Кости, скалы и звезды. Наука о том, когда что произошло - Крис Терни

В нижней части мелового известняка кремового цвета часто находят морские окаменелости, иногда попадаются настолько крупные, что видны невооруженным глазом. А вот выше глиняной границы, в более темной палеогеновой части утеса окаменелостей практически нет, а если и встречаются, то микроскопические. И подобная картина — такое же чередование отложений — повторяется на всех участках, относящихся к этому периоду. Другими словами, рубеж K-T был глобальным явлением. Но что его вызвало?

К 1960-м гг. в качестве объяснения предлагалось несколько версий: климатические изменения, вулканическая активность, воздействие одного или нескольких метеоритов. Но определить точную причину можно было лишь датированием следов, оставленных этими событиями, и выяснением, совпадают ли они по времени с рубежом K-T. Датирование было решено проводить с помощью калиево-аргонового и аргонно-аргонового методов, которые нам уже знакомы по главе 9, где они рассматривались применительно к ископаемым останкам древних людей.

Многих сторонников завоевала теория, согласно которой динозавры вымерли в результате серии вулканических извержений, случившихся на рубеже K-T. Подтверждением тому служат траппы (базальты) Деканского плоскогорья в Индии, представляющие самую масштабную стадию вулканической активности той эпохи. Во время мелового периода распределение материков по поверхности Земли разительно отличалось от нынешнего. Индия смещалась на север к Азии, проходя над «горячей точкой», которая сейчас находится под островом Реюньон в Индийском океане. В результате начавшихся извержений образовались обширные слои лавы, сформировавшие гигантское плоскогорье. Эти траппы, также известные как «излившиеся базальты», покрывают территорию размером с Францию — около 500 000 км2 и содержат примерно 1 млн км3 застывшей лавы.

Чтобы излить такое количество лавы, извержения на Деканском плоскогорье должны были длиться достаточно долго. Помимо лавы вулканы выбрасывали в атмосферу пепел и газы, которые заслоняли земную поверхность от солнечных лучей, приводя к похолоданию. Такие катаклизмы должны были резко снизить фотосинтез и изменить климат, что могло повлечь за собой глобальное вымирание. Такая картина событий вполне подтверждалась датированием, проведенным на Деканском плоскогорье в 1960-х и 1970-х. С помощью калиево-аргонового и аргонно-аргонового методов было установлено, что извержения произошли от 40 до 100 млн лет назад. К сожалению, эти приблизительные цифры не давали представления о том, повлекла за собой, пришлась на самый пик или завершила эта вулканическая активность смену эпох K-T, случившуюся около 65 млн лет назад.

Одновременно с исследованием траппов Деканского плоскогорья развивалась и другая, альтернативная гипотеза. В 1980 г. группа под руководством отца и сына Луиса и Уолтера Альваресов из Калифорнийского университета попыталась измерить соотношение разных химических элементов в тонкой глинистой границе K-T. Прежде всего их интересовали те, что чаще встречаются в составе метеоритов, чем в земной коре и верхней мантии, например иридий. При сгорании метеорита в земной атмосфере иридий и прочие элементы попадают на поверхность нашей планеты — предположительно с постоянной регулярностью. Таким образом, измерив содержание этих элементов в глинистой прослойке, можно узнать, сколько времени она откладывалась. Чем ниже концентрация, тем быстрее образовалась прослойка.

Результаты оказались совершенно неожиданными. Вместо небольших вкраплений в глинистом слое концентрация искомых элементов на границе K-T зашкалила далеко за те показатели, которые получились бы в случае периодического высыпания метеоритной пыли. Так, например, по иридию на разных участках наблюдалось 40-330-кратное превышение нормы. Очевидно, метеоритной пылью дело не ограничилось, и требовались другие объяснения.

Единственное приемлемое объяснение группа Альваресов видела в метеоритном воздействии. Метеорит 10±4 км в поперечнике вполне мог оставить то количество иридия, которое было найдено в темной глинистой прослойке K-T. При подобной катастрофе в атмосферу было бы выброшено облако каменной пыли, в 60 раз превышающее массу метеорита. Часть его долгие месяцы, если не годы, висела бы в атмосфере, блокируя солнечные лучи. То есть по воздействию на земной климат этот катаклизм не отличался бы от извержений на Деканском плоскогорье. Однако он повлек бы за собой и другие последствия. Страшный жар уничтожил бы все живое в радиусе 500 км от места падения, а взрывная волна вызвала бы пожары в других областях мира. В результате выброса в атмосферу большого количества углекислого газа начались бы кислотные дожди. Жизнь на Земле оказалась бы под угрозой исчезновения.

Однако выводы калифорнийской группы получились довольно смелыми, учитывая, что место падения Альваресы так и не определили. И как быть с Деканским плоскогорьем?

Исследования на плоскогорье тем временем продолжались. Между напластованиями лавы в ходе раскопок обнаружились остатки динозавров. Видимо, в перерывах между извержениями условия для жизни оставались достаточно сносными. Более позднее аргонно-аргоновое датирование показало, что пик вулканической активности на плоскогорье случился 67 млн лет назад — то есть примерно за 2 млн лет до рубежа K-T. Значит, послужить причиной гибели динозавров вулканические извержения в Индии не могли.

После доклада группы Альвареса все бросились искать место предполагаемого падения метеорита. Метеорит согласно гипотезе насчитывал около 10 км в поперечнике. Объект такого размера при столкновении с Землей должен оставить кратер диаметром почти 200 км. Однако в начале 1980-х подходящих кандидатур на эту роль не находилось. Если совсем начистоту, даже близко ничего похожего не было. Кратер такого диаметра намного опередил бы по размерам другие имеющиеся на Земли следы ударов. Два самых известных кратера, подходящих по времени падения, сильно уступали этому гипотетическому: кратер Мэнсон в штате Айова насчитывал лишь 35 км в диаметре, а Карский кратер в российской части Арктики — 65 км. И все же именно они стали главными кандидатурами, хоть и не дотягивали по размерам.

Предыдущие попытки датировать кратер Мэйсон калиево-аргоновым методом определили его возраст как 70 млн лет, а возраст Карского кратера — 60 млн. Цифры были достаточно приблизительными, поэтому сказать наверняка, совпадают ли они по времени с рубежом K-T, не представлялось возможным. К концу 1980-х на обоих кратерах было применен аргонно-аргоновый метод. Полученный возраст 66 млн лет позволял оставить в списке претендентов оба кратера. Могло ли так случиться, что на Землю в указанный период обрушился не один метеорит, а целый дождь и именно поэтому вместо одного гигантского кратера образовалось несколько размером поменьше?

Однако с датированием кратеров аргонно-аргоновым методом имеются известные затруднения. Под воздействием остаточного жара после падения метеорита ускоряется изменение минеральной решетки, поэтому количество пригодных для датирования образцов сильно ограничено. При сильно измененных образцах возраст может быть определен неправильно. Что и подтвердило повторное датирование кратеров в 1990 г., согласно которому возраст кратера Мэнсон получился 74 млн лет, а Карского — 70 млн. Выходит, ни тот, ни другой не могли вызвать гибель динозавров на рубеже K-T. Снова открывалось непаханое поле возможностей.