Массовые вымирания, гигантские извержения и внезапная потеря кислорода в океанах кажутся совершенно разными катастрофами. Однако учёные уже несколько десятилетий спорят о том, не подчиняются ли крупнейшие потрясения в истории Земли одному скрытому ритму.
Эта идея появилась ещё в 1980-х годах, когда исследователи предположили, что массовые вымирания и другие крупные геологические события могут повторяться через примерно равные промежутки времени. Позднее похожие закономерности находили и в других данных, но гипотеза так и осталась спорной.
Геолог Нью-Йоркского университета Майкл Рампино вновь проверил её, используя обновлённые геологические датировки и современные статистические методы. Он проанализировал 89 крупных событий, произошедших за последние 260 миллионов лет.
В список вошли массовые вымирания морских организмов, периоды нехватки кислорода в океанах, огромные излияния базальтовой лавы, колебания уровня моря, исчезновения наземных позвоночных, изменения скорости разрастания океанического дна и всплески вулканизма внутри тектонических плит.
В этих данных обнаружился наиболее заметный цикл продолжительностью около 27,5 миллиона лет. Кроме него, исследование выявило более слабый ритм примерно в 8,9 миллиона лет.
Это не означает, что одна катастрофа непосредственно вызывает другую. Скорее, разные системы Земли могут периодически реагировать на одни и те же глубинные процессы, разворачивающиеся на протяжении десятков миллионов лет.
Что именно запускает этот ритм, пока неизвестно. Одна из возможных причин может находиться в недрах планеты. Мантия Земли чрезвычайно медленно перемещается за счёт конвекции. Периодические изменения этих потоков или появление мантийных плюмов способны влиять на вулканизм, движение тектонических плит, образование гор и другие процессы планетарного масштаба.
Поскольку все эти системы связаны между собой, изменения в глубине Земли могут постепенно отражаться на её поверхности, океанах, климате и живых организмах.
Другая гипотеза связывает цикл с взаимодействием поверхности планеты и её недр. Долговременные изменения орбиты Земли влияют на климат и уровень моря, перераспределяя огромные массы воды, льда и осадочных пород. Такие перемещения могут менять напряжение в земной коре и верхней мантии, воздействуя на вулканическую и тектоническую активность.
Рассматриваются и более спорные космические объяснения. Обращаясь вокруг центра Млечного Пути, Солнечная система периодически проходит выше и ниже плоскости галактики. Время этих пересечений, согласно гипотезе, может совпадать с крупнейшими потрясениями на Земле.
Некоторые исследователи предполагают, что во время таких прохождений гравитационные возмущения способны изменять движение комет в далёком облаке Оорта, повышая вероятность столкновений с крупными небесными телами.
Существует и ещё более предположительная версия. Если тёмная материя сосредоточена возле плоскости галактики, Земля теоретически может периодически захватывать небольшую её часть. За миллионы лет это могло бы создавать дополнительное тепло в недрах и влиять на геологическую активность.
Однако прямых доказательств у этих двух механизмов пока нет, поэтому они остаются крайне спорными.
Крупные столкновения с астероидами не включались в основной анализ 89 событий. Тем не менее время образования нескольких крупнейших ударных кратеров Земли в целом совпадает с предполагаемым циклом в 27,5 миллиона лет. По мнению Рампино, эту связь стоит изучить подробнее, хотя говорить о причинной зависимости пока нельзя.
Обнаруживать периодические закономерности на временном отрезке в сотни миллионов лет чрезвычайно сложно. Геологическая летопись неполна, датировки древних событий становятся всё менее точными, а статистика иногда находит циклы, которые исчезают после появления новых данных.
Поэтому исследование не ставит точку в многолетнем споре. Его главный вывод заключается в том, что предполагаемый цикл продолжает обнаруживаться даже после уточнения датировок и расширения объёма геологических данных.
Если будущие работы подтвердят эту закономерность, крупнейшие катастрофы Земли могут оказаться не случайными и разрозненными событиями. Они могут быть повторяющимися проявлениями долговременных процессов, которые формировали нашу планету на протяжении сотен миллионов лет.
Исследование опубликовано в журнале Evolving Earth.
