Динозавры и падение астероида

Палеонтолог Андрей Журавлев о неокатастрофической гипотезе, Чиксулубском метеорите и причинах вымирания динозавров

Как была выдвинута неокатастрофическая гипотеза смерти динозавров? Почему падение астероида могло привести к вымиранию мезозойской биоты только на территории Северной Америки? Почему в середине мелового периода произошло изменение растительного мира? На эти и другие вопросы отвечает доктор биологических наук Андрей Журавлев.

Человеку всегда было свойственно думать о том, как кончится наш мир. В библейские времена основным грозящим бедствием был потоп, который смоет все, вплоть до самых высоких гор и даже выше. Продолжением этой мысли было появление фильма «Водный мир», когда нам показывают мир, где всего одна гора торчит над поверхностью, больше ничего нет. Все остальное — море. На самом деле такого быть не может. Столько воды на Земле нет. Даже если мы представим, что все ледники растаяли, если всю грунтовую воду взять, всю воду из облаков выкачать, много воды содержится в различных минералах, и ее всю оттуда изъять и наполнить Мировой океан, то мы получим уровень максимум на 600–650 метров выше. Средний уровень суши над поверхностью Мирового океана — 670 метров, то есть большая часть суши все равно останется над уровнем океана.

В истории Земли много чего было, в том числе падали и метеориты в 150 метров в диаметре. Один из самых знаменитых случаев — это метеорит или астероид, с которым связывают вымирание динозавров и прочей мезозойской биоты, то есть летающих ящеров, морских гигантских ящеров, всех ящерицеподобных гигантов, и наступление после этого благополучного века млекопитающих и птиц, что в конечном счете привело к появлению человека. Некоторые вполне серьезные ученые высказывают мнение, что если бы этого не случилось, то человек бы на Земле не появился, поскольку динозавры окончательно задавили бы первых млекопитающих, а если и появился бы какой-нибудь гуманоид, то он был бы похож на динозавра и покрыт чешуей, поскольку от динозавров бы и происходил. В середине XX века палеонтолог Дейл Расселл вполне серьезно такую гипотезу изложил.

В последнее время, конечно, сделали очень много, чтобы найти кратер от метеорита, который мог бы убить динозавров. Но началось все отнюдь не с кратера. Началось все с космической пыли. Были два американских ученых по фамилии Альварес, сын и отец. Отец был физиком-ядерщиком, одним из создателей Манхэттенского проекта, то есть он хорошо разбирался во всех ядерных делах, а сын его был геофизиком. И сын задался целью проверить, что случилось на Земле при взрыве сверхновой. В середине XX века была более популярна такая гипотеза, как причина уничтожения динозавров.

Отец ему посоветовал: поищи изотопы плутония в земных слоях на рубеже мезозойской и кайнозойской эры, где как раз исчезают динозавры. Начались поиски, действительно нашли слои глины, где ничего не было, никаких организмов. Это морской слоек, а ниже него и выше — многометровые толщи белых известковых пород. А что такое белые известковые породы? Тот же мел взять — это раковины различных мелких планктонных водорослей и одноклеточных животных. То есть до того и после океан буквально кишел жизнью, а этот слоек сантиметровый, максимум трехсантиметровый, был совершенно пуст. Зато в нем обнаружилась изотопная аномалия, проявляющаяся по элементам.

Там нашелся не плутоний-244, как ожидалось бы при взрыве сверхновой, а иридий, причем огромное количество.

Если фоновое количество иридия у нас один атом на миллиард прочих атомов — иридий из космоса к нам попадает с метеоритной пылью и накапливается в земных слоях, — нашли 30, то есть в 30 раз больше, и именно в этом слойке — ни выше, ни ниже такого нет.

Начали продумывать, какая могла бы быть причина появления такого аномального количества иридия, притом что плутоний отсутствует? Стало ясно, что это действительно падение астероида. И тогда появилось то, что называется неокатастрофической гипотезой смерти динозавров и всего их мира в связи с падением астероида. В начале 90-х годов обнаружили сам кратер, приуроченный к этой границе, на полуострове Юкатан. Кратер, надо сказать, найти было непросто. Что он там есть, стало ясно благодаря аэрокосмическому картированию, причем большая его часть находится на дне Мексиканского залива. Изучили те небольшие остатки на суше, нашли ударную брекчию, когда падает гигантский метеорит, выворачивает все, кратер там довольно большой — 200 метров в диаметре, 150 метров глубиной, и все это прикрыто обломками более древних меловых пород, по которым этот метеорит или астероид ударил.

Дальше строились гипотезы: бьет этот астероид, поскольку и тогда это был участок скорее мелководного моря, чем суши, поднимается огромная волна цунами, прокатывается по Северной Америке — там действительно находят цунамиты, отложения от цунами этого времени, — и смывает всех динозавров и прочую живность. Похоже на правду по отношению к Северной Америке. А к остальным континентам как? Да никак, в общем-то, это не соотносится. Более того, многие сомневались, что с жизнью на Земле можно так просто справиться за счет удара астероида. Почему? Чем принципиально отличаются динозавры, которые, как мы теперь знаем, были пернатыми, очень высокоорганизованными созданиями с высокими темпами обмена веществ, практически птицами, от тех птиц, которые существуют сейчас? Но ведь птицы жили во времена динозавров, и они почему-то пережили этот момент, а динозавров не стало.

В 80–90-е годы в Палеонтологическом институте Академии наук работал замечательный ученый Владимир Васильевич Жерихин, который изучал совсем некрупные вещи, не астероиды, не метеориты, а довольно мелкие — насекомых. И он обратил внимание, что мир насекомых меняется не на границе мезозоя и кайнозоя, а где-то в середине мелового периода, то есть примерно за 70 миллионов лет до этого коллапса. А чем питаются насекомые? Растительностью. Значит, произошла существенная смена в растительности. Тогда он мог это теоретически описывать, а в последнее время по этой растительности палеонтологам и ботаникам удалось сделать вывод, и оказалось, что в это время меняется растительный мир. Сейчас большинство наземных растений представлено цветковыми. Это деревья, травы — процентов на 90 цветковые. Все остальное: хвойные, папоротники, хвощи, плауны и так далее — это прочие 10%, местами чуть побольше. И этот переворот от момента, когда цветковые составляли меньше 10%, до того, как они стали составлять 90% и более, произошел как раз в течение второй половины мелового периода.

За счет чего цветковым удалось совершить переворот? Можно сказать, за счет нанотехнологий — у них увеличилась густота жилкования листьев.

Раз увеличилась густота жилкования листьев, соответственно, по листу, по листовой пластинке можно было воду распределять равномернее. Соответственно, устьица между этими жилками уменьшились в размерах. Устьица — это органы растений, через которые проходит газообмен, то есть потребление кислорода и выдыхание углекислого газа, или, наоборот, когда растения питаются, они углекислый газ забирают. Чем больше этих устьиц и чем они меньше, тем экономнее расходуются эти газы, а главное, экономнее расходуется вода, потому что в основном растения существуют, пока у них достаточно воды в тканях. Как только воды нет, даже самые засухоустойчивые начинают усыхать.

И это нанотехнологическое новшество, которое не смогли освоить ни голосеменные, которые мы хорошо знаем в первую очередь по хвойным типа елок, сосен, кедров, ни другие. И началось процветание цветковых растений, а это, соответственно, не просто растения — это растения, у которых гораздо выше продуктивность, чем у всех их предшественников. Кроме того, ядов в тканях у них содержится гораздо больше, чем у их предшественников, которыми они борются с растительноядными. И наконец, они гораздо быстрее переваривают фосфаты и нитраты, которыми все растения питаются, чтобы создавать органические вещества, и выделяют они гораздо быстрее. Кроме того, они быстрее извлекают все из почвы и возвращают обратно. Продуктивность цветковых растений в четыре и более раз выше, чем у их предшественников.

И этот новый мир, более быстрый, чем тот, к которому привыкли динозавры, более ядовитый и к тому же более темный (леса из цветковых, даже тропические, — это сумрак, прохлада, отнюдь не тепло круглые сутки, не говоря про ночь, днем там достаточно сумрачно и прохладно, и это жизнь, которая протекает в кронах деревьев, потому что, когда идешь по тропическому лесу, возникает ощущение, что он пуст, потому что все, что там живет, живет в кронах деревьев, это древолазы по существу), — динозавры к этому приспособиться не смогли. Смогли к этому хорошо приспособиться как раз млекопитающие, птицы, змеи и то, что мы имеем сейчас на суше, — эти группы организмов, группы животных.

Получается, что переворот на Земле принесли не мощные силовые структуры в виде удара астероида мощностью в несколько десятков ядерных зарядов, а мельчайшие, меньше миллиметра в диаметре устьица на листовых пластинках цветковых растений.

Источник: vk.com