Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир [litres] - Тим Грегори

class="p1">Энергия взрыва и стремительно расширяющегося газа подняла высоко в воздух стену из камня, которая стала разлетаться во все стороны от места падения в пятнадцать раз быстрее скорости звука: стоя за пять километров оттуда, вы были бы уничтожены этим огненным валом и полностью распылены на атомы за четырнадцать секунд до того, как на это место обрушился оглушительный рев взрыва. Стена обломков состояла из булыжников размером с многоэтажный дом. Через несколько секунд миллиарды тонн камня рухнули на искореженную почву и засыпали ее толстым слоем.

Хаотическое нагромождение фрагментов породы – от скал величиной с дом до пылевых холмов, под каждым из которых легко мог бы поместиться весь Лондон, – покрыло окружающий рельеф во всех направлениях. Пелена пыли надолго осталась висеть в воздухе. На земной поверхности образовался зияющий кратер, заполненный светящимся озером расплавленного камня вперемешку с кусками твердой породы. Он выглядел как врата преисподней. Огромные каменные бомбы валились с неба, а ввысь поднимался гигантский столб пепла, который, однако, в конечном счете тоже прибивало к земле – начиная с первых минут и в течение многих часов и дней после взрыва густые хлопья пепла непрерывно засыпали все вокруг. Сквозь трещины и каналы из этого слоя раскаленного пепла вырывались струи горячего газа, и пока он медленно остывал, пепел прикипал к лежащему под ним слою камня. Атмосфера над эпицентром взрыва была тоже раскалена: огненный шквал бушевал над большей частью планеты. Экосистема Земли была обращена в пепел; леса повалены; по океанам бродили цунами. Еще примерно год после столкновения пелена сажи и пепла не пропускала свет Солнца к земной поверхности. В лишенных света листьях растений прекратился фотосинтез, что разрушило самую основу пищевой цепочки. Вброшенные в атмосферу частицы серы привели к выпадению интенсивных кислотных дождей, а это, в свою очередь, вызвало рост содержания кислоты в океанах; в результате вся морская экосистема планеты оказалась перевернутой вверх дном. Глобальные температуры упали по крайней мере на несколько градусов Цельсия, что привело к массовой гибели популяций. В частности, климатические изменения стали причиной исчезновения динозавров. Событие такого апокалиптического масштаба оставило неизгладимый след в «каменной летописи» Земли, который теперь легко прочитывается средствами современной науки.

Разделительная линия в каменной летописи

Если рассмотреть последовательность скальных пород по обе стороны от уровня, датируемого шестьюдесятью шестью миллионами лет назад, мы увидим, что тонкий слой осадочных пород резко разделяет два различных геологических структурных типа. Под этим тонким слоем породы содержат ископаемые останки динозавров, а выше него таких окаменелостей не встречается. Только что в одном слое они попадались в изобилии – и вот в следующем их уже нет. Все выглядит так, будто динозавры исчезли в геологическом смысле мгновенно. Пограничный слой породы, отмечающий точку во времени, после которой динозавры внезапно исчезают, разделяет два больших периода в геологической истории Земли: меловой период (от 145 до 66 миллионов лет назад) и палеоген (от 66 до 23 миллионов лет назад).

И динозаврами, конечно, дело не ограничилось. Сметены с лица земли оказались целые виды морских организмов (таких как спиральные аммониты); резко сократилось разнообразие растений. Это было массовое вымирание в планетарном масштабе. По разнообразию форм жизни на Земле был нанесен страшный и внезапный удар, который остается одной из крупнейших катастроф в истории земного древа жизни с момента его возникновения около четырех миллиардов лет назад. Это массовое вымирание обозначается по названиям двух геологических периодов, границей между которыми оно стало: мел-палеогеновое или сокращенно K-Pg вымирание[25].

Несмотря на то что глобальная катастрофа в истории биологического разнообразия ясно читается в палеонтологической летописи, причина мел-палеогенового вымирания долго оставалась загадкой. А разгадка пряталась у всех на виду – записанная в «каменной летописи», она оставалась непреодолимо сложной для прочтения. Предлагались самые разнообразные гипотезы: изощренные (такие как накопление постепенных изменений мирового климата, которые незаметно подвели биосферу Земли к критической точке), экстравагантные (например, внезапный слив в соленые океаны Земли гигантского пресноводного озера, что привело к резким изменениям в экосистеме), межзвездные (близкая вспышка сверхновой, обрушившая на Землю поток смертоносного жесткого излучения). Но физических доказательств для подтверждения какой-либо гипотезы было явно недостаточно, и они оставались в лучшем случае умозрительными.

Однако в 1980 году камни наконец заговорили. Четверо ученых из Калифорнийского университета – физик (Луис Альварес), геолог (его сын Уолтер) и два химика (Хелен Мишель и Фрэнк Азаро) – определили химический состав тонкого слоя отложений, разделявшего меловые и палеогеновые породы. Мел-палеогеновая граница, как подсказывала логика, соответствовала отложениям, образовавшимся примерно в одно время с эпохой вымирания, и следы, указывающие на причину катастрофы, с большой вероятностью следовало искать именно здесь. Если в каком-либо слое отложений такие следы вообще сохранились, то наверняка именно в этом.

Группа выбрала для исследования породы из ущелья в Умбрийских Апеннинах в Северной Италии и из шхер Стевнс Клинт близ Копенгагена в Дании. В обеих этих точках прекрасно сохранилась последовательность осадочных слоев, охватывающих как меловой период, так и палеоген. Но главное, ученым удалось выделить тонкий – толщиной всего в сантиметр – слой камня, который разделял эти две геологических эпохи.

В лаборатории обнаружилась странная особенность состава этого слоя: он содержал большое количество редкого химического элемента иридия. В лежащем на земной поверхности камешке размером с кусочек сахара, как правило, содержится одна миллиардная доля грамма иридия; в веществе мел-палеогеновой границы его оказалось в несколько сот раз больше! Это было совершенно необычно. Чтобы удостовериться в отсутствии ошибки, группа измерила содержание иридия в породах с обеих сторон от пограничного слоя. Но странный «иридиевый пик» отмечался только в тонком мел-палеогеновом пограничном слое. То, что вызвало массовое вымирание, должно было иметь какое-то отношение к иридию.

Иридий – сидерофильный элемент. Четыре с половиной миллиарда лет назад, когда Земля была расплавленным адом, почти весь находящийся на планете иридий вместе с железом опустился в ее металлическое ядро. В скальных частях нашей планеты – мантии и коре – сегодня осталось лишь крошечное количество иридия. Зато он в изобилии встречается в других камнях – в метеоритах. Поэтому присутствие иридия стало первым физическим указанием на то, что в мел-палеогеновом массовом вымирании мог сыграть роль некий фактор внеземного происхождения.

Выявив многозначительную химическую связь между составом мел-палеогенового пограничного слоя и астероидами (то есть метеоритами), Альварес и его группа выдвинули гипотезу о том, что массовое вымирание было вызвано столкновением Земли с астероидом. Они доказывали, что, если астероид был достаточно большим, его удар о земную поверхность мог разрушить всю экосистему планеты, а элементы, входившие в его состав, в