Великое вымирание: Когда жизнь на Земле почти угасла
Представьте себе мир, пульсирующий жизнью. 252 миллиона лет назад континенты были слиты в единый суперматерик Пангею, окруженный единым океаном Панталасса. Внутреннее море Тетис врезалось в сушу с востока. Влажный и теплый климат способствовал росту густых, сумрачных лесов из гигантских плаунов-сигиллярий, хвощей-каламофитов и семенных папоротников, еще не знавших цветов и трав. В реках и болотах обитали огромные, похожие на крокодилов амфибии-лабиринтодонты, а на суше доминировали наши дальние родственники, звероящеры-терапсиды. Среди них — саблезубые хищники-горгонопсы размером с медведя, такие как иностранцевия, охотящиеся на массивных, покрытых костяной броней травоядных парейазавров, таких как скутозавр. Океаны были не менее богаты: сложные, многоярусные коралловые и губковые рифы кишели жизнью, а в толще воды снували трилобиты, гигантские морские скорпионы-ракоскорпионы и сотни видов рыб.
А теперь представьте, что всего за 60 тысяч лет — одно геологическое мгновение — этот богатый и сложный мир превращается в дымящуюся, ядовитую пустыню. Именно это и произошло 251,9 миллиона лет назад. Земля пережила «Великое вымирание» — самый сокрушительный удар по биосфере за всю ее историю. Событие было настолько всеобъемлющим и беспощадным, что с лица Земли исчезло до 96% всех морских видов, 83% родов насекомых (единственное массовое вымирание насекомых в истории) и более 70% наземных позвоночных. Планета буквально замерла на пороге превращения в стерильный шар, и самой жизни потребовалось более десяти миллионов лет, чтобы оправиться от удара и восстановить хотя бы подобие былого разнообразия.
Главным виновником этой катастрофы планетарного масштаба принято считать Сибирские траппы — гигантскую магматическую провинцию. Это не было извержение одного вулкана, а скорее, вскрытие самой планеты, когда из-за подъема гигантского мантийного плюма земная кора треснула на тысячи километров. На протяжении почти миллиона лет из этих разломов по территории современной Сибири изливались колоссальные объемы базальтовой лавы. Поток за потоком, они покрыли территорию в 7 миллионов квадратных километров (это больше, чем Австралия), а объем извергнутого материала, по последним оценкам, составил от 2 до 4 миллионов кубических километров — этого хватило бы, чтобы покрыть всю поверхность Луны слоем в несколько метров. Но не сама лава, выжигавшая все на своем пути, стала главной убийцей. Основной удар по биосфере нанесли газы. Вулканы прорывались сквозь древние сибирские осадочные бассейны, богатые углем, нефтью, газом и солью. Этот процесс можно сравнить с гигантской конфоркой, которая «пропекала» земную кору, высвобождая в атмосферу астрономические количества углекислого газа, метана, хлора и диоксида серы. В атмосферу устремились триллионы тонн парниковых газов, многократно усилив естественный парниковый эффект.
Сначала, впрочем, могло наступить кратковременное похолодание. Сернистые газы, выброшенные в стратосферу, создали аэрозольный экран, отражающий солнечный свет. Но этот эффект был недолгим. Очень скоро его перекрыл безудержный парниковый эффект от CO₂ и метана. Среднегодовая температура на планете подскочила на 5–10 градусов Цельсия, а температура экваториальных вод океана, по некоторым данным, достигала 40 °C. Это запустило цепную реакцию смертоносных последствий. Мировой океан, поглощая избыточный CO₂, стремительно закислялся. Уровень pH воды упал, и морские организмы с раковинами или скелетами из карбоната кальция — кораллы, моллюски, планктон — начали буквально растворяться заживо. Их гибель разрушила основание морских пищевых цепочек. Одновременно с этим глобальное потепление привело к резкому снижению содержания кислорода в воде (аноксии). Теплые воды хуже удерживают растворенные газы, и обширные зоны океана превратились в мертвые, застойные водоемы. В этой бескислородной среде начали процветать анаэробные сульфатредуцирующие бактерии. Они-то и окрасили воду в зловещий фиолетовый цвет, производя в качестве побочного продукта огромное количество сероводорода. Этот ядовитый газ не только отравлял воду, но и, поднимаясь в атмосферу, разрушал озоновый слой, открывая поверхность планеты для губительного ультрафиолетового излучения.
На суше ситуация была не лучше. Кислотные дожди выжигали растительность. Исчезновение лесов привело к масштабной эрозии почв. Выжившие животные страдали от удушающей жары, нехватки пищи и кислородного голодания (гипоксии). Это был медленный, мучительный апокалипсис. Первым признаком жизни, вернувшейся на выжженную землю, стали грибы, питавшиеся гниющей органикой — ученые называют это явление «грибковым шипом». И лишь потом появился главный выживший, символ эпохи восстановления — листрозавр. Это приземистое, похожее на свинью травоядное животное размером с собаку обладало уникальным набором качеств: оно могло рыть норы, чтобы укрыться от перегрева, было неприхотливо в еде и имело мощную грудную клетку, приспособленную к жизни в условиях нехватки кислорода. В раннем триасе листрозавры были настолько многочисленны, что их окаменелости составляют до 90% находок позвоночных в некоторых отложениях. Они стали почти единственными наследниками опустевшей планеты, дав старт новой, мезозойской эре — эре динозавров.
Последний день динозавров: Удар из космоса
Это был обычный, ничем не примечательный день в конце мелового периода, около 66 миллионов лет назад. Мир был теплым и влажным, а уровень моря — высоким. В лесах из цветковых растений, секвой и папоротников, что росли на территории современной Северной Америки, тираннозавр выслеживал свою добычу, а стада трицератопсов и эдмонтозавров мирно паслись на равнинах. В морях господствовали гигантские мозазавры, а в небе — птерозавры, такие как кетцалькоатль с размахом крыльев истребителя. Ничто не предвещало, что через несколько часов их мир рухнет в одночасье. С ослепительной вспышкой, многократно затмившей Солнце, в атмосферу Земли под острым углом (около 60 градусов) ворвался астероид диаметром от 10 до 15 километров. Двигаясь со скоростью около 20 километров в секунду, он врезался в богатое серой мелководье у побережья современного полуострова Юкатан в Мексике, оставив после себя шрам, известный сегодня как кратер Чиксулуб.
Энергия удара была невообразимой — эквивалентная взрыву более 100 триллионов тонн тротила. В момент столкновения астероид и породы земной коры мгновенно испарились, образовав огненный шар, который испепелил все в радиусе тысячи километров. Сейсмическая волна от удара, эквивалентная землетрясению силой более 11 баллов, многократно обогнула планету, вызывая извержения вулканов и хаос на противоположной стороне Земли, в районе плато Декан на территории современной Индии. В небо были выброшены триллионы тонн расплавленной породы. Падая обратно в атмосферу, эти раскаленные частицы (тектиты) нагрели ее до сотен градусов, вызвав глобальные лесные пожары, которые превратили до 70% лесов планеты в пылающий ад. Недавние находки на палеонтологическом участке Танис в Северной Дакоте рисуют картину первых минут после удара: окаменевшие рыбы с тектитами в жабрах, погибшие от гигантской волны-сейши, которая пришла по внутреннему морскому пути всего через час после импакта.
Удар в мелководье породил мегацунами, какого мир не видел ни до, ни после. Первоначальная волна, вызванная выбросом породы, могла достигать высоты 1,5 километра. Последующие волны, высотой до 300 метров, обрушились на побережья, проникая на сотни километров вглубь континентов. Но самое страшное было еще впереди. Гигантское количество пыли, сажи и, что самое главное, сульфатных аэрозолей, образовавшихся при испарении богатых серой осадочных пород, было выброшено в стратосферу. Это плотное одеяло окутало всю планету на несколько лет, заблокировав до 99% солнечного света.
Наступила «ударная зима». Температура на поверхности Земли резко упала, в некоторых регионах опустившись ниже нуля. Без света прекратился фотосинтез. Растения на суше и фитопланктон в океане — основа всех пищевых цепочек — начали массово вымирать. Это стало смертным приговором для животного мира. Сначала погибли травоядные динозавры, затем — хищники, охотившиеся на них. В общей сложности вымерло около 75% всех видов, включая всех нептичьих динозавров, гигантских морских рептилий и летающих птерозавров.
Однако в этом царстве смерти, холода и тьмы нашлись те, кто смог выжить. Спаслись существа, чей образ жизни позволял переждать катастрофу: мелкие (весом до 25 кг), способные прятаться в норах, водоемах или расщелинах, и питаться тем, что осталось — семенами, насекомыми, падалью. Это были наши предки — маленькие, похожие на землероек млекопитающие. Выжили некоторые птицы, крокодилы, черепахи, рыбы и те, кто обитал на дне океана, питаясь «дождем» из мертвой органики. Когда пыль осела, и солнечный свет вновь коснулся Земли, первым признаком возрождения растительности стал «папоротниковый шип» — повсеместное распространение спор папоротников, самых неприхотливых из уцелевших растений. Мир был пуст и тих. Но именно это событие освободило дорогу для эволюционного взрыва млекопитающих. Маленькие, дрожащие от холода существа вышли из своих укрытий, чтобы унаследовать планету и, в конечном итоге, дать начало человечеству.
Под пеплом Тобы: Как супервулкан испытал на прочность человечество
Примерно 74 тысячи лет назад, когда наши предки, Homo sapiens, уже начали свой долгий путь из Африки, они столкнулись с испытанием, которое едва не оборвало их историю. В районе озера Тоба на острове Суматра произошло извержение супервулкана — одно из самых мощных за последние два миллиона лет. По шкале вулканической активности (VEI) ему присвоен максимальный, 8-й уровень. Взрыв был настолько колоссальным, что в атмосферу было выброшено около 2800 кубических километров пепла и пород. Для сравнения, этого достаточно, чтобы покрыть всю территорию Индии слоем в 15 сантиметров.
Последствия этого события ощущались по всему миру. Гигантское облако пепла и диоксида серы поднялось в стратосферу и, подобно савану, накрыло планету, вызвав «вулканическую зиму». Сульфатные аэрозоли эффективно отражали солнечный свет, и средняя температура в Северном полушарии упала, по разным оценкам, на 3–5 °C, а в некоторых регионах похолодание могло достигать 15 °C. Этот леденящий эффект сохранялся в течение нескольких лет, а полное восстановление климата заняло десятилетия. В Южной Азии слой пепла, достигавший нескольких метров, уничтожил всю растительность, превратив пышные ландшафты в безжизненные пустыни.
Именно с этим извержением связана научная гипотеза «генетического бутылочного горлышка», выдвинутая в 1990-х годах антропологом Стэнли Эмброузом. Согласно ей, популяция Homo sapiens в результате климатического коллапса и голода сократилась до критического уровня — возможно, до 3–10 тысяч человек. Все современные люди, согласно этой теории, являются потомками этой небольшой группы выживших. Однако последние археологические находки рисуют более сложную и даже более впечатляющую картину. Раскопки в Индии (Джвалапурам) и Южной Африке показывают, что человеческая деятельность продолжалась даже под слоями пепла. Недавние исследования в Эфиопии, на стоянке Шинфа-Метема 1, обнаружили крошечные осколки вулканического стекла, химический состав которых идентичен породам Тобы. Это доказывает, что люди жили там во время и сразу после катастрофы.
Что же помогло им выжить? Судя по всему, ключевую роль сыграла невероятная адаптивность. Изменение климата сделало регион более засушливым, большие реки превратились в цепочки мелких водоемов. Археологические данные показывают, что люди резко изменили свою диету: вместо охоты на крупных животных они начали активно ловить рыбу, которая оказалась в ловушке в этих пересыхающих водоемах. Более того, именно в этот период на стоянке появляются многочисленные маленькие, симметричные каменные наконечники, которые, по мнению ученых, являются самым древним свидетельством использования лука и стрел. Столкнувшись с катастрофой, наши предки не просто выжили, они изобрели новую технологию охоты. Это испытание холодом и голодом, возможно, не поставило человечество на грань вымирания, но точно закалило его, подстегнув когнитивное развитие и доказав, что способность к адаптации и инновациям — наше главное преимущество.
Малый ледниковый период: Замерзший мир на пороге Нового времени
Катастрофа не всегда приходит с оглушительным грохотом. Иногда она подкрадывается незаметно, медленно и неотвратимо меняя мир на протяжении столетий. Именно такой ползучей катастрофой стал Малый ледниковый период — эпоха глобального относительного похолодания, длившаяся примерно с XIV по середину XIX века. Это не был настоящий ледниковый период, но средние температуры в Северном полушарии упали всего на 1-2 °C. Этого, однако, оказалось достаточно, чтобы кардинально изменить природу, экономику и саму жизнь миллионов людей.
Причины похолодания были комплексными. Ученые связывают его со своего рода «идеальным штормом» природных факторов. Во-первых, это аномально низкая солнечная активность. Периоды, известные как минимум Шпёрера (1450–1550) и минимум Маундера (1645–1715), характеризовались почти полным отсутствием солнечных пятен. Во-вторых, свою роль сыграла череда мощных вулканических извержений. Взрыв вулкана Самалас в Индонезии в 1257 году, а позже — извержения в Перу и на Филиппинах выбрасывали в стратосферу огромное количество пепла и аэрозолей, которые, подобно зеркалу, на годы отражали солнечные лучи.
Последствия ощущались по всей Европе и за ее пределами. Зимы стали более длинными и суровыми, а лето — коротким, прохладным и дождливым. Альпийские ледники начали стремительно наступать, поглощая горные деревни. Гавани Гренландии, где процветали поселения викингов, оказались заблокированы льдом, что привело к гибели колонии. Каналы в Голландии и Темза в Лондоне замерзали так сильно, что на льду с XVI по начало XIX века регулярно устраивались знаменитые «морозные ярмарки». Но за романтикой скрывалась жестокая реальность. Для аграрного общества сокращение вегетационного периода обернулось трагедией. Неурожаи стали хроническим явлением. Великий голод 1315–1317 годов, вызванный проливными дождями, унес жизни миллионов еще до начала основной фазы похолодания. Цены на зерно взлетели, начались социальные волнения, голодающие крестьяне поднимали восстания. Ослабленное недоеданием население стало легкой добычей для эпидемий. Неслучайно именно на этот период пришелся пик «Черной смерти» — пандемии чумы. Холод и голод порождали отчаяние, которое выливалось в охоту на ведьм — людей, которых обвиняли в порче погоды. Малый ледниковый период стал суровым испытанием, заставившим европейцев адаптироваться: внедрять новые, более устойчивые к холоду культуры (например, картофель), совершенствовать сельское хозяйство и искать новые торговые пути.
Тринадцать дней на краю бездны: Карибский кризис и угроза ядерной ночи
В XX веке главная угроза существованию человечества исходила уже не от слепых сил природы, а от него самого. Осенью 1962 года мир на 13 дней замер на краю пропасти, за которой начинался полномасштабный ядерный апокалипсис. Карибский кризис стал кульминацией холодной войны, моментом, когда противостояние двух сверхдержав — СССР и США — достигло точки кипения.
Конфликт был спровоцирован тайным размещением Советским Союзом ядерных ракет на Кубе. Для Никиты Хрущева это был ответный шаг на размещение американских ракет «Юпитер» в Турции и на провальную попытку США свергнуть режим Фиделя Кастро. Когда 14 октября американский самолет-разведчик U-2 сфотографировал строящиеся пусковые установки всего в 150 километрах от Флориды, в Белом доме прозвучал сигнал тревоги. Ракеты могли уничтожить Вашингтон за считанные минуты.
Президент Джон Кеннеди немедленно собрал группу ближайших советников — ExComm. В течение нескольких дней в обстановке строжайшей секретности они обсуждали варианты действий. «Ястребы» в Пентагоне, включая генерала Кертиса Лемея, настаивали на немедленной бомбардировке и вторжении на Кубу. Но такой шаг почти наверняка привел бы к гибели советских солдат и неминуемому ответному удару. Кеннеди избрал более осторожный путь — военно-морскую «карантинную» блокаду Кубы. 22 октября он выступил с телеобращением к нации, объявив о своем решении. Мир затаил дыхание.
Напряжение достигло пика 27 октября, в «черную субботу». Над Кубой советской ракетой был сбит американский самолет-разведчик U-2, пилот погиб. В тот же день в Саргассовом море американский эсминец обнаружил советскую подводную лодку Б-59 и, чтобы заставить ее всплыть, начал сбрасывать сигнальные глубинные бомбы. На борту подлодки, отрезанной от связи с Москвой, температура достигала 50°C. Командир Валентин Савицкий, измотанный нервным напряжением, решил, что война уже началась, и приказал готовить к пуску торпеду с ядерной боеголовкой. Для запуска требовалось согласие трех старших офицеров. Двое — Савицкий и замполит — были «за». Но третий, начальник штаба бригады подводных лодок Василий Архипов, проявил невероятное хладнокровие. Понимая, что этот выстрел станет началом конца, он возразил и убедил командира всплыть. Один человек, находившийся в раскаленной стальной коробке на дне океана, своим решением, возможно, спас мир.
Пока военные стояли на грани, за кулисами шли отчаянные тайные переговоры. Брат президента, Роберт Кеннеди, встречался с советским послом Анатолием Добрыниным. В итоге был найден компромисс: СССР публично убирает ракеты с Кубы, а США дают гарантии ненападения на остров и тайно, через несколько месяцев, демонтируют свои ракеты в Турции. Утром 28 октября Хрущев согласился. Кризис миновал. Человечество, заглянув в бездну ядерной ночи, в ужасе отшатнулось. Этот момент стал горьким уроком, который привел к созданию прямой линии связи между Москвой и Вашингтоном и послужил толчком к первым договорам об ограничении ядерных испытаний.