Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках

Абрамова Оксана Викторовна

В последнее время гипотеза Альвареса о космической причине гибели многих видов животных в конце мелового периода получает всё более широкое признание и поддерживается многими учёными.

^{Так представил художник, как крупный астероид врезается в планету Земля}

Массовые вымирания — следствие космических катастроф?

Геолог С.А. Вишневский в одной из своих работ справедливо заметил, что ещё несколько десятилетий тому назад почти все исследователи изучали Землю как тело, изолированное от влияния космоса. Но уже в начале XX в. были такие провидцы, как К.Э. Циолковский, В.И. Вернадский, А.Л. Чижевский и другие, которые в своих пионерских работах обосновали неразрывную связь и взаимодействие Земли и космоса.

С середины XX века сначала в астрономии, планетологии, метеоритике, а спустя десятилетия — в науках, изучающих нашу планету, стало проявляться понимание огромного влияния на Землю космических воздействий.

Является ли великое массовое вымирание животных и растений на рубеже мелового и палеогенового периодов исключительным в истории Земли, или катастрофы, приходящие из космоса, вполне закономерны?

Есть по крайней мере два обстоятельства, которые заставляют всерьёз рассматривать космическую угрозу. Во-первых, как нам уже известно, на Земле, Луне, других планетах и спутниках, имеющих твёрдую непластичную поверхность, сохранились следы многократных катастрофических столкновений с другими небесными телами. Говорили мы и о других космических опасностях.

Во-вторых, поданным палеонтологии, на протяжении истории Земли не раз происходили массовые вымирания живых организмов. Только во время фанерозоя это случалось около полутора десятков раз.

^{Раковины последних обитавших на Земле аммонитов находят в отложениях мелового периода}

Попробуем сопоставить эти ряды событий, а также рассмотрим другие возможные причины биологических катастроф. Вообще говоря, вымирание групп организмов на Земле — процесс естественный и постоянный. Одни группы вымирают, их экологические ниши занимают вновь появляющиеся. Для достаточно продолжительных и спокойных периодов геологической истории скорость и интенсивность этого процесса различны и являются определённым фоном, на котором разыгрываются настоящие биотические кризисы. (Биота — совокупность микроорганизмов, животных и растений.) Во время кризисов происходит кратковременное, по геологическим масштабам, массовое вымирание большого числа организмов, принадлежащих различным систематическим и экологическим группам. В итоге на миллионы лет видовое и родовое разнообразие биосферы на планете снижается.

Начало биотического кризиса совпадает с каким-либо кратковременным событием в природе, которое нарушает спокойное течение жизни, дестабилизирует биосферу. Катастрофические изменения в условиях обитания организмов приводят к «ливнеподобному» массовому вымиранию. Процесс вымирания длится значительно дольше, чем событие, которое его породило. Вымирание может продолжаться сотни тысяч лет. Причём разные группы организмов исчезают с различной скоростью. Такая «замедленная реакция» биосферы даже на очень мощное, но кратковременное воздействие объясняется двумя основными причинами. Во-первых, громадностью и сложностью биосферы, взаимной связанностью её элементов. Поэтому даже на планетарную катастрофу она реагирует не сразу, а постепенно. Во-вторых, биосфера обладает способностью к саморегулированию и потому является системой весьма устойчивой. Биосфера как бы стремится залечить нанесённую ей травму, восстановить нарушенное равновесие. Это стремление присуще и самой биосфере, и тем оболочкам планеты, которые она охватывает (атмосфере, гидросфере, литосфере). Далеко не каждое даже мощное воздействие способно привести к значительным изменениям биосферы. Только если случившееся событие обладает мощностью выше некоторого критического рубежа, наступает кризисная перестройка биосферы, сопровождаемая особенно масштабными вымираниями.

^{Строение фуллерена — сложной молекулы углерода}

В 1995 г. была опубликована работа Дж. Сепкоски, который обобщил сведения о 34 625 вымерших в фанерозое родах морских животных. По данным этого исследования, на фоне непрерывного вымирания выделяются периоды с очень высоким уровнем вымираний. Их назвали эпохами массовых вымираний. Но среди них есть эпохи наиболее катастрофические. Такие события называют великими массовыми вымираниями. Вымирания меньшего масштаба учёные называют малыми. По характеру развития они бывают постепенными, катастрофическими и ступенчатыми.

Великие массовые вымирания играют очень большую роль в биологической эволюции. Порой они меняют направление развития жизни на Земле. Причем предвидеть, по какому пути пойдёт после катастрофы и массового вымирания развитие жизни, на основании предыдущей истории невозможно.

Для предсказания возможности катастроф различного масштаба в будущем и определения их потенциальной периодичности необходимо установить причины таких событий в прошлом.

По мнению А.С. Алексеева, существует цепочка событий, характеризующих биотический кризис, каждое из которых является причиной для последующего. Следовательно, надо говорить о системе причин. Начинать надо с поиска первого

звена в цепочке причин. Сегодня учёные установили: в геологической истории не раз случались глобальные катастрофы космического происхождения, некоторые из которых действительно приводили к резким изменениям в ходе геологической и биологической эволюции.

Великие массовые вымирания случались на рубеже периодов ордовик — силур, пермь — триас, триас — юра и мел — палеоген. На шкале геохронологии фанерозоя вы видите, что катастрофические вымирания были около 430, 240, 200 и 65 миллионов лет тому назад. Беспримерным по масштабам было пермско-триасовое великое массовое вымирание, оно произошло около 240–250 млн. лет тому назад. Тогда с лица Земли исчезли примерно половина семейств и свыше 80% родов всех морских животных. Оно, как говорят учёные, «сдвинуло часы эволюции». Это вымирание даже по геологическим меркам отличалось особой длительностью. Космическая природа этой величайшей катастрофы у учёных давно не вызывает сомнения. В слоях горных пород пограничного периода была установлена необычно высокая концентрация сложных молекул углерода — так называемых фуллеренов. Каждый фуллерен представляет собой сферу из 60 (и более) атомов углерода, заполненную атомами благородных газов гелия и аргона. Изотопные соотношения для этих благородных газов сильно отличаются от земных и могут образоваться в атмосферах углеродных звёзд, где давление и температуры достаточно велики, чтобы связать гелий и аргон внутри молекул фуллеренов. Причём возникли они задолго до формирования Солнца и планет. Следовательно, такие сложные молекулы, скорее всего, могли быть занесены из космоса на Землю небесным телом — крупным астероидом или ядром кометы.

^{Ландшафт Антарктиды}

Если в мел-палеогеновой катастрофе ученые давно «обвиняют» астероид, взорвавшийся на полуострове Юкатан, то место космического удара, вызвав шее великое пермско-триасовое вымирание, долго выявить не удавалось. Было ясно, что врезавшееся в Землю небесное тело должно было иметь поперечник не менее 6–12 км, т.е. сравнимо с астероидом, удар которого 65 миллионов лет назад положил предел эпохе динозавров.

^{Фотография Антарктиды, сделанная со спутника}

^{Суперконтинент Пангея существовал в конце палеозоя — начале мезозоя}

Только в начале XXI в. с помощью современных исследовательских методов с высокой степенью достоверности было определено место падения астероида. В 2006 г. в Антарктике был открыт самый большой на Земле метеоритный кратер. Приборы спутника «GRACE» космического агентства NASA отмечали малейшие смещения ледяных пластов. Характер смещений зависит от рельефа, по которому медленно скользят ледяные массы. Так удалось получить представление о строении подлёдной поверхности Антарктиды. В частности, была обнаружена 482-километровая кольцевая структура на Земле Уилкса в Антарктиде. Такой гигантский кратер мог «вырыть» взрывной удар астероида диаметром около 50 километров! Нашлось и иное подтверждение сказанному. Другой летательный аппарат, оснащённый гравиметром — прибором, измеряющим вариации силы земного притяжения, обнаружил в том же районе Антарктиды округлую область диаметром более 300 км с аномально высокой силой притяжения. Это можно было объяснить относительно более высокой массивностью залегающих здесь горных пород. Области повышенной концентрации масс геологи называют масконами (сокращение от английских слов Mass concentration). Благодаря космическим аппаратам масконы впервые были обнаружены на Луне, где их оказалось около двух десятков. Они располагаются под морскими бассейнами, имеющими округлую форму. Затем несколько масконов нашли на Земле. Есть масконы и на Марсе. Однако вернёмся к кольцевой структуре, открытой в Антарктике. Наложение гравитационной «картинки» маскона на радарное изображение кратера показывает их генетическую связь. Маскон центрально расположен в пределах кольцеобразного горного хребта, ограничивающего кратер Земля Уилкса.

Какова природа концентрации масс? Масконы образуются в местах падения на поверхность планеты с космической скоростью наиболее крупных астероидов или комет. Мощный удар вызывает встречный подъём плотных масс мантии и внедрение их в лежащие выше горизонты земной коры. Здесь под кратером мантийные массы остывают и задерживаются. Так рождаются масконы.

Наличие маскона, его сохранность позволяют судить о времени образования кратера. Под действием активных внутренних геологических процессов, характерных для нашей планеты, масконы постепенно разрушаются, а их фрагменты со временем смещаются относительно кратера. К примеру, под сопоставимым по размерам ударным кратером Вредфорт маскон отсутствует. И это вполне объяснимо: кратер Вредфорт на Юге Африки — древнейшая из известных на Земле ударных кольцевых структур — имеет возраст около 2 миллиардов лет.