Мел-палеогеновое вымирание (иногда встречается мел-кайнозойское вымирание, ранее называлось мел-третичное вымирание) — массовое вымирание, произошедшее около 66 млн лет назад, на границе мелового и палеогенового периода. Этим вымиранием завершилась мезозойская эра и началась кайнозойская, продолжающаяся до сих пор.
Граница мелового и палеогенового периодов представляет собой тонкий слой иридия, который встречается в основном в астероидах. В том числе из-за этого основной причиной вымирания считается столкновение Земли с астероидом диаметром от 10 до 15 км. Кратер от такого столкновения был найден в Мексике, на полуострове Юкатан, и получил название Чикшулуб.
Наиболее известной частью этого массового вымирания явилось вымирание нептичьих динозавров. Однако, на самом деле вымирание затронуло, за некоторыми исключениями, в том числе всех тетраподов массой более 25 кг. Среди прочих, точно известно о резком сокращении на суше численности птиц, ящериц, насекомых, птерозавров (вымерли полностью) и растений. В море полностью вымерли плезиозавры и мозазавры, сократилось число видов костистых рыб, акул, моллюсков (в том числе аммонитов, которые вымерли полностью). Всего же вымерло около 75% всех существовавших тогда видов живых организмов.
После вымирания осталось множество пустовавших экологических ниш. Это послужило основой для диверсификации новых групп животных. В первую очередь такими стали млекопитающие. Если в мезозое они были небольшими животными, то уже в палеогеновом периоде они эволюционировали в самые разнообразные формы (например, появились приматы, рукокрылые, китообразные и многие другие). Некоторые выжившие авиалы эволюционировали в нынешние виды птиц. В океанах своего расцвета достигли костистые рыбы.
Масштабы вымирания Вместе с нептичьими динозаврами вымерли прогрессивные морские завропсиды, в том числе мозазавры и плезиозавры, летающие ящеры (птерозавры), многие моллюски, в том числе аммониты и белемниты, и множество мелких водорослей. Всего погибло 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных, включая практически всех крупных и средних по размеру. Все существовавшие в мезозое экосистемы были полностью разрушены, что впоследствии резко подстегнуло эволюцию таких групп животных, как птицы и млекопитающие, давших в начале палеогена огромное многообразие форм благодаря освобождению большинства экологических нишMost comprehensive tree of life shows placental mammal diversity exploded after age of dinosaurs ..
Тем не менее, большинство таксономических групп растений и животных на уровнях от отряда и выше пережило этот период. Так, не вымерли мелкие сухопутные завропсиды, такие как змеи, черепахи, ящерицы и птицы, а также крокодиломорфы, включая доживших до наших дней крокодилов. Выжили ближайшие родственники аммонитов — наутилусы, млекопитающие, кораллы и наземные растения.
Существует предположение, что некоторые нептичьи динозавры (гадрозавры, тероподы и др.) существовали на западе Северной Америки и в Индии в течение ещё нескольких миллионов лет в начале палеогена после их вымирания в других местахДинозавры из палеогена // Палеонтологический портал «Аммонит.ру», 01.05.2009.. Однако это предположение плохо согласуется с любым из сценариев импактного вымирания.
Причины вымирания
На конец 1990-х годов ещё не существовало единой точки зрения на причину и характер данного вымирания.
К середине 2010-х годов дальнейшие исследования данного вопроса привели к тому, что в научном сообществе возобладала точка зрения, гласящая, что важной причиной мел-палеогенового вымирания было падение небесного тела, вызвавшее появление кратера Чикшулуб на полуострове Юкатан, иные точки зрения рассматривались в качестве маргинальныхАлексей Симонович Кондрашов, к. б. н., Мичиганский университет, США. Продолжение дискуссии о «научной истине» .Peter Schulte et al. The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary , Science, 05 Mar 2010: Vol. 327, Issue 5970, p. 1214—1218. .Алексей Симонович Кондрашов, к. б. н., Мичиганский университет, США. Было бы здорово в Ханты-Мансийском Археопарке заменить бронзовых мамонтов на настоящих .. В настоящее время эта точка зрения не была опровергнута, но было предложено множество иных, альтернативных или дополняющих факторов, которые также могли сыграть свою роль в массовом вымирании.
Внеземные гипотезы
Падение астероида Гипотеза импакта. Падение астероида — одна из самых распространённых версийДинозавры вымерли из-за падения астероида // Русская служба Би-би-си, 5 марта 2010 г. (так называемая «гипотеза Альвареса», обнаружившего мел-палеогеновую границу). Она основана главным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чикшулуб (который является следом от падения метеорита размером порядка 10 км около 65 млн лет назадDavid Tytell. Did a Comet Swarm Kill the Dinosaurs? // Sky & Telescope, 14 May 2004.) на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания большинства из исчезнувших видов динозавровСм., напр., Keller, G. et al. Chicxulub impact predates the K-T boundary mass extinction // Proc. Nat. Academy of Sci. of the USA, vol. 101, no. 11, p. 3753—3758 (2004).. Кроме того, небесно-механические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астероидов) показывают, что метеориты размером более 10 км сталкиваются с Землёй в среднем около одного раза в 100 млн лет, что по порядку величины соответствует, с одной стороны, датировкам известных кратеров, оставленных такими метеоритамиEarth Impact Database ., а с другой — промежуткам времени между пиками вымираний биологических видов в фанерозоеТакая же гипотеза привлекается среди других для объяснения массового пермского вымирания.. Теорию подтверждает повышенное содержание иридия и других платиноидов в тонком слое на границе известняковых отложений мела и палеогена, отмеченное во многих районах мира. Эти элементы имеют тенденцию концентрироваться в мантии и ядре Земли и очень редко встречаются в поверхностном слое. С другой стороны, химический состав астероидов и комет точнее отражает первоначальное состояние Солнечной системы, в котором иридий занимает более существенное положениеСвоей особой популярностью среди широкой публики эта гипотеза не в последнюю очередь обязана тем, что её очень ярко и наглядно изобразили создатели известного телесериала «Прогулки с динозаврами» с помощью компьютерной графики..
С помощью компьютерного моделирования учёные показали, что в воздух было выброшено около 15 трлн тонн пепла и сажи, в результате чего на Земле даже днём было темно, как лунной ночью. Из-за возникшей нехватки света у растений замедлился или на 1—2 года был ингибированCharles G. Bardeen et al. On transient climate change at the Cretaceous−Paleogene boundary due to atmospheric soot injections , 17 July 2017 (received for review 30 May 2017). фотосинтез, что могло привести к уменьшению концентрации кислорода в атмосфере (на время, пока Земля была закрыта от поступления солнечного света). Температура на континентах упала на 28 °C, в океанах — на 11 °C. Исчезновение фитопланктона, важнейшего элемента пищевой цепи в океане, привело к вымиранию зоопланктона и других морских животных. В зависимости от времени пребывания в стратосфере сульфатных аэрозолей глобальная годовая средняя температура приземного воздуха уменьшалась на 26 °C, до 16 лет температура была ниже +3 °CJulia Brugger et al. Baby, it's cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous // Geophysical Research Letters. Volume 44, Issue 1, 16 January 2017, Pages 419—427, 13 January 2017.. Залегающий между толщей или импактной брекчии и вышележащим палеоценовым пелагическим известняком 76-сантиметровый переходный слой в кратере Чикшулуб, включая верхнюю часть со следами ползания и рытья (), сформировался менее чем за 6 лет после падения астероидаЖизнь вернулась в кратер Чиксулуб почти сразу после падения астероида . Элементы большой науки.. В пользу гипотезы, объясняющей вымирание падением небесного тела, свидетельствует геологически мгновенное повышение уровня кислотности поверхностного слоя океана на мел-палеогеновой границе (снижение pH составило 0,2—0,3), выявленное при изучении изотопов бора в известковых оболочках ископаемых фораминифер. До этого момента уровень кислотности был стабильным в течение последних 100 тысяч лет мелового периода. За резким повышением кислотности последовал период постепенного нарастания щёлочности (повышение pH на 0,5), продолжавшийся до 40 тысяч лет от мел-палеогеновой границы. Возвращение кислотности к первоначальному уровню заняло ещё 80 тысяч лет. Такие явления могут быть объяснены снижением потребления щелочей в связи с вымиранием кальцинирующего планктона из-за быстрого закисления поверхностных вод ливневым выпадением SO2 и NOx, попавших в атмосферу в результате удара крупного болидаMichael J. Henehan et al. Rapid ocean acidification and protracted Earth system recovery followed the end-Cretaceous Chicxulub impact , 2019..
В декабре 2021 года, используя гистологический и гисто-изотопный анализы ископаемых рыб с территории Северной Дакоты, данные об онтогенезе рыб и сезонном поведении насекомых, учёные пришли к выводу о том, что воздействие произошло во время бореальной весны/лета, вскоре после сезона нереста рыбRobert A. DePalma et al. Seasonal calibration of the end-cretaceous Chicxulub impact event // Scientific Reports, 08 December 2021. В 2022 году изучение микроструктуры костей рыб и анализ содержания стабильных изотопов позволили уточнить, что катастрофа произошла, когда в Северном полушарии была весна. Исследователи отмечают, что в этот период животные были максимально уязвимы и выхаживали потомство. В Южном же полушарии животные, готовившиеся осенью к зимней спячке, могли пострадать меньше.
Иные гипотезы Версия «многократного падения» (), предполагающая несколько последовательных ударов. Она привлекается, в частности, для объяснения того, что вымирание произошло не одномоментно (смотри раздел Недостатки гипотез). Косвенно в её пользу свидетельствует тот факт, что метеорит, создавший кратер Чикшулуб, был одним из осколков более крупного небесного телаW. F. Bottke1, D. Vokrouhlický, D. Nesvorný. An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor // Nature, 2007, vol. 449, p. 48—53 .. Некоторые геологи считают, что кратер Шива на дне Индийского океана, датируемый примерно тем же временем, является следом падения второго гигантского метеорита, ещё большего, но эта точка зрения является дискуссионной. Существует компромисс между гипотезами удара одного или нескольких метеоритов — столкновение с двойной системой метеоритов. Параметры кратера Чикшулуб подходят для такого удара, если оба метеорита были меньше, но вместе имели примерно те же размер и массу, что и метеорит гипотезы одного столкновенияДвойной удар // Космос-журнал.. Взрыв сверхновой звезды либо близкий гамма-всплеск.
Земные абиотические Усиление вулканической активности, с которой связывают ряд эффектов, которые могли бы повлиять на биосферу: изменение газового состава атмосферы; парниковый эффект, вызванный выбросом углекислого газа при извержениях; изменение освещённости Земли из-за выбросов вулканического пепла (вулканическая зима). В пользу этой гипотезы говорят геологические свидетельства о гигантском излиянии магмы в промежутке между 68 и 60 млн лет назад на территории Индостана, в результате которого образовались деканские траппы. Резкое понижение уровня моря, произошедшее в последней (маастрихтской) фазе мелового периода («маастрихтская регрессия»).