Кибернетика, ноосфера и проблемы мира

В истории Земли и ее биосферы было одно событие, которое, по всей видимости, может иметь прямое отношение к обсуждаемой теме. Мы имеем в виду массовое и одновременное исчезновение многих рептилий, в частности динозавров, значительного числа групп морских беспозвоночных и больших групп растений около 65 миллионов лет тому назад на границе мелового и третичного периодов геологической истории Земли. Многие поколения ученых, начиная с великого французского палеонтолога и анатома Ж. Кювье в начале XIX в. пытались объяснить это явление. Кювье предложил гипотезу катастроф, однако вскоре большинство ученых отвергло ее и в течение последующих примерно полутора веков она не пользовалась популярностью.

Тем не менее к концу семидесятых годов уже нашего века стало ясно, что биосфера в ее разнообразии наиболее чувствительна к климатическим изменениям, которые легко нарушают цепи питания в природе вследствие различной приспособляемости разных организмов к изменениям температуры, влажности и т. п. К этому же времени в разных частях земного шара бесспорно была установлена одновременность гибели за короткий промежуток времени фитопланктона морских поверхностных вод, многих семейств зоопланктона. Имеются убедительные свидетельства в пользу одновременности исчезновения 65 млн. лет тому назад динозавров и других рептилий, хотя этих данных не так много[79]. В 1979 г. группа сотрудников Калифорнийского университета (Беркли) объявила о том, что обнаружила аномально большие содержания тяжелого элемента иридия в морской формации близ Губбио в Аппенинских горах в Италии[80]

. Иридий был лишь в слое глины мощностью 1–2 см, отделяющем морские известняки позднемелового периода от покрывающих их известняков раннетретичного возраста. Известняки под глинами содержат морские организмы, типичные для позднего мела. В глинах не обнаружено никаких организмов. В известняках над слоем глины организмы мелового периода не встречаются, но есть организмы, типичные для третичного периода.

Обогащение глины иридием, обнаруживаемом путем нейтронного активационного анализа, было в 30 раз больше по сравнению с обычными концентрациями в земных породах. Аналогичные результаты по обогащению иридием осадочных пород, датируемых переходом от мелового периода к третичному, были обнаружены в районе Стевнс Клинт, в Дании, где обогащение иридием было в 160 раз больше нормы, в ряде осадочных морских пород по данным глубоководного бурения в Атлантике, Тихом океане и в некоторых пресноводных озерах.

Как тяжелый элемент платиновой группы иридий в земной коре содержится в гораздо меньших концентрациях, чем в веществе солнечной системы, в частности в метеоритах. По всей видимости, он сконцентрирован в ядре Земли. Все это заставило ученых Калифорнийского университета предположить, что в породах, датируемых разделом мелового и третичного периода, иридий внеземного происхождения. Глобальная распространенность иридия дала возможность оценить поперечник упавшего на Землю небесного тела приблизительно в 10 км.

Какой же астероид таких размеров мог столкнуться с Землей 65 млн. лет тому назад и какова частота таких столкновений? Наиболее вероятным кандидатом считается астероид из группы Аполлона. Ее формируют небольшие небесные тела, чьи орбиты пересекают плоскость орбиты Земли. Сейчас известно около 30 объектов с диаметрами от 0,2 до 8 км. Учитывая несистематичность и неполноту их поиска с помощью телескопов и малость размеров, число астероидов в этой группе с диаметром больше 1 км может быть оценено приблизительно в 750. Неизбежно столкновение некоторых из них с Землей.

При таком столкновении на поверхности Земли создается кратер диаметром, примерно в 10 раз большим диаметра падающего тела, и с глубиной до двух его диаметров. Сам астероид практически полностью испаряется, выбрасывая «вместо себя» массу породы порядка сотни масс астероида. Некоторая часть продуктов выброса — мелкоизмельченная порода — может быть заброшена высоко в атмосферу и даже в стратосферу и оставаться там продолжительное время.

Может ли падение такого метеорита привести к глобальным климатическим изменениям, и как вообще это могло повлиять на биосферу? Наиболее полный ответ в настоящее время на этот вопрос дает модель, разработанная американскими учеными[81]. Хотя в их модели искомые величины усреднены по горизонтам, она прослеживает временную эволюцию профиля по вертикали, изменение распределения частиц по размерам вследствие их выпадения, вымывания осадками, коагуляции и т. д. Аккуратно учитывается взаимодействие с частицами солнечной радиации, а также теплового излучения Земли и атмосферы. Модель рассчитывалась отдельно над сушей и над океаном.