Планета до людей: когда Земля была в два раза продуктивнее, а её хозяевами были ящеры

Анализ зубов динозавров привёл учёных к поразительному открытию: в меловом периоде биопродуктивность планеты могла быть более чем вдвое выше, чем сегодня. Исследование, опубликованное в PNAS, основано на сравнении изотопного состава кислорода в останках древних ящеров и современных птиц.

Неожиданная роль зубов динозавров

Международная группа учёных изучила соотношение изотопов кислорода в эмали зубов 22 видов нептичьих динозавров и сравнили их с данными по 10 видам современных птиц. Оказалось, что у нынешних пернатых и млекопитающих эти показатели практически идентичны, что позволяет считать их универсальными. Однако у динозавров мезозоя картина была совершенно иной.

Соотношение изотопов кислорода в атмосфере во многом диктуется активностью фотосинтезирующих организмов.

Два возможных объяснения

Разница в изотопных соотношениях указывает на два ключевых фактора:

• уровень CO₂ в атмосфере древних эпох сильно отличался от современного.
• биопродуктивность в те времена была принципиально другой.

Если предположить, что продуктивность экосистем в юрском и меловом периодах была сопоставима с нынешней, содержание углекислого газа должно было составлять около 1200 ppm для поздней юры и 750 ppm для позднего мела. Однако другие источники свидетельствуют: CO₂ тогда был значительно выше — порядка 1500 и 1000 ppm соответственно.

Реальные цифры продуктивности

Расчёты показали:

• в юрском периоде биопродуктивность превышала современную в 1,2 ± 0,17 раза.
• в меловом — уже в 2,24 ± 0,96 раза.

Особенно интересно, что поздний мел, вопреки ожиданиям, оказался значительно продуктивнее юрского периода, хотя температуры в обе эпохи были близки. Широкий разброс значений для мела авторы связывают с возможными краткосрочными колебаниями продуктивности, которые отразились в зубах некоторых тираннозавров.

Сегодня биопродуктивность Земли уже на 31% выше, чем в 1900 году, во многом благодаря росту уровня CO₂. К концу века концентрация углекислого газа может приблизиться к показателям мелового периода, что потенциально приведёт к новому скачку продуктивности фотосинтезирующих организмов.