Марк Мосевицкий - Распространненость жизни и уникальность разума?
6.2.6. Основной причиной гибели динозавров могла стать сера, выброшенная в атмосферу при образовании ударного кратера в участке залегания богатых ею пород
Однако, если само похолодание не было основной причиной исчезновения динозавров, то возникает естественный вопрос, чем же оно было вызвано. Выше отмечалось, что с падением крупного тела, как непосредственно, так и из-за вызванных им пожаров, связаны существенные изменения состава газов в атмосфере. В ней появляются компоненты, которые, если ранее и присутствовали, то в значительно меньшем (на порядки) количестве. Многие из этих компонентов (сероводород, окиси углерода и азота и др.) высокотоксичны. Содержание же кислорода уменьшилось, как и озона в озоновом слое. Кроме того, атмосфера оказалась в высокой степени запыленной. Можно предположить, что массовая гибель динозавров независимо от среды обитания была обусловлена свойственной всем им особой чувствительностью к происшедшим в атмосфере Земли изменениям, то есть, если говорить проще, динозавры были отравлены газами. Естественно, эта версия не единственная. В числе других – вызванное уничтожением озонового слоя сильное ультрафиолетовое облучение, гибель, в первую очередь, микроорганизмов, в том числе планктона, и голодание вследствие нарушения пищевых цепей. Однако за время весьма длительного существования динозавров имели место и другие аналогичные по силе импакты. Можно задаться вопросом, почему импакт на границе K/T привел к гибели динозавров, а близкий по мощности импакт, происшедший на 135 млн лет раньше (на границе Триас-Юра), наоборот, помог им выйти на первые позиции. Помимо возможного за столь длительный срок изменения физиологии этих животных, одним из следствий которого оказалась пониженная сопротивляемость динозавров резким изменениям среды, могли проявиться специфические особенности событий на границе K/T. Т ак, было обращено внимание на повышенное содержание серы в скальных породах на оконечности полуострова Юкатан, где упало космическое тело (Pope et al., 1994). При взрыве в атмосферу было выброшено около 1011 тонн серы. Вследствие этого, накрывшее всю Землю пылевое облако было насыщено ее соединениями, главным образом, серной кислотой в форме аэрозоля. Именно это обстоятельство могло оказаться главной причиной гибели динозавров. Млекопитающие, представленные тогда мелкими формами, оказались, в целом, более устойчивыми к неблагоприятным воздействиям и выжили, хотя тоже понесли потери (Alroy, 2003). Впоследствии они не только быстро увеличили свою численность, но дали начало новым видам. Согласно этой концепции, упади тот же астероид в другом месте, где породы содержат меньше серы, динозавры господствовали бы на Земле и поныне, вытеснив млекопитающих окончательно. Таким образом, если иметь в виду “нашу” победу, она состоялась благодаря падению космического тела не только в нужное время, но и в подходящем месте. Некоторые авторы придают особое значение тому обстоятельству, что импакт на границе K/T произошел в период сильного вулканизма, и атмосфера уже содержала много вредных газов, в том числе сероводород, окись углерода и др. Они полагают, что роковым для динозавров оказалось именно совпадение импакта и вулканизма (Glasby and Kunzender, 1996).
Выше упоминались глобальные оледенения Земли, длившиеся миллионы лет. Возникает естественный вопрос, благодаря чему оледенение оказалось скоротечным после импакта на границе K/T? Одной из причин могла явиться поднятая в атмосферу пыль, которая первоначально вызвала похолодание. Выпадая на снежный покров, пыль снизила его отражательную способность, благодаря чему поступавшая от Солнца энергия использовалась более эффективно. Однако именно в тот период особое значение могло иметь еще одно обстоятельство: из-за продолжавшегося уже тысячелетия активного вулканизма атмосфера была обогащена углекислым газом, который освобождается в процессе остывании лавы. Это привело к повышенному парниковому эффекту. Именно возросшим парниковым эффектом можно объяснить очень теплый климат в период, предшествовавший событиям на границе K/T. Теплый океан, который, скорее всего, так и не замерз, также воспрепятствовал углублению похолодания. В итоге, вызванное импактом похолодание, хоть и глобальное, оказалось скоротечным. В Северном полушарии, где было лето, уже через месяц лед растаял и установилась соответствующая сезону температура.
6.3. Позднейшие катастрофы, повлекшие глобальные изменения климата
Падение крупного метеорита 65 млн лет тому назад, решительно изменившее вектор эволюции животных, не было последним в истории Земли. Катастрофы происходили и после события на границе K/T. В конце Эоцена (около 40 млн лет тому назад) несколько крупных тел упали на Землю. Об этом свидетельствуют относящиеся к тому периоду большие ударные кратеры, обнаруженные на разных континентах. В Антарктике в море Росс находится кратер диаметром 500 км, в Якутии крупный кратер Попигай (100 км), на Востоке США – Чезапик Бэй (100 км). Падение астероидов происходило на фоне усиленного оседания космической пыли, которое продолжалось
2.5 млн лет, на что указывает повышенное содержание в образовавшихся тогда осадочных породах редкого на Земле изотопа гелия-3. Было высказано предположение, что перед тем произошли возмущения в периферийных кометных поясах, направившие большое количество пыли и обломков комет во внутреннюю область Солнечной системы (Farley et al., 1998). Позже минералогическое исследование кратера Попигай показало, что он был образован не обломком кометы, а метеоритом типа L-хондрита. Эти данные привели к новому предположению: возмущения и столкновения, приведшие к описанным событиям, произошли не в кометных поясах, а значительно ближе к Земле – в астероидном поясе между Марсом и Юпитером (Tagle and Claeys, 2004). Независимо от происхождения космических тел, атаковавших тогда Землю, последствия оказались существенными и, возможно, до конца не исследованными. Именно в этот период очень теплый (“парниковый”) климат, господствовавший на Земле более 150 млн лет, сменился на относительно холодный. Началось оледенение Антарктики (Tripati et al., 2005). В качестве основной причины этого оледенения считают падение астероида (или астероидов) в Южной части Мирового океана. Этот импакт, вызвав изменение рельефа дна, остановил приток экваториальных вод, что и привело к похолоданию. Оледенение полярных областей в Северном полушарии началось не раньше 10 млн лет тому назад. Внести вклад мог импакт, но уже в Северном полушарии. Непосредственной причиной оледенения было продолжавшееся падение содержания CO2 в атмосфере и, соответственно, ослабление парникового эффекта.
Около 2 млн лет тому назад (на границе Плиоцена и Плейстоцена) произошло масштабное вымирание морских организмов. В слое осадочных пород, относящихся к тому времени, обнаружен изотоп железа (60Fe), характерный для излучения, испускаемого суперновой. Было высказано предположение, что относительно близко от Солнечной системы (20–30 световых лет) произошел взрыв сверхновой. В этом случае излучение, достигшее Земли, было достаточно мощным, чтобы существенно повредить озоновый слой, главным образом путем образования окислов азота. Это позволило жесткому ультрафиолетовому излучению Солнца достичь земной поверхности. Был уничтожен планктон, что нарушило пищевые цепочки и привело к массовым вымираниям (Benitez et al., 2002; Knie et al., 2004). К тому же периоду относят падение крупного метеорита более 1 км в поперечнике в “Южный”океан (Gersonde et al., 1997). Это событие могло привести к сходным последствиям.
На всем протяжении Плейстоцена (1.8 млн лет – 11.5 тыс. лет тому назад) происходили оледенения, когда полярные ледники распространялись до 40-й параллели. По некоторым оценкам 30 % земной поверхности могло покрываться ледяным панцирем толщиной до 1500 метров. Еще немного, и процесс стал бы необратимым, произошло бы глобальное оледенение, из которого Земле пришлось бы выбираться миллионы лет. Естественно, наземные животные исчезли бы, в том числе и люди, уже присутствовавшие на Земле. Однако каждый раз, не дойдя до “критической” 30-й параллели, льды отступали. Последнее оледенение (т. н. Ледниковый период) закончилось 10 тыс. лет тому назад, ознаменовав переход к Голоцену, который продолжается поныне.
Мы видим, что рассматриваемый период, последовавший за катаклизмом на границе K/T, не был гладким. Однако даже мощные импакты и похолодание не привели к столь массовым вымираниям, какие происходили ранее. Особенно важно, что они не затронули регион сформировавшегося 20 млн лет тому назад континента Африка, где обосновалась ветвь приматов Старого мира. Эволюция этой ветви дала прямоходящих гоминид, а затем и людей. Более того, считается, что именно похолодание вызвало образование безлесных пространств (саванны), которые стали той нишей, где проявились преимущества прямохождения, освободившего передние конечности для труда (deMenocal, 1995; Bobe et al., 2002; Alemseged, 2003; Bonnefille et al., 2004). Совершенствование трудовой деятельности напрямую зависело от развития интеллекта. Так увеличение размеров мозга и совершенствование его деятельности стали признаками, по которым происходил естественный отбор у прямоходящих гоминид. Это направление эволюции не было прервано стихийными катаклизмами и привело к человеку.
