Всё и разум. Научное мышление для решения любых задач - Билл Най

От исследований ядерной зимы и столкновений с астероидами у меня остался и другой, совершенно иной осадок (простите). В конце семидесятых ученые Луис и Вальтер Альварес, отец и сын, физик и геолог соответственно, искали химические свидетельства о том, насколько быстро вымерли древние динозавры в самом конце мелового периода. При этом они обнаружили интереснейший геологический слой, богатый иридием. Обычно иридий находят в скальных породах определенной эпохи по всей Земле. Находка показалась странной, поскольку так близко к поверхности иридия, как правило, нет. Это очень плотный металл, вдвое плотнее свинца. Геофизики предполагали, что когда Земля была юной и расплавленной, иридий по большей части должен был утонуть и оказаться в недрах планеты ближе к ядру, далеко от коры. Однако исследования метеоритов показали, что в них часто содержится довольно много иридия. Как правило, метеориты малы и поэтому не могут долго оставаться в расплавленном состоянии, к тому же у них в целом не хватает гравитации, чтобы сортировать вещество по плотности, как в толще Земли. Альваресы сделали вывод, что иридий не мог попасть в обнаруженный ими слой из недр земли, а следовательно, имеет внеземное происхождение. Его принес астероид.

Тут начинается самое интересное: слои иридия встречаются в скальной породе возрастом около 65 миллионов лет, то есть относящейся именно к тому периоду, когда вымерли динозавры. Это сильное косвенное свидетельство, что массовое вымирание было вызвано падением астероида, стершего динозавров с лица земли. Открытие дало ответ на давний вопрос о том, что случилось с динозаврами. Мне этот ответ кажется вполне удовлетворительным, особенно на фоне других популярных теорий того времени. Когда я был во втором классе, моя учительница миссис Макгонагол читала нам толстую книгу, где утверждалось, что динозавры вымерли, потому что какие-то млекопитающие съели всю их еду. Даже сама миссис Макгонагол отдавала себе отчет в том, что это как-то неубедительно. Какой-то там протокролик отобрал у тираннозавра деньги на завтрак в школьной столовой?! Скорее уж тираннозавр раздавил бы кролика, как слон — муравья, думалось мне.

Мы отталкивались от исследования слоя, содержащего иридий, и в результате дальнейшего изучения получили еще более убедительное объяснение, что же произошло в далеком прошлом. Альваресы понимали, что удар такой мощности, чтобы покрыть всю Землю иридием, должен был оставить исполинский кратер, такой огромный, что его следы должны были сохраниться и по сей день, невзирая на маскировочную мощь динамики земной коры. Они понимали, что если им удастся обнаружить кратер, это послужит веским доводом в пользу их теории того, что случилось с динозаврами. Вальтер Альварес начинал геологом в нефтяной отрасли. Обычно геологи-нефтедобытчики применяют магнитометры (похожие на очень чувствительные компасы), чтобы составлять карты подземных геологических структур. И вот его коллеги-химики опубликовали данные, говорившие о следах иридия в огромном кратере Чиксулуб диаметром в 180 километров, по большей части засыпанном слоем осадочных пород. Все данные указывают на то, что гибель динозавров в древности связана именно с этим кратером, расположенным у побережья полуострова Юкатан на востоке Мексики.

Итак, вот как разворачивался сюжет. Исследования Луны и Марса показали, что падения астероидов должны были заметно повлиять и на нашу планету. На основании этой теории Карл Саган начал разговоры о ядерной зиме — мол, знаете, нам надо вместе что-то предпринять. Луис и Вальтер Альваресы подтвердили его слова, показав, что такое уже было: суровая ядерная зима, вызванная падением огромного астероида, опустошила планету и стерла с лица земли древних динозавров. Тектоника плит скрыла большинство улик, однако слой иридия все же выдал, как все было. А огромная дыра в земле у побережья Мексики указала на место действия. Вот вам ярчайший пример научного резонанса.

В моей жизни резонанс тоже идет полным ходом. Много лет назад, в 1980 году, вдохновленный лекциями Карла Сагана, которые я слышал в университете, я вступил в Планетное общество. В 1983 году это общество организовало экспедицию в Белиз, на край кратера Чиксулуб, для сбора образцов пород, а недавно группа исследователей попросила разрешения повторно исследовать эти образцы. Возможно, в них содержится больше данных о массовом вымирании, произошедшем 65 миллионов лет назад. Сегодня я директор Планетного общества, среди основателей которого был профессор Саган. Разработанные нашим обществом космические аппараты «Лайтсейл®-1» и «Лайтсейл®-2», движимые давлением солнечного света, основаны непосредственно на представлениях профессора Сагана, изложенных в телепередаче «Сегодня вечером». А теперь я пропагандирую идею космических аппаратов, которые будут регистрировать и отклонять с опасных траекторий астероиды, чтобы нам не грозило вымирание из-за какой-то космической каменюки, как бедным динозаврам. Любая идея ведет к более глубокому пониманию устройства мироздания, а это, в свою очередь, приводит к углублению знаний о том, как нам сберечь и улучшить свой мир. Труды ученых, исследователей, испытателей прошлого находят резонанс в нашей сегодняшней работе — а наши действия формируют все то, что будут знать и чем будут заниматься будущие поколения. Впрочем, я ни на чем не настаиваю.

В 1993 году я написал детскую книжку под названием «Большой физический фейерверк от Билла Ная, Человека-физики» (Bill Nye the Science Guy’s Big Blast of Science). Там есть и объяснение парникового эффекта, и я сравниваю Землю с ближайшей планетой — Венерой. Средняя температура на Земле составляет примерно 15 °C. На Венере средняя температура около 460 °C. Венера ближе к Солнцу, но такой огромной разницы это не объясняет; солнечного света ей достается вдвое больше, но при этом она окутана облаками, отражающими вдвое больше энергии обратно в космос. На самом деле главное отличие Венеры от нашей планеты — это атмосфера, которая в 90 раз плотнее земной и состоит практически полностью из углекислого газа. Весь этот CO2 создает суперпарниковый эффект, а в результате получилась планета, на которой свинцовое рыболовное грузило превратится в лужицу даже в самый морозный денек.

Сравнение Венеры с Землей — педагогический прием, который применил Карл Саган за двадцать лет до нашего разговора, когда я у него учился. Карл Саган и Джеймс Хансен, ученый-климатолог, поняли, что экстремальные венерианские температуры вызваны именно парниковым эффектом. В дальнейшем они связали результаты исследований Венеры с вероятными климатическими изменениями на Земле. Как и в случае падения астероидов и ядерной зимы, Саган обнаружил связь между двумя на первый взгляд далекими идеями — и они идеально сошлись с приятным щелчком.

Я участвую в борьбе с изменениями климата уже более 23 лет, и у меня множество соратников — профессиональных климатологов. Хансен, бывший директор Годдардовского института космических исследований НАСА, уже давно проделал исследования, однозначно показавшие, что углекислый газ, вырабатывающийся в результате деятельности человека, заставляет климат на планете теплеть быстрее, чем в любой период за последние сотни тысяч лет. Майкл Манн из Пенсильванского университета начертил знаменитый график в виде клюшки, иллюстрирующий изменения температуры на планете за несколько тысяч лет. Средняя температура на Земле оставалась постоянной на протяжении тысячелетий, а теперь всего за 250 лет стремительно повысилась.