Наука Плоского мира

Динозавры всегда входят в число наиболее популярных экспонатов в музеях. Они напоминают нам о том, что мир не всегда был таким, как сейчас, а также о том, что с геологической точки зрения человечество существует на Земле совсем недолго. Попросту говоря, динозавры — это древние ящерицы. Те, чьи кости мы с раскрытыми ртами разглядываем в музеях, это довольно большие ящерицы, хотя многие из динозавров были намного меньше. Само слово «динозавр» означает «ужасная ящерица» и, любой, кто смотрел «Парк Юрского периода», поймет, почему.

Итальянский коллекционер окаменелостей, посмотревший фильм Спилберга, неожиданно понял, что странные останки, которые несколько лет хранились в его подвале, могут принадлежать динозавру. Он отправил их в ближайший университет, где удалось выяснить, что это не просто какой-нибудь динозавр, а совершенно новый вид.

Останки принадлежали молодому тераподу, представителю небольших плотоядных динозавров — ближайших родственников птиц. Что интересно, у него не было перьев. Эта История, взятая прямо из фильма — это пример повествовательного императива в нашем мире…, и, как обычно, в основе ее лежит выборочное представление данных. Сколько коллекционеров, имевших в своем распоряжении фрагмент кости динозавра, не поняли этого после просмотра фильма?

В человеческом разуме динозавры перекликаются с мифами о драконах, известными во многих культурах в разные времена. Многокилометровые объяснения, связывающие наши представления о драконах с унаследованными, через миллионы лет эволюции, образами динозавров и внушаемым ими страхом в памяти наших отдаленных предков. Однако эти предки, видимо, были весьма отдаленными, поскольку те из них, что жили в одно время с динозаврами, скорее всего, представляли собой существ вроде землеройки, обитали в норах и питались насекомыми. После сотни миллионов лет процветания, примерно 65 миллионов лет назад, динозавры вымерли — и факты указывают на то, что их исчезли они довольно неожиданно. Снились ли землеройкам кошмары о динозаврах все это время? Могли ли подобные кошмары пережить 65 миллионов лет естественного отбора? И — в особенности — снятся ли современным землеройкам кошмары об огнедышащих драконах, или это исключительно наша черта? Вероятнее всего, источником мифов о драконах стали другие, менее очевидные, наклонности этого таинственного, обремененного историей, органа, который мы называем разумом.

Восхищение динозаврами, особенно когда речь идет о детях, находится вне времени. Динозавры — это настоящие монстры, которые существовали на самом деле, а некоторые из них, хорошо нам известные, были гигантами. К тому же теперь можно с уверенностью сказать, что все они мертвы.

Среди маленьких детей, даже тех, кто не отличается высокой успеваемостью в школе, многие способны по памяти прочитать длинный список из названий динозавров. До выхода «Парка Юрского Периода» велоцираптор не входил в их число, но сейчас он известен не менее остальных. Тем из нас, кто все еще чувствует привязанность к бронтозавру, часто приходится напоминать о том, что ученые, в силу каких-то нелепых причин, решили впредь именовать этого гигантского обитателя болот с извилистым телом не иначе, как апатозавром [112] . Мы настолько привязаны к динозаврам, что драматизм их внезапного вымирания захватил наше воображение сильнее, чем любое другое событие в палеонтологии. Даже наше собственное происхождение привлекает меньшее внимание со стороны СМИ.

112

Еще более печальная участь постигал животное, ранее известное как эогиппус (букв. «Лошадь рассветной зари». Это прекрасное поэтичное название для существа, ставшего прародителем главной ветви генеалогического древа лошадей. Теперь мы называем его гиракотерием, поскольку за несколько лет до открытия «эогиппуса» кто-то дал это имя существу, которое, по его мнению, было родственно даманам (даманы — небольшие травоядные млекопитающие, внешне похожие на грызунов, ближайшие родственники современных слонов. «Гиракотерий» буквально означает «подобный даману» — прим. пер.), основываясь на ископаемых останках одной из лопаток. Впоследствии выяснилось, что эта кость на самом деле принадлежит эогиппусу. К сожалению, приоритет в выборе имени остается за первооткрывателем, поэтому теперь «лошадь рассветной зари» носит непримечательное и совсем не поэтичное название, увековечившее упомянутую ошибку.

«Бронтозавр», или «громовая ящерица» исчез при сходных обстоятельствах. «Громовая ящерица» — это прекрасное имя. Что же касается «апатозавра» — вероятно, оно означает «ящерица с гравитационными затруднениями» (на самом деле «апатозавр» буквально означает «обманчивая ящерица» — прим. пер.).

Мораль этой истории состоит в том, что ученые преклонного возраста собираются для обсуждения какого-либо исключительного явления, они — в этом можно быть уверенным — обязательно примут крайне нелепое решение. В отличие от волшебников Незримого Университета, разумеется.

Как же они могли исчезнуть столь внезапно?

Для начала следует заметить, что далеко не все ученые согласны с тем, что вымирание было внезапным. Анализ ископаемых останков показывает, что критический момент наступил в конце Мелового периода, 65 миллионов лет тому назад. Эта дата также соответствует началу Третичного периода, или «Эпохи Млекопитающих», поэтому окончание эры динозавров обычно называется K/T-границей («K», поскольку название Мелового периода в немецком языке начинается с буквы «K»). Но если мы предполагаем, что конец Мелового периода — это момент «когда все и случилось», то создается впечатление, будто многие виды предвидели свой финал, исчезнув из палеонтологической летописи на 5–10 миллионов лет раньше. Может быть, влюбленные динозавры сказали друг другу: «Дорогой(-ая), какой смысл тратить силы на размножение, если через десять миллионов лет от нас ничего не останется?». Нет. Тогда в чем причина плавного сокращения численности в течение нескольких миллионов лет? С точки зрения статистики есть одна вполне разумная причина, из-за которой мы можем оказаться не в состоянии добыть все без исключения окаменевшие останки, даже если виды, к которым они относятся, в то время были живы.

Кстати, вот один уместный вопрос: Как вы думаете, сколько образцов Тираннозавра Рекс, самого известного из динозавров, находится в распоряжении университетов и музеев по всему миру? Не копий, а именно оригинальных останков, извлеченных палеонтологами из горных пород?

Наверняка, сотни, да?

Нет. До «Парка Юрского Периода» их было ровно три, причем разброс возраста этих останков составлял пять миллионов лет. Впоследствии было обнаружено еще 19 окаменелостей (возможно, когда вы будете читать эти строки, их станет больше), поскольку, благодаря фильму, динозавры приобрели благосклонное отношение публики, и появилась возможность собрать достаточное средств, чтобы профинансировать дальнейшие раскопки. При таких шансах на успех вероятность того, что какая-нибудь будущая раса сможет обнаружить окаменевшие человекообразные останки, относящиеся ко всему периоду существования нас и наших предков, будет ничтожно малой. Так что если конкретный вид просуществовал на Земле в течение пяти миллионов лет, вполне возможно, что останки его представителей не будут обнаружены никогда — особенно если они обитали в засушливых районах, где окаменелости образуются довольно редко. Можно подумать, что данные, полученные на основании окаменелых останков, по большей части бесполезны, но это совсем не так. Каждый найденный нами образец окаменелостей некоторого вида — это неопровержимое доказательство того, что этот вид действительно существовал на Земле. Более того, даже отдельные фрагменты позволяют нам получить довольно точное представление о потоке Жизни в целом. Одной ископаемой ящерицы достаточно, чтобы доказать существование ящериц как таковых, даже если нам удалось найти всего лишь один вид из десяти тысяч, существовавших в то время.

Тем не менее, принимая сказанное во внимание, мы можем ясно понять, что даже если вымирание динозавров наступило внезапно, данные ископаемых вполне могут создавать прямо противоположное впечатление. Предположим, что останки конкретного вида встречаются случайным образом примерно каждые пять миллионов лет. Иногда это похоже на ожидание автобуса, когда целых три приезжают в одно и то же время, то есть в пределах миллиона лет. Иногда это тоже похоже на ожидание автобуса — вы ждете целый день (десять миллионов лет) и не можете дождаться ни одного. В течение десяти миллионов лет, предшествующих K/T-границе, можно обнаружить совершенно случайные останки. Последние останки некоторых видов датируются 75 миллионами лет, других — 70 миллионами, а некоторые — по стечению обстоятельств — 65 миллионами. Таким образом, вам кажется, что вы наблюдаете постепенное сокращение разнообразия видов.

К сожалению, если постепенное вымирание действительно имело место, вы бы наблюдали примерно такую же картину. Как же их различить? Нужно обратить внимание на те виды, останки которых встречаются намного чаще. Если вымирание носило резкий характер, то распределение последних должно показать четкую границу. Организмы, полностью или частично обитающие в воде, чаще других подвергаются окаменению, так что лучшим способом оценки времени массового вымирания на K/T-границе будет анализ ископаемых морских животных. По этой причине благоразумные ученые мало интересуются драматичной историей динозавров, а возятся с крошечными улитками и другими не слишком примечательными видами. В результате они обнаружили, что примерно в это же время вымерли и ихтиозавры, и последние представители аммонитов [113] , и многие другие группы морских животных. Таким образом, на границе двух периодов действительно случилось нечто неожиданное и весьма значительное, однако целая серия других важных событий могла произойти непосредственно перед ней.

113

Многие виды аммонитов исчезли за 5–10 миллионов лет до K/T-границы, так что их вымирание, судя по всему, действительно происходило постепенно. Однако то, что произошло на границе двух периодов, уничтожило их окончательно.

Какое явление могло сыграть столь значительную роль? Весьма ценную информацию может дать расположение в Земной коре редкого металла под названием иридий. Иридий значительно чаще встречается в метеоритах, в частности, прилетающих из пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером. Поэтому в наше время регион с необычно высоким содержанием иридия может указывать на удар метеорита в прошлом.

В 1979 году эта идея посетила лауреата Нобелевской премии по физике Луиса Альвареса. Вместе со своим сыном, геологом Уолтером Альваресом, он обнаружил глиняный пласт, содержание иридия в котором в сотни раз превышало норму. Отложения сформировались как раз на границе Мелового и Третичного периодов и распределены по всей суше. Альваресы пришли к выводу, что их открытие является существенным доказательством в пользу метеоритной природы K/T-вымирания. Общее количество иридия в этом пласте по оценкам составляет примерно 200 000 тонн, что примерно соответствует количеству иридия в метеорите диаметром 6 миль (10 км). Если бы метеорит такого размера врезался в Землю, двигаясь с характерной скоростью 10 миль/с (16 км/с), то в результате образовался бы ударный кратер диаметром 40 миль (65 км). Энергия удара равнялась бы взрыву тысяч водородных бомб, при этом гигантское количество пыли поднялось бы в атмосферу, на несколько лет перекрыв доступ солнечного света. Если бы метеорит упал в океан (вероятность этого больше, чем 50/50), он бы вызвал гигантские цунами и кратковременный выброс перегретого пара. Растения бы погибли, крупные травоядные динозавры умерли бы от недостатка пищи, а плотоядные динозавры вскоре последовали бы вслед за ними. Насекомые, как и насекомоядные животные, пережили бы катастрофу немного лучше.

Множество фактов говорят в пользу того, что кратер Чиксулуб, представляющий собой углубленную горную породу в районе полуострова Юкатан на юге Мексики, есть не что иное, как последствие того самого столкновения. По всему месту удара можно обнаружить кристаллы «напряженного» кварца: самые крупные находятся вблизи кратера, а более мелкие встречаются даже на противоположной стороне Земли. В 1998 году Фрэнк Кайт обнаружил в северной части Тихого Океана настоящий метеоритный осколок диаметром 1/10 дюйма (2,5 мм). Осколок выглядит как часть астероида, что исключает альтернативную гипотезу о столкновении с кометой, которое могло бы образовать похожий кратер. Согласно А. Шуколюкову и Г. У. Лугмайру, этот результат также подтверждается соотношением изотопов хрома в осадочных породах на границе K/T. А Эндрю Смит совместно с Шарлоттой Джеффри обнаружили, что массовое вымирание морских ежей, которое также пришлось на K/T-границу, сильнее всего проявилось в регионах, окружающих Центральную Америку — именно там, где предположительно упал метеорит.

Несмотря на довольно веские доводы в пользу метеоритного удара и их значительное укрепление в течение двадцати лет после того, как Альваресы впервые подтвердили ударную гипотезу, некоторые палеонтологи, придерживающиеся альтернативного мнения, продолжали искать причины K/T-вымирания в событиях Земного масштаба, не полагаясь на внезапное космическое вмешательство. Конец Мелового периода и в самом деле ознаменовался несколькими быстрыми климатическими изменениями, сопровождавшихся резкими колебаниями уровня моря из-за роста или таяния ледников. Также есть основания полагать, что некоторые, а, возможно, и все моря утратили кислородные формы жизни и превратились в черные, зловонные анаэробные отстойники. Это подтверждается наличием в осадочных породах черных слоев, насыщенных железом и серой. Наиболее существенные изменения на планете были, без сомнения, связаны с вулканической активностью, которая привела к появлению так называемых «Деканских траппов» [114] — огромных геологических отложений лавы. Судя по всему, Азия была целиком покрыта вулканами, которые произвели достаточно лавы, чтобы покрыть весь материк ровным слоем толщиной в 50 ярдов (45 м). Такие мощные вулканические процессы должны были оказать колоссальное влияние на атмосферу Земли: выброс углекислого газа вызвал повышение температуры воздуха за счет парникового эффекта, соединения серы стали причиной жутких кислотных дождей и загрязнения пресной воды по всей планете, а каменная пыль закрыла солнечный свет и привела к «ядерным зимам», растянувшимся на десятки лет. Могли ли вулканы, сформировавшие траппы Декана, стать причиной вымирания динозавров вместо метеорита? Во многом это зависит от времени действия.

114

От названия плоскогорья Декан, расположенного в западной и центральной частях Индии — прим. пер.