В этой статье мы расскажем, как извержение Йелоустонского супервулкана сохранило для науки останки животных, которые обитали на Земле 50 миллионов лет назад.
Извержения супервулканов значительно отличаются от обычных по своим масштабам и интенсивности. В процессе таких катастроф выбрасывается огромное количество магмы, пепла и токсичных газов, что приводит к значительным изменениям в климате на планете. Некоторые из таких извержений оставили важные следы, которые оказались полезными для современной палеонтологии.
Неожиданные палеонтологические открытия в Небраске
В 1971 году Майкл Вурхис, прогуливаясь по территории Небраски, обнаружил ископаемый череп носорога. Эта находка стала одной из множества, найденных в лагерштетте — месте, где останки животных сохранились благодаря быстрому захоронению под слоями пепла. Дополнительные исследования показали, что овраг, в котором была найдена находка, образовался в результате естественной водной эрозии, ускоренной сельскохозяйственной деятельностью. Песчаник, который покрывал пепел, обеспечивал отличную сохранность останков в течение 12 миллионов лет.
«Было удивительно найти нижнюю челюсть, которая была прикреплена к черепу! — сказал Вурхис . — Это нечасто, когда палеонтологи находят черепа с полными костями, чаще всего попадаются отдельные элементы скелетов или зубы».
В дальнейшем учёные продолжили раскопки и нашли ещё пять скелетов носорогов, относящихся к миоцену. Эти останки сохранились в естественном положении, что позволило получить ценную информацию о строении тела и образе жизни этих животных. Успех раскопок привлёк финансирование от National Geographic, что позволило расширить исследование.
В 1978–1979 годах учёные нашли более 70 полных скелетов носорогов, а также останки других животных. Сегодня эта территория известна как парк Ashfall Fossil Beds, который был открыт для посещений в 1991 году. Все найденные окаменелости были оставлены на месте их обнаружения, и палеонтологические исследования продолжаются до сих пор.
Экосистема Небраски в эпоху миоцена
На протяжении почти 50 лет учёные продолжали раскапывать и изучать следы катастрофического извержения супервулкана. В ходе исследований были найдены не только носороги (Teleoceras major), но также останки верблюдов, представители которых были меньше современных лам, а также вымершие саблезубые олени Longirostromeryx wellsi и пять видов лошадей .
Установлено, что на этой территории в далеком прошлом находился водоём, где животные приходили пить воду и отдыхать. Это подтверждается слоем песчаного дна, погребённого под пеплом. «Животные погибали от естественных причин в окрестностях водоёма до того, как супервулкан вызвал катастрофическое извержение, накрывшее всё пеплом», — рассказал Рик Отто, палеонтолог, который принимал участие в раскопках в 1978 году. — «После смерти животные становились добычей падальщиков, а кости попадали в песок и были размолоты копытами других животных, которые приходили на водопой».
В числе найденных останков учёные также обнаружили гомфотериев (Gomphotherium) — вымерших млекопитающих, которые внешне напоминали современных слонов, но имели четыре бивня. Майкл Вурхис отметил большое количество доказательств водной жизни, обнаруженных в песчаном слое под пеплом, включая ископаемые останки ящериц, лягушек и черепах.
«Мы уверены, что эту территорию использовали десятки видов животных для утоления жажды», — отметил Вурхис. — «Мы продолжаем находить останки тех же животных в песке, которые были погребены под пеплом». Кроме того, в слое песка были обнаружены ископаемые деформированные остатки птиц, черепах, змей и грызунов.
Анализ найденных останков показал, что водоём был важным элементом экосистемы этого региона. Его сезонные колебания уровня воды стали причиной сохранения останков животных в таком хорошем состоянии. Это также объясняет отсутствие остатков рыб, которые, вероятно, не могли выжить в условиях быстро меняющегося уровня воды.
Жертвы извержения Йеллоустоунского супервулкана
Массовое уничтожение флоры и фауны стало результатом мощного извержения супервулкана, расположенного в Йеллоустоунской горячей точке . Это область под корой Земли, где магма поднимается ближе к поверхности, что создает условия для таких разрушительных явлений. Исследования показывают, что первое извержение вызвало выпадение пепла на огромной территории — до 1600 км от вулкана. Первоначальный слой пепла достигал 30 см, а затем ветер разносил его на значительные расстояния, распространяясь в течение нескольких недель.
Мелкие виды животных погибли мгновенно, в то время как более крупные виды, такие как саблезубые олени, смогли выжить в течение нескольких дней или недель после катастрофы. Следующими на пути разрушения оказались верблюды и лошади. Наибольшее сопротивление стихии оказали носороги, которые прожили 4–6 недель после извержения, в результате чего их останки оказались на самой вершине пепельного слоя.
Сэнди Мозел, сотрудник парка-музея, описала поведение животных, пытавшихся спастись в водоемах, где они оставались навсегда: «Животные ложились в воду, чтобы больше никогда не встать. В таких позах они и погибли. Пепел продолжал падать, постепенно поглощая их останки. В глубокой части водоема было найдено большое количество скелетов, что, вероятно, свидетельствует о наличии достаточно воды для охлаждения животных, однако не в достаточном количестве, чтобы они могли утонуть».
Множество скелетов носорогов было расположено на небольшом расстоянии друг от друга, что указывает на их социальную структуру — эти животные обитали и перемещались стадами. Среди находок также были эмбрионы внутри взрослых особей, что позволило ученым точнее определить анатомические различия между самцами и самками. Также были обнаружены патологии костей у взрослых особей, возникшие вследствие повреждения легких пеплом. Это явление описал Рик Отто, назвав его смертью «от медленного удушья».
Ценная палеонтологическая коллекция
Раскопки, проводившиеся на протяжении многих десятилетий, позволили ученым зафиксировать множество деталей, которые были бы утеряны при быстрых раскопках. Например, были найдены норы грызунов, останки плотоядных животных, членистоногих, а также древние муравейники. Эти находки свидетельствуют о том, что некоторым представителям фауны все же удалось пережить катастрофу.
Некоторые элементы экосистемы Небраски сохранились благодаря останкам пищи, обнаруженным у животных. Например, в желудках носорогов были найдены семена трав, что свидетельствует о том, что они продолжали питаться до самой смерти. У птиц, в свою очередь, в желудках были найдены остатки ископаемых ящериц и мышей.
Стоит отметить, что кости птиц чрезвычайно хрупкие, и в процессе фоссилизации они редко сохраняются. Однако находки в районе Ashfall Fossil Beds являются исключительным везением для исследователей. Например, у одного из экземпляров ископаемого журавля вида Balearica exigua сохранились даже отпечатки перьев и сухожилий. Кроме того, были обнаружены новые виды вымерших птиц, включая древних грифов и ястребов.
Не менее интересны ископаемые следы животных. Например, были обнаружены следы костедробящих собак, а также ямы, которые они рыли в слое пепла, в поисках пищи. «Собаки питались остатками умерших животных. Об этом свидетельствуют копролиты — окаменевшие экскременты, а также бромалиты — остатки материала, поступившего из пищеварительной системы животных», — пояснил Джон Смит, научный сотрудник Канзасской геологической службы.
Палеонтолог Шейн Такер отметил, что обычно в одном месте можно найти останки животных, погибших с разницей в сотни и даже тысячи лет. Однако извержение супервулкана Йеллоустоун создало уникальную возможность наблюдать ландшафт и биоразнообразие региона, которое существовало 12 миллионов лет назад.
Учитывая масштаб катастрофы, ученые задумываются, почему подобные находки встречаются столь редко. «Похожие события наверняка произошли на территории всей верхней части Великих равнин — в Южной Дакоте, Небраске и Канзасе», — отметил Рик Отто. Палеонтологи считают, что открытие новых лагерей окаменелых останков — лишь вопрос времени, так как эрозия продолжает разрушать верхний слой осадочных пород.