Иридиево-осмиевая аномалия

Очень быстро, с интервалом в несколько месяцев, последовали сообщения с подтверждением реальности иридиево-осмиевой аномалии — для того же перехода С — Т, но совсем из разных географических районов.

В процессе этой коллективной работы оказалось возможным выявить некоторые важные детали. Например, для одного из регионов (Испания) удалось показать, что временной интервал, в течение которого на Землю поступало космическое вещество, был очень коротким в геологическом масштабе — не более 50 лет. Причем этот короткий промежуток времени совпадает с эпохой вымирания морских простейших (оценки для других регионов более осторожные — длительность этого интервала порядка 10 тыс. лет).

Л. Альварес и его сотрудники высказали предположение, что открытая ими аномалия содержания иридия и осмия объясняется столкновением Земли с небольшим астероидом. Экологическая катастрофа, вызванная этим столкновением, и послужила, по мнению этих ученых, причиной исчезновения на Земле многих видов живых организмов, в том числе и динозавров. Зная среднее отношение доли элементов группы платины к содержанию силикатов и других элементов, весьма распространенных в метеоритах (и вообще в Солнечной системе), можно оценить массу астероида, а следовательно, и его размеры, энергию, выделенную при взрыве от удара астероида, и т. п.

Надо сказать, результаты этих оценок производят сильное впечатление: диаметр тела 10±4 км, энергия взрыва 1030 эрг. Последняя в миллион раз больше энергии, выделенной при Тунгусской катастрофе в 1908 г. В пересчете же па единицу площади поверхности Земли это в тысячу раз больше воздействия гипотетической солнечной супервспышки.

На первых норах авторы гипотезы полагали, что тело, столкнувшееся с Землей 66 млн. лет назад, было астероидом, принадлежавшим к семейству Аполлона — Амура. Так принято называть астероиды, орбиты которых имеют расстояния периастров менее 1 а. е. Пересекая орбиту Земли, такие объекты имеют определенный шанс столкнуться с нашей планетой. Правда, они обладают довольно скромными размерами. Самый массивный представитель семейства Аполлона, открытый не так давно в Крымской астрофизической обсерватории АН астрономом Л. И. Черных, имеет не более 5 км в диаметре. В 1937 г. астероид из этого семейства, Гермес, имеющий диаметр около 1 км, проследовал мимо Земли на расстоянии, равном диаметру лунной орбиты.

Однако именно для астсроидального тела размером 10 км была построена количественная модель столкновения, позволившая сделать определенные выводы о характере и масштабах экологических нарушений. Забавно, что авторы этой работы сочли возможным не учитывать при расчетах океаны и рассмотрели лишь случай столкновения «грунт о грунт» (ведь «стандартная» глубина океана, 2,5 км, существенно меньше диаметра астероида). Картина, которая возникает из проведенных ими расчетов, не может не поразить воображение. При взрыве от удара астероида образуется кратер диаметром 100—150 км, а масса вещества земной поверхности, в 100 раз превышающая массу падающего тела, выбрасывается в атмосферу (возможно, столько же попадает в атмосферу и воды). До половины всей энергии, выделившейся при взрыве, передается воздуху атмосферы (в основном аэродинамически), в результате чего должен наблюдаться глобальный рост температуры — до 30°С.

Самые мелкие частички пыли выбрасываются в стратосферу и также распределяются глобально. Следствием этого является последующее охлаждение атмосферы и океана. Полностью блокируется фотосинтез, поскольку интенсивность света па земной поверхности снижается примерно в 100 тыс. раз. Существенно должна уменьшиться эффективная толща озоносферы. Пыль же должна оседать после взрыва в течение нескольких лет и дать в конечном счете «иридиевую» аномалию.

После ознакомления с масштабами катастрофы уже не возникает вопроса о том, могло ли при этом произойти великое вымирание видов, скорее удивительно, что биосфера вообще уцелела. Не вдаваясь в подробности, отметим, что если бы падающее тело было ядром кометы (и состояло в большинстве своем из летучих соединений), общая картина катастрофы в основном не изменилась. Важной особенностью экологических нарушений, вызванных падением кометы, было бы, как полагают, отравление поверхностных слоев Мирового океана органическим компонентом кометного вещества.

Большинство геологов и палеонтологов встретило гипотезу о падении астероида как причину вымирания видов дружной оппозицией. За недостатком места мы здесь не можем подробно изложить соображения, высказывавшиеся в ходе дискуссии. Однако попытки противопоставить астероидальной гипотезе какую-нибудь теоретическую схему, объясняющую «иридиевую» аномалию, не привели к успеху. Некоторые другие аргументы, высказанные противниками этой гипотезы, также не выглядели убедительными.

Некоторые из такого рода аргументов отражали опасения (не обязательно осознанные), что обсуждаемая гипотеза подрывает основополагающий классический принцип геологии принцип актуализма. Согласно этому фундаментальному принципу, сформированному Ч. Лайеллем, все изменения в истории Земли должны объясняться процессами, действующими в наше время. Но читатель, надеемся, отметит, что редкие события типа падения астероида должны, конечно же, фигурировать в списке процессов, происходящих в «наше время».

Однако некоторые возражения против астероидальной гипотезы были весьма серьезны. Где, спрашивали оппоненты, минералогический компонент упавшего астероида (однако совсем недавно он был действительно обнаружен)? Если при падении астероида должен возникнуть кратер диаметром не менее 100 км, то почему он не найден?

По крайней мере, два высказанных аргумента кажутся почти «смертельными» для обсуждавшейся гипотезы. Во-первых, падение астероида должно сопровождаться «мгновенным» скачком в смене фауны. Между тем надежно установлено, что во многих случаях имеется диапазон времен таких переходов от одного набора видов живых организмов к другому, а сама величина временного интервала этих переходов зависит от вида организма и географического региона. Так, например, динозавры начали вымирать еще до катастрофы, отмеченной «иридиевой» аномалией, и, видимо, какое-то время существовали после этого момента времени.

Во-вторых, оппоненты обратили внимание на то, что в самих данных об «иридиевой» аномалии имеются определенные неувязки. От одного пункта к другому изменяется сама величина избыточной концентрации этих с химических элементов и характер их сопровождения другими элементами. Это явно противоречит концепции единого катастрофического соударения.

Открытие следующей «иридиевой» аномалии, датируемой эпохой, отстоящей от нас на 34,4 млн. лет, казалось, подтверждало основательность этих сомнений. Вымирание видов в конце эпохи эоцена отнесено ко времени 37 млн. лет назад. О совпадении этих дат можно говорить лишь с большой натяжкой (о третьей «иридиевой» аномалии пока мало что известно, данные о ней лишь предварительные).

И, наконец, законный вопрос со стороны внимательного читателя: «А как же с периодом около 30 млн. лет?» Ведь вероятность столкновения Земли с крупным астероидом семейства Аполлона — Амура оценивается как одно событие за 100 млн. лет, да и четкого периода здесь не должно быть.

Ответы на эти критические замечания последовали очень быстро. В частности, важные результаты были получены из тщательного анализа данных о древних кратерах, образовавшихся при падении метеоритов.

Если Вам понравился материал не забудьте поделиться им с друзьями с помощью кнопки социальных сетей