В начале мезозойской эры существенно изменился химический состав атмосферы. В результате произошло значительное уменьшение количества кислорода в воздухе. Поскольку процесс был глобальным, то есть охватывал всю земную атмосферу, то это привело к существенному сокращению общего числа видов животных.

Если происходит изменение температуры, то оно наиболее опасно для биосферы в том случае, если развивается быстро, в течение короткого периода времени. Если такие изменения происходят за сотни тысяч лет и при этом изменение средней температуры не превышает несколько градусов, то значительная часть живых организмов должна приспособиться к такому изменению температуры, в частности к похолоданию. Животные могли бы постепенно переселиться в более теплые районы. С другой стороны, в этих условиях будет происходить акклиматизация, приспособление к новым более суровым условиям путем эволюционных изменений в самом организме животных. Мы уже говорили, что на протяжении эпох фанерозоя средняя температура изменялась в пределах нескольких градусов. Но это не приводило к массовому вымиранию животных, поскольку эти изменения температуры происходили очень медленно. Вымирание животных в конце мелового периода объяснить понижением средней температуры нельзя, если такое изменение было медленным. Для создания катастрофических условий средняя температура должна была понизиться примерно на 10 °C. Но палеотемпературные данные такого понижения в это время (да и вообще за всю геологическую историю Земли) не выявляют. То, что такого похолодания действительно не было, явствует из того факта, что в конце мелового периода не произошло развития крупных оледенений. Если бы такое похолодание действительно произошло, то неизбежные при этом оледенения были бы обнаружены.

При анализе ситуаций в прошлом и при попытках заглянуть в будущее надо помнить одно: чем быстрее изменяются условия жизни в худшую сторону, тем они опаснее для жизни, тем больший ущерб эти изменения причиняют живым организмам. Ученые это правило называют экологическим принципом воздействия неблагоприятных факторов на живую природу. Это значит, что даже незначительное, но резкое понижение средней температуры воздуха на всей Земле может вызывать массовое вымирание животных. Но это произойдет только в том случае, если изменение температуры произойдет в продолжение нескольких (немногих) лет. Если это похолодание затянется на многие тысячи или более миллиона лет, то катастрофы не произойдет. Животные постепенно разными путями приспособятся к новым условиям жизни.

Самым главным во всей этой проблеме выживания является вопрос о том, какими причинами были вызваны катастрофические изменения климата. Для нас это не просто любопытство или любознательность, но и вопрос нашего выживания. Надо понять, что происходило в прошлом биосферы. Тогда нам легче будет оценить те изменения климата, которые нас ожидают в будущем (частично, по нашей вине). Поэтому еще раз проанализируем, что может реально вызывать изменения климата, которые были бы катастрофическими. О действии вулканических извержений на климат мы уже говорили. Суть этого действия состоит в том, что после извержений вулканов взрывного характера происходит уменьшение прозрачности атмосферы, а значит и уменьшение солнечной энергии, достигающей земной поверхности. Поэтому температура приземного слоя атмосферы уменьшается или в данном регионе, или во всем полушарии, или в масштабах всей Земли. Реализующийся вариант зависит от мощности и частоты вулканических взрывов. Если извержения вулканов являются единичными, то температура нижнего слоя атмосферы изменится незначительно, только на несколько десятых градуса. Но надо помнить, что речь идет о средней температуре. Если же извержение вулканов происходит одно за другим, целой серией, то средняя температура нашей планеты может уменьшиться на все 5 °C и даже больше. Ученые считают, что такие серии извержений вулканов, по теории вероятностей, могли происходить на Земле примерно каждые 10 — 100 миллионов лет.

Уже говорилось и о том, что критическое состояние климата может быть вызвано столкновением Земли с кометами, крупными метеоритами или астероидами. Еще Лаплас в конце XVIII века высказал мысль, что глобальное вымирание организмов на Земле было связано с падением на земную поверхность комет, что в конце концов приводило к глобальному похолоданию. Имеются прямые и косвенные свидетельства того, что такое могло быть на самом деле.

Во-первых, падение на Землю небесных тел сейчас не вызывает сомнения. Имеются все доказательства того, что небесные тела бомбардировали не только Луну, но и все планеты Солнечной системы. Это документировано при проведении космических исследований за последние десятилетия. Ясно, что небесные тела точно так же падали и на Землю. Причем падало их отнюдь не меньше. Остались следы этого падения — малые и крупные кратеры. Специалисты считают, что крупные кратеры (радиусом 100 км) возникали в среднем один раз за 14 миллионов лет. Более крупные небесные тела падали на Землю реже — один раз за 600 миллионов лет. Они оставляли после себя след — кратер диаметром в 1000 км. Эти кратеры, как и менее крупные (диаметром в 200 км), имеющие астрономическое происхождение, называют астроблемами. Гидросфера и атмосфера на Земле сильно разрушают за тысячи и миллионы лет эти «воронки». Поэтому не все они сохранились в первозданном виде до наших дней. В большинстве случаев они весьма сглажены или полностью деформированы водой, ветром и эрозией.

Когда происходили столкновения Земли со сравнительно большими небесными телами, то они сопровождались мощными взрывами, при которых выделялось огромное количество энергии. В результате после взрыва температура воздуха в районе взрыва на короткое время повышалась. После этого локального нагрева наступало длительное глобальное похолодание. Причиной похолодания был образовавшийся толстый аэрозольный слой, поскольку атмосфера была заполнена продуктами взрыва. Нечто подобное происходит и после взрывного мощного вулканического выброса. Но при столкновении с крупным небесным телом мощность взрыва в десятки и сотни раз больше. Поэтому и значительнее последствия, в частности запыление атмосферы.

Поскольку частицы, попавшие в атмосферу после столкновения Земли с большим небесным телом, образовались в результате взрыва, то они должны быть специфичными как по составу, так и по форме. В частности, они должны быть оплавленными. Раз эти частицы меченые, то их можно отличить от других. Значит, их стоит искать. И ученые искали рассеянное метеоритное вещество (которое осело на земную поверхность из образовавшегося аэрозольного слоя). Особо анализировались периоды, которые соответствуют эпохам крупных вымираний животных. Поиски оказались не безрезультатными. Ученые действительно нашли в слоях, которые относятся к концу мелового периода, избыточное количество иридия. Именно в небесных телах иридия больше, чем в земных. Но это касается не только иридия. В небесных телах концентрация и других металлов отличается от их концентрации в земных условиях (металлы платиновой группы, а также никель и кобальт). Подтверждения того, что небесные тела бомбардировали Землю, меняли климат на ней, обнаружены на разных континентах (в Европе, Африке, Северной Америке, Новой Зеландии) и даже на дне центральной области Тихого океана. Значит, эффект от падения небесных тел был глобальным. Так же глобально изменялся и климат на Земле.

По количеству иридия в осадочных отложениях можно не только судить, откуда он взялся (от небесного или земного тела), но и можно определить размеры упавшего небесного (внеземного) тела. Ученые таким путем определили, что найденный иридий в осадочных отложениях выделился при взрыве небесного тела (при столкновении с Землей), которое имело размеры 5 — 16 км. Масса этого астероида составляла несколько миллионов мегатонн (10¹⁴ кг). Мы говорим об астероиде исходя из его огромной массы. Можно определить, что при падении на землю столь тяжелого астероида выделились огромная энергия. Она была оценена примерно в 10²³ джоулей. Это соответствует энергии, которая выделяется при взрыве 10¹⁴ тонн тринитротолуола.