Столкновение Земли с Чиксулубским метеоритом 66 миллионов лет назад, которое привело в том числе к вымиранию динозавров, тем не менее совсем ненадолго остановило развитие жизни, установили ученые. Уже менее чем через две тысячи лет на планете появились новые виды планктона, что говорит о резком ускорении темпов эволюции после глобальной катастрофы.
Примерно 66 миллионов лет назад массивный астероид Чиксулуб (Чикшулуб) диаметром около 10 километров столкнулся с Землей, и это стало одним из самых разрушительных событий в истории планеты. В результате удара на дне Мексиканского залива, у побережья полуострова Юкатан, образовался кратер диаметром 180-200 километров и глубиной до 20 километров.
Столкновение вызвало глобальные лесные пожары, землетрясение, цунами. Выброс в атмосферу пыли, пепла и сажи спровоцировал резкие климатические изменения, в результате которых на Земле наступило мел-палеогеновое вымирание: на планете вымерло до 75% существовавших тогда живых организмов, в том числе динозавры.
Однако, как показали результаты нового исследования, опубликованные в журнале Geology, эта катастрофа открыла путь для гораздо более быстрого, чем считали ученые, восстановления жизни на Земле — новые виды планктона появились в океане уже менее чем через две тысячи лет после столкновения.
Кристофер Лоуэри из Института геофизики Техасского университета и его коллеги из других научных центров США сделали это открытие, используя изотопный маркер в древних осадочных отложениях, позволивший более точно реконструировать хронологию.
Ученые определяют начало и конец массового вымирания, используя геологический слой, образовавшийся из обломков, выброшенных в атмосферу в результате удара астероида. Эта тонкая пограничная полоса осадочных пород, которую можно наблюдать по всей планете, разделяет меловой и палеогеновый периоды и называется «граница K/Pg».
В предыдущих исследованиях, посвященных изучению кратера Чиксулуб, Лоуэри и его коллеги выяснили, что некоторые выжившие организмы довольно быстро вернулись в регион после удара. Тем не менее ученые считали, что первые новые виды появились там лишь спустя десятки тысяч лет.
Эта оценка основывалась на предположении, что после столкновения осадочные породы откладывались примерно с той же скоростью, что и до него. Однако это предположение игнорировало те изменения окружающей среды, которые произошли при разрушении экосистем на суше и в океанах.
Позже исследователи пришли к выводу, что массовая гибель организмов изменила скорость накопления осадочных пород на границе K/Pg. Дело в том, что во время вымирания исчезли многие виды планктона, которые обычно опускаются на дно океана. В то же время исчезновение большей части растительности на суше усилило береговую эрозию, что привело к попаданию в океаны дополнительных объемов почвы.
В совокупности эти изменения значительно повлияли на скорость накопления осадочных пород в разных регионах. Полагаясь только на этот показатель, было трудно определить истинный возраст крошечных окаменелостей, сохранившихся в пограничном слое.
Для уточнения хронологии исследователи обратились к помощи изотопа гелий-3, выделенного из осадочных пород на границе K/Pg. Этот изотоп накапливается в океанических отложениях с постоянной скоростью. При медленном накоплении осадка концентрация гелия-3 выше, а при более быстром — ниже. Измеряя этот изотоп, можно точнее оценить, сколько времени прошло с момента образования осадка.
Используя данные по гелию-3 из шести мест на границе K/Pg в Европе, Северной Африке и Мексиканском заливе, Лоуэри и его коллеги определили возраст отложений, в которых впервые появляется новый вид планктона — фораминиферы Parvularugoglobigerina eugubina (P. eugubina). Ученые часто используют появление P. eugubina как индикатор начала восстановления экосистем после вымирания.
Исследователи определили, что этот вид планктона эволюционировал в период от 3,5 до 11 тысяч лет после удара астероида Чиксулуб, хотя точное время варьировалось в зависимости от исследуемого участка.
Ученые также идентифицировали другие виды планктона, которые эволюционировали в тот же период. Некоторые из них появились менее чем через две тысячи лет после столкновения. По оценкам, в течение следующих примерно шести тысяч лет в океане появилось от 10 до 20 новых видов фораминифер.
Как отметил Лоуэри, темпы эволюции после Чиксулубской катастрофы были чрезвычайно высоки: обычно образование новых видов происходит в течение миллионов лет.
«Это невероятно быстро. Результаты исследования помогают нам понять, как и с какой скоростью могут развиваться новые виды после экстремальных событий», — подытожил ученый.