпадение кислотных осадков ухудшало и без того бедственное положение живых организмов. Количество источников пищи опасно сократилось. Еще хуже то, что горели леса и, по мере сжигания деревьев, в воздух выбрасывались еще большие объемы углекислого газа. На границе пермского и триасового периодов наблюдается резкое увеличение количества видов грибов, что, по мнению ученых, свидетельствует о быстром вымирании большинства деревьев, а в горных породах этого времени содержатся следы пепла и древесного угля от лесных пожаров.

Эти факторы привели к нарушению круговорота углерода и быстрому глобальному потеплению колоссальных масштабов, поскольку повышение температуры связано с ростом концентрации парниковых газов. Климатические сдвиги привели к изменению погодных условий; участки Пангеи стали превращаться в зоны с еще более засушливыми условиями по сравнению с теми, что были прежде. По мере сокращения зон, где могли бы расти леса, происходило обезлесение. Поскольку