Жертвы миоценового супервулкана

На фото — скелеты взрослого носорога телеоцераса (Teleoceras) и его детеныша в местонахождении Ашфолл (Ashfall Fossil Beds), которое сформировалось в середине миоцена, около 12 млн лет назад, после извержения Йеллоустонского супервулкана. Катастрофическое событие стало причиной гибели целого стада древних животных, на радость палеонтологам, нашедшим сотни скелетов жертв супервулкана.

Местонахождение Ашфолл расположено на северо-востоке штата Небраска (США) в долине реки Вердигри (Verdigre Creek) на площади 1,5 км². Его открыл в 1971 году палеонтолог Майкл Ворхис (Michael Voorhies). После сильных весенних дождей были размыты овраги на краю кукурузного поля, и в одном из них Ворхису попался прекрасно сохранившийся череп молодого носорога, оказавшийся впоследствии частью целого скелета.

За годы раскопок, которые продолжаются и сегодня, был обнаружен уникальный и разнообразный комплекс флоры и фауны, насчитывающий не менее 80 родов, видов и форм, определенных только до семейства, большая часть из них — млекопитающие (57%), также найдены рептилии (18%), птицы (6%), амфибии (5%), рыбы (1%) и растения (13%). Остатки млекопитающих наиболее разнообразны: найдены кости мышей, хомяков, гоферов, сусликов, бобров и других грызунов, зайцев, различных псовых, медведесобак, куньих, ежей, кротов, землероек, летучих мышей, пекари, верблюдов, кабарги, вилорога, лошадей, носорогов телеоцерасов и афелопсов, а также гомфотериевых слонов.

Двенадцать миллионов лет назад все эти разнообразные животные и растения жили в степи, напоминавшей современную африканскую саванну, в приятных условиях субтропического климата. На месте Ашфолла был небольшой периодически пересыхающий водоем, где постоянно жили и куда приходили на водопой животные и охотники. Однажды эта идиллия была уничтожена извержением вулкана.

Йеллоустон — наверно, самый известный вулкан, относящийся к типу так называемых супервулканов. За всю историю своего существования, около 16 млн лет, он извергался семь раз и, очевидно, будет извергаться в будущем. Мощнейшее извержение в середине миоцена, погубившее фауну Ашфолла, произошло с выбросом колоссального объема пеплового материала. Ветер растянул пепловое (эруптивное) облако на гигантской площади поперек всего североамериканского континента вплоть до берегов Атлантики, а это не меньше 3500 км. След от извержения остался в виде гигантской кальдеры Бруно-Джарбидж (Bruneau-Jarbidge caldera) на юге штата Айдахо, достигающей в диаметре 10 км.

А — вулканическое плато Снейк-Ривер и составляющие его вулканические поля с возрастным диапазоном магматической активности. Красным цветом отмечена кальдера Бруно-Джарбидж. В — скорость накопления пеплов (см/млн лет) при извержении вулкана Бруно-Джарбидж. Треугольник показывает эпицентр выброса пепла; звездочкой отмечено местонахождение Ашфолл. Рисунки из статьи J. J. Smith et al., 2018. First U-Pb Zircon Ages for Late Miocene Ashfall Konservat-Lagerst?tte and Grove Lake Ashes from Eastern Great Plains, USA

Преодолев 1460 км от эпицентра взрыва до Ашфолла, пеплопад сформировал слой мощностью 2,5 м. Остатки животных были найдены в нижней, так называемой «скелетной зоне» мощностью 25 см, выше которой располагается двухметровая «мертвая зона» без каких-либо ископаемых. Причина гибели животных кроется в размере и строении мельчайших, видимых только вооруженным глазом, пепловых частиц. Если посмотреть на эти частицы при сильном увеличении, они будут напоминать осколки стекла, но только размером до десятых долей миллиметра. По сути, это самая настоящая пыль, которая способна легко проникать в легкие во время вдоха. После взрыва супервулкана концентрация пепла в воздухе была высока, и животные надышались этой пылью настолько, что мелкие частицы закупорили их дыхательные пути. Пепел во влажной среде способен хорошо спрессовываться, образуя плотную пробку, через которую вдыхаемый кислород пройти уже не может.

Таким образом, животные Ашфолла погибли от удушья. Об этом говорят не столько посмертные позы, сколько белые костные разрастания на длинных костях конечностей, на челюстях и костях таза, которые формируются при длительном нарушении работы легких, например из-за вдыхаемого пепла. Недостаток кислорода приводит к застою в соединительной ткани и формированию новой костной ткани — гипертрофической остеопатии. Животные умирали последовательно в зависимости от своего размера: практически сразу погибли представители мелкой фауны (амфибии, рептилии, грызуны и птицы), лошади и верблюды прожили еще несколько недель или даже месяцев, а уже последними погибли носороги, у которых объем легких был самым большим. Скелеты этих трех групп животных разделяют слои пепла в несколько сантиметров.

Реконструкция скопления (танатоценоз) погибших в Ашфолле среднеразмерных животных при еще живых крупноразмерных. Рисунок с сайта earthmagazine.org

Самые многочисленные телеоцерасы (найдены остатки более 100 особей) погибли целым стадом; в нём преобладали самки (32 взрослых особи) и было только 5 взрослых самцов. Маленькие носороги не отходили от матерей до последнего — их скелеты нашли в позе сосания молока. Мертвые тела были достаточно быстро погребены под слоем пепла, что затруднило доступ к ним хищников-падалеедов. Однако последние всё же пытались выкапывать туши, отчего в местонахождении присутствуют неполные скелеты и их отдельные части.

Схема расположения скелетов телеоцерасов, раскопанных в 1977–79 гг. Звездочками отмечены скелеты телят в положении сосания грудного молока. Рисунок из статьи S. T. Tucker et al., 2014. The geology and paleontology of Ashfall Fossil Beds, a late Miocene (Clarendonian) mass-death assemblage, Antelope County and adjacent Knox County, Nebraska, USA

Пепел оказался прекрасным консервантом: сохранились не только кости, но и шкура в виде отпечатков, остатки непереваренной растительной пищи и даже последние следы, оставленные животными перед смертью (ихнофоссилии), которые очень редко находят рядом с телом погибшего животного. Помимо следов передвижения крупных млекопитающих находили также целые сети нор мелких зверьков, и ихнофоссилии, связанные с деятельностью беспозвоночных: гнезда муравьев и норы жуков.

Созданный при уникальном местонахождении государственный исторический парк (Ashfall Fossil Beds State Historical Park) — настоящая «капсула времени», в которой застыли на миллионы лет в вулканических пеплах обитавшие на территории Великих равнин животные.

Раскопки в крытом павильоне на территории парка Ashfall Fossil Beds State Historical Park. Фото с сайта onlyinyourstate.com

Фото с сайта journalstar.com.

Антон Ульяхин