Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №03 за 1987 год
Такая скоротечная гибель целых видов животных, конечно же, не могла не заинтересовать ученых. Что привело их к фатальному концу? — на этот вопрос пыталось найти ответ не одно поколение тех, кто изучал и изучает историю Земли. Резкое изменение климата? Но отчего оно могло произойти? Изменился наклон земной оси? Тогда почему астрономические данные не подтверждают этого? Ясным остается только одно — 65 миллионов лет назад произошла глобальная катастрофа.
Что же говорит за это? (Если не учитывать, конечно, самого факта гибели некогда многочисленных видов животных.) Гипотез по этому поводу множество. Они включают в себя самые различные толкования: от внутривидовых отношений в борьбе за существование до космических катаклизмов.
Поэтому достаточно неожиданны оказались результаты исследований, которые были получены голландскими геохимиками Я. Смитом и И. Хертогеном. В пограничном слое мел — палеоген на юго-востоке Испании они обнаружили от 2 до 4 миллиардных долей иридия и осмия. Открытие это привлекло внимание ученых прежде всего потому, что здесь явная, аномалия: этих элементов платиновой группы в земной коре встречается в десятки (!) раз меньше... В дальнейшем группа ученых из Калифорнийского университета во главе с нобелевским лауреатом Л. Альварецом также обнаружила 30-кратное увеличение концентрации иридия в слое глины на границе мела и палеогена близ Джуббио в Италии и 160-кратное (!) на морском дне южнее Копенгагена... Швейцарский ученый Кеннет Сюй на глубоководном разрезе на юге Атлантики тоже выявил 30-кратное обогащение иридием... Так ученые установили, что эта аномалия носит глобальный характер. И главное — она совпадает по времени с гибелью динозавров.
Что же могло так внезапно насытить земную кору иридием? Близкая вспышка сверхновой звезды? Но тогда излучение потоков частиц принесло бы в земную кору не только изотопы иридия и осмия, но непременно добавило бы к ним и радиоактивный плутоний-244 с периодом полураспада 80 миллионов лет. И в этом случае в земной коре должно было бы сохраниться более 50 процентов «добавленного» плутония. Однако даже следов его ученые не обнаружили. К тому же вспышка сверхновой принесла бы на Землю и ряд других элементов, которых в пограничных отложениях тоже до сих пор не нашли. Итак, гипотезу о взрыве сверхновой пришлось оставить.
Тогда, может быть, причина этой аномалии так называемые хондриты — углистые метеориты, состав которых примерно близок к составу Солнца (если исключить легколетучие элементы водород и гелий)? Но их падает на нашу планету сравнительно мало: они разрушаются или испаряются в броне земной атмосферы. Тем не менее исследования ученых Калифорнийского университета показали, что содержание иридия в пограничных отложениях, которые они изучили, и в углистых хондритах близки друг к другу так же, как близки и более устойчивые отношения: золото — иридий, платина — иридий, никель — иридий. Это явное свидетельство космического происхождения иридиевой аномалии. Значит, все же «вина» за гибель динозавров ложится на один из типов каменных метеоритов — углистые хондриты?
Но ведь известно, что метеориты, падающие на Землю, это осколки астероидов. Их родство предполагалось уже давно, хотя лишь за последние четверть века появилась возможность точно определять орбиты метеоритов. После того как в 1959 году чехословацкие астрономы сфотографировали полет метеорита Пршибрам, ученым только дважды еще удалось зафиксировать подобные явления. Три точные орбиты метеоритов — несравненно мало для каких-либо выводов.
Я помню, как в разговоре со мной по этому поводу молодой астроном Валентин Иванович Цветков вдруг заметил:
— В расчетах орбит метеоритов надо идти от обратного — от их осколков...
Тогда я не совсем понял, что он имел в виду. Но вот недавно Цветков предложил оригинальный метод определения орбит метеоритных дождей по расположению выпавших на земную поверхность осколков. Проследив их движение, ученый смог «реконструировать» траектории осколков до точки дробления первичного тела, а затем вычислить его путь в атмосфере и за ее пределами.
Когда я спросил Валентина Цветкова, сколько же удалось ему возродить таких траекторий, он сказал:
— Четырнадцать. Теперь нам уже известны семнадцать орбит метеоритов. А это уже что-то...
Да, это «что-то» помогло подтвердить «генетическую» связь метеоритов с астероидами...
Значит, вполне можно предположить, что 65 миллионов лет назад на Землю упал сравнительно небольшой астероид. Ведь для того, чтобы произвести глобальную катастрофу и вызвать массовую гибель живых существ, а заодно и обогатить Землю иридием и осмием, «требовалось» тело диаметром не более 10—15 километров. А таких в Солнечной системе буквально тысячи. Ученые-астрономы из всех известных им выделили только те, которые пересекают земную орбиту, и назвали их группой Аполлона. В ней пока насчитывается несколько десятков астероидов. Однако расчеты, сделанные в 1976 году Эрнстом Эпиком, показали, что падение на Землю 10-километрового в диаметре астероида может произойти в среднем один раз в миллиард лет. Получалось — событие слишком редкое, особенно если учесть, что массовые вымирания организмов наступали и через более короткие промежутки времени, к тому же неоднократно. Поэтому падениями астероидов на Землю всего этого не объяснишь.
Однако существует еще один класс тел Солнечной системы, которые в принципе могут сталкиваться с нашей планетой. Это — кометы. Если астероиды представляют собой, грубо говоря, гигантские глыбы камня, то ядра комет — гигантские глыбы льда с вкрапленными в них каменистыми частицами. Тем более они обладают рядом «преимуществ». Во-первых, кометы должны сталкиваться с Землей в три раза чаще, и возможность эта способна возрастать. К тому же ядра комет невелики по размерам — от 0,5 до 10 километров. Ядро кометы Галлея согласно данным советских межпланетных станций «Вега» имеет форму груши 15 километров в длину и 7—8 километров в ширину, что подтвердило предположение ученых о размерах комет. Кстати, полагают, что и знаменитый Тунгусский метеорит был ядром (а по некоторым предположениям — даже осколком ядра) небольшой кометы. Его массу до влета в нашу атмосферу ученые оценивают в пределах от одного до пяти миллионов тонн с диаметром ледяного ядра в 120—200 метров. Иначе говоря, Тунгусское тело могло быть весьма небольшой кометкой, а то и действительно лишь осколком кометы Энке, как полагают советский астроном Игорь Зоткин и чехословацкий ученый Любор Кресак.
Как определил ирландский ученый (эстонец по национальности) Э. Эпик, вероятность падения на Землю тел масштаба Тунгусского метеорита — одно в 20 тысяч лет. И нашему поколению сильно «повезло», что в XX столетии, да еще на территории нашей страны упал такой редкий «космический гость». Ни в одном сказании, не говоря уже об исторических документах, не упоминается о катастрофе подобного масштаба...
Почему же удары тел диаметром от 10 километров и выше опасны для жизни на Земле? Что такое десяток километров по масштабам нашей планеты?
...Известно, что город Калуга построен на месте метеоритного кратера диаметром 25 километров. Обнаружен, например, 100-километровый Попигайский кратер на полуострове Таймыр. Ученые называют такие воронки астроблемами, то есть «звездными ранами». Ведь, упав на Землю со скоростью, допустим, 20 километров в секунду, десятикилометровый астероид образует 150-километровый кратер. При этом пыль, выброшенная взрывом в атмосферу, окутала бы Землю сплошным облаком и преградила путь солнечным лучам. И как следствие — резкое похолодание. Даже если на треть сократится поток солнечного света, температура на нашей планете понизится на тридцать (!) градусов. Что затем произойдет — легко себе представить.
К тому же, как показали исследования группы американских ученых, полет в атмосфере Тунгусского метеорита вызвал заметное нарушение слоя озона, который предохраняет все живое на Земле от губительного воздействия коротковолновой радиации Солнца и других космических объектов. Тогда это нарушение было слабым. Но тело во много раз большей массы способно вообще разрушить озонный слой, а его пролет приведет к образованию в нашей атмосфере окислов азота — в соответствующей концентрации безусловно смертоносного вещества для всего живого.
Итак, три причины могли вызвать 65 миллионов лет назад массовое вымирание организмов при падении на Землю астероида или ядра кометы: резкое понижение температуры воздуха (а затем и морской воды) из-за экранирования солнечного света облаками пыли; разрушение слоя озона; заражение воздуха — а возможно, почвы и воды — окислами азота. А какая из них главная — пока неясно.
