Знание-сила, 2001 №03
Шрифт:
Рафаил Нудельмаи
От динозавра – к человеку: три метановых взрыва и один астероид
Мы можем похвастать, что на нашем вену произошли целых две с половиной мировые войны (половина относится на счет холодной), но поверьте, даже мировые войны – ничто в сравнении с теми бедствиями, которые, если верить ученым, пережили за свои полтора миллиона веков несчастные ящеры.
Великие, средние и малые динозавры правили Землей по меньшей мере полтораста миллионов лет кряду, много дольше, чем правим ею мы, цари природы. Кто знает, не правили бы они и по сей день, если 6 не злосчастный метеорит, он же астероид, который сдуру налетел на
Если бросить взгляд вглубь времен, то окажется, что динозавры расхаживали по Земле и сто, и даже двести миллионов лет назад. Это как раз те цифры, к которым мне хотелось бы привлечь ваше напряженное внимание. Ибо, как вы сейчас убедитесь, они показывают, что жизнь этих гигантских пресмыкающихся была весьма бурной – во всяком случае, не менее бурной, чем наша. Разумеется, мы можем похвастать, что на нашем веку произошли целых две с половиной мировые войны (половина относится на счет холодной), но поверьте, даже мировые войны – ничто в сравнении с теми бедствиями, которые, если верить ученым, пережили на своем веку несчастные ящеры.
Действительно, ученые недавно пришли к выводу, что примерно 120 миллионов лет назад и повторно 90 миллионов лет назад земные океаны претерпели могучую метановую «отрыжку» с невообразимо жуткими последствиями, а всего лишь через 6 миллионов лет после этого, то есть 84 миллиона лет назад, вся наша Земля как целое претерпела еще более могучий «кувырок», последствия которого хоть и можно вообразить, но как-то не хочется. И поскольку все это происходило между появлением динозавров на Земле и их исчезновением, то, стало быть, им и досталось все это пережить. Воистину не позавидуешь Естественно, в задних рядах набрякает вопрос: каким образом ученые вообще ухитряются заглядывать в такие глубины прошедшего времени и еще что-то там видеть? В разных случаях по-разному. В данном случае – с помощью глубинных проб со дна океана. Эти пробы почвы, если брать их буром с определенных глубин, приносят сведения о составе осадочных пород, осевших на дно в определенное прошлое время. Поскольку темп такого осаждения уже изучен, вычислен и проверен, его величина позволяет узнать, какого возраста данная проба. В ней, понятно» зафиксирован («вморожен») химический состав тогдашней воды, из которой осел соответствующий слой придонной почвы. В частности, то соотношение между изотопами углерода С-13 и С-12, которое тогда характеризовало воду. Это соотношение, в свою очередь, характеризует насыщенность воды метаном. Всякое изменение этой изотопной пропорции говорит ученым, что с метаном, растворенным в океанской воде, что-то произошло: его стало больше или меньше.
Однако обнаружить такое изменение не так-то просто. Раньше, когда пробы со дна брали с глубин, разделенных большими промежутками, никакие такие изменения вообще не обнаруживались. Но в последние годы промежутки между пробами стали делать – в переводе на разделяющие их годы – через каждые несколько тысяч лет, и тогда выяснилось, что изменения были, только раньше они проскальзывали сквозь чересчур редкое сито и оставались незамеченными. Это происходило потому, что изменения эти занимали довольно короткий промежуток времени – какие-нибудь несколько тысяч лет. Понятно, что две пробы, разделенные десятками тысяч лет, не могли уловить то, что происходило в промежутке между ними. Теперь же, сделав свои «сито» более частыми, геологи сразу обнаружили три случая резкого, продолжавшегося всего несколько тысяч лет скачка в соотношении углеродных изотопов, или, что то же, в концентрации метана в океанской воде. Третий случай, произошедший 55 миллионов лет назад, динозавров уже не коснулся, их к тому времени на Земле не осталось, только в виде скелетов, зато он обозначил, как считают ученые, важнейший поворотный пункт в эволюции млекопитающих. Два же других случая – 120 и 90 миллионов лет назад, как мы уже говорили, выпали на долю ящеров. Оба раза океан, так сказать, чудовищно рыгнул метаном, или, деликатно выражаясь, за геологически короткое время выделил в атмосферу огромное количество этого газа. Сообщение об этом новом открытии геологов было опубликовано недавно в журнале «Сайенс» и вызвало ряд вопросов.
Прежде всего, естественно, возник вопрос о возможных причинах этих явлений. Затем – вопрос об их последствиях. А что касается причин, то пока предложено лишь одно приемлемое (но еще далеко не всеми специалистами принятое) объяснение – вулканическая деятельность на дне тогдашних океанов. Все мы знаем, что на океанском дне тоже есть вулканы и что время от времени там происходят вулканические извержения. Предполагается (и на это указывают другие, независимые данные), что именно 120 и 90 миллионов лет назад определенные особо горячие участки океанского дна переживали период бурной вулканической активности, сопровождавшейся извержением на дно огромных количеств лавы. Эта
лава согрела придонную воду, в которой плавали (как плавают, кстати, и сейчас) громадные куски заледеневшей смеси метана и воды, образованные специальными придонными бактериями. В результате постепенного нагрева часть этих метановых льдин разрушилась, и произошло «быстрое» высвобождение колоссальных количеств метана, который постепенно выделился из воды в атмосферу. Здесь, немедленно окислившись под воздействием свободного кислорода, этот метан превратился в углекислый газ.Теперь становятся понятны и последствия. Углекислый газ является так называемым парниковым газом. Он пропускает к поверхности Земли ультрафиолетовое излучение Солнца, но когда в результате взаимодействия с растениями оно превращается в более длинноволновое излучение, тот же газ уже не выпускает его наружу. Иными словами, он действует как крыша парника или теплицы. Под его слоем образуется перегретая влажная атмосфера. Все мы знаем, что именно таким «парниковым влиянием» созданного нами самими избытка углекислого газа многие ученые объясняют нынешнее глобальное потепление. Совершенно так же быстрое выделение метана из океанской воды и, как результат, насыщение атмосферы большим количеством углекислого газа должно было и 120, и 90 миллионов лет назад привести к аналогичному глобальному потеплению и даже, если вспомнить, о каких количествах идет речь, – к суперпотеплению как на суше, так и в воде. В толше океана это потепление должно было вызвать расцвет органической жизни. Остатки этой тогдашней пышной органики как будто бы действительно найдены сейчас в определенных местах океанского дна. На суше же резкое повышение температуры могло создать приемлемый для динозавров климат даже в полярных областях, и опять же исследователи давно установили, что примерно 90 миллионов лет назад динозавры и другие пресмыкающиеся действительно продвинулись далеко на север (напомню опубликованное недавнее сообщение о нахождении останков крокодилов в слоях 90-миллионолетней давности вблизи Ньюфаундленда, в Северной Канаде).
Таким образом, свидетельства метановых «отрыжек» древнего океана слишком убедительны, чтобы их игнорировать. Скорее всего, обе они действительно имели место, и древнему океану придется «взять их на себя», как сказано в классическом анекдоте советских времен. Зато в следующем катаклизме, тоже выпавшем на эпоху динозавров, виновата, по всей видимости, уже не вода, а суша. Этим катаклизмом был головокружительный «кувырок», проделанный нашей планетой 84 миллиона лет назад. Динозавры, можно сказать, только-только оправились от недавнего выброса метана в атмосферу, как тут вдруг у них, что называется, земля поплыла под ногами. Такой случай, насколько нам известно, всего лишь дважды описывался в литературе, да и то – в художественной: один раз у Марины Цветаевой («…Мне нравится, что… шар земной не поплывет под нашими ногами…») и второй – у мужественного романтика Эрнеста Хемингуэя в его романе «По ком звонит колокол». Но с динозаврами-то это было на самом деле!
Вот как это произошло, по мнению ученых. Известно, что земные континенты (точнее, континентальные плиты, на которых они лежат и которые сами плавают на магме) блуждают по лицу Земли и в течение десятков и сотен миллионов лет то собираются в единые суперматерики, то расходятся в самых причудливых комбинациях. Но с недавних пор, а именно с 1969 года, известно также, что время от времени происходят такие смещения, в которых участвуют не отдельные какие-то материки, а вся кора в целом. Год назван точно, потому что именно в этот год два американских ученых, физик Питер Гольдрайх и математик Ддар Тумре, строго научно рассмотрели, что будет с вращаюшимся телом, если некая избыточная масса на его поверхности или внутри него начнет перемещаться от экватора к полюсу.
Вращающаяся Земля наиболее устойчива, когда самые массивные ее части – многокилометровый ледовый слой на поверхности или гигантская скала внутри мантии – располагаются как можно дальше от оси ее вращения, иными словами, когда неуравновешенная масса находится на экваторе. Если такая масса образуется в другом месте или сдвинется от экватора туда, Земля ответит на это «кувырком»: она повернется так, чтобы эта избыточная масса оказалась на экваторе; при этом ось ее вращения, оставаясь по-прежнему сориентированной на те же звезды, что прежде, повернется относительно Земли и выйдет из нее в ином месте. Иными словами, произойдет то, что называется «истинным перемещением полюсов» (в отличие от простого, хаотического и медленного, а также весьма незначительного их перемещения, вызванного постоянным покачиванием земной оси относительно того же заданного положения).
И вот что-то подобное такому «истинному перемещению», а проще – кувырку планеты как целого произошло, по мнению двух других американских ученых, Сэйджера и Коп перса, ровно 84 миллиона лет назад (плюс-минус 2 миллиона), то есть опять-таки во времена динозавров. Согласно измерениям этих ученых, кувырок был изрядным: Земля в течение каких-нибудь двух миллионов лет повернулась на 16 – 20 градусов. Это соответствовало перемещению почвы в районе Атлантического океана с севера на юг, к экватору, на 110 сантиметров в год – в десять с лишним раз быстрее, чем происходит современный континентальный дрейф.