Рай, обречённый на гибель
Сто шестьдесят миллионов лет — это срок, который трудно себе вообразить. Это вечность, за которую горные хребты успевают вырасти и превратиться в пыль. За это время динозавры успели не просто появиться, они стали абсолютными и неоспоримыми хозяевами планеты. Они были повсюду: гигантские зауроподы, чьи шеи терялись в кронах деревьев, бронированные анкилозавры, похожие на живые танки, и, конечно, тираннозавры — совершенные хищники, один вид которых заставлял всё живое искать пятый угол. Планета в конце мелового периода была их безраздельным владением, их персональным раем с вечнозелёными лесами, тёплыми морями и стабильным, влажным климатом. Казалось, что так будет всегда.
Но 65,5 миллионов лет назад всё закончилось. В один, по геологическим меркам, миг, динозавры исчезли. Вместе с ними с лица Земли были стёрты летающие птерозавры, морские гиганты мозазавры и плезиозавры, и бесчисленное множество мелких организмов, от моллюсков-аммонитов до планктона. Это было великое вымирание, событие, которое палеонтологи позже назовут мел-палеогеновым, или K-T вымиранием (литера «K» от немецкого «Kreidezeit» — меловой период). И долгие годы учёные ломали головы, пытаясь понять, что же могло погубить таких успешных и процветающих созданий.
Теорий было множество, одна другой изобретательнее. Самая простая и понятная гласила, что динозавров погубили мелкие, но наглые млекопитающие, которые только-только начали осваивать мир. Эти юркие, похожие на крыс создания, якобы, пристрастились к деликатесу — яйцам динозавров. Они разоряли гнёзда, пожирая будущее гигантов, пока те окончательно не вымерли. Теория была красивой, но не выдерживала критики: почему тогда вымерли морские рептилии, чьи кладки были в полной безопасности? И почему вместе с динозаврами исчезла и куча растений?
Другая гипотеза била по интеллекту ящеров. Их мозг, дескать, был слишком мал для их огромных тел. Динозавры попросту отупели, перестали адаптироваться и вымерли от собственной глупости. Эта версия льстила человеческому самолюбию, но игнорировала тот факт, что с этим «маленьким» мозгом они прекрасно процветали 160 миллионов лет, и он им как-то не мешал.
Были и другие идеи. Может, их погубила какая-то страшная эпидемия, вселенская чума, которая косила их одного за другим? Но опять же, болезни животных обычно не трогают растения. А может, они просто съели всё вокруг и умерли от голода? Эта версия тоже не объясняла, почему вымерли хищники, которые могли бы находить пропитание среди павших травоядных, и почему исчезли обитатели океанов.
Наиболее правдоподобной и долгое время доминирующей была климатическая теория. Учёные находили доказательства того, что в конце мелового периода на Земле стало холодать. Привыкшие к тропической жаре, динозавры, как существа хладнокровные, не смогли приспособиться к новым условиям. Постепенное похолодание, изменение растительности — всё это медленно, но верно подтачивало их мир, пока он окончательно не рухнул. Эта теория выглядела солидно, но и у неё были слабые места. Во-первых, климат менялся медленно, на протяжении тысяч лет, давая динозаврам время на адаптацию. Во-вторых, почему тогда выжили другие хладнокровные, например, крокодилы и черепахи, которые прекрасно себя чувствуют и поныне? Тайна оставалась неразгаданной. Палеонтология зашла в тупик, перебирая старые гипотезы и не находя ни одной, которая бы объясняла всё. Нужен был свежий взгляд, идея из совершенно другой области. И она пришла. Из космоса.
Звёздная пыль на глине
В конце 1970-х годов в горах недалеко от итальянского городка Губбио работала необычная команда — отец и сын Альваресы. Луис Альварес был нобелевским лауреатом по физике, одним из участников Манхэттенского проекта, человеком с блестящим и неортодоксальным умом. Его сын, Уолтер, был геологом, который изучал слои осадочных пород, пытаясь восстановить историю Земли. Они исследовали известняковые отложения, которые когда-то были морским дном. Эти слои, как страницы каменной книги, хранили в себе летопись миллионов лет. И вот в одном месте Уолтер обнаружил нечто странное.
Между слоями мелового периода, наполненными окаменелостями морских организмов, и слоями палеогена, где их уже почти не было, пролегал тонкий, всего в сантиметр толщиной, слой тёмной глины. Это и была та самая граница K-T, момент великого вымирания. Уолтеру стало интересно, сколько времени заняло формирование этого слоя. Он решил использовать для датировки элемент бериллий, но для этого нужно было знать скорость оседания космической пыли. И тут его отец, Луис, предложил гениальную идею: вместо бериллия измерить концентрацию иридия.
Иридий — это металл из группы платиноидов, чрезвычайно редкий на земной поверхности. Зато его много в метеоритах и астероидах. Космическая пыль, постоянно оседающая на Землю, содержит иридий, и его концентрация в породах более-менее постоянна. Альваресы рассуждали просто: измерив количество иридия в слое глины, можно будет понять, как долго он накапливался. Если иридия мало — значит, слой образовался быстро. Если много — то медленно. Они отправили образцы глины на анализ в лабораторию, ожидая получить рутинные результаты. Но то, что они получили, повергло их в шок.
Концентрация иридия в этом тонком слое глины превышала фоновые значения в сотни раз. Это было невозможно объяснить медленным оседанием космической пыли. Такое количество иридия могло попасть на Землю только в одном случае: если на неё рухнуло что-то очень большое и очень богатое этим элементом. Что-то из космоса. Например, астероид диаметром около десяти километров.
Так родилась импактная гипотеза. Альваресы предположили, что 65,5 миллионов лет назад в Землю врезался гигантский астероид. Удар вызвал чудовищный взрыв, который поднял в атмосферу миллиарды тонн пыли и породы. Это облако, насыщенное иридием из испарившегося астероида, на долгие месяцы, а может и годы, закрыло Солнце, погрузив планету во тьму и холод. Растения погибли от недостатка света, за ними последовали травоядные динозавры, а потом и хищники. Это было быстрое, катастрофическое событие, которое идеально объясняло и внезапность вымирания, и его глобальный характер, и загадочный слой иридиевой глины.
Когда в 1980 году Альваресы опубликовали свою статью, научное сообщество встретило её в штыки. Палеонтологи, привыкшие мыслить категориями медленных, постепенных изменений, высмеяли эту идею. Катастрофизм был не в моде. Физики, лезущие в их науку со своими астероидами, вызывали только раздражение. Но Альваресы не сдавались. Они призывали коллег по всему миру искать иридиевую аномалию на границе K-T в других местах. И вскоре подтверждения посыпались со всех концов света: из Дании, Испании, Новой Зеландии. Везде, где геологи находили границу между мелом и палеогеном, они находили и тонкий слой глины с зашкаливающей концентрацией иридия. Теория, казавшаяся безумной, обретала всё больше доказательств. Не хватало только одного — дымящегося пистолета. Места преступления. Кратера.
Охота за кратером
Гипотеза Альваресов была красивой и логичной, но у неё был один существенный изъян. Если в Землю врезался астероид диаметром в десять километров, он должен был оставить после себя шрам исполинских размеров — кратер диаметром не менее 150-200 километров. Но где он? Учёные по всему миру бросились на его поиски. Они изучали спутниковые снимки, геологические карты, данные гравитационной съёмки. Но огромный кратер как сквозь землю провалился. Скептики торжествовали: нет кратера — нет и астероида.
Однако улики продолжали накапливаться. Кроме иридия, геологи стали находить в пограничном слое и другие странные вещи. Одной из самых важных находок стал «ударный» или «шоковый» кварц. Это обычный кварц, но его кристаллическая решётка деформирована чудовищным давлением, которое возникает только при метеоритном ударе или ядерном взрыве. Такой кварц находили по всему миру, но чем ближе к Карибскому морю, тем крупнее были его зёрна и толще слой. Стало ясно, что эпицентр катастрофы находился где-то там.
Ещё одной подсказкой стали тектиты — маленькие стеклянные шарики, которые образуются, когда расплавленная при ударе порода выбрасывается в атмосферу и застывает в полёте. Слои тектитов были обнаружены на Гаити и в других местах Карибского бассейна, и их возраст точно соответствовал времени вымирания. Круг поисков сужался.
И тут всплыла старая, почти забытая история. Ещё в конце 1970-х годов геолог Глен Пенфилд, работавший на мексиканскую нефтяную компанию PEMEX, проводил геофизическую съёмку на полуострове Юкатан. Он обнаружил под толщей осадочных пород гигантскую дугообразную структуру, которую он счёл погребённым ударным кратером. Но его начальство не проявило к этому интереса — им нужна была нефть, а не кратеры. Отчёт Пенфилда лёг в архив и пылился там почти десять лет.
В 1990 году молодой геолог Алан Хильдебранд, который целенаправленно искал кратер, наткнулся на работу Пенфилда. Он связался с ним, и они начали сопоставлять факты. Данные гравитационной и магнитной съёмки, образцы пород из буровых скважин, которые PEMEX бурила в этом районе, — всё указывало на одно. Под землёй, наполовину на суше, наполовину под водами Мексиканского залива, скрывался гигантский ударный кратер. Его центр находился рядом с мексиканской деревушкой Чикшулуб, что на языке майя означает «хвост дьявола». Название оказалось пророческим.
Когда учёные получили доступ к образцам керна из скважин, все сомнения отпали. Они обнаружили там породы, характерные для импактных структур, — брекчию (сцементированные обломки пород) и импактиты (породы, расплавленные ударом). Датировка показала, что кратеру ровно 65,5 миллионов лет. Это был он. Дымящийся пистолет был найден. Охота, длившаяся десять лет, завершилась триумфом. Теперь у учёных была не просто теория, а конкретное место преступления, и они могли начать восстанавливать картину того ужасного дня, который навсегда изменил жизнь на Земле.
День, когда погасло солнце
Удар астероида Чикшулуб — это событие, которое трудно осмыслить в человеческих масштабах. Каменный гость из космоса, размером с гору Эверест, вошёл в атмосферу Земли на скорости около 20 километров в секунду — в десятки раз быстрее пули. За несколько секунд он прошил атмосферу и врезался в мелководный шельф у побережья Юкатана. В этот момент высвободилась энергия, эквивалентная взрыву сотен миллионов атомных бомб.
Первым последствием удара была ослепительная вспышка света и чудовищная тепловая волна. В радиусе сотен, а может и тысяч километров от эпицентра всё живое в одночасье обратилось в прах. Температура на поверхности Земли подскочила до нескольких сотен градусов. Леса по всей планете вспыхнули, как спички. Начались глобальные пожары, которые бушевали месяцами, выбрасывая в атмосферу огромное количество сажи и дыма.
Одновременно с тепловой волной от места удара разошлась сейсмическая волна такой силы, что она несколько раз обогнула земной шар. Землетрясения мощностью 11-13 баллов по шкале Рихтера (самые сильные из когда-либо зарегистрированных человеком имели магнитуду около 9.5) сотрясали континенты, вызывая извержения вулканов и гигантские оползни.
Поскольку удар пришёлся в мелководный океан, он породил мегацунами. Волна высотой, по разным оценкам, от ста метров до километра, ринулась во все стороны со скоростью реактивного самолёта. Она смела с лица земли привычный ландшафт побережий Карибского моря и Мексиканского залива, проникая на сотни километров вглубь континентов. Следы этого цунами геологи находят сегодня даже в Техасе и Флориде.
Но самое страшное началось потом. Удар выбросил в стратосферу триллионы тонн измельчённой породы, пыли и серы из испарившихся осадочных пород морского дна. Эта завеса окутала всю планету, полностью заблокировав солнечный свет. Наступила «ударная зима». День превратился в ночь. Температура на планете резко упала, в некоторых районах ниже точки замерзания. Без света остановился фотосинтез. Растения на суше и фитопланктон в океане — основа всех пищевых цепочек — начали массово гибнуть.
Для динозавров это был смертный приговор. Травоядные гиганты, которым требовались сотни килограммов растительной пищи в день, оказались без еды. В наступившем холоде и темноте они угасали от голода и переохлаждения в течение нескольких недель или месяцев. Вслед за ними завершили свой путь и хищники, лишившись своей добычи. Океаны надолго замолчали. Выброшенная в атмосферу сера смешалась с водой, и на Землю пролились кислотные дожди, которые отравили воду и почву.
Экосистемы, строившиеся 160 миллионов лет, рухнули в одночасье. Выжить в этом аду могли только самые неприхотливые и самые маленькие. Те, кто мог спрятаться под землёй от холода и огня. Те, кто мог питаться тем, что осталось от прежнего мира. Это были наши предки — мелкие, похожие на землероек млекопитающие. Катастрофа, уничтожившая гигантов, расчистила для них дорогу. Когда пыль наконец осела и солнце снова засияло над опустошённой планетой, мир был уже другим. Эпоха динозавров закончилась. Начиналась эпоха млекопитающих.
Великие споры и новые загадки
Казалось бы, с обнаружением кратера Чикшулуб и иридиевой аномалии тайна гибели динозавров была решена. Астероид-убийца был найден, механизм катастрофы понятен. Но в науке редко бывают простые и окончательные ответы. Импактная гипотеза, хоть и стала доминирующей, не смогла полностью затмить свою главную соперницу — вулканическую теорию. И чем больше учёные изучали конец мелового периода, тем яснее становилось, что сценарий катастрофы мог быть куда сложнее.
Главный конкурент астероида — это Деканские траппы в Индии. Это гигантское вулканическое плато, одно из крупнейших на Земле. Примерно в то же время, когда упал астероид (а по некоторым данным, извержения начались ещё до него), здесь произошла серия колоссальных извержений, которые продолжались тысячи лет. Лава покрыла территорию, сравнимую с половиной Европы. Но дело было не только в лаве. Вместе с ней в атмосферу были выброшены астрономические объёмы углекислого газа, серы и других ядовитых соединений.
Сторонники вулканической теории утверждают, что именно эти извержения стали главной причиной вымирания. Они вызвали резкие изменения климата: сначала парниковый эффект от углекислого газа, затем похолодание из-за серных аэрозолей, блокирующих солнечный свет. Кислотные дожди отравляли океаны, а ядовитые газы — атмосферу. В такой обстановке экосистемы уже находились в состоянии глубокого стресса. Динозавры и другие виды медленно вымирали, и астероид, если он и был, стал лишь последним гвоздём в крышку их гроба, добив и без того ослабленную биосферу.
Сегодня большинство учёных склоняются к синтетической теории «двойного удара». Планета уже была больна из-за вулканизма, а астероид нанёс контрольный выстрел. Споры идут лишь о том, какой из факторов был решающим. Некоторые палеонтологи находят окаменелости динозавров в слоях выше границы K-T, что может говорить о том, что не все они вымерли мгновенно. Другие указывают на то, что самые мощные извержения Деканских траппов по времени точно совпадают с падением астероида, и предполагают, что чудовищные сейсмические волны от удара могли спровоцировать усиление вулканической активности на другом конце планеты.
Тайна гибели динозавров превратилась из простого вопроса «что их убило?» в сложную головоломку о взаимодействии разных катастрофических процессов. Но как бы то ни было, это событие преподало человечеству важный урок. Оно показало, что жизнь на Земле хрупка и зависит от случайностей космического масштаба. Сложные и доминирующие экосистемы могут рухнуть в одночасье. И вымирание — это не исключение, а норма в истории планеты.
И в этой истории есть горькая ирония. Катастрофа, уничтожившая динозавров, стала величайшей удачей для наших предков. В тени гигантов маленькие млекопитающие не имели шансов. Но когда гиганты пали, перед ними открылся целый мир, полный пустых экологических ниш. Они вышли из своих нор, начали расти, развиваться и эволюционировать, пока один из их потомков, много миллионов лет спустя, не взял в руки камень, а потом и телескоп, чтобы смотреть на звёзды, не подозревая, что именно оттуда однажды прилетела гибель его предшественников и его собственный шанс на жизнь.