ИЗТОЧНА СИБЕРИЯ, 251 МИЛИЙН ГОДИНИ
Гигантски поток от мантия се издигаше от недрата в североизточната част на Пангея, където се намира Сибир, и разтопява каменната обвивка. Изригванията на базалтова лава и пепел продължиха няколко хиляди години и съвпаднаха с най-масовото изчезване на животни в историята на планетата. Именно втвърдените базалтови слоеве формират характерния стъпаловиден пейзаж на много планински райони на Източен Сибир, като платото Путорана.
Фигура: ОЛГА ОРЕХОВА-СОКОЛОВА
Дълго време глобалните катастрофи, които биха могли да повлияят на еволюцията на земния живот, не представляват малък интерес за учените. За геолозите и палеонтолозите беше по-важно да разберат прогресивната и непрекъсната смяна на видовете. Едва сравнително наскоро, в средата на миналия век, когато беше установено, че масовите изчезвания съвпадат във времето с катастрофални събития, като огнища на вулканизъм и падане на метеорити, те започнаха целенасочено да се изучават.
За първи път френският натуралист Жорж Кювие говори за катастрофи, случили се на Земята в миналото в началото на 19 век. Талантливият палеонтолог разбра, че животните от минали епохи са напълно различни от сегашните, че например костите на ихтиозаврите и плезиозаврите са разположени в определени слоеве на Алпите и е безполезно да ги търсите в по-късни утайки. А костите на манати и тюлени, напротив, не трябва да се търсят до останките на ихтиозаврите. Като опитен сравнителен анатомист, който изучавал огромните колекции от мумии на животни и техните каменни барелефи, извадени от войниците на Наполеон от Египет, той видял, че животинските видове не се променят за 2000-3000 години. Така че в историята на Земята, продължила, както се смяташе, не повече от 100 000 години, имаше чести промени във видовете на животинския свят, необходими са някои разрушителни краткосрочни събития. И Кувиер предложи идеята за периодични катастрофи, жертвите на които бяха безброй живи същества: "Някои, жителите на сушата, бяха погълнати от наводнения, други, обитаващи недрата на водите, се озоваха на сушата заедно с внезапно издигнатото дъно на морето …"
СЕВЕРНА АМЕРИКА, 65,5 млн. ГОДИНИ АГО
Промоционално видео:
Кратер и специални скали, открити в района на полуостров Юкатан, на територията на съвременно Мексико, сочат, че там е паднал астероид. Падането му предизвика катастрофални последици: взривната вълна изгори почти целия живот в района, а чудовищно цунами опустоши брега. Вълната пренасяла морския живот до брега, като амонитни мекотели и морски гущери - мосазаври, скрити в спирална черупка. Техните останки бяха на километри от водата и служеха като храна за редките оцелели жители на земята. Когато удари земята, астероидът се изпари и изби от кратера смес от прах, пепел, разяждащи пари, които, издигайки се в атмосферата, го отровиха и затъмниха Слънцето. Студената щрих и киселият дъжд вероятно продължиха няколко години. Това събитие беше придружено от изчезване на 35% от видовете морски живот, както и на всички големи влечуги: морски гущери,динозаври и птерозаври.
Фигура: ОЛГА ОРЕХОВА-СОКОЛОВА
Учените се върнаха към идеята за геоложки катастрофи 100 години по-късно, когато забелязаха, че прогресивното увеличаване на разнообразието от организми, обитаващи Земята, е прекъснато от поне две огромни спадове в броя им. Тези счупвания съвпадат с границите на геоложките епохи: палеозойски, мезозойски и кайнозойски.
Най-масовото изчезване на живи същества в цялата история на Земята е станало преди 251 милиона години, в края на палеозойската ера. Над 90% от морските и 70% от сухоземните видове са изчезнали завинаги от лицето на Земята - останали са само най-малките и най-прости. В океаните образуването на рифове, които преди са били широко разпространени във всички морета, спряло, а на сушата - натрупването на въглища, тъй като буйните гори, които го покривали от дървовидни лимфоиди, папрати и различни древни гимнастици, изчезнали. Учените търсят причините за това изчезване както в състоянието на самата биосфера, така и извън нея. Сред външните причини за изчезване днес най-често се нарича катастрофа, причинена от мощни вулканични изригвания в Източен и отчасти Западен Сибир. Това беше краткосрочно геологично събитие, което силно повлия на биосферата. Следите му са заснети под формата на обширна прослойка от базалти, дебела няколко километра, наречена сибирски капани.
В скалата на платото Путорана ясно се вижда слой от базалти, който изригна преди 251 милиона години за най-кратко време - хиляди години. Покритието на древна лава по тези места достига дебелина от 1,8 километра.
Снимка: SERGEY FOMIN / RUSSIAN LOOK
Те са формирани в най-краткия геоложки интервал от време - около 160 000 години, а може би не повече от 8 000 години. Базалтовите лави покриват максимум 7 милиона квадратни километра земя. От 2 до 3 милиона кубически километра вулканични материали бяха изгонени от недрата, включително милиони гигатони въглероден диоксид. Съдържанието на последните в атмосферата от онова време се увеличава със 7-10 пъти. (Например, ако човечеството изгори всички изкопаеми горива през текущия век, концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата ще се повиши 2-3 пъти.) Освен това загряването на атмосферата се дължи на парникови газове и особени слънчеви панели под формата на облаци, състоящи се от големи частици вулканични пепел и извисяване над цялата планета, довело до нагряване на горните слоеве на океана и отделяне на милиарди тонове метан,дотогава прикован от ледени кристали на рафта. Този газ е един от най-ефективните парникови фактори, освен това, той бързо се окислява, поемайки кислород от атмосферата. Цялостният ефект от атмосферните промени беше подсилен от особената палеогеография на планетата. В онези дни всички континенти се обединиха в един единствен суперконтинент - Пангея, простиращ се от полюс до полюс. (Сибирската платформа беше в североизточната й част.) Над централната, далеч от брега, огромна зона на суперконтинента, почти не валеше дъжд, беше сухо и практически безжизнено. Наземните животни се концентрирали в покрайнините на Пангея, граничещи с планински вериги, и постепенно се преместили на южното му, Антарктическо крайбрежие, където не било прекалено горещо. Спадът на съдържанието на кислород в атмосферата направи живота в планината невъзможен,и само малки ниско разположени места останаха обитавани.
В такава среда повечето влечуги и риби, както и варовити водорасли, корали и гъби се оказаха в най-неблагоприятните условия. Първият страдаше от липса на отравяне с кислород и въглероден диоксид, вторият е съсипан от подкиселяване на морски води, причинено от разтварянето на излишния въглероден диоксид в тях. Оцелели са някои наземни земноводни, както и влечуги, например протеросухия - предците на динозаврите, цинодонти - динозаври, подобни на животни, предци на бозайници и листрозаври - техните далечни роднини. Те бяха малки животни, които се нуждаеха от по-малко енергия, за да останат активни, което означаваше, че консумират по-малко кислород. Листрозаврите имаха адаптации, които, напротив, им позволяваха да абсорбират повече въздух, а следователно и кислород, - уголемен гръден кош и участъци от черепа, свързани с дишането. Сред морските животни най-малките фораминифери, брахиоподите и двучерупчестите също оцеляха след бедствието, тъй като се нуждаеха от по-малко храна и кислород. Техните големи роднини изчезнаха. Наземната флора пострада не по-малко от фауната - вулканичните екскременти, съдържащи хлор, унищожиха озоновия слой, суровите ултравиолетови радиации осакатиха спорите, които още не бяха покълнали, дъждите от сярна киселина изгориха листата, а последните сокове от умиращите дървета изсмукваха размножаващите се гъби. Изминалото ниво на биоразнообразие на Земята е възстановено едва 60 милиона години по-късно, до средата на юрския период.суровите ултравиолетови радиации саковали спори, които още не са покълнали, дъждите от сярна киселина изгаряли зеленината, а последните сокове от умиращи дървета изсмуквали плодотворните гъби. Изминалото ниво на биоразнообразие на Земята е възстановено едва 60 милиона години по-късно, до средата на юрския период.суровите ултравиолетови радиации саковали спори, които още не са покълнали, дъждите от сярна киселина изгаряли зеленината, а последните сокове от умиращи дървета изсмуквали плодотворните гъби. Изминалото ниво на биоразнообразие на Земята е възстановено едва 60 милиона години по-късно, до средата на юрския период.
Космически фактор
На много места на Земята, където древните морски дъна излизат на повърхността, можете да видите тънък глинен слой, образуван преди 65 милиона години. Именно върху него геолозите очертават границата между мезозойската и кайнозойската ера. Забележителен пример за такава граница беше открит наскоро в Югоизточна Испания, близо до град Каравака де ла Крус - тънък слой червеникава глина, на няколко милиметра, сред много метра бели мергели. Под този слой има останки от различни животни, които са обитавали моретата от мезозойската ера: костите на морските гущери, черупките на амонитите и най-малките планктонни същества - фораминифера и коколитофориди, от които са се образували варовити калци, които в крайна сметка са се превърнали в варовити скали - мергели. Тук се откриват и вкаменени черупки от малки ракообразни, които поглъщат глинени частици, т.е. Те бяха пресовани на бучки - пелети - и в такава по-тежка форма бяха изпратени на дъното, създавайки маса от утаечен материал. И „изведнъж“всички тези животни изчезнаха и следователно образуването на варовити седименти напълно спря, докато скоростта на натрупване на глинени частици спадна стотици пъти - това се доказва от ниската дебелина на граничния слой. В продължение на няколко хиляди години морето остана почти необитаемо, след това животът взе своя живот и геоложката хроника записа своето възстановяване, което започна с неограничено възпроизвеждане на няколко и малки оцелели видове фораминифери. Черупките на потомците им образували нови слоеве от бял мергел.скоростта на натрупване на глинени частици спадна стотици пъти - това се доказва от ниската дебелина на граничния слой. В продължение на няколко хиляди години морето остана почти необитаемо, след това животът взе своя живот и геоложката хроника записа своето възстановяване, което започна с неограничено възпроизвеждане на няколко и малки оцелели видове фораминифери. Черупките на потомците им образували нови слоеве от бял мергел.скоростта на натрупване на глинени частици спадна стотици пъти - това се доказва от ниската дебелина на граничния слой. В продължение на няколко хиляди години морето остана почти необитаемо, след това животът взе своя живот и геоложката хроника записа своето възстановяване, което започна с неограничено възпроизвеждане на няколко и малки оцелели видове фораминифери. Черупките на потомците им образували нови слоеве от бял мергел.
ЗАПАДНА ЕВРОПА, 5.33 МИЛИЙН ГОДИНИ
Докато в Източна Африка предците на австралопитека овладявали саваната, Средиземно море преживяла тежка екологична криза. Нарастващите планински вериги блокираха комуникацията му с Индийския и Атлантическия океан, поради липса на вода морето постепенно пресъхваше. Огромен басейн с дълбочина до 5 километра на места остава почти без вода за стотици хиляди години. Кризата завърши с внезапно пробив на атлантическите води през Гибралтарския проток. В този случай три фактора могат едновременно да играят ключова роля: покачването на нивото на Световния океан, тектонските процеси и ерозията на стените на басейна. Морската вода се потопи в депресията, образувайки най-големия известен днес водопад. Пресъхването и катастрофалното запълване на Средиземно море е заловено в многото километри сол и гипс, в многобройни пещери,заровени каньони на реки и стъпаловидното дъно на пролива Гибралтар.
Фигура: ОЛГА ОРЕХОВА-СОКОЛОВА
Човек може само да гадае какво се е случило на сушата през тези хилядолетия, защото в морските слоеве в земните седименти няма ясно очертана граница. Точно е установено, че домакините на земята - различни и многобройни динозаври и птерозаври - не са оцелели на тази граница.
Какви събития се състояха преди 65 милиона години, които разделиха геоложките епохи и предизвикаха такива глобални промени? В търсене на отговор на този въпрос учените се обърнаха към космическите фактори. В средата на 20 век астрофизиците откриха феномена на раждането на свръхнови, свързан с огромни изблици на енергия и палеонтолозите имаха предположението, че тази внезапно освободена енергия, достигайки до Земята, може да откъсне нейната магнитосфера, която предпазва планетата от силно излъчване и по този начин обрече жителите й на смърт. Въпреки това, не беше възможно да се обоснове тази хипотеза чрез изучаване на геоложкия запис.
Освен това скоро се роди друга идея за космическа катастрофа, която бързо спечели популярност. Американският геофизик Валтер Алварес откри близо до италианския град Губио в тънък слой глина, който бележи границата на мезозойската и кайнозойската епохи, необичайно високо съдържание на иридий, стотици пъти по-висока от средната концентрация в обикновените скали. Бащата на Уолтър, атомният физик Луис Алварес, помогна да се намери обяснение на това явление. Оказа се, че фрагментите от метеорити, които паднаха на Земята, също съдържат много иридий и други метали от платиновата група. Това означава, че тези елементи биха могли да влязат в глинения слой в резултат на удара на космическо тяло. Алваресите се интересуват от съвпадението на времето на предполагаемото падане на метеорита и смъртта на динозаврите и свързват тези две събития в една единствена хипотеза за "астероидна зима" по аналогия с "ядрена зима":ако астероид с дължина над 10 километра удари Земята със скорост 20 километра в секунда, тогава се случи чудовищно освобождаване на енергия, 10 000 пъти по-високо от всички настоящи ядрени запаси на земляни. Някои от мезозойските жители веднага умряха от ударни и топлинни вълни, останалите умираха от последствията от падането - прахът, който летеше в атмосферата, отразяваше слънчевите лъчи. Започна студено щракане и растителността, останала без светлина и топлина, започна да умира. Това беше последвано от масовото изчезване на животни, лишени от храна.останалите умираха от последствията от падането - прахът, който летеше в атмосферата, отразяваше слънчевите лъчи. Започна студено щракане и растителността, останала без светлина и топлина, започна да умира. Това беше последвано от масовото изчезване на животни, лишени от храна.останалите умираха от последствията от падането - прахът, който летеше в атмосферата, отразяваше слънчевите лъчи. Започна студено щракане и растителността, останала без светлина и топлина, започна да умира. Това беше последвано от масовото изчезване на животни, лишени от храна.
След появата на малка бележка от Алваресов през 1980 г. в списание Science, броят на научните статии за глобалните катастрофи нараства стотици пъти. На първо място те търсеха доказателства за коректността на физиците, които се докоснаха до интересите на палеонтологията. И те откриха много: в почти всички участъци, където граничният слой на възраст 65 милиона години е доста добре изразен, се забелязва иридиева аномалия, както и кварцови кристали с ударна структура - малки успоредни пукнатини, които се появяват при много високо налягане, тектити (охладени капки от стопилката, образувана по време на въздействие на голям метеорит върху скали), слоеве сажди. Кратерът Chicxulub е открит и в Мексико, времето на появата му приблизително съвпада с тази граница.
Средиземноморски потоп
Жорж Кювие смята морските наводнения за основната причина за глобалните изчезвания, но тази хипотеза не е потвърдена от съвременните геолози. За да се наводни цялата земя, с изключение на високите планини, и да се унищожат по-голямата част от земните обитатели, са необходими поне две условия: увеличаване на нивото на Световния океан със стотици метри и преходността на събитието. В наши дни, когато средната височина на континентите над морското равнище е 670 метра, обемът на Световния океан трябва почти да се удвои. Подобно събитие никога не се е случвало в земната история и поради липсата на такива резерви от свободна вода, едва ли е възможно в бъдеще. Два основни явления регулират нивото на Световния океан - промени в района на континенталните ледници и средноокеанските хребети (високи планински вериги, разположени в централните части на всички океани). Разпръснати ледниципоглъщането на огромни водни маси и компресирането на средноокеанските хребети водят до факта, че океаните и моретата се оттеглят, източвайки огромни площи на шелфа. Обратните процеси - топенето на ледници и разрастването на мрежата от подводници, изтласкващи водните маси от океанската купа, допринасят за покачването на нивото на Световния океан. Съвпадението на тези два фактора може да доведе до много съществено издигане в морето, както се случи в средата на Креда, преди около 90 милиона години. Според най-новите оценки, тогава нивото на Световния океан се е повишило с 250 метра, заливайки огромни площи земя. Въпреки това, за да се разгледа това увеличение като катастрофално наводнение е възпрепятствано от продължителната продължителност на събитието - милиони години, това е колко дълго продължава растежът на подводни планински вериги. Океанът идва бавно, връщайки се от сушата с милиметър годишно. Животинският свят успява да се адаптира към този темп,и няма бързо масово изчезване.
Морското дъно на периода Креда преди да е било празно преди 65 милиона години. Отляво - черупки от мекотели, „динозаври на моретата“, наречени така заради големите си размери и едновременно изчезване. Диорамата е създадена от автентични палеонтологични обекти от Сантяго Лафарг.
Снимка: АНДРЕЙ ЖУРАВЛЕВ
Местните наводнения, тоест бързото наводняване на сушата, са се случвали в миналото няколко пъти, но в много ограничено пространство - те никога не са покрили цялата планета и не са причинили големи щети на жителите на сушата. Най-големият надеждно потвърден наводнение се случи точно преди 6 милиона години в Средиземно море. По това време, поради изолация от Индийския и Атлантическия океан, Средиземно море пресъхна, превръщайки се в обширен басейн, на места почти 5 километра дълбочина спрямо нивото на Световния океан. Дъното й постепенно се запълва с трикилометров слой от гипс и сол, образуван по време на изпаряването на морската вода, а в топлите саламури от плитки езера, запазени на места, биха могли да оцелеят само специални бактерии, халоархеи. Този етап в историята на региона се нарича кризата Месина - след името на провинцията в Сицилия, където от древни времена се добива сол. Геолозите много точно установиха времето, когато месинската криза приключи - това се случи преди 5,33 милиона години, когато водите на Атлантическия океан започнаха да проникват по тектонски пукнатини през западната страна на басейна. В един момент водата проряза доста широк канал в скалите - сегашният Гибралтарски проток - и се влива като водопад в сухата, солена равнина. Пълненето на Средиземно море става много бързо - само 15 000-20 000 години, през които обикновените морски общности се заселват в него. Хипотезата за катастрофално бърз наводнение в Средиземноморския басейн беше една от първите, изразена от съветския геолог Иван Чумаков,който е работил върху изграждането на язовира Асуан в Египет през 70-те години на миналия век и е открил, по данни на сондажите, древно корито на Нил, изпълнено с морски седименти. Наводнението на Месина повлия значително на климата в региона, но не доведе до значителни промени в биосферата.
В неокатастрофизма - това е името на актуализираната теория на Кувие - има много предположения, които все още нямат фактически доказателства. Ако съществуването на епохи на мощен вулканизъм е несъмнено, защото те оставиха недвусмислени следи в земната кора, тогава не е лесно да се докаже падането на астероида и особено точното време на това падане. Освен това и в двата случая е изключително трудно да се установи точно как последиците от бедствието доведоха до изчезването на вида. Все още няма обяснение на факта, че някои големи катастрофи (например базалтовите изхвърляния в Южна Америка и Африка преди 130 милиона години) не доведоха до масовата смърт на живите организми. Не за всички големи измиране в историята на Земята (има шест от тях) беше възможно да се намерят катастрофални причини - вулканични, космически или някои други. Поради липсата на факти, все още е трудно да се прецениколко силно е влиянието на катастрофите върху еволюцията на живота, обаче учените, дори тези, които подкрепят неокатастрофизма, са съгласни по едно: и най-разрушителните от древните катастрофи не биха могли да унищожат напълно земния живот. Винаги е имало някой, който е раждал нови жители на планетата.
Андрей Журавлев