Эволюция: Триумф идеи - Карл Циммер

Вместо этого их мысли обратились к другой возможности. Что если Земля в то время столкнулась с кометой или астероидом? Луис вспомнил то, что читал когда-то о взрыве Кракатау, — его извержение выбросило в атмосферу 18 кубических километров пыли, при этом четыре кубических километра пыли оказались в верхних слоях стратосферы. Два года быстрые ветры носили пыль вокруг планеты; пыль заслоняла солнце и заставляла закаты пылать огнем. Луис предположил, что столкновение с гигантским астероидом могло сработать аналогично взрыву Кракатау, только во много раз сильнее. Он рассуждал, что при столкновении астероида с Землей его остатки должны были вернуться в атмосферу вместе с земными породами, вытесненными из кратера. Вместе они образовали бы вокруг планеты плотное темное покрывало. Без солнца должны были погибнуть растения и фотосинтезирующий планктон в океанах, что вызвало бы голод и массовую гибель травоядных, а вслед за ними и хищников.

Согласно расчетам Альваресов, метеорит — виновник всего этого — должен был быть 10 километров в поперечнике. Это как если бы в нашу планету с огромной скоростью врезалась гора Эверест. На заре истории Земли подобные столкновения не были редкостью, но 3,9 млрд лет назад они практически прекратились. Начиная с этого момента гигантские астероиды и кометы сталкивались с Землей, вероятно, не чаще одного раза в 100 млн лет. Поэтому предполагаемое столкновение в конце мелового периода могло быть редким, но далеко не уникальным явлением.

В 1980 г. Альваресы опубликовали свою гипотезу, и в следующее десятилетие уже другие геологи занимались поисками доказательств и пытались выяснить, что на самом деле произошло в конце мелового периода (иногда этот период называют границей К/Т). Чем дальше, тем больше обнаруживалось свидетельств того, что 65 млн лет назад в нашу планету врезалось что-то огромное. В ста с лишним местах по всему миру геологи нашли глиняную прослойку, отмечающую конец мелового периода, — и в ней неизменный иридий. Исследователи также обнаружили в глине кусочки ударно-метаморфизованного кварца, который мог возникнуть только под громадным давлением — к примеру, таким, какое возникает в момент столкновения и взрыва.

Тем не менее больше десяти лет Альваресы не могли найти кратер, который должно было обязательно оставить такое столкновение. Возможно, конечно, что удар пришелся на океан, и тогда все следы его давно скрылись под слоем донных отложений, или движение тектонических плит затянуло их в мантию Земли, или скрыло извержение какого-нибудь вулкана. Но Альваресы продолжали искать пресловутое «дымящееся ружье». Их настойчивость объяснялась, в частности, тем, что критики их теории в то время уже готовили альтернативное объяснение. Кое-кто утверждал, что вулканы, которые очень подходят на роль злодея в другом, пермском массовом вымирании 250 млн лет назад, могли быть причиной и этой катастрофы. Если в конце пермского периода многочисленные извержения покрыли сплошным слоем лавы Сибирь, то в конце мелового периода настала очередь Индии. В принципе, эти извержения могли принести из глубин Земли иридий и создать давление, необходимое для возникновения ударно-метаморфизованного кварца.

Геологи продолжали искать кратер, и в 1985 г. появились первые подсказки. В Техасе были найдены интересные залежи; они относились к концу мелового периода и содержали крупный песок и гальку. Их могло занести в это место только гигантским цунами, возникшим южнее этого места. Возможно, рассудили исследователи, столкновение действительно породило гигантские волны. Одновременно на Гаити другие геологи нашли породы того же периода, содержавшие стеклянные гранулы, которые, согласно предсказаниям, должны были сформироваться при быстром остывании расплавленной породы, выброшенной в атмосферу. В отличие от пыли и паров, выброшенных взрывом, эти частицы были тяжелыми и не могли улететь далеко. Ученые поняли, что искомый кратер должен находиться на расстоянии нескольких сотен миль от Гаити, не больше. И следы цунами, и стеклянные гранулы указывали на то, что столкновение произошло неподалеку от Мексиканского залива.

В 1950-х гг. мексиканские геологи обнаружили остатки гигантской кольцевой структуры конца мелового периода, погребенной в джунглях недалеко от побережья полуострова Юкатан. На некоторое время о нем практически забыли, но после находок на Гаити и в Техасе затерянный кратер приобрел новое значение. Геологи вооружились оборудованием для поиска погребенных скальных формаций по тончайшим флуктуациям поля тяготения и вновь посетили кратер (названный Чикшулуб по названию соседнего городка). Они нанесли на карту два концентрических кольцевых образования правильной формы. Все признаки указывали на то, что в этом месте под слоем осадочных пород погребен кратер размером около ста миль. Другие исследователи пробурили несколько скважин, подняли на поверхность и датировали образцы породы из колец. Возраст пород — 65 млн лет — соответствовал как иридиевым маркерам Альваресов, так и возрасту стеклянных гранул на Гаити.

В 1998 г. геолог Фрэнк Кайт из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе обнаружил кусочек того, что, возможно, врезалось в Юкатан в конце мелового периода. Он исследовал керн, извлеченный из скважины на дне Тихого океана. В темно-коричневой глине было полно иридия и ударно-метаморфизованного кварца, что означало, как мы уже говорили, границу мелового и третичного периодов. Кайт разрезал глину и обнаружил внутри одинокий камешек два миллиметра в поперечнике. По химическому составу он не походил на земные породы, но точно соответствовал многим метеоритам. Кайт предположил, что это осколок гигантского астероида. В момент столкновения в Чикшулубе он откололся от основной части, взлетел высоко над Юкатаном, в стратосферу, и уже оттуда угодил в Тихий океан.

Пока геологи пытались разобраться, что за астероид столкнулся с нашей планетой 65 млн лет назад, другие исследователи занимались поиском данных о том, как это столкновение повлияло на жизнь. Выяснилось, что в конце мелового периода Юкатан был покрыт мелким, менее 100 метров глубиной, морем, дно которого составляли богатые серой и углеродом породы. Возможно, тень астероида перед самым падением накрыла плавающих здесь гигантских ящериц. Астероид вошел в атмосферу Земли со скоростью от 20 до 70 километров в секунду; возникла сильнейшая ударная волна, а сам астероид обзавелся огненным хвостом. На тысячи километров кругом были повалены все деревья.

Компьютерные модели позволяют предположить, что в момент удара о воду могла возникнуть гигантская волна цунами высотой до 300 метров. Вода обрушилась на берег, унося с собой целые леса; деревья оказались затопленными на глубине 500 метров. Сразу после столкновения с водой астероид ударил в дно океана и испарил 100 кубических километров породы. Осколки породы и самого астероида от удара взлетели на 100 километров вверх, выше стратосферного слоя. Планета вздрогнула от землетрясения в 1000 раз более мощного, чем все те катаклизмы, свидетелем которых было человечество. Бурение в Атлантике показало, что удар спровоцировал подводные оползни вдоль восточного побережья Северной Америки до самой Новой Шотландии. После этого из кратера поднялся огненный шар диаметром в сотни километров. Вероятно, почерневшее небо наполнилось тысячами падающих звезд — кусков расплавленной породы; они носились над планетой, вызывая все новые и новые пожары.

Земля горела. Дым закрыл солнце. Растения и фитопланктон погибли в бесконечной тьме, и экосистемы, основой которых они были, погибли тоже. Через несколько месяцев дым рассеялся, но мир, вполне возможно, остался темным и холодным. Не исключено, что удар испарил залежи юкатанских сульфатов, и частицы серы, соединяясь с кислородом воздуха, формировали капельки двуокиси серы. В результате Землю окутала туманная дымка, способная отражать солнечный свет; такое положение могло сохраняться лет десять. Но по мере рассеивания дымки на планету обрушилась другая напасть, тоже результат удара: климат резко потеплел. Углерод из осадочных пород, поднятых в атмосферу, превратился в парниковый углекислый газ; кроме того, астероид наполнил атмосферу водяным паром, а это еще более эффективный парниковый газ.

Жара, холод, пожары и другие катастрофы, вызванные столкновением, могли стать причиной вымирания двух третей всех видов живых существ Земли. Альваресам удалось найти единственную причину мелового вымирания — но, как и в случае с пермской катастрофой, способов воздействия у нее было множество.

Когда небеса наконец расчистились после столкновения, оказалось, что меловой период закончился. Гиганты исчезли. Длинношеие зауроподы, съедавшие и перерабатывавшие целые леса, вымерли; вымер и Tyrannosaurus rex, и другие крупные плотоядные динозавры. Из морей исчезли гигантские водные рептилии и аммониты в спиралевидных панцирях. Прошло несколько тысяч лет, и океаны вновь наполнились планктоном, а суша — растениями. Но экосистемы начала третичного периода отличались своеобразным перекосом — они были богаты производителями в нижних звеньях пищевых цепочек и бедны потребителями на верхних уровнях.