Знание - сила, 2007 № 07 (961)

Более того — исследования последних лет поставили под сомнение и те прежние находки (фуллерены, «потрясенный кварц»), которые как будто говорили о метеоритном характере Триасовой и Пермской катастроф. Геологи разошлись во мнении относительно природы «кратера Беду», и многие теперь считают, что это не кратер, а просто особая геологическая формация. А слои иридия Пермского периода хоть и говорят об ударе метеорита, но такого небольшого, что это никак не может объяснить масштабы тогдашней катастрофы.

Но если не вулканизм и не те метеориты — что же тогда?! Новое объяснение, предложенное Уордом, основано на изучении других, ранее не входивших в научный оборот следов биологических катастроф — биомаркеров. Так называются специфические, особенно устойчивые органические молекулы, которые оставляют на месте своей гибели некоторые микроорганизмы. Биомаркеры позволяют судить о наличии или отсутствии микробной жизни, даже если эта жизнь не оставила окаменелых останков.

Так вот для слоев всех катастроф, кроме последней («катастрофы динозавров») оказались характерны биомаркеры, оставляемые фотосинтетическими сульфидными бактериями, которые обнаруживаются сегодня в лишенных кислорода (аноксических) глубинах застойных озер и Черного моря. Эти бактерии извлекают энергию путем окисления сероводорода — очень ядовитого газа, убийственного для других форм жизни.

Обилие таких бактерий в морских отложениях на скалах времен Триасовой и Пермской катастроф говорит о том, что в океанах тогда было очень мало кислорода. В сегодняшних океанах кислород наличествует примерно в одинаковой концентрации во всех слоях, до самого дна: он проникает в воду из атмосферы и перемешивается подводными течениями. Только в особых условиях — как, например, в Черном море, кислород проникает лишь на определенную глубину, а дальше начинается аноксический слой, насыщенный сероводородом. Сульфидные бактерии живут как раз на границе раздела кислородного и аноксического слоев, потому что им нужен, с одной стороны, сероводород, приходящий снизу, а с другой — солнечный свет, приходящий сверху и необходимый для фотосинтеза.

Расчеты Ли Кампа из Пенсильванского университета показали, что при уменьшении концентрации кислорода в океанах сульфидные бактерии начинают усиленно размножаться и производить все больше сероводорода. Уровень слоев, насыщенных этим газом, постепенно повышается, приближаясь к поверхности, и при какой-то критической концентрации газа он вообще всплывает на поверхность и выделяется в атмосферу огромными ядовитыми пузырями.

Данные, полученные Уордом при исследовании биомаркеров конца Пермского периода, говорят о том, что концентрация сероводорода достигла тогда как раз этой критической величины. Вырвавшиеся в атмосферу огромные количества этого ядовитого газа и были, видимо, главной причиной массовой гибели растительных и животных видов, как в океанах, так и на суше. Заметим, что в вулканической теории массовое истребление тоже объясняется обильным выделением газа, только углекислого, выброшенного при извержениях вулканов. Однако повышение концентрации углекислого газа и вызванное им потепление не могли бы уничтожить растения — они, напротив, должны были бы еще больше расцвести. Новая теория это затруднение снимает, потому что сероводород одинаково смертелен и для животных, и для растений.

Но, оказывается, сероводород не был единственным виновником Пермской катастрофы. Как показали расчеты Александра Павлова из Аризонского университета (это тот самый Павлов, о котором журнал упоминал в рассказе о Земле как «снежном коме»[*См. «З-С», № 10/2005.]), при очень большом содержании сероводорода в атмосфере происходит разрушение озонового слоя, защищающего жизнь на Земле от убийственного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца. Видимо, в Пермский период именно это и произошло, потому что найденные недавно в Гренландии окаменевшие споры тех времен отличаются уродствами, характерными как раз для растений, слишком долго подвергавших воздействию ультрафиолета.

Возможно, говорит Уорд, свою роль сыграл и вулканизм, сопровождавший ряд крупных и мелких катастроф, известных науке. Массовое выделение метана и углекислого газа при извержениях вулканов вело, как только что сказано, к потеплению, а ядовитость сероводорода возрастает с повышением температуры. Но главная роль потепления состояла, по-видимому, в том, что оно, как всегда, затрудняло поглощение кислорода водой, а это вело к тому, что кислорода в океанах становилось все меньше, и слои сероводорода поднимались все выше к поверхности, пока, наконец, не вырвались наружу.

Гипотеза Кампа — Уорда о решающей роли сероводородной «отрыжки» океанов как общей причине многих биологических катастроф древности уже подтверждена данными по биомаркерам Палеоценской эпохи (54 миллиона лет назад), когда произошло довольно значительное истребление целого ряда животных. Те же биомаркеры свидетельствуют, что аналогичная цепь событий — вызванное вулканизмом потепление, исчезновение кислорода в океанах, подъем сероводородных слоев и выход ядовитого сероводорода в атмосферу с последующим разрушением озонового слоя — могла иметь место также в конце Триасового, середине Мелового и конце Девонского периодов. Иными словами, эта цепь событий была повторяющейся, общей причиной если не всех до единой, то очень многих биологических катастроф. Всякий раз возрождение жизни начиналось только с окончанием глобального потепления (в данном случае — с окончанием длительного периода вулканизма); когда температура снижалась, кислород начинал больше растворяться в воде, и сероводородные слои опускались в глубину океанов.

Это наводит на грустные размышления: ведь сегодня мы опять говорим о надвигающемся глобальном потеплении, только на этот раз — рукотворном...

Третичный период характерен резкими колебаниями климата. Так, 34 миллиона лет назад чрезвычайно теплая, «почти парниковая» эпоха внезапно сменилась резким похолоданием — ледниковой эпохой. С этого времени важные события происходят в Южном полушарии нашей планеты: Антарктида постепенно покрывается ледовым щитом — отныне ей уже не освободиться от ледников.

Похолодание на рубеже эоцена и олигоцена подтверждено анализом морских отложений. Недавние геологические исследования, проведенные в Северной Америке и Китае, впервые показывают, что в описываемую эпоху решительные изменения происходят и в Северном полушарии.

Так, Алессандро Санасси и Мэттью Кон из Южнокаролинского университета по соотношению изотопов кислорода в ископаемых останках животных, населявших территорию штатов Небраска, Вайоминг и Южная Дакота, установили, что около 33,5 миллионов лет назад средняя температура в этом регионе в течение 400 тысяч лет понижалась примерно на восемь градусов.