Текст книги "Краткая история планеты Земля. Горы, животные, огонь и лед"

Автор книги: Дж. Д. Магдугалл

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 19 страниц)

Рис. 9.3. Западная часть Северной Америки почти целиком состоит из мелких кусков «экзотического» материала коры, которые были «пришиты» к континенту в течение мезозоя. Некоторые из более крупных фрагментов обозначены в левой части карты, закрашенной светло-серым светом. Более темный тон обозначает более древнюю кору (рис. 4.3). Приводится с изменениями по рисунку 16.25 из книги: В. Дж. Скиннер и С. С. Портер. «Динамическая Земля», изд-во «Джон Уайли и Сыновья», 1995. Используется с разрешения.

Уже 40-50 миллионов лет назад, почти в середине кайнозоя, мало что оставалось от великой горной страны; в стремлении к морю большие реки пересекли гребень современной Сьерра-Невады. Среди геологов, изучающих эволюцию западной части Соединенных Штатов, ведутся жаркие споры о том, когда именно началось поднятие, создавшее современный хребет, но большая часть его произошла, по-видимому, чуть раньше последних пяти миллионов лет. Весь огромный блок коры, слагающий Сьерра-Неваду, поднялся и наклонился к западу в ответ на все еще продолжающуюся перегруппировку сил в западной части Северной Америки, связанную с изменениями на границе плиты – от зоны субдукции, проходящей вдоль берега, к трансформному разлому Сан-Андрэас, – которая началась около тридцати миллионов лет назад (см. рис. 5.6). Потрясающие глубокие долины и падающие каскадами водопады Сьерры еще моложе. Они были вырезаны из поднявшегося гранитного блока наступающими и отступающими ледниками в течение последних двух-трех миллионов лет. А через сто миллионов лет после нас увенчанные снегами вулканические вершины

Анд уже отойдут в далекое прошлое и, может быть, только эродированные гранитные ядра огромных вулканов останутся для раздумий будущих поколений разумных существ.

ИСТОРИЯ МЕЗОЗОЙСКИХ РЕПТИЛИЙ

В то время, когда Пангея распадалась на расходящиеся континенты и физический мир стал все более напоминать современный, в биологическом царстве также происходили важные изменения. В морях исчезли трилобиты и многие другие животные, столь характерные для большей части палеозоя. На суше стали преобладать леса семенных растений, таких как цикадовые и гинкго (последние, вероятно, уже не живут в диком состоянии, но во многих странах популярны как парковое дерево), так же как и более знакомые хвойные, а в конце эры получают широкое распространение и цветковые растения. Но главная часть истории жизни в мезозое – это история рептилий. Как никто ранее, они стали господствовать над землей, морем и даже воздухом.

В предыдущей главе уже отмечалось, что рептилии появились в конце палеозоя, развившись из амфибий. Самым важным аспектом их развития было появление яйца, которое можно было отложить вне воды – так называемое амниотическое яйцо, которое получило свое название по мембране (амнион), которая окружает и защищает эмбрион и жидкость, в которой он плавает. Это то самое знакомое нам яйцо, которое мы варим себе на завтрак. Цыплята, как, кстати, и все остальные птицы, являются потомками первых рептилий.

Развитие амниотического яйца, а также чешуйчатой кожи, которая обеспечивала гораздо лучшую защиту от высыхания, чем кожа амфибий, позволили рептилиям, распространиться вдоль и вширь по всем континентам и обитать в обстановке, не подходящей для амфибий. Многие из них были вегетарианцами; великое множество растений, которые к тому времени колонизировали континенты, обеспечивало их готовой пищей. Некоторые из ранних рептилий фактически вернулись в море и приспособились к постоянной жизни в нем, будучи, вероятно, искусными пловцами и хищниками. В силу морского образа жизни многие из этих рептилий оставили хорошие окаменелые остатки, которые часто выставляются в музеях. Некоторые из них были огромны, достигая размеров современных китов. Очень вероятно, что по крайней мере некоторые легенды о морских чудовищах являются продуктами воображения, стимулированного находками костей этих мезозойских созданий.

И все же главная часть истории рептилий разворачивалась на континентах. Но удивительно: хотя с середины мезозоя доминирующими рептилиями стали динозавры, благополучный исход истории обеспечила совсем другая группа, жившая в начале этой эры. Это были так называемые звероящеры, или звероподобные рептилии; именно из них развились настоящие млекопитающие и в конце концов человек. Они появились еще в пермский период; хотя их формы были весьма разнообразны, их количество сильно уменьшилось во время массового вымирания, которым завершилась палеозойская эра. И все же они вскоре оправились и достигли нового расцвета в триасовый период. Они, вероятно, были в основном травоядными животными, хотя некоторые вели хищный образ жизни и, вероятно, поедали амфибий, других рептилий и их яйца. Хотя некоторые из звероподобных рептилий были крупными животными – некоторые из них достигали размеров современного гиппопотама или даже больших, – их окаменелые остатки показывают, что это были довольно неуклюжие существа. В самом деле, их медлительность, по сравнению с динозаврами, оказалась, возможно, одной из причин их вымирания. Окаменелые скелеты показывают, что конечности звероподобных рептилий располагались по бокам их тел, что, видимо, делало их способ передвижения неуклюжим в сравнении с динозаврами, у которых ноги располагались прямо под туловищем.

Звероподобные рептилии откладывали яйца, но у них были некоторые особенности, не очень соответствующие нашему обычному представлению о пресмыкающихся. Некоторые из них, вероятно, были покрыты волосами и имели усы на морде, как кошки, – черты, свойственные млекопитающим, и представляется вероятным, что некоторые из них были теплокровными или, по крайней мере, имели какой-то механизм регулирования температуры тела. Однако эти животные почти полностью вымерли к концу юрского периода, хотя они все же оставили нам своих наследников, настоящих млекопитающих, которые хотя и выжили, но до конца мезозойской эры оставались мелкими и незаметными существами. К началу юрского периода другая ветвь семейства рептилий, включающая и динозавров, стала господствующей. Но хотя звероподобные рептилии далеко не так известны, как динозавры, стоит все же помнить, что к концу триасового периода они являлись самыми важными животными суши в течение почти такого же времени, как и динозавры позднее. Не будучи особенно красивыми существами, они все же являются нашими древними предками. Чтобы хорошо представлять свою генеалогию, рассмотрите внимательно своего триасового предка, изображенного на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Хищная, похожая па млекопитающее рептилия размером с волка, жившая в начале мезозойской эры. Рисунок приводится с любезного разрешения Отдела геологических наук Университета Саскачеван, Саскатун, Канада.

Впервые кости динозавров были найдены в начале девятнадцатого столетия. Их название происходит от греческих слов, означающих «ужасный» (дино) и «ящер» (завр). Очевидно, из воображаемый облик во плоти, хотя и основанный на этих первых ископаемых остатках, показался ужасным тем ученым, которые описали их. Но, как мы далее увидим, не все динозавры были большими, а многие из них были, вероятно, не страшнее многих обычных современных животных.

Древнейшие окаменелые остатки динозавров относятся к самому началу триасового периода и имеют возраст около 240 миллионов лет. Палеонтологи выделили по строению тела, в частности по способу прикрепления бедер к тазу, две главные ветви семейства динозавров. Так называемые ящеротазовые динозавры включали как гигантских хищников, подобных знаменитому тиранозавру, так и многих менее свирепых растительноядных рептилий. Вторая ветвь, так называемые птицетазовые динозавры, включала травоядных, в том числе многие знакомые формы, как, например, стегозавр и трицератопс.

В последние годы многие общепринятые представления о динозаврах были отброшены в сторону или, по крайней мере, подверглись серьезному испытанию рядом новых фактов. Старое представление о том, что динозавры были медлительными и неуклюжими, тупыми и одинокими существами, вынужденными обитать, барахтаясь в болотах, поскольку ноги не могли якобы удерживать их массивные тела, было пересмотрено в результате современных исследований. На самом деле многие динозавры были очень подвижны и ловки. Очевидно, они легко распространились на суше, несмотря на свои размеры, а некоторые были даже общественными животными – передвигались стадами, строили гнезда и ухаживали за своим молодняком. Возможно, они были также теплокровными животными.

При своем первом появлении в триасе динозавры были очень мелкими животными, не крупнее кошки или небольшой собаки. Многие из них были двуногими, то есть были способны быстро перемещаться на двух задних ногах. В противоположность нашим предкам, звероподобным рептилиям, даже у самых первых динозавров ноги располагались прямо под корпусом, а не сбоку от него. Окаменевшие отпечатки следов динозавров часто располагаются в виде двух параллельных цепочек, подтверждая вывод, что они были способны к быстрому и ловкому передвижению.

Многие из мелких и подвижных первых динозавров были мясоедами, то есть охотились на других рептилий или амфибий, а может быть, и на некоторых из своих близких родственников среди травоядных птицетазовых динозавров. Многие из последних развили внушительные средства защиты от хищников – посмотрите только на щиты и устрашающего вида шипы у стегозавра или острые рога трицератопса (рис. 9.5). Даже в мезозое не существовало еще такой вещи, как бесплатные завтраки, – мясоедам приходилось здорово поработать ради пропитания.

Рис. 9.5. Стегозавр (вверху) и трицератопс (внизу) – свирепые на вид представители травоядных динозавров, более знакомые читателям. Предполагается, что их рога, щиты и шипы защищали их от их хищных родственников. Пластины на спине стегозавра часто изображаются на реконструкциях стоящими вертикально, а не горизонтально, как они изображены здесь. Рисунки помещены благодаря любезности Отдела геологических наук Университета штата Саскачеван, Саскатун, Канада.

Одной из проблем, возникающих при реконструкции истории динозавров, является неоднородность и прерывистость каменной летописи. В отличие от морской среды обитания, где умершие организмы оказываются очень быстро погребенными и таким образом сохраняются, суша является гораздо менее гостеприимным местом для умирающих животных. Хищники и падальщики, вероятней всего, быстро очистят кости, а потом разбросают поставляя сырье для образования глинистых сланцев и песчаников. Сохранились многочисленные и разнообразные окаменелости; по ним палеонтологи много узнали об образе жизни этих огромных животных. Открывшаяся перед ними картина представляет собой юрский эквивалент восточно-африканского вельда: обширная область, кишащая разнообразной жизнью, со множеством пасущихся травоядных динозавров – аналогов современных жираф, зебр и антилоп – и небольшая популяция хищников вроде тиранозавра, юрского «царя зверей».

На протяжении своего долгого царствования на Земле – почти 180 миллионов лет – динозавры разнообразились и эволюционировали. Динозавры конца мелового периода и не узнали бы своих триасовых предков. Но как это ни покажется удивительным, почти все их главные группы сохранялись вплоть до конца мела, подтверждая предположение, что их вымирание было вызвано каким-то катастрофическим кратковременным событием, а не постепенным эволюционным изменением.

Пожалуй, самой бросающейся в глаза тенденцией в ископаемой летописи динозавров является изменение размеров тела. Как уже говорилось, самые ранние их представители были в общем мелкими животными. Большинство знакомых нам огромных тварей из музеев и «Парка юрского периода» жили в конце юрского и в меловой период. Почему началась их эволюция в сторону увеличения размеров, неизвестно, хотя выдвигалось много предположений, начиная с того, что крупные тела и длинные шеи были необходимы, чтобы легче было добираться до пищи на высоких деревьях, и до мысли, что большой размер служил лучшей защитой от хищников (или наоборот, позволял доминировать над другими). Самые большие динозавры были поистине великанами, вес которых оценивается от 80 до 100 тонн!

Большие размеры, достигнутые многими из этих животных, имеет прямое отношение к спору, были ли они теплокровными, поскольку одним из следствий большого размера тела является термальная устойчивость. Животные теряют тепло через поверхность своего тела; хорошо известное соотношение между площадью их поверхности и объемом (который тесно связан с весом) объясняет тот факт, что, например, современная ящерица игуана приходит к термическому равновесию со своей средой гораздо быстрее, чем какой-нибудь восьмидесятитонный бронтозавр после внезапного изменения температуры. По той же причине крупному животному труднее избавиться от тепла, порождаемого обменом веществ, чем мелкому. Как следствие этих рассуждений было высказано предположение, что некоторые особенности анатомии динозавров, как, например, необычные треугольные пластины на спине стегозавра, столь хорошо видные на рис. 9.5, использовались в качестве охлаждающего устройства. Это предположение не кажется столь уж притянутым за уши, поскольку детальный анализ окаменелых остатков показал, что эти костные наросты были густо пронизаны кровеносными сосудами. И все же стегозавры отнюдь не были столь огромными, как многие другие динозавры, и ничего похожего на эти странные спинные плавники не появилось в других группах динозавров, так что их истинное назначение все еще неясно.

Тем не менее имеется существенное косвенное свидетельство того, что по крайней мере некоторые динозавры могли регулировать температуру своего тела. Одним из сильнейших указаний на это является расстояние между сердцем и мозгом. Очевидно, что у многих динозавров это расстояние было велико, достигая нескольких метров, и притом голова располагалась много выше туловища. Поэтому кровяное давление, необходимое для доставки свежего кислорода к клеткам мозга – без чего они бы погибли, – должно было быть довольно высоким. Хотя мягкие части тела, содержащие кровеносную систему динозавров, не сохранились в окаменел остях, это косвенное свидетельство показывает, что они могли эффективно перекачивать кровь при низком давлении от сердца к легким, чтобы напитать ее кислородом, и при высоком давлении – от сердца к мозгу, чтобы доставить его к клеткам мозга. Короче говоря, у них должна была быть кровеносная система, похожая на систему теплокровных животных с высокой скоростью метаболизма. Тем не менее мы никогда не сможем быть уверенными в этом, поскольку – приносим наши извинения Майклу Кричтону – вряд ли кому-нибудь удастся измерить у динозавра температуру.

Но как ни удивителен был мир динозавров, их история не является единственно важной в течение мезозоя. Мы уже бегло касались звероящеров, появившихся еще до начала мезозоя. Но нашего внимания заслуживают еще три группы организмов, хотя в книге такого объема, как наша, невозможно уделить им (и многим другим, даже не упомянутым группам) то внимание, которого они заслуживают. Мы имеем в виду птиц, насекомых и цветковые растения.

ПТИЦЫ И ПЧЕЛЫ

Мы относимся к птицам, как к чему-то вполне естественному. Тем не менее никто из тех, кто наблюдал, как пеликан скользит по набегающей океанской волне или как сокол на большой скорости срывается вниз за добычей, не может не восхищаться их полетом. Но этого не было вплоть до конца юрского периода, между 140 и 150 миллионами лет назад, когда первые птицы устремились в небо. Насекомые к этому времени уже давно открыли преимущества полета; еще до появления птиц существовали летающие рептилии, но все остальные существа были либо привязаны к земле, либо жили в воде.

Первыми летающими позвоночными были рептилии, у которых один из пальцев на передних конечностях очень удлинился, играя роль опоры для кожной перепонки, служившей в качестве крыла. Это были птерозавры, что буквально означает «крылатые ящеры». Древнейшие из птерозавров появились в конце триасового периода, приблизительно за 70 миллионов лет до настоящих птиц и, по-видимому, господствовали в воздухе, пока их в конце концов не сменили птицы. Подобно динозаврам, некоторые птерозавры достигали гигантских размеров: у самого большого из открытых птерозавров размах крыльев достигал 50 футов (около 15 метров) или даже больше – больше, чем у многих самолетов! У этих летающих ящеров были большие, усеянные зубами челюсти, но тела их были небольшими и, вероятно, без мощных мускулов, необходимых для длительной работы крыльев. Они были опытными планеристами, а не мастерами полета, использующими для перемещения в воздухе силу ветра.

Птицы эволюционировали совершенно отдельно от птерозавров и достигли гораздо больших успехов в достижении господства в воздухе. Они могут служить примером общего мотива эволюции – более или менее параллельного развития различных типов структуры тела и различных функций для достижения одной цели – в данном случае для полета. Хотя ископаемая летопись, как и всегда, недостаточно полна для того, чтобы определить всю линию развитию птиц – так, как этого хотелось бы, она все же лучше представлена промежуточными звеньями, чем для многих других групп. Это произошло в результате необычайно хорошей сохранности в одном из известняковых карьеров южной Германии археоптерикса – ископаемого организма, который многие называли недостающим звеном между динозаврами и птицами. И действительно, если бы не превосходная сохранность этих остатков, их вполне можно было бы отнести к динозаврам. У них был череп и зубы рептилии, как и длинный, состоящий из позвонков хвост, но в тонкозернистом известняке, в котором были найдены эти останки, имеются тонкие отпечатки перьев и деталей строения скелета, которые ясно показывают, что археоптерикс был птицей. Все современные птицы, от огромных кондоров, парящих над Андами, до крошечного крапивника в вашем саду, ведут свое происхождение от мезозойских динозавров.

Находка археоптерикса была большой удачей для палеонтологов, поскольку остатки птиц встречаются нечасто. И тем не менее их набралось достаточно, чтобы установить, что птицы приняли первенство как мастера полета от птерозавров в течение мелового периода. Именно в это время они обрели крепкий, с полыми костями скелет, характеризующий современных птиц, позволив им стать гораздо более эффективными мастерами полета, чем были и птерозавры, и их собственные предки.

Менее бросающимися в глаза, но все же важными обитателями воздушной среде в мезозое были насекомые, которые вышли на сцену еще раньше – в палеозое. Однако насекомым пришлось плохо во время массового вымирания в конце пермского периода; к началу мезозоя их численность сильно сократилась. Впрочем, они быстро оправились; количество их видов и групп сильно увеличилось на протяжении мезозоя.

Насекомые находятся в сильной и взаимной зависимости от растений. Некоторые из них являются санитарами, питающимися остатками погибших растений, другие – вредители, истинное бедствие для некоторых типов растений. Некоторые насекомые являются симбионтами, выполняя важные функции для тех самых растений, которые служат им пищей. Мы часто ассоциируем насекомых с цветами или фруктами – черви внутри яблок, пчелы в цветах, – но в течение большей части мезозоя цветковых растений еще не было. И действительно, состоящий только из папоротников, цикадовых, гингко и хвойных ландшафт большей части мезозоя был приятно зеленым, но тем не менее однообразным. Несмотря на это, тщательное изучение ископаемых остатков показывает, что великое разнообразие способов и привычек питания у современных насекомых уже существовало еще до появления цветковых растений. Это было поразительное открытие, ибо долгое время считалось, что появление цветковых растений явилось важным стимулом в эволюции насекомых. Однако несмотря на тот факт, что между отдельными цветковыми растениями и насекомыми развились многочисленные и тесные взаимоотношения, кажется вероятным, что в целом от развития цветов больше выиграли растения, чем насекомые. Цветы привлекали насекомых, а те в свою очередь дали растениям то преимущество, что, перенося пыльцу с одного растения на другое, неминуемо оплодотворяли их.

Цветковые растения – так называемые покрытосеменные, или ангиоспермы, появились только 100 миллионов лет назад, в меловой период. Тем не менее они быстро стали господствующим типом растительной жизни на суше и остаются таковыми и по сей день. Они населяют различного типа местности от сухих пустынь до тропических дождевых лесов и встречаются от экватора и до высоких арктических широт. Не все из них имеют цветы, которые вы можете найти в специализированном цветочном магазине, но все они имеют одну ключевую особенность, обеспечивающую процесс воспроизводства растений, а именно семя с защитной оболочкой, окруженное готовым запасом питательных веществ. Цветковые растения развили невероятное богатство окрасок, запахов и видов плодов и все это – в сложных и взаимных отношениях с животным миром. Не только насекомые принимают участие в опылении цветковых растений: птицы и млекопитающие тоже распространяют и рассеивают семена, часто на большие расстояния. Без обилия и разнообразия цветковых растений мир был бы гораздо беднее, чем теперь.

МЕЗОЗОЙСКИЕ ОКЕАНЫ

Мы завершаем это краткое путешествие по мезозойской Земле небольшим комментарием о жизни в океанах. Здесь, как и на суше, тоже произошли драматические изменения. Пожалуй, одно из самых важных случилось в конце эры среди мелких организмов, населяющих самый верхний, освещенный солнцем слой океанов – планктона. Термин «планктон» имеет широкое значение, обозначая всех мелких животных и растения, которые либо пассивно плывут, либо медленно перемещаются по морям. В меловой период произошел настоящий взрыв массы планктона, который откладывал скелетики или раковинки двух типов – сложенные кремнеземом и карбонатом кальция. Карбонат кальция, как мы уже отмечали, является главной составной частью известняка, а кремнезем имеет формулу SiO2, то есть это то же, что и кварц, и является главной составной частью породы, называемой «черт» или кремнистый сланец. Этот взрыв массы планктона радикально изменил типы осадков, которые накапливались на морском дне, потому что в то время, как органические части планктона после смерти организмов разлагаются, их минерализованные скелеты часто сохраняются и опускаются на дно. Впервые за долгую историю Земли очень большие массы кремнеземных скелетов, которые впоследствии, затвердев, превратились в кремнистый сланец, начали накапливаться в отдельных областях глубоких морей. Мощные отложения ила, состоящие из крошечных остатков раковинок из выделявшегося планктоном карбоната кальция, накапливались как никогда раньше. Знаменитые меловые утесы Дувра, в юго-восточной части Англии, являются одним из примеров огромного количества такого материала, накопившегося в течение мелового периода. На Земле их известно гораздо больше. Даже само название этого периода происходит от слова «мел», а европейские названия его – от латинского слова «крета», означающего тоже «мел». По какой причине кальциевый планктон так бурно развивался во второй половине мелового периода, все еще не совсем понятно. Такие мощные толщи меловых осадков никогда впоследствии за аналогичные по длительности периоды времени не отлагались.

Высокая биологическая продуктивность океанов мелового периода создавала идеальные условия и для накопления нефти. Она образуется в условиях, когда органический материал, захваченный осадками, медленно покрывается другими осадками и подвергается воздействию увеличивающихся температур и давлений, которые превращают исходный органический материал в нефть. Те осадки, которые откладывались вдоль окраин пролива Тэтис – тропического субширотного океана, возникшего в мезозое в результате раскола Пангеи – и сохранились в мезозое, были богаты органическим материалом. Многие из современных важных нефтяных полей залегают в этих осадках – в России, на Среднем Востоке, в Мексиканском заливе и вокруг него, а также в Техасе и Луизиане. Как уже указывалось, мезозойский период закончился какой-то глобальной катастрофой, которая стерла с лица Земли большое количество видов животных и растений, включая и всех динозавров. Как именно произошло это внезапное массовое вымирание, неизвестно, но имеются веские данные в пользу предположения, что хотя бы частичной его причиной было падение на Землю какого-то крупного объекта из космоса, о чем будет говориться в следующей главе. Как это ни удивительно, но, к счастью для нас, млекопитающие, очевидно, мало пострадали от этого всемирного кризиса. Мы, потомки этих выживших тогда млекопитающих, в конце концов, может быть, и соберем достаточно данных, сохранившихся в горных породах, чтобы ответить на вопрос – почему.

Глава 10.

МИРОВЫЕ КАТАСТРОФЫ

Все границы между эрами, периодами и даже более тонкими подразделениями шкалы геологического времени определяются на основании резких изменений в каменной геологической летописи. Как мы уже видели в предыдущих главах, как палеозойская, так и мезозойская эры закончились крупными массовыми вымираниями, в которых большое количество существовавших видов было стерто с лица Земли. Трудно не прийти к заключению, что это были времена чрезвычайных условий для всей жизни на Земле. Хотя эти факты давно были известны геологам и много было написано о возможных причинах таких событий, вся тема массовых вымираний в целом получила неожиданный поворот в 1980 году. Именно тогда Луис Альварес, физик и нобелевский лауреат из Калифорнийского университета в Беркли, в совместной работе с рядом коллег-геологов, среди которых был и его сын, открыл доказательства в пользу внеземной причины массового вымирания, происшедшего в конце мелового периода.

УДАР ПО ЗЕМЛЕ НА ГРАНИЦЕ МЕЛОВОГО И ТРЕТИЧНОГО ПЕРИОДОВ

Дымящееся ружье, которое они обнаружили, могло сначала показаться несколько неясным. Альварес и его сотрудники обнаружили в океанских осадках, отложившихся точно на границе мезозойской и кайнозойской эр, аномально высокое содержание редкого элемента иридия. Хотя фактическое количество обнаруженного ими иридия было невелико, оно оказалось в 100 раз больше, чем было обнаружено непосредственно выше и ниже этой границы.

Но какое это имеет отношение к внеземной причине вымираний? Оказалось, что самое непосредственное. Подобно своим более известным родственникам золоту и платине, иридий относится к «благородным» металлам и не очень охотно реагирует с другими веществами. Он, кроме того, очень редко встречается в земной коре. Его редкость связана с тем фактом, что он легко образует сплавы с железом, так что когда формировалось земное ядро, большая часть иридия, существовавшего на нашей планете, была захвачена погружающимся расплавленным железом, и сейчас главная его масса находится в ядре. Но вспомним, что большая часть метеоритов, падающих на Землю, относится к типу хондритов, о которых говорилось в главе 2, – кусков мелких астероидов, которые никогда не подвергались всепланетному процессу перестройки с образованием ядра. В силу этой особенности своей истории хондриты сохранили свое изначальное содержание иридия. Концентрация этого элемента в них приблизительно в 10 000 раз больше, чем в большинстве частей земной коры. Столь огромное содержание иридия в хондритах делает этот металл очень чувствительным индикатором поступления на поверхность Земли внеземного материала. Во время столкновения с Землей крупные метеориты полностью испаряются, в результате чего содержащийся в них иридий рассеивается во все стороны. За очень короткое по геологическим масштабам время он вымывается из атмосферы и оседает на морском дне, оставляя узкую полосу осадков с высоким содержанием иридия, которые медленно накапливаются на дне океанов. В силу относительной химической инертности иридия эта запись в геологической летописи сохраняется без особых искажений даже на протяжении геологических эр.

Массовое вымирание в конце мезозоя отмечает границу между меловым и третичным периодами, часто сокращенно называемую «К-Т»-границей (буква «К» давно используется в качестве символа отложений мелового периода на геологических картах и схемах. Она происходит от немецкого названия мелового периода – Kreidezeit – и служит для различия этого периода и других, название которых также начинается с латинской буквы С, как, например, кембрий – Cambrian). Именно в относящихся к этой границе отложениях из нескольких различных, далеко удаленных друг от друга местностей Альварес и его коллеги обнаружили высокое содержание иридия. Основываясь на своих первоначальных измерениях, они вычислили, что такое обогащение иридием мог вызвать только астероид (или, может быть, комета) диаметром около 10 километров, и высказали предположение, что последствия столкновения Земли с таким космическим телом и могли вызвать массовое вымирание на границе мела и третичного периода. Это открытие поразило научный мир – а также популярную прессу – словно взрыв бомбы. Во-первых, что могло быть более захватывающим и «научно-фантастическим» явлением, чем массовая гибель динозавров в результате столкновения Земли с астероидом? Во-вторых, хотя десятикилометровый астероид и не кажется особенно большим в сравнении с Землей, последствия такого удара являются просто умопомрачительными.

Теоретики весьма подробно рассчитали последствия падения астероида на Землю. К счастью, до сих пор за историческое время не было отмечено падения на землю объектов, даже отдаленно приближающихся к 10 километрам в диаметре. Эти вычисления основываются на экспериментах с телами гораздо меньшего размера, а также на наблюдениях над разрывами бомб. Хотя без них человечество было бы гораздо богаче, все же иногда оружие массового поражения приносит науке кое-какую пользу. Что касается причин вымирания, то Альварес с коллегами указали только на одно последствие падения крупного объекта – окружающее всю землю облако пыли, выброшенное в результате столкновения. Они отметили, что эта пыль закрыла бы поверхность Земли от света Солнца и на несколько лет прекратила бы фотосинтез, что привело бы к гибели растений и большей части пищевой цепочки, то есть всего, чье питание зависит от него. Оно вызвало бы также резкое охлаждение затененной поверхности нашей планеты. Но кроме того, последовали бы и другие, не менее серьезные явления. Например, сейсмические волны, возбужденные сначала самим астероидом, а затем падением скалистых выбросов, вызванных ударом, пройдя через атмосферу, вызвали бы быстрое нагревание последней и сильнейшие атмосферные бури. Азот и кислород – два самых главных по объему компонента нашей атмосферы, – соединившись в результате реакции, обусловленной высокой температурой, образовали бы окислы азота, которые, в свою очередь, растворившись в атмосферной воде, привели бы к выпадению азотнокислого дождя, более едкого и повсеместного, чем все, что вызвано человеческой деятельностью. Нагревшаяся в результате удара атмосфера обусловила бы сильнейшее высыхание растительности в мировом масштабе, сделав ее весьма восприимчивой к огню или даже создав источники воспламенения. Эдуард Андерс и его коллеги из Университета Чикаго обнаружили большое количество частиц сажи в осадках, относящихся к границе К-Т, которые они интерпретируют как результат почти повсеместных, может быть и глобальных, пожаров, непосредственно связанных со столкновением. В осадках сохранились и свидетельства о грандиозных цунами – огромных океанских волнах, которые в принципе могли достигать нескольких километров в высоту, если удар пришелся на океан. Фактически возможные последствия удара астероида на границе мел – третичный период являются до такой степени разрушительными, что некоторые геологи вслух удивляются тому факту, что так много видов животных и растений смогло пережить эту катастрофу. И неудивительно – по оценкам специалистов, энергия, освобожденная при столкновении, была приблизительно в 10 000 раз больше энергии всего мирового арсенала оружия.