Текст книги "Путешествие во времени (Сборник эссе)"

Автор книги: Михаил Будыко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 21 страниц)

Михаил Иванович Будыко
ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЕНИ
Сборник эссе

От автора

Эта книга содержит тридцать коротких рассказов (или, точнее, эссе), написанных несколько лет тому назад.

Создание представленного здесь цикла рассказов имело целью привлечь внимание широкого круга читателей к увлекательным и часто драматическим событиям, происходившим на протяжении миллионов, тысяч и сотен лет в ходе предыстории и истории человечества.

Легко понять трудность этой задачи. В результате далеко зашедшей специализации современной науки антропология и история разделились на множество частных дисциплин. Сейчас нет ученых, изучающих одновременно историю всех стран и всех эпох, а также предысторию человечества. В связи с этим кажется маловероятным, чтобы профессиональный историк наших дней захотел написать книгу «обо всем», как говорил один из героев А. С. Грибоедова.

Профессиональные писатели также редко пытались решить такую задачу. Одним из немногих исключений является книга Г. Д. Уэллса «Очерк истории».

В отличие от обширного труда Уэллса, в котором он в рамках своей концепции исторического процесса изложил главные события всемирной, истории, автор этой книги ставил перед собой гораздо более ограниченную задачу: выбрать серию эпизодов из предыстории и истории человечества с целью передать читателю свое убеждение, что размышления о событиях прошлого могут удовлетворить широко распространенную потребность лучше понять закономерности развития нашего быстро изменяющегося мира.

Автор смог бы считать свой труд оправданным, если эта небольшая книга послужит стимулом для создания новых популярных произведений по всемирной истории, которые нужны сейчас многим, в особенности молодым читателям.

Ленинград, 1989 г.

1
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Люди и динозавры

Хозяева Земли. Современный человек, возникший около сорока тысяч лет тому назад, оказывает большое и всевозрастающее влияние на все компоненты природы нашей планеты.

Особенно сильно изменены флора и фауна суши. Многие виды животных полностью уничтожены человеком, а еще большее количество видов находится на грани вымирания. Растительный покров на большей части поверхности континентов за последние столетия претерпел громадные изменения. На обширных пространствах дикая растительность уничтожена и заменена сельскохозяйственными полями, сохранившиеся до настоящего времени леса в значительной части являются вторичными, т. е. сильно изменившимися в результате воздействия человека. Большие изменения также произошли в растительном покрове многих районов степей и саванн из-за интенсивного выпаса домашнего скота.

Быстро возрастает влияние деятельности человека на водный режим суши. Количество воды, которое ежегодно переносится во многих крупных реках, изменено в результате создания гидротехнических сооружений, изъятия воды для обеспечения нужд промышленности и городского населения, орошения сельскохозяйственных полей. Все большие масштабы приобретает загрязнение человеком атмосферы, вод континентов и океанов.

Недавно установлено, что сжигая всевозрастающие количества угля, нефти и других видов ископаемого топлива, человек оказывает заметное воздействие на химический состав атмосферы. За последнее столетие количество углекислого газа в атмосферном воздухе возросло примерно на одну четверть, причем скорость накопления этого газа постепенно возрастает. Простые расчеты показывают, что через несколько десятилетий масса углекислого газа в атмосфере может удвоиться, после чего рост количества этого газа будет продолжаться.

Так как углекислый газ используется растениями в процессе фотосинтеза, повышение его количества уже привело к некоторому увеличению урожаев сельскохозяйственных культур, причем это увеличение будет в дальнейшем усиливаться. Наряду с этим, воздействуя на парниковый эффект атмосферы, рост массы углекислого газа обусловил повышение средней температуры нижнего слоя воздуха на несколько десятых градуса. Увеличение этой массы в ближайшие десятилетия может повысить среднюю температуру на несколько градусов, что приведет к крупнейшему изменению природы на всей нашей планете.

В последние годы во многих странах возросло внимание к сохранению благоприятных условий окружающей среды при быстро усиливающемся воздействии на эту среду факторов, возникших в ходе научно-технической революции.

С этой целью осуществляются мероприятия для восстановления лесов и других видов естественной растительности, охраны воздуха и водоемов от загрязнения, сохранения и увеличения численности редких животных и растений. Стремительный рост воздействия человека на природные условия позволяет надеяться, что в близком будущем люди станут подлинными хозяевами своей планеты. В связи с этим встает вопрос – при возникновении жизни на Земле было ли неизбежным появление на ней мыслящих существ, способных регулировать состояние биосферы?

Предки человека. Предполагается, что жизнь появилась на Земле почти четыре миллиарда лет тому назад. Первую половину этого времени земная атмосфера не содержала кислорода, в связи с чем биосферу могли населять только примитивные анаэробные организмы. Около двух миллиардов лет тому назад в результате деятельности фотосинтезирующих растений, которые создают органическое вещество из углекислого газа и воды, выделяя в атмосферу кислород, развернулся процесс накопления кислорода в атмосферном воздухе. Это сделало возможным широкое распространение аэробных организмов. К началу фанерозоя – последнего интервала истории Земли, который длится около 600 млн лет, – атмосфера уже содержала около трети от современного количества кислорода. Вероятно, что такой химический состав атмосферы способствовал возникновению новых форм организмов, имевших скелет, в числе которых были предки распространившихся позднее позвоночных. Животные, раньше обитавшие только в водоемах, вышли на сушу примерно 400 млн лет тому назад, причем понадобилось около 250 млн лет для возникновения четырех классов наземных позвоночных – земноводных, пресмыкающихся, млекопитающих и птиц.

Можно отметить, что время, прошедшее после появления современного человека, составляет незначительную часть (одну стотысячную) от продолжительности существования биосферы, одну десятитысячную от времени после распространения животных на суше и меньше одной тысячной от времени существования млекопитающих. Естественно поставить вопрос, почему возникновение мыслящего существа происходило столь медленно? Ответ на этот вопрос не очень прост, но его главное содержание заключается в следующем – процесс эволюции организмов не имел никакой заранее определенной цели (вопреки мнению мыслителей-идеалистов), в том числе цели создания человека, причем этот процесс часто надолго замедлялся по разным причинам, в частности, в результате вымирания ранее возникших прогрессивных форм и вытеснения более прогрессивных форм менее прогрессивными.

Так как главные внешние факторы, влиявшие на ход эволюционного процесса, стали известны очень недавно, о них надо сказать немного подробнее.

Положительное влияние на прогрессивное развитие животных, связанных с возникновением их более сложных и совершенных форм, оказывало происходящее на протяжении последних 2 млрд лет увеличение количества кислорода в атмосфере. Однако рост количества атмосферного кислорода не был равномерным. В течение последних 600 млн лет, когда существовали скелетные формы животных, были две эпохи значительного повышения количества кислорода. Первая из них охватывала девонский период и часть каменноугольного периода (400–320 млн лет тому назад), вторая – конец триасового периода и юрский период (210–130 млн лет тому назад). В первом из этих интервалов времени распространились рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, во втором – млекопитающие и птицы.

В промежутке между этими интервалами количество атмосферного кислорода понижалось, причем в некоторые эпохи такое понижение было очень значительным. Указанное понижение, вероятно, существенно замедлило прогресс той ветви родословного дерева позвоночных, которая привела к появлению мыслящего существа. Дело в том, что довольно близкие к млекопитающим звероподобные рептилии широко распространились еще в пермском периоде, т. е. 280–240 млн лет тому назад. Однако из-за неблагоприятных условий внешней среды и, вероятно, главным образом из-за постепенного уменьшения количества атмосферного кислорода эти родственные млекопитающим животные начали постепенно вымирать, и ко времени нового повышения массы кислорода от этой ранее процветавшей группы осталось незначительное число видов. От них и произошли первые млекопитающие, которые появились в то время, когда главные места в экологической структуре фауны суши (называемые экологическими нишами) уже заняли разнообразные рептилии, среди которых основную роль играли динозавры.

Последовавшие 130 млн лет (приблизительно от 200 до 70 млн лет тому назад) млекопитающие сосуществовали с динозаврами, но явно проигрывали в соревновании с ними. Гораздо более многочисленные по сравнению с млекопитающими динозавры, как правило, были намного крупнее самых больших млекопитающих того времени, которые редко превосходили размер кошки или небольшой собаки. Наряду с этим масса некоторых динозавров в десять и более раз превышала массу современных слонов.

Около 70 млн лет тому назад произошло событие, которое до настоящего времени не до конца понято – динозавры внезапно исчезли, после чего начался быстрый прогресс млекопитающих, включавших приматов. Они оказались предками мыслящего существа – человека.

Расцвет динозавров. Первые фрагменты скелетов динозавров, признанные остатками неизвестных ранее рептилий, были найдены в 20-х годах прошлого века в Англии людьми, которые не были палеонтологами – священником Баклендом (который одновременно занимался геологией) и женой врача Мантелла, увлекавшегося палеонтологией. История этой второй находки часто излагается в популярной литературе. Жена Мантелла выехала в экипаже вместе со своим мужем, который должен был посетить больного, и пока Мантелл находился у пациента, решила пройтись. Во время этой прогулки она нашла камень, в который был включен необычный по форме зуб древнего животного. Впоследствии Мантелл обнаружил в том же районе еще несколько костей этого животного, названного им игуанодоном. В дальнейшем были найдены остатки ряда других сходных рептилий, что дало возможность известному английскому палеонтологу Ричарду Оуэну в 1842 г. выделить новую группу ископаемых пресмыкающихся, названных им динозаврами, что значило «ужасные ящеры».

Начиная со второй половины XIX в. поиски остатков динозавров привлекали большое внимание многих ученых, а также любителей естествознания, интересовавшихся прошлым нашей планеты. Главная причина широко распространившегося увлечения поисками остатков динозавров была связана с интересом к существовавшей в прошлом, как тогда стало ясным, длительной эпохе, когда Земля была заселена разнообразными животными, совершенно непохожими на представителей современной фауны. Многие из этих животных имели гигантские размеры, и их внешность вполне соответствовала буквальному смыслу греческого термина «динозавр». Более существенные причины значения динозавров в истории биосферы, о которых мы еще будем говорить, выяснились гораздо позже.

Хотя скелеты динозавров занимают большое место во всех палеонтологических музеях, ежегодно число новых, не известных ранее форм их увеличивается; несомненно, что имеющиеся сведения об этих животных пока еще очень неполны.

До настоящего времени открыто несколько сот родов динозавров, которые относятся к двум отрядам класса рептилий, отличающихся между собой главным образом по форме таза. В число этих родов входят очень разнообразные животные, из которых многие перемещались на задних конечностях. Хотя существовало некоторое количество сравнительно небольших динозавров, среди них преобладали крупные формы, масса которых измерялась от десятков килограммов до десятков тонн.

Самые большие динозавры принадлежали к группе завропод. Это были растительноядные животные с маленькой головой, длинной шеей и длинным хвостом. Наиболее крупные завроподы, относящиеся к роду брахиозавров, достигали 70 т массы. Есть, однако, пока еще недостаточно изученные остатки завропод, которые, по-видимому, были значительно крупнее самых больших известных сейчас динозавров.

Из хищников наибольших размеров достигали передвигавшиеся на задних ногах тиранозавры и родственные им формы. Высота этих животных превосходила 5 м, длина их тела составляла около 12 м.

Динозавры появились в середине триасового периода мезозойской эры и существовали на протяжении двух последующих периодов этой эры – юрского и мелового, в течение которых разнообразие динозавров было очень велико, причем среди них появились наиболее крупные по размеру наземные животные.

Кроме остатков костей палеонтологи в некоторых случаях находили сохранившиеся отпечатки кожи динозавров, следы их ног и скорлупу яиц, в которой иногда удавалось обнаружить скелет еще не вышедшего из яйца маленького динозавра.

Многочисленные изображения внешнего вида динозавров, которые часто публикуются не только в научных изданиях, но и в популярной литературе, могут создать ошибочное впечатление об обилии и полноте найденных остатков динозавров. Хотя, как уже говорилось, сейчас известно несколько сот родов динозавров, однако значительное большинство этих родов определено по находкам немногочисленных (иногда единичных) фрагментов костей или следов животных, которые часто недостаточны не только для реконструкции внешности животного, но и для уверенного определения его положения в системе динозавров. Наряду с этим есть виды динозавров, которые представлены практически полными скелетами, а иногда – скелетами, относящимися к разным возрастным этапам их жизни.

Хотя имеющиеся находки остатков динозавров дают представление только о меньшей части существовавших в прошлом форм этих животных, они достаточны для заключения, что на протяжении примерно 150 млн лет, т. е. большей части мезозойской эры, динозавры были наиболее преуспевающей группой наземных позвоночных. В этом отношении их успех можно сравнивать только с широким распространением млекопитающих в следующей за мезозойской кайнозойской эре, которая продолжалась (и продолжается до сих пор) около 70 млн лет.

Нужно еще раз напомнить, что млекопитающие появились задолго до начала кайнозойской эры, – они начали распространяться уже в конце триасового периода, примерно на 20 млн лет позже появления динозавров. Однако до исчезновения динозавров место, занимавшееся млекопитающими в экологических системах прошлого, было очень ограниченным.

Гибель динозавров. Вопрос о причинах исчезновения динозавров является одним из аспектов более общей проблемы объяснения ряда массовых вымираний разнообразных групп животных, которые происходили на границах некоторых геологических периодов и их отделов. В конце мелового периода вместе с динозаврами исчезли многие другие группы рептилий, включая их морские и летающие формы. В то же время вымерли многочисленные виды морского планктона, а также крупные группы беспозвоночных, населявших моря того времени. По имеющимся оценкам, на границе мелового периода и кайнозойской эры исчезло 75 % видов животных, населявших тогда Землю.

Уже давно выдвигалось предположение, что такие крупные вымирания были следствием грандиозных природных катастроф, сущность которых, однако, была неясна. В начале 70-х годов в нашей стране было высказано предположение, что такие катастрофы могли быть следствием выброса в атмосферу на высоту 10–20 км большого количества твердых или жидких частиц (аэрозоля), которые удерживались на этих уровнях в течение десятков месяцев. При больших скоростях ветра на таких высотах аэрозольные частицы могли за несколько недель распространиться над всем земным шаром, создав экран, малопроницаемый для солнечных лучей. Простые расчеты показывают, что после выброса достаточно большого числа аэрозольных частиц из-за ослабления нагрева поверхности Земли солнечной радиацией температура нижнего слоя атмосферы должна понизиться от нескольких градусов до нескольких десятков градусов. Такое похолодание могло вызвать массовое вымирание организмов конца мелового периода, которые были особенно уязвимы при действии на них низких температур из-за исключительно теплого климата на всех широтах, который существовал на протяжении 200 млн лет до конца мелового периода.

Причиной образования аэрозольного облака в высоких слоях атмосферы могло быть необычно крупное вулканическое извержение или серия таких извержений. Это предположение подтверждается неоднократно наблюдавшимися в историческое время последствиями взрывных вулканических извержений, после которых средняя температура нижнего слоя атмосферы понижалась на несколько десятых градуса, а в некоторых случаях, вероятно, на несколько градусов. В результате наиболее сильных извержений в ряде районов возникали неурожаи, что приводило к массовой гибели людей от голода. Есть основания считать, что за гораздо более продолжительные по сравнению с историческим временем эпохи геологического прошлого должны были возникать значительно более крупные извержения по сравнению с теми, о которых сохранились сведения в летописях и записях современников.

В конце 70-х годов в серии исследований, начатых работой американского физика Альвареца и его сотрудников, в слоях земной коры, относящихся к границе мелового и третичного периодов, было найдено избыточное количество иридия и других металлов платиновой группы. Так как этот факт был подтвержден данными для различных географических районов, он доказывал распространение в то время над Землей аэрозольного облака, включавшего частицы, содержавшие металлы группы платиноидов. Учитывая, что повышенное содержание этих металлов характерно для вещества астероидов, Альварец заключил, что в конце мелового периода с Землей столкнулся астероид с диаметром около 10 км, в результате чего произошел грандиозный взрыв, выбросивший в верхние слои атмосферы большое количество аэрозольных частиц, образовавших экран для солнечной радиации над всей поверхностью Земли.

Альварец и его сотрудники думали, что главной причиной массового вымирания животных, которое произошло после этого события, было резкое ослабление солнечной радиации, приведшее к прекращению фотосинтеза зеленых растений. Гибель этих растений должна была привести к вымиранию сначала растительноядных животных, а затем и хищников, которые охотились на этих животных. Такая гипотеза не получила поддержки, и сейчас чаще считают, что причиной вымирания многих организмов, включая динозавров, было понижение температуры воздуха, имевшее характер глобальной климатической катастрофы. Наряду с этим высказывалось предположение, что значительное количество частиц, содержащих иридий, было выброшено в атмосферу не из-за падения астероида, а вследствие крупного вулканического извержения или в результате обоих этих событий, так как падение астероида, разрушившего большой участок земной коры, могло вызвать серию взрывных вулканических извержений.

Хотя дискуссии по вопросу о причинах исчезновения многих групп животных в конце мелового периода все еще продолжаются, представления о важной роли в этом вымирании катастрофы, обусловленной образованием аэрозольного экрана в высоких слоях атмосферы, поддерживаются многими учеными различных специальностей. Существуют данные, указывающие на неоднократность в истории Земли аэрозольных климатических катастроф, которые приводили к массовым вымираниям организмов.

Динозавры или млекопитающие. За время, прошедшее после расселения животных на континентах, только два раза возникали их большие группы, представители которых заполняли основные экологические ниши наземных позвоночных. Первой из этих групп были динозавры, второй – млекопитающие. Динозавры, существовавшие на протяжении примерно 150 млн лет, появились раньше млекопитающих и, как уже говорилось, за 130 млн лет совместного существования с ними не уступали своего положения более многочисленных и, как правило, гораздо более крупных животных. Только после исчезновения динозавров млекопитающие смогли занять освобожденные динозаврами позиции в структуре биосферы.

Попытаемся выяснить, в какой из этих двух групп позвоночных было более вероятным возникновение мыслящего существа. Известный факт появления человека в ходе эволюции второй группы животных не проясняет этого вопроса, так как нельзя исключать шанса осуществления единичного события в результате возможного, но менее вероятного пути развития биосферы по сравнению с возможным и более вероятным.

Антропологи часто связывают возникновение человека с тремя условиями, достигнутыми в ходе эволюции его предков, – прямохождением, развитием свободно действующих пальцев верхних конечностей, а также увеличением объема и усложнением структуры головного мозга. К этим условиям нужно добавить четвертое – определенный размер тела. Как показывают материалы о современной фауне, и у небольших животных, и у гигантских форм возникновение сложного головного мозга маловероятно. Оптимальный размер тела для обеспечения такого условия, по-видимому, соответствует общей массе организма в несколько десятков килограммов.

Обращаясь к вопросу о выполнении этих условий представителями двух рассматриваемых нами групп, отметим, что среди динозавров прямохождение было гораздо больше распространено по сравнению с млекопитающими и что среди динозавров были формы со свободно действующими пальцами передних конечностей, которые можно было использовать для довольно сложных манипуляций. Условию оптимальной массы соответствовали многие формы динозавров в течение почти всей их истории, тогда как ни одна форма млекопитающих не достигала этой массы на протяжении большей части времени их существования, от конца триаса до раннего кайнозоя.

Главным препятствием для появления «мыслящего динозавра» было ограниченное развитие головного мозга у этих животных. На самом деле мозг динозавров был не меньше по сравнению с мозгом других рептилий таких же размеров, но сильно уступал относительной к размеру тела величине мозга даже у наиболее примитивных мезозойских млекопитающих. Это заключение было бы достаточным для вывода о невозможности возникновения «мыслящего динозавра», если бы в конце мезозойской эры не появились динозавры из семейства заврорнитоид, которые при массе тела в несколько десятков килограммов, прямохождении и наличии хорошо развитых пальцев передних конечностей, обладали относительным размером головного мозга, немного меньшим мозга млекопитающих. Предполагается, что некоторые заврорнитоиды обладали стереоскопическим зрением – свойством, которого среди млекопитающих достигли только высшие приматы (обезьяны и человек).

В отношении этих динозавров возникает вопрос – были ли они, как и другие рептилии, холоднокровными (эктотермными) или же достигли крайне важной для эволюционного прогресса регуляции температуры их тела на основе теплокровия (эндотермии). Этот вопрос в последние годы оживленно дискутировался по отношению ко всем динозаврам, причем вероятно, что мнение некоторых ученых об их эндотермии неправильно. Однако данное мнение было опровергнуто в основном материалами, относящимися к наиболее крупным динозаврам (завроподам), тогда как ответить на вопрос о тепловом режиме наиболее прогрессивных не очень больших по размеру динозавров несколько труднее.

Весьма возможно, что значительное развитие высшей нервной деятельности недостижимо для эктотермных животных даже при не очень малом размере их головного мозга. Если это правильно, можно назвать пятое условие возникновения «мыслящего позвоночного» – эндотермию.

Гибель представителей указанного семейства динозавров вместе со всеми другими жертвами массового вымирания конца мелового периода скорее свидетельствует об их эктотермии, так как эндотермные животные того времени (млекопитающие и птицы) меньше пострадали от климатической катастрофы. Это, однако, не исключает возможности развития у наиболее прогрессивных динозавров эндотермии при их более длительном существовании, перспектива которого была уничтожена в конце мелового периода.

Из сказанного следует, что динозавры, появившиеся раньше млекопитающих и захватившие места крупных животных в наземных экологических системах, оказались первыми претендентами на продвижение в категорию мыслящих существ, через которых млекопитающие перешагнуть не могли. Сколько-нибудь надежно оценить вероятность появления «мыслящего динозавра», если бы прогрессивные формы динозавров уцелели после катастрофы в конце мелового периода, явно невозможно. Напомним слова выдающегося биолога XX в. Эрнста Майра: «Теория естественного отбора может описать и объяснить наблюдаемые явления с достаточной точностью, но она непригодна для составления надежных прогнозов».

Соглашаясь с этим мнением, можно тем не менее предположить, что при сохранении динозавров «мыслящее млекопитающее» – человек – не появилось бы. Вероятность осуществления в конце мелового периода селективной катастрофы, в результате которой вымерли динозавры и уцелели млекопитающие, была явно очень низкой. Гораздо вероятнее была бы катастрофа или уничтожившая обе эти группы, или мало их затронувшая.

Наряду с этим число крупных массовых вымираний на протяжении времени существования позвоночных животных было незначительным, что еще больше понижает вероятность события, которое привело к расцвету млекопитающих. Поэтому можно думать, что возникновение человека было результатом событий, вероятность которых была весьма невелика. Очень возможно, что вероятность возникновения «мыслящих динозавров» даже при благоприятных для этого условиях была еще меньшей. Такие заключения приводят к выводу о большой редкости цивилизаций на планетах Вселенной и о высокой ответственности человечества за сохранение цивилизации, существующей на планете Земля.