Космический фактор

Во многих местах Земли, где древнее морское дно выходит на поверхность, можно увидеть тонкий глинистый слой, сформированный 65 миллионов лет назад. Именно по нему геологи проводят границу мезозойской и кайнозойской эр. Примечательный пример такой границы обнаружили недавно в юго-восточной Испании, вблизи местечка Каравака-де-ла-Крус — тонкий, в несколько миллиметров слой рыжеватой глины среди многометровых толщ белых мергелей. Ниже этого слоя встречаются остатки разно образных животных, населявших моря мезозойской эры: кости морских ящеров, раковины аммонитов и мельчайших планктонных существ — фораминифер и кокколитофорид, из которых образовались известковые илы, со временем превратившиеся в известковые породы — мергели. Здесь же встречаются окаменевшие панцири крошечных рачков, которые проглатывали глинистые частицы, спрессовывали их в комки — пеллеты — и в таком более «весомом» виде отправляли на дно, создавая массу осадочного материала. И «вдруг» все эти животные исчезли, и потому полностью прекратилось образование известковых осадков, темпы же накопления глинистых частиц упали в сотни раз — об этом свидетельствует малая мощность пограничного слоя. Несколько тысяч лет море оставалось почти необитаемым, потом жизнь взяла свое, и геологическая летопись запечатлела ее восстановление, начавшееся с безудержного размножения немногочисленных и мелких уцелевших видов фораминифер. Раковинки их потомков и образовали новые слои белого мергеля.

ЗАПАДНАЯ ЕВРОПА, 5,33 МИЛЛИОНА ЛЕТ НАЗАД

В то время как в Восточной Африке предки австралопитеков осваивали саванну, Средиземное море испытало сильнейший экологический кризис. Растущие горные цепи перекрыли ему сообщение с Индийским и Атлантическим океанами, из-за недостатка воды море постепенно пересохло. Огромная котловина глубиной местами до 5 километров сотни тысяч лет оставалась почти безводной. Кризис закончился внезапно прорывом атлантических вод через Гибралтарский пролив. При этом ключевую роль могли сыграть одновременно три фактора: подъем уровня Мирового океана, тектонические процессы и эрозия стенок котловины. Морская вода низверглась во впадину, образовав самый большой из известных сегодня водопадов. Пересыхание и катастрофическое наполнение Средиземного моря запечатлено в многокилометровых толщах соли и гипса, многочисленных пещерах, погребенных речных каньонах и ступенчатом рельефе дна Гибралтарского пролива. Рис. ОЛЬГА ОРЕХОВА-СОКОЛОВА

О том, что происходило на суше в эти тысячелетия, можно только догадываться, потому как границы, четко прослеживаемой в морских толщах, в наземных отложениях нет. Точно установлено, что хозяева суши — разнообразные и многочисленные динозавры и птерозавры — этот рубеж не пережили.

Какие же события произошли 65 миллионов лет назад, что разделили геологические эпохи и стали причиной столь глобальных изменений? В поисках ответа на этот вопрос ученые обратились к космическим факторам. В середине XX века астрофизики открыли явление рождения сверхновых звезд, связанное с огромными выбросами энергии, и у палеонтологов возникло предположение, что эта внезапно высвобожденная энергия, достигая Земли, могла срывать ее магнитосферу, защищавшую планету от жесткого излучения, и тем самым обрекать ее обитателей на гибель. Однако обосновать эту гипотезу, изучая геологическую летопись, не удалось.

К тому же вскоре родилась другая идея о космической катастрофе, которая быстро завоевала популярность. Американский геофизик Уолтер Алварес обнаружил вблизи итальянского городка Губбио в тоненьком слое глины, обозначающем границу мезозойской и кайнозойской эр, необычно большое содержание иридия, в сотни раз превышающее среднюю концентрацию его в обычных горных породах. Отец Уолтера, физик-атомщик Луис Алварес, помог найти объяснение этому явлению. Оказалось, что осколки метеоритов, упавших на Землю, также содержат много иридия и других металлов платиновой группы. Значит, эти элементы могли попасть в глинистый слой в результате удара космического тела. Алваресы заинтересовались совпадением времени предполагаемого падения метеорита и гибели динозавров и связали эти два события в единую гипотезу «астероидной зимы» по аналогии с «ядерной зимой»: если в Землю на скорости 20 километров в секунду врезался астероид свыше 10 километров в поперечнике, то произошел чудовищный выброс энергии, в 10 000 раз превышающий все нынешние ядерные запасы землян. Часть мезозойских обитателей сразу погибла от ударной и тепловой волн, остальные вымерли от последствий падения — взлетевшая в атмосферу пыль отражала солнечные лучи. Началось похолодание, и растительность, оставленная без света и тепла, стала гибнуть. Затем последовало массовое вымирание лишенных пищи животных.

После появления небольшой заметки Алваресов в 1980 году в журнале Science количество научных статей, посвященных глобальным катастрофам, выросло в сотни раз. В первую очередь искали доказательства правоты физиков, затронувших интересы палеонтологии. И нашли немало: практически во всех разрезах, где граничный слой возрастом 65 миллионов лет достаточно хорошо выражен, отмечена иридиевая аномалия, а также кристаллы кварца с шоковой структурой — мелкими параллельными трещинками, возникающими при очень большом давлении, тектиты (охлажденные капли расплава, образовавшегося при ударе крупного метеорита о горные породы), прослои сажи. Обнаружили и кратер Чиксулуб в Мексике, время появления которого примерно совпадает с данным рубежом.

Средиземноморское наводнение

Жорж Кювье первопричиной глобальных вымираний считал морские потопы, но эта гипотеза современными геологами не подтвердилась. Чтобы затопить всю сушу, кроме высоких гор, и уничтожить большую часть наземных обитателей, необходимы по крайней мере два условия: повышение уровня Мирового океана на сотни метров и быстротечность события. В наше время, когда средняя высота континентов над уровнем моря составляет 670 метров, надо чтобы объем Мирового океана увеличился почти в два раза. Такое событие никогда в земной истории не случалось и ввиду отсутствия подобных запасов свободной воды вряд ли возможно в будущем. Два основных явления регулируют уровень Мирового океана — изменение площади материковых ледников и срединноокеанических хребтов (высоких горных цепей, расположенных в центральных частях всех океанов). Разрастание ледников, вбирающих в себя огромные массы воды, и сжимание срединно-океанических хребтов приводят к тому, что океаны и моря отступают, осушая громадные территории шельфа. Обратные процессы — таяние ледников и разрастание сети подводных гор, выталкивающих водные массы из чаши океана,  способствуют повышению уровня Мирового океана. Совпадение этих двух факторов может вызвать очень существенный подъем моря, как это случилось в середине мелового периода, примерно 90 миллионов лет назад. По последним оценкам, тогда уровень Мирового океана поднялся на 250 метров, затопив обширные участки суши. Однако считать это повышение катастрофическим потопом мешает большая длительность события — миллионы лет, именно столько идет рост подводных горных цепей. Океан наступает не спеша, отвоевывая у суши по миллиметру в год. К такому темпу животный мир успевает приспособиться, и быстрого массового вымирания не происходит.

Морское дно мелового периода до того, как оно опустело 65 миллионов лет назад. Слева — раковины моллюсковрудистов, «динозавров морей», названных так за крупные размеры и одновременное вымирание. Диорама создана из подлинных палеонтологических объектов, ее автор — Сантьяго Лафарга. Фото: АНДРЕЙ ЖУРАВЛЕВ

Локальные наводнения, то есть быстрые затопления суши, происходили в прошлом неоднократно, но на очень ограниченном пространстве — всю планету они никогда не охватывали и большого урона обитателям суши не наносили. Самое крупное достоверно подтвержденное наводнение случилось всего 6 миллионов лет назад на территории Средиземноморья. К тому времени из-за изоляции от Индийского и Атлантического океанов Средиземное море пересохло, превратившись в обширную котловину, глубиной местами почти 5 километров относительно уровня Мирового океана. Дно ее постепенно заполнилось трехкилометровым слоем гипса и соли, образованным в процессе испарения морской воды, а в теплых рассолах неглубоких озер, сохранившихся в некоторых местах, могли выжить только особые бактерии — галоархеи. Этот этап в истории региона называют Мессинским кризисом — по названию провинции на Сицилии, где издревле добывали соль. Геологи очень точно установили время, когда Мессинский кризис подошел к концу — это произошло 5,33 миллиона лет назад, когда воды Атлантического океана начали проникать по тектоническим трещинам через западный борт котловины. В какой-то момент вода проточила в породах довольно широкое русло — нынешний Гибралтарский пролив — и хлынула водопадом в сухую, засоленную низменность. Наполнение Средиземного моря происходило очень быстро — всего 15 000—20 000 лет, в течение которых в нем поселились обычные морские сообщества. Гипотезу о катастрофически быстром наводнении в котловине Средиземного моря одним из первых высказал советский геолог Иван Чумаков, работавший на строительстве Асуанской плотины в Египте в 1970-х годах и обнаруживший по данным бурения древнее русло Нила, заполненное морскими осадками. Мессинское наводнение значительно повлияло на климат в своем регионе, но к существенным перестройкам в биосфере не привело.