Читать книгу "Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога - Маршия Бьорнеруд"

Интересно вспомнить гипотезы о причинах мел-палеогенового вымирания из учебников по исторической геологии, по которым мы учились в университете в начале 1980-х гг. — незадолго до того, как гипотеза Альвареса об астероидном воздействии была принята геологическим сообществом. К тому времени прежнее представление о динозаврах как о тупых и медлительных созданиях, косвенно подразумевавшее, что их вымирание было фактически «предопределено», доказало свою несостоятельность и сменилось пониманием того, что это были проворные теплокровные животные, в некоторых случаях социальные и довольно умные. Уничтожить таких животных не так-то просто, поэтому стало очевидно, что ни один из предполагаемых факторов их кончины — глобальное похолодание, смертельная эпидемия, геноцид со стороны млекопитающих-яйцеедов, аллергия на первые цветковые растения (!) — не мог оказать достаточно мощного и стремительного воздействия, чтобы привести к такому исходу. Единственная упоминавшаяся тогда внеземная гипотеза гласила, что динозавры погибли от космической радиации, выброшенной при вспышке далекой сверхновой звезды и достигшей Земли как раз в тот момент, когда происходила инверсия геомагнитного поля и планета была почти не защищена от космического излучения (т. е. они в буквальном смысле слова умерли под несчастливой звездой).

Вспоминая эти гипотезы, невольно испытываешь ностальгию по добрым и уютным временам, когда над миром не маячил призрак апокалипсиса. Дело в том, что теории о массовых вымираниях всегда появляются параллельно с другими источниками экзистенциальной тревоги в обществе: геологическое прошлое часто служит своего рода экраном, на который мы проецируем наши самые глубокие страхи. Это вовсе не говорит о ненаучности гипотез о массовых вымираниях, однако ужас перед новыми видами апокалипсиса невольно разжигает наше воображение в отношении возможных сценариев катаклизмов прошлого. Геологи — это обычные люди, живущие в конкретном обществе в конкретный исторический момент, и они не могут не находиться под влиянием доминирующего духа времени. По сравнению с XX в. и началом XXI в. с их паническими страхами, Викторианская эпоха была полна оптимистичных надежд на то, что научно-технический прогресс значительно улучшит жизнь большей части человечества. Таким образом, помимо лайелевского табу на геологический катастрофизм (особенно старомодного библейского типа), возможно, тот факт, что викторианцы попросту не были одержимы видением конца времен, объясняет тогдашнее отсутствие в научном мире моды на Армагеддон.

Но к 1980 г. устрашающие технологические достижения, которых не могли предвидеть люди Викторианской эпохи, поставили под угрозу существование человеческой цивилизации, и именно в этот тревожный момент в конце холодной войны отец и сын Альваресы выдвинули гипотезу астероидного воздействия. Описание того, как падение на Землю массивного метеорита окутало планету саваном из выброшенных в стратосферу пыли и сажи, который преградил солнечному излучению путь на ее поверхность и заблокировал фотосинтез, вызвав массовый голод, было словно прямиком взято из сценариев «ядерной зимы», предсказанных в 1970-х гг. Карлом Саганом и голландским ученым, специалистом в области химии атмосферы, Паулем Крутценом. Катастрофическое извержение вулкана Сент-Хеленс в том же году наглядно проиллюстрировало пепельное светопреставление в локальном масштабе.

К 1990 г., когда был обнаружен кратер Чикшулуб, Берлинская стена уже пала, но на смену ослабевшей угрозе ядерной катастрофы пришло растущее осознание того, что негативное антропогенное воздействие на экологию однажды может привести к гибели человечества. Было доказано, что причиной начавшейся деградации лесов в Новой Англии (США) и в Скандинавии являются кислотные дожди — результат выбросов в атмосферу серы из-за продолжавшегося десятилетиями сжигания угля. Стало вдруг ясно, что избирательный характер вымирания морских видов в конце мелового периода, когда оснащенные известковистыми раковинами организмы, обитавшие в глубоководных условиях, пережили катастрофу с меньшими потерями, чем обитатели мелководий, говорит о том, что это могло быть вызвано поверхностным воздействием на океан серной кислоты. А ведь горные породы в районе юкатанского кратера Чикшулуб заключали в себе много серы, содержащейся в мощных слоях минерала ангидрита — безводного сульфата кальция, который при ударе астероида, вероятно, испарился, был выброшен в атмосферу, а затем выпал в виде едкого кислотного дождя. Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г., которое было в 10 раз мощнее извержения Сент-Хеленс, дало возможность лучше понять эти процессы. Выброшенного в стратосферу количества сульфатных частиц оказалось достаточно, чтобы на два года затормозить неуклонное повышение глобальной температуры, вызванное ростом концентрации парниковых газов. Огромные объемы сульфатной породы, выброшенные из гигантского кратера Чикшулуб, могли вызвать гораздо более сильное похолодание — губительное для организмов, привыкших к теплому меловому миру, — после чего выпасть на Землю в виде адского кислотного дождя. Другими словами, не просто пыль, а попавшая в атмосферу сера могла быть истинным виновником мел-палеогенового вымирания.

Но многих палеонтологов не удовлетворило и это объяснение. Едкий кислотный дождь должен был быть особенно токсичным для пресноводных экосистем, но выживаемость видов в этих водоемах, в том числе лягушек и других земноводных, очень чувствительных к изменению химического состава воды, была близка к 90 % — намного выше, чем у обитающих на суше видов, всего 12 % из которых пережили катаклизм. Поскольку ни один из предполагаемых механизмов не может объяснить некоторые детали палеонтологической летописи мел-палеогенового вымирания, некоторые палеонтологи считают, что астероид не был единственным убийцей, а лишь нанес добивающий удар глобальной экосистеме, уже ослабленной другими вредоносными факторами. В качестве наиболее вероятного пособника называется вулканическая активность, в частности извержения, приведшие к образованию Деканских траппов — обширной магматической провинции в современной Индии, покрытой слоями излившегося базальта общей мощностью более 1,6 км. На протяжении десятков тысяч лет, предшествовавших массовому вымиранию, сочащаяся лава выбрасывала в атмосферу огромные количества углекислого газа, уже поставив мир на грань экологической катастрофы к тому времени, когда ему был нанесен смертельный удар из космоса. В результате испарения мощной толщи известняков в Чикшулубе в атмосферу было выброшено еще больше двуокиси углерода, так что после нескольких лет сурового холода, вызванного облаком пыли и пепла, климат стремительно качнулся в другую сторону из-за парникового эффекта, принеся на Землю жару и засуху. В современных реконструкциях конца мелового периода будоражащий воображение астероид-убийца вынужден поделиться своей сомнительной славой с куда менее гламурными парниковыми газами.

Губительный воздух

После выдвижения гипотезы о мел-палеогеновом катаклизме изучение массовых вымираний превратилось в самостоятельный и модный раздел палеонтологии. В свете вновь «узаконенного» катастрофизма стали делаться попытки свести все массовые исчезновения видов к внеземному воздействию. Блестящий палеонтолог Джек Сепкоски из Чикагского университета, который первым признал потенциал работы с большими данными в палеонтологии, утверждал, что, проанализировав тысячи каталогов ископаемых остатков, выявил регулярный цикл частоты вымираний продолжительностью примерно 26 млн лет. Проявив своего рода неоуниформизм, он предположил, что эти циклические вымирания, возможно, связаны с периодическим прохождением Земли через спиральные рукава галактики, которые могут дестабилизировать орбиты комет[81]. Концепция Сепкоски стимулировала активные поиски следов крупных внеземных воздействий во время других массовых вымираний, превратив исследование ударных кратеров из периферийной дисциплины в геологический мейнстрим. Но за три десятилетия так и не было найдено убедительной связи между каким-либо другим крупным биологическим кризисом и столкновением Земли с астероидом или кометой. Поэтому нам остается лишь взглянуть в лицо отрезвляющему факту, что, по всей видимости, так уж устроена наша планета, что ее собственные процессы порой могут ставить жизнь на ней на грань исчезновения.