Зачем нужна геология - Дуг МакДугалл
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Сценарий с пылью правдоподобен, но его трудно подтвердить: чтобы оставаться в атмосфере долгое время, составляющие ее зерна должны быть микроскопическими, и их трудно обнаружить в летописи осадочных пород, не говоря уже о количественном определении. Но даже если пыль не закрывала все небо, то имеется почти бесконечный список других явлений, которые сделали Землю после столкновения весьма негостеприимным местом. Солнце закрывал плотный дым от лесных пожаров в месте падения и в других местах, где леса высохли. Вещество метеорита Чикшулуб богато серой: когда оно испарилось при ударе, сера рассеялась в атмосфере, образуя крохотные частички аэрозолей в стратосфере, которые еще больше закрывали солнечный свет (как мы увидим в следующей главе, затемняющий эффект таких аэрозолей хорошо известен по данным извержений вулканов, богатых серой).
Некоторые химические вещества, поднявшиеся в атмосферу, возможно, разрушили защитный озоновый слой, окружающий планету; в результате жизнь на поверхности на короткое время подверглась воздействию смертоносного ультрафиолетового излучения. В течение многих лет после катастрофы по всему миру, вероятно, шли кислотные осадки — мощная смесь серной и азотной кислот, которую некоторые сравнивают с кислотой из аккумуляторов. (Азотная кислота образуется из оксидов азота, образовавшихся при нагреве астероидом атмосферы, а серная кислота — из испарившихся богатых серой горных пород в месте падения. И оксиды азота, и оксиды серы легко растворяются в воде, порождая кислотные дожди).
Токсичные соединения, выделяемые горящими лесами по соседству, были смертельными для животных. Ударная волна от места падения создала импульс высокого давления и порывы ветра, которые были гораздо сильнее самых мощных ураганов; они сносили деревья и срывали почвы. Поскольку удар пришелся на воду, он породил цунами. По оценкам, самые крупные волны в Мексиканском заливе достигали высоты 150–180 метров и захлестывали сушу на сто километров с лишним. Следы их воздействия можно и сегодня увидеть на осадочных породах региона.
Наконец, действовали и парниковые газы. В месте удара испарились слои отложений, богатых углеродом — например, известняка, и в результате образовался углекислый газ. Обширные лесные пожары после столкновения также добавили в атмосферу значительные количества углекислого газа и метана. В совокупности эти добавки примерно вдвое усилили потепление, вызванное парниковыми газами. Изменения температуры походили на американские горки: интенсивный, но короткий и сильно различающийся в разных местах нагрев из-за прохождения астероида и его выбросов в атмосферу, резкое охлаждение в течение нескольких месяцев из-за пыли, дыма и аэрозолей от удара, а затем продолжительный теплый период, вызванный добавочными парниковыми газами. Неудивительно, что множество видов стали жертвами этой катастрофы.
Примечательно, что исследователи сейчас полагают, что проследили происхождение тела, вызвавшего катастрофу. Если они правы, то судьбу динозавров решило какое-то столкновение в поясе астероидов примерно за 100 миллионов лет до удара, ознаменовавшего мел-палеогеновую границу. В поясе астероидов между Марсом и Юпитером вокруг Солнца двигаются миллионы больших и маленьких каменных объектов (крупнейший из них, Церера, имеет 950 километров в диаметре), и астрономы соглашаются, что именно эта область пространства — главный источник земных метеоритов. Случайные столкновения и гравитационные возмущения орбит астероидов со стороны других тел Солнечной системы заставляют эти объекты менять траектории движения, и некоторые из них летят в сторону Земли. Эту связь подтверждает сходство минерального состава между астероидами и различными группами метеоритов. (О сходствах судят с помощью метода, который называется «отражательная спектроскопия»: он использует анализ света, отраженного от объекта. Поскольку минералы поглощают световые волны конкретной характерной длины, а другие волны отражают, то пики и впадины в спектре отраженного от астероида света показывают минеральный состав его поверхности).
Самый крупный объект, переживший то столкновение в поясе астероидов, которое, как считают, породило и тело, врезавшееся через 100 миллионов лет в Землю и давшее кратер Чикшулуб — это астероид Баптистина, открытый в 1890 году французским астрономом Огюстом Шарлуа. Диаметр Баптистины — примерно 40 километров[23], однако некогда эта малая планета была значительно больше. Это, так сказать, матриарх большого семейства астероидов — группы фрагментов, двигающихся примерно по одной орбите и имеющих, насколько можно судить по спектральному анализу, сходный минеральный состав.
Чем подтверждается связь астероидов семейства Баптистины и юкатанского кратера? Доказательства, надо признать, косвенные, но веские. Эту идею предложила в 2007 году группа астрономов из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо) и Карлова университета в Праге, которые использовали компьютерное моделирование для изучения того, как с течением времени эволюционировало семейство Баптистины. Они начали с определения точного местоположения и размеров всех известных астероидов семейства, а затем, двигаясь во времени в обратном направлении, вычисляли, как их положение менялось с учетом гравитационного притяжения других тел, включая Солнце, планеты и другие астероиды. Они обнаружили, что современная конфигурация семейства лучше всего объясняется разрушением одного большого объекта (минимум 150 километров в поперечнике) во время какого-то столкновения в поясе астероидов около 160 миллионов лет назад.
Расчеты также показали, что многие осколки от этого столкновения вылетели за пределы пояса астероидов, а некоторые оказались в окрестностях Земли. Исследователи пришли к выводу, что из-за этого примерно в течение 100 миллионов лет после такого столкновения на нашей планете должно было наблюдаться усиление бомбардировки. Но изучение лунных и земных кратеров уже показало, что так и есть: в это время количество ударов увеличилось в 2–4 раза. В этот период произошел и удар, образовавший Чикшулуб. Хотя это не доказывает, что ударившее тело принадлежит к семейству Баптистины, существует еще одно подтверждение выдвинутой идеи.
Спектральный анализ астероидов семейства Баптистины показывает, что они состоят из необычного типа внеземного материала, в котором много углерода; метеориты такого состава в земных коллекциях встречаются относительно редко. Однако выпавший слой на мел-палеогеновой границе содержит уникальный химический маркер, характерный для этого богатого углеродом семейства. Таким образом, подходит и время, и состав. Кажется весьма вероятным, что астероидный «ливень», порожденный разрушением Баптистины, был источником тела, упавшего у берегов Мексики; астрономы, которые выполнили эту работу, оценивают эту вероятность не менее, чем в 90 процентов[24]. Они также пришли к выводу, что из семейства Баптистины исходят около 20 процентов крупных астероидов, которые в настоящее время находятся поблизости от Земли.
Эта история не только определяет
