Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом

Потенциальные причины массового вымирания многочисленны и широко обсуждаются. В качестве причин называют как засвидетельствованные геологические события, происходившие на Земле, – плато-базальты (см. ниже), глобальное похолодание и потепление, резкие изменения уровня моря, вызванные ледниковыми периодами или тектоникой плит, а также инверсии геомагнитного поля (глава 8), – так и астрономические причины, такие как столкновение с астероидом или кометой и взрывы ближайших звезд. Третий комплекс вариантов предполагает перенаселение и чрезмерное потребление, устроенное каким-либо видом. Некоторые утверждают, что в настоящее время мы переживаем шестое массовое вымирание, вызванное одним из таких видов – а именно нами самими³

.

Самое недавнее вымирание (если исключить нынешнее) – это вымирание, впервые выявленное Филлипсом, которое, как мы теперь установили, произошло 66 миллионов лет назад (см. ниже). Оно привело к внезапному исчезновению всех нептичьих динозавров, властвовавших на планете более 200 миллионов лет, а вместе с ними пропали 75 % всех других видов растений и животных. В летописи окаменелостей эта точка названа границей мелового и палеогенового периодов (K-Pg), по названию двух геологических эпох, для которых она служит разделительной линией⁴

. Как и в случае с другими массовыми вымираниями, причина этой радикальной трансформации жизни на Земле остается предметом многочисленных споров. Но исследование, начатое в конце 1970-х годов молодым геологом из Беркли, привело к появлению поразительной гипотезы, получившей широкое признание в наши дни, после сорока лет сосредоточенных усилий. Она гласит, что динозавры погибли в результате удара астероида о Землю – и наши историки-атомы позволяют подробно воссоздать это космическое столкновение и его последствия.

Поиски виновника

В Периодической таблице химических элементов Осмий, Иридий и Платина занимают соответственно 76, 77 и 78-й номера. Это одни из самых тяжелых элементов со стабильными изотопами. Они редки во Вселенной (см. гл. 16), а на поверхности Земли встречаются еще реже, потому что, как и многие другие тяжелые элементы, опустились в ядро планеты во время расплавленной стадии ее формирования. Более того, считается, что источником значительной части этих элементов, обнаруженных сейчас на Земле, служит дождь из измельченного метеоритного материала – межпланетной пыли, который сбрасывает на поверхность Земли из космоса около 10 000 тонн в год.

Поскольку скорость накопления этой пыли в Солнечной системе считается очень стабильной, по содержанию редких металлов можно измерить скорость седиментации в кернах океанических отложений и в слоях горных пород, некогда скрытых в морских глубинах и с тех пор поднявшихся вверх, на землю. Эти элементы можно сравнить с постоянно тикающими часами. Если скорость седиментации высока и на дно океана за короткое время опускается много отложений, эти тяжелые элементы распределятся по слою породы неплотно, потому что у них не будет времени для накопления. Когда же скорость седиментации низкая, их концентрация будет выше, поскольку за тот же период накопится меньше океанического мусора. Уолтер Альварес проявил интерес к тому, может ли это явление послужить в качестве часов для изучения эпохи на границе K-Pg.

В Апеннинских горах, примерно в 160 километрах к северу от Рима, недалеко от города Губбио, есть обнажение слоистого известняка. Раньше он находился на дне океана, но выдвинулся на сушу, когда африканский континент, движущийся на север, столкнулся с европейским. В этих породах содержатся сведения о накоплении отложений на морском дне за период, охвативший время от 185 до 30 миллионов лет назад. Внимательное изучение слоев, прилегающих к границе K-Pg, показывает, что и фораминиферы (одноклеточный планктон, заключенный в крошечные раковины), и их собратья-кокколиты, подобные растениям, претерпевают полную популяционную метаморфозу в пределах сантиметра или двух от пограничного слоя; практически все виды, обнаруженные ниже границы, внезапно исчезают, а выше этой линии их заменяют уже другие виды. Сама граница отмечена слоем глины толщиной в сантиметр. Альварес заинтересовался скоростью седиментации в слое глины (которая, как известно, варьируется от 0,01 до 3 миллиметров в столетие). Была ли скорость на этой резкой границе выше или ниже, чем в соседних слоях породы?