Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Несмотря на то что глобальная катастрофа в истории биологического разнообразия ясно читается в палеонтологической летописи, причина мел-палеогенового вымирания долго оставалась загадкой. А разгадка пряталась у всех на виду – записанная в «каменной летописи», она оставалась непреодолимо сложной для прочтения. Предлагались самые разнообразные гипотезы: изощренные (такие как накопление постепенных изменений мирового климата, которые незаметно подвели биосферу Земли к критической точке), экстравагантные (например, внезапный слив в соленые океаны Земли гигантского пресноводного озера, что привело к резким изменениям в экосистеме), межзвездные (близкая вспышка сверхновой, обрушившая на Землю поток смертоносного жесткого излучения). Но физических доказательств для подтверждения какой-либо гипотезы было явно недостаточно, и они оставались в лучшем случае умозрительными.

Однако в 1980 году камни наконец заговорили. Четверо ученых из Калифорнийского университета – физик (Луис Альварес), геолог (его сын Уолтер) и два химика (Хелен Мишель и Фрэнк Азаро) – определили химический состав тонкого слоя отложений, разделявшего меловые и палеогеновые породы. Мел-палеогеновая граница, как подсказывала логика, соответствовала отложениям, образовавшимся примерно в одно время с эпохой вымирания, и следы, указывающие на причину катастрофы, с большой вероятностью следовало искать именно здесь. Если в каком-либо слое отложений такие следы вообще сохранились, то наверняка именно в этом.

Группа выбрала для исследования породы из ущелья в Умбрийских Апеннинах в Северной Италии и из шхер Стевнс Клинт близ Копенгагена в Дании. В обеих этих точках прекрасно сохранилась последовательность осадочных слоев, охватывающих как меловой период, так и палеоген. Но главное, ученым удалось выделить тонкий – толщиной всего в сантиметр – слой камня, который разделял эти две геологических эпохи.

В лаборатории обнаружилась странная особенность состава этого слоя: он содержал большое количество редкого химического элемента иридия. В лежащем на земной поверхности камешке размером с кусочек сахара, как правило, содержится одна миллиардная доля грамма иридия; в веществе мел-палеогеновой границы его оказалось в несколько сот раз больше! Это было совершенно необычно. Чтобы удостовериться в отсутствии ошибки, группа измерила содержание иридия в породах с обеих сторон от пограничного слоя. Но странный «иридиевый пик» отмечался только в тонком мел-палеогеновом пограничном слое. То, что вызвало массовое вымирание, должно было иметь какое-то отношение к иридию.

Иридий – сидерофильный элемент. Четыре с половиной миллиарда лет назад, когда Земля была расплавленным адом, почти весь находящийся на планете иридий вместе с железом опустился в ее металлическое ядро. В скальных частях нашей планеты – мантии и коре – сегодня осталось лишь крошечное количество иридия. Зато он в изобилии встречается в других камнях – в метеоритах. Поэтому присутствие иридия стало первым физическим указанием на то, что в мел-палеогеновом массовом вымирании мог сыграть роль некий фактор внеземного происхождения.

Выявив многозначительную химическую связь между составом мел-палеогенового пограничного слоя и астероидами (то есть метеоритами), Альварес и его группа выдвинули гипотезу о том, что массовое вымирание было вызвано столкновением Земли с астероидом. Они доказывали, что, если астероид был достаточно большим, его удар о земную поверхность мог разрушить всю экосистему планеты, а элементы, входившие в его состав, в том числе иридий, в наступившем огненном аду рассеялись по всей Земле. Согласно расчетам Альвареса, общего количества породы, распыленной энергией колоссального взрыва в земной атмосфере, было вполне достаточно, чтобы на много лет снизить интенсивность солнечного света, доходящего до поверхности Земли. Наступившая тьма привела к глобальным изменениям окружающей среды и в критической степени подавила способность растений к фотосинтезу, разрушив тем самым основу глобальной пищевой цепочки. Быстро наступил экологический коллапс. В общем, все сходилось.

В 1980 группа Альвареса опубликовала свои данные по иридию и вытекавшую из этих данных радикальную гипотезу в журнале Science. Научное сообщество встретило эту работу весьма холодно.¹ Попросту говоря, она столкнулась с всеобщим недоверием. В конце концов, говорили оппоненты, если в сравнительно недавнем геологическом прошлом на Землю обрушился удар астероида, достаточно сильный, чтобы привести к биологической катастрофе планетарного масштаба, неужели в результате все ограничилось образованием слоя осадочных пород толщиной в сантиметр, обогащенного каким-то непонятным химическим элементом вроде иридия? Неужели не осталось каких-то более заметных следов – к примеру, ударного кратера?