История жизни на Земле никогда не была спокойной. Одни виды возникали и распространялись, другие исчезали, а иногда происходили катастрофические массовые вымирания, после которых биосфера менялась почти до неузнаваемости.

Обычно такие события связывают с конкретными катастрофами — например, гигантскими извержениями или падением астероида. Но новое исследование показывает, что у крупнейших вымираний мог быть ещё один общий фон: незадолго до них сама система Земли входила в нестабильное состояние.

Учёные проанализировали последние 539 миллионов лет и обнаружили пять длительных климатических режимов. Каждый из них существовал от десятков до более чем ста миллионов лет, но переходы между ними происходили значительно резче и сопровождались быстрыми изменениями окружающей среды.

И именно в эти переходные периоды биосфера оказывалась особенно уязвимой.

Чтобы оценить это, исследователи разработали показатель «уязвимости биосферы». Он объединяет сразу несколько факторов: скорость появления новых групп организмов, скорость их исчезновения и общее разнообразие жизни в данный момент.

Смысл довольно простой. Если виды быстро исчезают, одновременно появляется много новых форм, которым приходится приспосабливаться к изменившимся условиям, а общее биоразнообразие сокращается — биосфера находится в более нестабильном состоянии.

Это не означает, что каждый организм на планете в такой момент испытывает стресс. Речь идёт о состоянии всей системы в целом.

Когда исследователи применили этот показатель к геологической истории Земли, обнаружилась любопытная закономерность. Внутри продолжительных стабильных периодов уязвимость менялась, причём более высокая температура обычно совпадала с более высоким фоновым уровнем нестабильности.

Но особенно резко показатель возрастал на границах между климатическими режимами.

Именно с такими пиками совпали и знаменитые пять крупнейших массовых вымираний в истории Земли.

Это, однако, не означает, что сама климатическая или химическая нестабильность обязательно вызывает массовое вымирание. В некоторых случаях известна совершенно конкретная дополнительная причина — например, падение огромного астероида.

Исследователи предлагают другую интерпретацию: во время перехода между крупными состояниями Земли биосфера становится более хрупкой. Поэтому дополнительный мощный удар способен привести к гораздо более серьёзным последствиям, чем в более стабильную эпоху.

По словам одного из авторов работы, палеонтолога и специалиста по системам Земли Андрея Спиридонова из Вильнюсского университета, приближение системы к критическому переходу может указывать на вероятность масштабных изменений, включая массовые вымирания или даже их серию.

Возникает очевидный вопрос: что это означает для современности?

Авторы подчёркивают, что их работа анализирует прошлое и не позволяет предсказывать судьбу человечества или современных видов.

Более того, согласно предложенному ими показателю, нынешняя геологическая эра — кайнозой — отличается необычно высокой стабильностью и низкой фоновой уязвимостью биосферы.

Но это вовсе не означает, что природные или вызванные человеком воздействия не способны серьёзно изменить жизнь на Земле.

Смысл вывода в другом: в некоторые прошлые геологические эпохи биосфера уже находилась в настолько нестабильном состоянии, что аналогичный внешний удар мог иметь значительно более разрушительные последствия.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.