Мы очень мало знаем о тех организмах, которые населяли древнейшие океаны. Они, как современные медузы, не имели твёрдых частей тела и потому оставили после себя немного следов. Более надежно документированная "летопись" земной жизни, запечатлённая в виде окаменелостей в пластах осадочных горных пород, восходит к началу палеозойской эры, когда около 545 млн. лет назад появились и быстро умножились в своём числе и многообразии первые группы видов морских животных, защищавших себя прочным внешним скелетом в виде раковин. Несколько позже появились позвоночные морские животные. Путём скурпулёзного изучения и сопоставления окаменелых остатков или просто отпечатков этих организмов из разновозрастных пластов осадочных пород в разных уголках Земли ещё в середине 19-го века трудами многих геологов была, в основном, создана палеонтологическая шкала относительного геологического времени. Сами названия крупнейших подразделений этой шкалы: "палеозой" - эра древней жизни (545-248 млн. лет назад), "мезозой" - эра средней жизни (248 - 65 млн. лет) и "кайнозой"- эра молодой жизни (65 млн. лет- современность), красноречиво свидетельствуют о том, что именно биологические часы были положены в основу отсчёта геологического времени. Лишь в середине 20-го века, с введением радио-изотопных методов датирования горных пород, эти часы стали показывать реальное абсолютное геологическое время в миллионах лет.
Знаменитый Большой каньон реки Колорадо, объявленный национальным парком Соединённых Штатов, где мне посчастливилось побывать, является также своего рода Меккой геологов всего мира. Это одно из немногих мест на земле, где в гигантских обрывах прекрасно обнажена 2,5-километровая горизонтально залегающая слоистая толща осадочных пород, представляющих полный интервал геологического времени от начала палеозоя до кайнозоя включительно. Изучая эту и ей подобные толщи осадков, можно видеть как вверх по разрезу, от древних слоёв к молодым, быстро или постепенно исчезают одни виды и группы ископаемой фауны и им на смену приходят другие, ранее несуществовавшие. Таким образом, вымирание одних и появление других форм живых существ характерно для всей истории развития жизни на нашей планете. Палеонтологи грубо подсчитали, что более 99% видов животных из тех, что когда-либо жили на земле, исчезли в пучине времени. Есть, однако, замечательные исключения. Яркий пример, один из множества видов плеченогих двустворчатых раковин, лингула (lingula), который до настоящего времени обитает в океане в течение вот уже 500 млн. лет, не претерпев при этом существенных эволюционных изменений. Но исключения, как известно, лишь подтверждают правило.
Вымирание видов, групп и целых классов живых организмов было осознано далеко не сразу. Естествоиспытатели 18-19 веков находились под сильным влиянием библейских представлений о божественном творении, имевшем место всего лишь пять с половиной тысяч лет тому назад. Образованнейший человек своего времени, автор Декларации Независимости и третий президент Соединённых Штатов Томас Джефферсон, осмотрев только что найденный скелет мамонта, предположил, что эти мохнатые слоны всё ещё живут в неисследованных местах где-нибудь на севере Канады или Сибири. Да и сейчас, когда на географической карте не осталось белых пятен, есть ещё немало охотников поискать первобытного "снежного"человека или лохнесское чудовище.
Зарождению и становлению геологии, как естественно-исторической науки в 18-19 веках способствовала борьба двух плодотворных теоретических концепций, известных в истории науки под названиями униформизма (James Hutton), и катастрофизма (George Cuvier). Теория униформизма устанавливала медленное, постепенное течение наблюдаемых в настоящее время геологических прцессов, таких как тектонические движения земной коры, магматизм, деятельность рек, морей, ледников и т.п., которые по прошествии больших интервалов геологического времени разительно изменяли лик земли. Теория катастрофизма, напротив, предполагала изменения посредством серии катастроф, причины, которых тогда не были ясны. Униформизм был горячо поддержан и развит крупнейшим и авторитетнейшим геологом 19 века Чарльзом Лайелем, который оказал сильное влияние на молодого Чарльза Дарвина, позднее применившего униформизм к биологии.
.jpg)
Поворотным моментом стало открытие в 1980 году нобелевским лауреатом Луисом Альваресом (Luis Alvarez) из университета Беркли в Калифорнии и его сотрудниками так называемого ирридиевого слоя. К тому времени палеонтологам был хорошо известен факт относительно быстрого вымирания динозавров и других групп животных на границе мела - последнего перида мезозойской эры и палеогена - первого периода кайнозойской эры 65 млн. лет тому назад. Существовало не менее десятка гипотез о причинах гибели динозавров, в том числе такие курьёзные, как, например, их отравление появившимися как раз в то время первыми цветковыми растениями, содержащими алкалоиды, или существовавшие уже к тому времени мелкие млекопитающие стали безжалостно поедать яйца бедных динозавров. Разумеется, серьёзные научные гипотезы о недалёкой вспышке сверхновой звезды, резких климатических изменениях, массовых вулканических извержениях, столкновении земли с крупным астероидом и другие также обсуждались и продолжают обсуждаться в научной литературе.
Группа Альвареса решила проверить толщи морских осадочных пород, внутри которых граница между пластами, принадлежащими меловому и палеогеновому периодам была ранее тщательно задокументирована палеонтологами по остаткам морской фауны фораминифер - микроскопических организмов, из раковинок которых почти целиком состоит, например, белый пишущий мел. Отсюда, кстати, и происходит название мелового периода мезозойской эры. Первый выбор пал на одну из дорожных выемок в Умбрии ( Италия). Здесь, в толще светлых морских известняков на самом контакте меловых и палеогеновых пластов был найден тонкий, всего несколько сантиметров, слой тёмно-коричневой сажистой глины. Химическое опробование этого слоя показало необычайно высокое содержание в нём ирридия, редкого металла из группы платины, который не характерен для земной зкоры, но образует относительно высокие концентрации в метеоритах. Таким образом, гипотеза столкновения земли с астероидом впервые получила реальное подтверждение.
В течение последующего десятка лет находки ирридиевого слоя во многих других местах доказали его глобальное распространение. Более того, в некоторых местах (остров Гаити и штат Нью Мехико), в ирридиевом слое были найдены обломки т.н. шокового (ударного) кварца и специфических горных пород- импактитов, которые могут образоваться только при ударе космического тела или при термоядерном взрыве. Учитывая, что за прошедшее время слой уплотнился и окаменел, первоначальная его толщина должна была составлять не менее 8-10 сантиметров. Чтобы покрыть всю планету таким слоем пыли и пепла, предположительный размер астероида должен был быть порядка 10-15 км., а диаметр ударной воронки не менее 150 км. Дело оставалось "за малым". Требовалось найти место столкновения - ударный кратер.
В 1990 г. выяснился парадоксальный факт: кратер - претендент на роль истребителя динозавров был найден раньше самого ирридиевого слоя. Ещё в конце 70-х годов геофизик Глен Пентфилд (Glen Pentfield), занимавшийся поисками нефтеносных геологических структур в Мексиканском заливе, обнаружил на северном побережье полуострова Юкатан гигантскую чашеобразную структуру, погребённую под километровой толщины слоем морских осадков. Диаметр самой чаши составил около 180 км., а вместе с окружающими её двумя кольцевыми валами - все 250-300 км. Пенфилд оценил возраст структуры концом мелового - началом палеогенового периодов и предположил её космическую природу. К сожалению, нефтяная компания под предлогом коммерческой тайны не позволила ему просмотреть образцы горных пород, извлечённых из старых нефтепоисковых скважин, пробуренных в том районе ещё в начале 50-х годов. Сообщение осталось незамеченным. И лишь в 1990 г., когда открытие стало достоянием гласности, самому Пентфилду и другим специалистам было разрешено исследовать образцы, хранящиеся в Нью Орлеане. В интервале глубин, соответствующих дну кратера был обнаружен слой обломков, содержащий шоковый кварц и импактиты. Круг доказательств замкнулся. Кратер получил название Чиксулуб (Chicxulub) по имени мексиканского городка, расположенного близко к его эпицентру.
Итак, 65 млн. лет тому назад в период господства на земле динозавров астероид размером 10-15 км., летящий со скоростью порядка 40 км/сек., столкнулся с землёй, угодив в мелководный шельф Мексиканского залива. Энергия удара составила порядка 100 млн. мегатонн в тротиловом эквиваленте, что в 2 млн. раз превосходит энергию взрыва самой мощной водородной бомбы. Ударная волна вызвала глобальное землетрясение магнитудой более 10 баллов по шкале Рихтера. Волны цунами прокатились по океанам планеты. Глубокие трещины планетарного масштаба возбудили в глубинах земли движение магмы, что несколько позднее привело к массовым извержениям базальтов в диаметрально противоположном районе глобуса, на Деканском плато в Индии. Индийский субконтинент тогда ещё не столкнулся с Азией и находился южнее экватора. В верхние слои атмосферы и выше взметнулся гигантский фонтан, состоящий из смешавшихся раскалённых обломков астероида и земных горных пород. Падение их на землю вызвало лесные пожары. Последовавшие кислотные дожди отравили морские и речные воды. Из-за поднявшейся и медленно оседавшей пыли вся атмосфера земли оставалась затемнённой в течение нескольких лет. Это привело к резкому похолоданию климата и прекращению фотосинтеза - главного источника жизни. Нарушение экологических пищевых цепочек вызвало массовое вымирание более половины всех видов животных и растений. Некоторые группы животных, в том числе динозавры, вымерли полностью, другие понесли тяжёлые потери, а третьи, например млекопитающие почти не пострадали. По оценкам зоологов животные весом более 25 кг. не могли перенести такие испытания.
Мел - палеогеновая катастрфа является, однако, не единственной и даже не самой крупной. Палеонтологическая летопись запечатлела не менее пяти массовых вымираний в геологической истории земли.
Первое из известных событий, унёсшее 60% видов морской фауны, случилось в раннем палеозое около 440 млн. лет назад. Наиболее вероятной причиной считается оледенение, вызвавшее резкое падение уровня моря.
Второе - в середине палеозоя около 360 млн. лет назад ответственно за исчезновение 70% видов морских животных. Однако, оно не было одноактным внезапным событием. Имеются свидетельства серии импульсов массовой гибели морских животных в интервале времени около 20 млн. лет, причины которых не ясны.
Третье, самое крупное вымирание, известное под названием "пермо-триасовой катастрофы", случилось 251 млн. лет назад на границе палеозоя и мезозоя. По имеющимся оценкам тогда исчезли 96% морских и 70% наземных видов фауны и флоры, включая множество видов растений, насекомых и позвоночныых животных. Это вымирание покончило с доминированием на суше ранних рептилий и положило начало эпохе архозавров, а затем и динозавров. Многие учёные в качестве главной причины подозревают столкновение земли с кометой или крупным астероидом. В самое последнее время появились первые предварительные сообщения о находке подходящеей по возрасту и размеру погребённой ударной структуры в Индии. Другие считают виновником массовое извержение базальтов на Восточно-Сибирском плато.Не исключается также, что удар астероида стимулировал извержение, усугубившее экологическую обстановку.
Следующее, менее масштабное событие, унёсшеее, однако, не менее 50% видов морской фауны, произошло в раннем мезозое около 200 млн. лет назад. В то время полностью исчезли архозавры и крупные амфибии. Наиболее вероятной причиной считается массовые вулканические извержения, связанные с расколом древнего суперконтинента Гондваны и началом формирования (раскрытия) Атлантического океана. Продукты того извержения найдены на востоке Северной и Южной Америки, в Испании и Северной Африке.
И, наконец, описанная уже мел-палеогеновая катастрофа, вымевшая с земли динозавров.
Несмотря на огромные безвозвратные потери генофонда биосферы, массовые вымирания нельзя однозначно рассматривать только как отрицательные события. Они, безусловно, сыграли также огромную созидательную роль, ускоряя эволюцию, давая шанс развитию новым формам жизни. При постепенной эволюции новые, более прогрессивные формы не всегда были способны вытеснить старые путем прямой конкуренции за важнейшие экологические ниши. Например, ранние группы мелких млекопитающих существовали в течение всей эры господства динозавров, находясь в угнетённом состоянии. Гибель динозавров позволила млекопитающим быстро развиться качественно и количественно и занять их экологические ниши на суше и в океане. Это, в конечном итоге, привело к появлению на земле человека.
На этом можно было бы поставить точку. Однако, среди учёных биологов и экологов всё более укрепляется представление о том, что наша планета вступает или уже вступила в эпоху шестого великого вымирания биоты, причиной которого являются не стихийные силы природы, а деятельность самого человека. С самого своего появления на планете "homo suppiens"- человек разумный вёл себя по отношению к природе весьма агрессивно. Существуют веские доказательства того, что мамонты и другие крупные доисторические животные исчезли не столько благодаря климатическим изменениям ледникового периода, сколько из-за истребления их нашими первобытными предками. На территории современной Украины в каменном веке было чрезвычайно модным строительство найденных археологами вигвамов и культовых сооружений из бивней мамонтов. Заметьте, не из костей, а именно из бивней. Сколько же надо было истребить бедных животных для создания такой архитектуры ? И делалось это явно не для утоления голода. Но современный цивилизованный человек далеко превзошёл своих полудиких предков.
Расширение сельскохозяйственных угодий, вырубка лесов, добыча полезных ископаемых, промышленные загрязнения разрушают наземные и подводные экосистемы, ставя многие виды на грань вымирания. Темпы исчезновения видов флоры и фауны в 100 - 1000 раз превышают фон так называемого естественного вымирания. На грани исчезновения, по данным ООН, находятся 11000 видов животных и растений, включяя более 1000 видов млекопитающих, что составляет четверть существующих их видов, а также десятая часть всех видов птиц. Особенно уязвимы, как было всегда, крупные животные. На грани исчезновения находятся уссурийский тигр, горная горилла, гепарды, носороги. Африканская популяция львов за последние 20 лет сократилась с 200,000 особей до 23,000. Если существующая сейчас тенденция продолжится, половина всех видов животных и растений могут исчезнуть через 100 лет.
Следует помнить, что современное вымирание отличается от грандиозных событий глубокой геологической древности ещё и тем, что после него не останется свободных экологических ниш для новой жизни, если конечно не принимать за экологические ниши клетки в зоопарках.
Леонид Соломович,
Доктор геолого-минералогических наук
Майами, Флорида
.jpg)
Соломович Леонид Исаакович
