Известно, что природа Земли, живая и неживая, изменяется во времени. Этот факт подтверждается тем, что за 4,5 млрд. лет существования Земля из огромного расплавленного шара постепенно превратилась в единственную планету Солнечной системы, предоставившую комфортные условия для существования жизни для флоры и фауны.
Наши великие естествоиспытатели пытались объяснить причины изменения природы Земли. При этом ученые, изучающие развитие нашей планеты, начиная с XIX века, разделились на два лагеря. Первые из них придерживались т.н. теории актуализма, они признавали только спокойное эволюционное развитие Земли. Одним из основателей актуализма можно считать английского геолога Чарлза Лайеля (1797–1875), предложившего свою теорию в 1830-х годах. Сторонников этой теории называют «актуалистами».
Вторая группа ученых придерживалась т.н. теории катастрофизма, предложенной в 1812 году французским естествоиспытателем Жоржем Кювье (1769–1832). Согласно Кювье, история Земли состоит из ряда последовательных периодов спокойного эволюционного развития, разделенных бурными катастрофами (катаклизмами), резко изменяющими лик Земли. Сторонников этой теории называют «катастрофистами». Автор настоящей работы придерживается теории катастрофизма.
В качестве одной из основных причин скачкообразных изменений природы современная теория катастроф считает периодические бомбардировки Земли галактическими кометами. Эти кометы являются малыми космическими телами (размером от 0,5 до 100км), состоящими из смеси замерзших до твердого агрегатного состояния различных газов и паров, перемешанных с т.н. космической пылью – твердыми частицами размером менее 1мм разного химического состава: силикаты, окислы, металлы, соли металлов, хлориды и т.п. Состав льдов комет (Н2О, СН4, NН3, СО2 и др.) показывает, что температура комет не выше минус 200оС.
В настоящее время установлено, что первоосновой комет служат осколки взорвавшихся звезд, выбрасываемых из т.н. струйных рукавов Галактики. Эти рукава каждые 30±5 млн. лет пересекает Солнце, движущееся по круговой орбите вокруг центра Галактики вместе со всей своей свитой из планет, туманностей и астероидных поясов. Время оборота Солнца вокруг центра Галактики составляет примерно 240 ±15 млн лет. Осколки звезд остывают, и проходя через газо-пылевые туманности галактического пространства, намораживают на свою поверхность смесь различных газов и паров, перемешанных с космической пылью. Часть галактических комет достигает Солнечной системы. Поэтому Солнце, Земля и другие планеты Солнечной системы через каждые 30±5 млн. лет подвергались ранее и будут подвергаться в будущем бомбардировкам галактическими кометами. Длительность каждого бомбардировочного цикла – до 500тыс. лет, при этом в каждом цикле на Землю обрушиваются десятки и даже сотни тысяч комет.
Интенсивность бомбардировок и состав комет в каждом цикле различные, т.к. поток выброса материи из каждого отдельного струйного рукава Галактики также различный. Кроме того, Солнце движется вокруг центра Галактики не по плоской круговой орбите, а одновременно с круговым движением совершает и синусоидальные колебания в вертикальной плоскости. Поэтому формирование комет, достигающих Солнечной системы, происходит в разных по составу газо-пылевых туманностях.
Естественно, бомбардировки комет влияли на формирование атмосферы, материков и океанов Земли, а также на образование залежей полезных ископаемых. Кроме того, бомбардировки комет влияли на флору и фауну Земли. В настоящей работе мы рассмотрим влияние комет на судьбу динозавров.
Современная наука делит историю развития нашей Земли на следующие эры: Архейская (от 4,6 млрд. лет – до 2,5 млрд. лет назад), Протерозойская (от 2,5 млрд. лет – до 540 млн. лет назад), Палеозойская (от 540 млн. лет – до 230 млн. лет назад), Мезозойская (от 230 млн. лет – до 65 млн. лет назад) и Кайнозойская (от 65 млн. лет назад – до наших дней). Эры состоят из несколько периодов. Как эры, так и их периоды выделялись с целью конкретизации определенных процессов развития Земли. Мезозойская эра (она началась 230 млн. лет назад и длилась 163 млн. лет) будет интересовать нас особенно. Ведь именно в этом промежутке времени господствующее положение на Земле среди живого мира заняли динозавры, которые к концу этой же Мезозойской эры полностью вымерли. Так кто же такие эти динозавры и почему они не дожили до наших дней?
Динозавры представляли самый многочисленный надотряд (или даже класс) древних пресмыкающихся, появившихся на Земле примерно за 100 млн. лет до начала Мезозойской эры, сразу за предпоследним понижением уровня океана. Температура тела динозавров была непостоянной, она зависела от температуры окружающей среды. Кожа динозавров для механической защиты и защиты от высыхания была покрыта роговыми чешуями. Для размножения самки динозавров откладывали в земляные гнезда несколько яиц, покрытых кожаной оболочкой (подобно современным крокодилам и черепахам). Естественно, вызревание потомства требовало достаточно высокой температуры верхнего слоя земли.
В мезозойской эре динозавры полностью господствовали на суше, в воде и в воздухе. Среди динозавров были как отряды травоядных, так и отряды плотоядных (хищных). Поскольку только что появившиеся в Мезозойскую эру предки современных млекопитающих были в тысячи раз меньше гигантских пресмыкающихся, они не представляли никакой конкуренции для динозавров. Но это положение имело и отрицательную сторону: основу пищи для плотоядных динозавров представляли только громадные травоядные динозавры, питавшиеся, в свою очередь, гигантскими древовидными папоротниками и прибрежными водорослями.
Обилие растительной пищи и отсутствие конкуренции за нее привели к чудовищному гигантизму среди травоядных динозавров, что в какой-то мере оберегало их от хищных сородичей. Размеры отдельных особей у некоторых отрядов достигали почти 60м при массе до 120т. Успокоим читателя – длина туловища у этих гигантов из Южной Америки не превышала 15 – 20м, остальное приходилось на огромный хвост и длинную шею. Нетрудно представить, что дневной рацион этих гигантов был почти в 30 раз больше, чем у слонов.
Передвигались травоядные динозавры на четырех ногах, в качестве средства защиты от хищников они использовали длинный мощный хвост, усеянный острыми шипами. Как уже было сказано, травоядные динозавры (диплодоки и бронтозавры) являлись практически единственным источником пищи для плотоядных динозавров. К ним относились как сухопутные (стегозавры), земноводные (гадрозавры), летающие (птеродактили) и плавающие (ихтиозавры). Сухопутные хищные динозавры передвигались на двух задних ногах, используя для равновесия опору на хвост. Их высота достигала 10м. Размеры плавающих и летающих динозавров были также внушительными: плавающих – до 12м, размах крыльев у летающих – до 6 м.
Относительно причин вымирания динозавров существует около ста предположений и гипотез [1]. Автор настоящей статьи попытается представить на суд читателей свою версию давно прошедших событий. Эта версия должна будет объяснить, почему в меловой период Мезозойской эры вымерли только динозавры, а млекопитающие, птицы и рыбы продолжили свое существование на Земле.
Посмотрим, в каких климатических условиях жили динозавры. По данным российского ученого В.А. Фисунова, начиная с каменноугольного (палеозой) времени – 400 млн. лет назад – и почти до окончания мелового (мезозой) времени – 65 млн. лет назад – уровень мирового океана был практически стабильным, находясь выше его современного уровня на 130 – 150м. Климатические факторы (повышенная температура и обильные дожди) способствовали бурному росту на побережьях океанов, рек и озер гигантских древовидных папоротников и прибрежных водорослей – основной пищи травоядных динозавров. Но рано или поздно эта идиллия окончилась. К концу мелового периода Мезозойской эры (65 млн. лет назад) началось очередное повышение уровня мирового океана.
По данным В.А. Фисунова уровень океана поднялся на 400м.По данным другого российского ученого, Г.У. Линдберга [2], это превышение могло составлять 1000м, поскольку именно на этой высоте он зафиксировал в ряде регионов т.н. прибойные террасы, выбитые океанским прибоем в горах. Примем, что средняя величина подъема океана по данным вышеупомянутых исследователей 65 млн. лет назад составила 700м, т.е. более половины площади континентов оказались под водой.
Причину имевших место в истории Земли периодических повышений и понижений уровня мирового океана современная теория катастроф объясняет как результат периодических бомбардировок Земли кометами, содержащими помимо всего прочего замерзшую воду – лед. При этом если Земля бомбардировалась кометами диаметром не более 1км, водяной лед из этих комет после таяния шел на пополнение гидросферы, и уровень океана повышался. Если Земля бомбардировалась кометами диаметром более 1км, то крупные кометы, попадая в океан, выплескивали в космическое пространство за счет своей огромной кинетической энергии часть уже имеющейся в океане воды, существенно превышающую доставленный этой кометой объем водного льда. В этом случае уровень океана понижался.
Попробуем перенестись примерно на 65 млн. лет назад, когда в результате бомбардировки Земли кометами началось последнее значительное повышение уровня океана. Ежедневные цунами от падающих в океан комет естественно приводили к гибели огромных травоядных динозавров, оказавшихся в зоне действия мощной волны. Но эти катастрофы носили не всеобщий, а местный характер. Более значительный вред существованию травоядных динозавров принесло не столько медленное повышение уровня океана, сколько одновременное понижение его температуры.
Дело в том, что вода, привносимая на Землю в процессе кометной бомбардировки, имела твердое агрегатное состояние. На Землю обрушился ливень из переохлажденной до температуры не менее минус 200оС смеси песка со льдом. Эта песчано-ледяная смесь с криогенной температурой попадала не только в океан, но и полностью засыпала на побережье океана гигантские древовидные папоротники, основную пищу травоядных динозавров. Естественно, травоядные динозавры лишились своего источника существования. А из-за понижения температуры поверхности Земли прекратилось созревание потомства динозавров в земляных гнездах.
Лед из комет, оказавшийся на поверхности океанов, таял в основном за счет тепловой энергии океана, определяемой температурой его воды. Несложные расчеты показывают, что даже при очень высокой средней температуре океанов, принимаемой для Мезозойской эры на уровне +30оС (сейчас она равна +5оС), океан не мог сразу растопить находящийся на его поверхности кометный лед толщиной около 770м. Согласно расчетам 1 кубометр тепой воды при остывании от 30 до 0оС может растопить в воду до температуры 0оС только 166кг переохлажденного льда, имевшего начальную температуру минус 200оС. Это значит, что при средней глубине океана в мезозойской эре 3650м, океан мог растопить только ледяную оболочку толщиной 608м. Таким образом, на поверхности океана достаточно продолжительное время существовала ледяная оболочка толщиной более 50м. Конечно, со временем эта ледяная оболочка растаяла на большей части мирового океана.
По мере подъема океана как травоядные, так и сухопутные хищные динозавры должны были отступать внутрь континентов, где с ростом высоты менялся характер растительности. Древовидные папоротники постепенно исчезли, их заменил густой смешанный лес, который с ростом высоты переходил в чисто хвойный.
И вот здесь травоядные динозавры попали в переплет. С одной стороны – океан, периодически обрушивающий на побережье огромные холодные волны с огромными льдинами. С другой стороны – малопродуктивный хвойный лес, засыпанный смесью песка со льдом, погибающий под ударами могучих волн океана. И это сочетание неблагоприятных условий (отсутствие пищи, невозможность подняться выше через лесоповал, периодические гигантские ледяные волны, невозможность воспроизводства потомства из-за сильного похолодания) поставили конец существованию травоядных динозавров. А после гибели травоядных неизбежно погибли и хищные динозавры, поскольку в то время на Земле для них не было другого источника пищи. По иронии судьбы после вымирания динозавров 65 млн. лет назад уровень океана сразу понизился и с тех пор держится практически на современном уровне.
Малоразмерные млекопитающие (размером не более современных крыс) легко смогли оторваться от губительных волн океана, пройдя через хвойный лес вверх. То же сделали и птицы. Рыбы, естественно, остались в океане. Поскольку с гибелью всего класса динозавров (кроме перешедших на рыбную диету предков крокодилов) у млекопитающих не стало могучих врагов, они получили возможность эволюционного развития в те формы, в которые они превратились к настоящему времени. А это значит, что вымирание динозавров 65 млн. лет назад открыло природе возможность создания в том числе и древнего человека, потомками которого мы с Вами и являемся [3].
Несомненно, толчок к эволюции человекообразных обезьян в древнего человека дала последняя интенсивная кометная бомбардировка, имевшая место около 10 млн. лет назад. Эта бомбардировка истребила большинство видов человекообразных обезьян, а также уничтожила их среду обитания – густые тропические леса на Северо-Востоке Африки. Продолжили существование в этом регионе только те виды человекообразных обезьян, которые смогли приспособиться к новым условиям: жизнь в пещерах и питание плодами кустарников, для чего им пришлось постепенно перейти к прямой стойке. Те же виды человекообразных обезьян, которые не смогли овладеть новыми способами существования, после возрождения тропических лесов вернулись к своим прежним формам существования.
Процесс возникновения древнего человека начался через 55 млн. лет после вымирания динозавров, т.е. через два цикла бомбардировок Земли кометами. И если динозавры господствовали на нашей планете примерно 9 кометных циклов (около 260 млн. лет), то сколько кометных циклов будет царствовать homo sapiens, неизвестно. Скорее всего, рекорд динозавров по продолжительности существования на Земле человеку не удастся побить. Но это уже другая тема, требующая отдельного разговора.
В заключение еще раз подчеркнем: вымирание 65 млн. лет назад господствовавшего на Земле класса динозавров произошло в результате достаточно высокого подъема уровня мирового океана с одновременным понижением его температуры, что лишило травоядных динозавров не только их пищевой базы, но и возможности размножения. После вымирания травоядных динозавров неизбежно вымерли лишенные пищевой базы (травоядных сородичей) их хищные собратья, поскольку другой пищи, кроме травоядных динозавров, для них на Земле тогда не было. После вымирания динозавров господствующее положение на Земле заняли млекопитающие, среди которых особое положение занял человек.
Литература
1. Charig A/ A new look at the dinosaurus. New York, 1983.
2. Линдберг Г.У. Крупные колебания уровня океана в четвертичный период – Л. Недра, 1972, 548с.
3. Биршерт А.А. Будь человеком – не ешь сырое мясо // электронный журнал BioDat, октябрь 2011.
