Массовое пермское вымирание:

В настоящее время у специалистов отсутствует общепринятое мнение о причинах вымирания. Рассматривается ряд возможных причин:

• катастрофические события:

  • усиление вулканической деятельности в Сибири;

  • падение одного или многих метеоритов, либо столкновение Земли с астероидом диаметром в несколько десятков километров (одним из доказательств этой гипотезы служит возможное наличие 500-километрового кратера в районе Земли Уилкса);

  • внезапный выброс метана со дна моря;

  • приобретение археями (род Methanosarcina) способности перерабатывать органику с выделением больших объёмов метана.

• постепенные изменения окружающей среды:

  • аноксия — изменения химического состава морской воды и атмосферы, в частности, дефицит кислорода;

  • повышение сухости климата;

  • изменение океанических течений и/или уровня моря под влиянием изменений климата.

Наиболее распространена гипотеза, согласно которой причиной катастрофы явилось излияние траппов (вначале относительно небольших Эмэйшаньских траппов около 260 млн лет назад, затем колоссальных Сибирских траппов 251 млн лет назад), которое могло повлечь за собой вулканическую зиму, парниковый эффект из-за выброса вулканических газов и другие климатические изменения, повлиявшие на биосферу[

Столкновение Земли с астероидами: Свидетельства того, что падения астероидов могли вызвать позднемеловую катастрофу, порождают гипотезы о том, что похожие события также могли бы стать причиной и других событий массового вымирания, включая пермское вымирание, и для проверки этих гипотез ведутся поиски кратеров соответствующих размеров.

В Австралии и Антарктиде найдены доказательства существования ударных событий, соответствующих пермскому периоду: зёрна кварца ударного происхождения, фуллерены с включениями инертных газов внеземного происхождения, фрагменты метеоритов в Антарктике и зёрна, содержащие повышенный уровень железа, никеля и кремния — возможно, ударного происхождения. Однако достоверность большинства из этих исследований весьма сомнительна. Например, кварц из Антарктики, который считался имеющим ударное происхождение, был исследован в середине 2000-х годов при помощи оптического и электронного микроскопов. В результате было выявлено, что найденные образцы образовались, скорее всего, в результате пластических деформаций в твёрдых телах, а не от ударов при тектонических процессах, подобных вулканизму.

Как следы метеоритов, ставших причиной массового пермского вымирания, рассматривают несколько кратеров (возможно ударного происхождения), в том числе структуру Бедоут в северо-восточной части Австралии и гипотетический кратер Земли Уилкса в западной Антарктике. В каждом из этих случаев гипотеза космического удара не получила подтверждения и была подвергнута критике. А в случае с Землёй Уилкса возраст этих геологических образований точно не определён и может относиться к более поздним периодам.

Триасовое вымирание:

Были предложены несколько объяснений этого события, но все они не в полной мере отвечают предъявленным требованиям:

• Постепенная перемена климата или флуктуации уровня океана в течение позднего триасового периода. Однако, это не объясняет внезапность вымирания существ в океане. Возможно, перемена климата связанна с изменением площади мирового океана и его глубины, вызванной движением земной коры. Отражение солнечного света водной поверхностью и увеличение влажности климата спровоцировало появление полярных и высокогорных ледяных шапок, что привело в свою очередь к ледниковому периоду и значительному промерзанию акватории океана.

• Падение астероида, но нет датированного ударного кратера, образование которого совпадало бы с триасово-юрской границей (столкновение, ответственное за кольцеобразную структуру Маникуаганского озера произошло за 12 миллионов лет до триасово-юрского вымирания).

• Массовые извержения вулканов, особенно излияние базальтовых лав в Центрально-атлантической магматической области (Central Atlantic Magmatic Province или CAMP), высвободило бы в атмосферу углекислый газ или диоксид серы которые в свою очередь явились бы причиной сильного глобального потепления (от первого газа) или похолодания (от второго газа).

• Гипотеза о метангидратном ружье. Потепление из-за вулканизма и накопления углекислого газа в атмосфере, привело к высвобождению метана из донных клатратов. Выделение метана, даже более сильного парникового газа чем CO2, ускорило потепление ещё сильнее, что в свою очередь привело к ещё большему высвобождению метана со дна океанов. Этот процесс мог привести к быстрому изменению глобальной температуры.

Изотропная структура окаменелых почв позднего триасового и раннего юрского периодов не демонстрируют доказательств, каких-либо изменений количества углекислого газа (CO2) в атмосфере. Однако позднее, некоторые доказательства всё же были найдены в почвах относящихся к триасово-юрской границе, предполагая, что тогда произошло увеличение количества атмосферного СО2 и некоторые исследователи предположили, что причиной этого роста и как следствие массового вымирания могла послужить комбинация вулканического СО2, выделившегося из лав, и катастрофическое разложение газовых гидратов. Кроме того, газовые гидраты были предложены как одна из возможных причин массового пермского вымирания в конце пермского периода.

Мел-палеогеновое вымирание:

Внеземные

• Гипотеза импакта. Падение астероида — одна из самых распространённых версий[8] (т. н. «гипотеза Альвареса»). Она основана главным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чиксулуб (который является следом от падения астероида размером порядка 10 км около 65 млн лет назад) на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания большинства из исчезнувших видов динозавров. Кроме того, небесно-механические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астероидов) показывают, что астероиды 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 метеоритами, а с другой — промежуткам времени между пиками вымираний биологических видов в фанерозое. 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 положение.

• Версия «многократного падения» (англ. multiple impact event), предполагающая несколько последовательных ударов[9]. Она привлекается, в частности, для объяснения того, что вымирание произошло не одномоментно (см. раздел Недостатки гипотез). Косвенно в её пользу свидетельствует тот факт, что астероид, создавший кратер Чиксулуб, был одним из осколков более крупного небесного тела. Некоторые геологи считают, что кратер Шива на дне Индийского океана, датируемый примерно тем же временем, является следом падения второго гигантского метеорита, но эта точка зрения является дискуссионной. Существует компромисс между гипотезами удара одного или нескольких астероидов — столкновение с двойной системой астероидов. Параметры кратера Чиксулуб подходят для такого удара, если оба астероида были меньше, но вместе имели примерно те же размер и массу, что и астероид гипотезы одного столкновения.

• Взрыв сверхновой звезды либо близкий гамма-всплеск.

• Столкновение Земли с кометой. Именно этот вариант рассматривается в сериале «Прогулки с динозаврами».

• Столкновения Земли с астероидом: художественное изображение

Земные абиотические

• Усиление вулканической активности[18], 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[19].

• Резкое понижение уровня моря, произошедшее в последней (маастрихтской) фазе мелового периода («маастрихтская регрессия»).

• Изменение среднегодовых и сезонных температур, при том, что инерциальная гомойотермия крупных динозавров требует ровного тёплого климата[20]. Вымирание, однако, не совпадает по времени со значительным изменением климата[21].

• Резкий скачок магнитного поля Земли.

• Переизбыток кислорода в атмосфере Земли.

• Резкое охлаждение океана.

• Изменение состава морской воды.

Земные биотические

• Эпизоотия — массовая эпидемия.

• Динозавры не смогли приспособиться к изменению типа растительности и отравились алкалоидами, содержащимися в появившихся цветковых растениях (с которыми, однако, сосуществовали в течение десятков миллионов лет, причём именно с появлением цветковых растений был связан эволюционный успех отдельных групп травоядных динозавров, освоивших новый биом травянистых степей).

• Динозавров истребили первые хищные млекопитающие, уничтожая кладки яиц и детёнышей.

• Вариация предыдущей версии: ранние млекопитающие, размножаясь быстрее динозавров, а также обладая более совершенным метаболизмом, могли в ходе конкурентной борьбы вытеснить рептилий в те экологические ниши, на которые мало претендовали сами, как это раньше произошло с амфибиями. Между тем, все меловые млекопитающие — очень мелкие, в основном насекомоядные. В отличие от рептилий, которые благодаря целому ряду прогрессивных специализаций, включая появление чешуи и перьев (архозавры) либо плотной кожи с потовыми железами и шерстью (синапсиды), яиц в плотной оболочке и живорождения, сумели в своё время освоить принципиально новую среду — удалённые от водоёмов сухие ландшафты, млекопитающие не имели никаких принципиальных эволюционных преимуществ по сравнению с современными им рептилиями. Метаболизм как минимум некоторых динозавров был столь же интенсивен, как у млекопитающих или даже птиц, на что указывает наличие перьев и очень крупного мозга (собственно, отличить наиболее прогрессивных динозавров от примитивных птиц очень сложно, эти группы имели отличия на уровне семейств и отрядов, а не классов; в кладистике они рассматриваются как разные отряды одного класса Завропсиды).

Комбинированные

Вышеперечисленные гипотезы могут дополнять друг друга, что некоторыми исследователями используется для выдвижения разного рода комбинированных гипотез. Например, удар гигантского метеорита мог спровоцировать усиление вулканической активности и выброс большой массы пыли и пепла, что в совокупности могло повлечь за собой изменение климата, а это, в свою очередь — изменение типа растительности и пищевых цепочек, и т. д.; изменение климата также могло быть вызвано понижением уровня Мирового океана. Деканские вулканы начали извергаться ещё до падения метеорита, однако в определённый момент частые и мелкие извержения (71 тысяча кубометров в год) сменились редкими и масштабными (900 миллионов кубометров в год). Учёные допускают, что смена типа извержений могла произойти под влиянием упавшего в то же самое время метеорита (с погрешностью в 50 тысяч лет).

Известно, что у некоторых рептилий наблюдается явление зависимости пола потомства от температуры кладки яиц. В 2004 году группа исследователей из британского Университета Лидса, которую возглавляет Дэвид Миллер (David Miller), предположила, что если подобное явление было характерно и для динозавров, то изменение климата всего на несколько градусов могло спровоцировать появление на свет особей только определённого пола (мужского, например), а это, в свою очередь, делает невозможным дальнейшее размножение