Возможная связь глобального вымирания видов с космической бомбардировкой Земли

На общем фоне увеличения разнообразия и численности органического мира в истории Земли отчетливо фиксируются кратковременные эпизоды, в течение которых происходило исчезновение значительного числа видов, родов, семейств, отрядов и даже отдельных классов живых организмов. Именно эта прерывистость в развитии биоты позволила создать стратиграфическую школу фанерозоя.

В фанерозое насчитывается не менее семи таких наиболее значительных эпизодов, соответствующих концу ордовика, позднему девону, рубежу Перми и триаса, концу триаса, границе меда и палеогена, концу эоцена, рубежу плейстоцена и голоцена (рис. 5.12). Из этих эпизодов наибольшее внимание исследователей привлекают события на границе мела и палеогена, что определяется масштабом вымирания биологических видов. В отличие от других крупных «биотических кризисов» (А. Фишер, 1986), выделенных на основании данных о вымирании семейств животных, мел-палеогеновый кризис отличается своей внезапностью. Даже в областях преимущественно непрерывного морского осадконакопления он может быть привязан к определенной поверхности напластования или тонкому слою «пограничной глины».

Длина стрелок грубо пропорциональна интенсивности вымирания

В это время исчезли динозавры, морские рептилии, аммониты, белемниты, многие двустворки и некоторые другие организмы. В истории Земли этот возрастной рубеж знаменует крупнейшую глобальную экологическую катастрофу, для объяснения которой было предложено несколько гипотез.

Рис. 5.12. Главные события вымирания (показаны стрелками), с указанием их влияния на степень разнообразия видов в океанах в течение

геологического времена (по Sepkoski, 1987, с упрощениями)

Наиболее оригинальной является импактная гипотеза калифорнийских ученых Луиса и Уолтера Альваресов (1979). Основываясь на находке в Северной Италии тонкого слоя с повышенным содержанием иридия на границе мела и палеогена, они предположили, что в этот период произошло столкновение Земли с относительно крупным (не менее 10 км в диаметре) болидом - астероидом или кометой. Удар вызвал изменение температуры приземных слоев атмосферы, наступление темноты, образование азотной кислоты в атмосфере, возникновение сильного цунами и испарение океанской воды (в случае падения болида в океан).

Импактная гипотеза Альваресов стимулировала изучение пограничных слоев между мелом и палеогеном. К 1992 г. иридиевая аномалия в них была обнаружена более чем в 105 местонахождениях на разных континентах и в керне буровых скважин в океанах. В тех же пограничных слоях были обнаружены микросферулы минералов, предположительно образовавшихся при взрыве болида, ¹⁸О, а также обогащение пород Pt, Os, Co, Mi, Cr, An, характерным для некоторых типов хондритовых метеоритов, и, наконец, примесь сажи. Последнее интерпретируется как доказательство лесных пожаров, вызванных падением метеоритов.

В настоящее время появляются данные, что на рубеже мела и палеогена Земля испытала воздействие не одного болида, а роя метеоритов или же весьма крупного болида, отдельные фрагменты которого породили целую серию кратеров. Предполагается, что наиболее крупной импактной структурой, образовавшейся в результате этой бомбардировки, является погребенный кратер Чиксулуб на севере полуострова Юкатан близ города Мерида в Мексике, имеющий в диаметре 180 км и глубину предположительно 15 км.

Этот кратер, центр которого расположен чуть западнее г. Прогресс, обнаружен бурением и оконтурен по гравитационной и магнитной аномалиям. В керне скважины были выявлены брекчированные породы, импактные стекла, шоковый кварц и шоковый полевой шпат. Выбросы из данного кратера отмечены на о. Гаити, в Северо-Восточной Мексике, в ряде скважин глубоководного бурения к северу и югу от Юкатана. В этих районах в пограничном слое между мелом и палеогеном, обнаружены повышенные содержания тектитов - шариков (сферул) оплавленного стекла, рассматривающихся в качестве импактных капель, выброшенных из Чиксулубского кратера.

Кратер Чиксулуб располагается на карбонатно-эвапоритовом платформенном чехле. В результате плавления карбонаты выделяют углекислый газ и создают парниковый эффект, а ангидриты могли продуцировать сернистый газ и вызывать выпадение кислотных дождей.

В качестве второго кратера - результата космической бомбардировки на рубеже мезозоя и кайнозоя - рассматривается Карская астроблема, расположенная на восточном склоне Полярного Урала и хребта Пай-Хой и имеющая размеры около 140 км в поперечнике. В последнее время получены достаточно надежные радиологические данные о приуроченности этой астроблемы к границе мела и палеогена.

По-видимому, имеются и другие импактпые структуры "граничного" возраста. Доказательством тому является присутствие импактных сферул в пограничных мел-палеогеновых слоях на поднятии Шацкого в Тихом океане. Присутствие их в этом районе трудно объяснить попаданием из Чиксулубского и Карского центров, находящихся на расстоянии до 10 тыс. км.

Целостности данной гипотезы мешает отсутствие данных о кризисе морской фауны.

Альтернативой импактной причины вымирания видов является вулканическая гипотеза, поддерживаемая рядом исследователей (Ч. Оффисер, Ч. Дрейк, США; В. Куртийо, Франция). Согласно этой гипотезе, мощные излияния базальтов на плато Декан в Индии на рубеже мела и палеогена могли привести к последствиям, сходным с последствиями падения астероида или кометы. Активизация вулканической деятельности могла привести к глобальному потеплению, благодаря парниковому эффекту, связанному с усиленным выделением углекислоты в атмосферу, а также к разрушению озонового слоя, что доказывается недавним извержением вулкана Пинатубо на Филиппинах.

Однако вулканизм не может объяснить таких особенностей пограничного слоя, как резкое повышение иридия, присутствие шоковых минералов, тектитов и др. Это обстоятельство делает импактную гипотезу более предпочтительной, возможно, в сочетании с вулканической.

Для других уровней массовых вымираний данные менее однозначны и противоречивы,

В связи с изложенными выше гипотезами интересной и в какой-то степени обобщающей представляется работа А. Фишера (Принстонский университет), где автор высказывает предположение, что все изменения во внешней оболочке Земли - это сочетание случайно возникающей направленности развития и некой иерархии колебаний и циклов, которые время от времени прерываются катастрофическими событиями [22]. Ученый обращается к идее влияния на климатические особенности нашей планеты астрономических факторов /циклов/, связанных с вращением Земли и ее движением по орбите.

Впервые идея о влиянии на климат Земли астрономических циклов была высказана Адемаром еще в 1860 г. для объяснения чередования ледниковых и межледниковых эпох в плейстоцене (J.A. Adhemar, I860). Дальнейшие исследования позволили точнее установить природу и значение астрономических циклов и более определенно выявить их влияние на резкие климатические изменения, имеющие периодичность от 18 тыс. до 500 тыс. лет.

Фишер не просто обращается к идее Адемара. Он развивает ее с учетом данных геодинамики - науки о глубинных силах и процессах, возникающих в результате эволюции Земли как планеты и обусловливающих движение масс вещества и энергии внутри Земли и в ее верхних твердых оболочках (Зоненшайн, Сапостин, 1979). А. Фишер предполагает, что изначальной причиной глобального изменения климата на нашей планете является активность плит и, в конечном счете, конвекция мантийного вещества - процесса циклического, с периодом порядка 300 млн. лет, приблизительно совпадающим с продолжительностью галактического года.

К астрономическим факторам он относит: долгопериодные изменения частоты и (или) интенсивности излучения, обусловленные солнечной эволюцией; гипотетические кратковременные вариации в потоке солнечной радиации; изменения, связанные с галактическим вращением, и изменения в потоке солнечной энергии, происходящие в результате возмущений земной орбиты. Кратковременные климатические аномалии (катастрофы) могли быть вызваны такими космическими событиями, как вспышки сверхновых, или в результате столкновения Земли с кометами или астероидами [22].

Последней крупнейшей катастрофой в новейшей истории Земли, возможно вызванной столкновением Земли с кометой, явился Всемирный потоп, описанный в Ветхом Завете. В 1991 г. австрийские ученые супруги Эдит Кристиан Толман и Александр Толман по годичным кольцам деревьев, резкому увеличению содержания кислот в ледниковом покрове Гренландии и другим источникам установили даже точную дату события - 23 сентября 9545 г. до н.э. Одно из доказательств возможной связи Всемирного потопа с космической бомбардировкой - выпадение дождя из тектитов на огромном пространстве, охватывающем Азию, Австралию, Южную Индию и Мадагаскар. Возраст тектитсодержащих слоев (10 тыс. лет) совпадает с датировкой потопа супругами Толман.

По-видимому, основные фрагменты-обломки кометы упали в океан, что породило катастрофические землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы и ливни глобального масштаба, резкое повышение температуры, лесные пожары, общее затемнение, а затем похолодание. В результате исчез ряд представителей наземной фауны, в том числе и мамонты, а первобытные люди уцелели лишь в пещерах.

Несомненно, что нельзя пренебрегать идеями и концепциями, пусть даже самыми фантастичными, направленными на поиск недостижимой истины. Однако исследователь должен стремиться связать воедино все имеющиеся факты. Только так можно реконструировать во всей полноте события, происходившие или происходящие в мире, окружающем человека. Так, если говорить о потопе, то здесь необходимо привлекать и данные археологии.

В 1922-1929 гг. археологом Вулли были установлены следы «потопа» в нижнем течении рек Сфрат и Тигр. Раскопки Уры (Ур - один из древнейших городов-государств Южной Месопотамии) показали, что первые поселения человека здесь перекрыты 2,5-3,5 м слоем речного ила и песка, которые Вулли считал следами «потопа» (Г.Н. Матюшин, 1996 г.). Песок и ил полностью заполнили дома древних обитателей. Однако в городах, удаленных от дельты, речных наносов обнаружено меньше. Так, в Кише слой песка был лишь 0,5 м. В Ниневии на глубине 18 м от дневной поверхности был обнаружен «потопный» слой толщиной от 1,5 до 2 м. Вулли датирует слой «потопа» в Уре 3500 г. до н.э. и говорит следующее «...мы убедились, что потоп действительно был, и нет нужды доказывать, что именно об этом потопе идет речь в списке царей, в шумерийской легенде, а, следовательно, и в Ветхом Завете... В Библии говорится, что вода поднялась на 8 м. По-видимому так оно и было. Шумерийская легенда рассказывает, что люди до потопа жили в тростниковых хижинах. Мы нашли эти хижины в Уре и Эль-Убейде. Большая часть обитателей долины вероятно погибла, и лишь немногие пораженные ужасом жители городов дожили до того дня, когда бушующие воды наконец стали отступать от городских стен».

Другой археолог Стивен Лангдон, обнаруживший аналогичный по составу слой в Кише, датируег его 3100 г. до н.э. Слои «потопа» в Уруке и Шуруппаке датируются примерно тем же временем (нижнее течение междуречья Тигра и Ефрата).

Знаменитый археолог Г. Чайлд писал, что «отложения, свидетельствующие о наводнениях, были действительно обнаружены в Уре, Уруке, Шуруппаке и Кише, хотя и совершенно различных археологических горизонтах. Таким образом, мы не можем ни определить какое из этих наводнений считалось «потопом» ... ни точно утверждать, что именно этот потоп был исторически зафиксированным фактом». Скорее всего, это были всплески предшествующего периода высокого стояния вод в Мировом океане и бассейнах рек.

Исследователи Библии указывают время «потопа» - Ш-IV тыс. лет до н.э. По системе библейской хронологии, разработанной архиепископом Ушером, «потоп» был в октябре 2349 г. до н.э. Другой богослов, скрывающийся под инициалами Ф.Р., дал дату в 3553 г. до н.э. По древнегреческому, переводу Библии «потоп» был в 3213 г. до н.э. Примерно в это время озерные жители Южного Урала покинули свои поселения вблизи озер. Скорее всего, что этот «потоп» был последним за последние 6 тыс. лет.

Возможно супруги Толман в своих исследованиях приблизились к разгадке причины первого экологического кризиса - всемирного потопа, когда 80-85 веков назад началась длительная дагестанская трансгрессия Каспия (X тыс. лет до н.э. - уровень Каспийского моря упал до 60 м, а затем - VIII тыс. лет до н. э. - поднялся на 50 м). В этот период воды всех крупных озер Африки также выходили за свои берега. По оценке археолога Г.Н. Матюшина (1996), это был самый длительный период «потопа». Как рассуждает ученый «...несомненно, что по всему полушарию в это время, а может быть, и по всей Земле происходил очень большой «подъем» влажности и обычно засушливые долины Анатолии (так древние греки называли Малую Азию, а с 20-х г. нашего века так называют азиатскую часть Турции) покрылись буйной растительностью. Здесь водились стада онгра, кабана, благородного оленя, медведя, льва и леопарда. Росли виноград, груши, яблоки, гранаты, грецкие орехи, фиговые пальмы».

В древности люди придавали огромное значение космосу. В затемнениях Солнца, появлении комет, падении метеоритов и других небесных явлениях они видели причину земных катастроф и бедствий. Современная наука, как пишет в предисловии к книге А.Л. Чижевского «Земное эхо солнечных бурь» академик О.Г. Газенко, признает «наличие причинно-следственной связи между массовыми заболеваниями, стихийными бедствиями в природе и космическими факторами».

Приведенные выше гипотезы и предположения ученых объединяет одна мысль, высказанная в 30-е гг. XX в. академиком В.И. Вернадским, что данные астрономических наук так же важны для геолога, как данные наук геологических - для астронома, поскольку Земля представляет собой лишь одно из тел Солнечной системы. Профессор А.Л. Чижевский подробно исследовал различные типы влияния Солнца на неорганический и органический земные миры, на ритмы и другие особенности этих взаимодействий. В Меморандуме международного конгресса по биологической физике и биологической космологии, состоявшемся в сентябре 1939 г. в Нью-Йорке, отмечалось: «Тот факт, что жизнь биосферы Земли зависит от солнечных явлений, давно стало трюизмом. Но впервые профессор Чижевский показал степень этой зависимости и ее глубину. В этом заключается его огромная заслуга. Чижевский раскрыл механизмы, тщательно скрываемые природой, показав, что живая клетка является тончайшим и избирательным резонатором для определенных корпускулярных и электромагнитных процессов внешней среды».

История Земли как космического тела - это непрерывная цепь преобразований и взаимодействия геофизических и геохимических процессов, протекающих за счет внешних и внутренних источников энергии.

По данным Английского Королевского общества астрономии в настоящее время в направлении Земли уверенно движутся 50 метеоритов и астероидов диаметром до 9,5 км. По расчетам, на поверхность Земли метеориты приземляются раз в 15 месяцев, а столкновение с астероидом возможно раз в 300 тыс. лет. Реальная возможность такого столкновения и вызванной этим глобальной экологической катастрофы заставляет искать способы борьбы с опасностью. В США серьезно обсуждается предложение, поддерживаемое "отцом" водородной бомбы профессором Э. Теллером, расстреливать крупные космические объекты по мере их приближения ракетами с ядерными боеголовками.

В феврале 2001 г. США объявили о том, что американский космический зонд NEAR сможет успешно сесть на астероид Эрос, на орбите которого он сейчас находится. NEAR задумывался как инструмент для изучения природы околоземных астероидов, небесных тел, несущих потенциальную угрозу Земле. Он стал первым межпланетным аппаратом, которому удалось закрепиться на астероидной орбите, он первым использовал солнечные батареи на столь гигантском удалении от Солнца.

Посадка на астероид, которая никогда прежде не осуществлялась, всегда считалась сложнейшей задачей. Тем более, что на такой объект, как Эрос, который имеет форму вытянутой, бугристой картофелины длиной 33 км. Здесь, гравитация меньше земной в 1000 раз, множество кратеров и огромных каменных валунов. Шансы американцев сесть на астероид Эрос довольно высоки. В истории изучения космоса ничего подобного не было. «Мы обязаны собрать максимум данных об этих объектах, - говорит один из ведущих экспертов НАСА Эд Вейлер. - Астероид, подобный Эросу, когда-нибудь снова может столкнуться с нашей планетой, как это уже случилось 65 млн лет назад, когда вымерли динозавры».