Джон Малоун - Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Чем больше информации об исчезнувших видах (или о роде, состоящем из некоторого количества семейств, в которые входят отдельные виды живых организмов) становится доступно, тем большее число ученых из других областей науки получают возможность ее изучать. Хотя представления о динозаврах на протяжении последних десятилетий заметно менялись и многие загадки остаются неразгаданными (см. гл. 6), эти существа влекут к себе ученых, не имеющих никакого, казалось бы, отношения собственно к исследованию динозавров. Никто не вступил в споры о динозаврах из более далекой сферы деятельности — и отчасти поэтому вызвал наибольший шум, — чем Луис Альварес, лауреат Нобелевской премии по физике из Калифорнийского технологического института. Разработанные им совместно с сыном, геологом Уолтером, теории настолько взбудоражили в 70-е годы мир исследователей динозавров, что спокойствие не наступило до сих пор. Они заставили совершенно по-новому взглянуть на проблему массовых вымираний в целом.

Вернемся в 1973 г. Уолтер Альварес с группой других геологов проводил раскопки в районе Губбио на севере Италии, пытаясь найти подтверждения инверсий магнитного поля Земли, которые по неизвестным причинам происходят примерно раз в миллион лет. В Губбио между двумя слоями известняка, содержащими множество ископаемых остатков, У. Альварес обнаружил глинистый пласт, почти совершенно лишенный окаменелостей. Его поразило, что этот пласт имел геологический возраст, совпадавший с концом мелового периода, когда на Земле исчезли динозавры. (Это время часто называют границей К—Т, где буква К соответствует немецкому слову Kreide — «меловой», а Т — третичному периоду.) В 1977 г. Уолтер вернулся в США, привезя с собой образцы глины из этого слоя, и поговорил о них со своим отцом, физиком Луисом Альваресом.

Луис Альварес получил Нобелевскую премию по физике в 1968 г. за разработку жидководородной пузырьковой камеры, которую он использовал для регистрации короткоживущих элементарных частиц, называемых «резонансами». Он был человеком очень широких интересов, многого достиг в разных областях, работал над Манхэттенским проектом по созданию атомной бомбы и изобрел систему радиолокационного наведения для посадки самолетов. Глинистые образцы Губбио заинтересовали его, и он стал проводить их геохимический анализ. В 1978 г. Альварес получил несколько дополнительных образцов и обнаружил, что в этой глине концентрация иридия в 30 раз больше, чем в выше- и нижележащих слоях известняка. На поверхности Земли иридий — редкий элемент, но он широко распространен в метеоритах. Высокая концентрация иридия в глине конца мелового периода была поразительна.

Луис Альварес рассмотрел несколько возможных объяснений. Например, если бы в тот период где-то в пределах нашей Галактики произошел взрыв сверхновой, то это могло бы привести к осаждению на Землю иридия — но такое предположение не подтверждалось фактическими данными. Луис и Уолтер Альваресы обратились к другой гипотезе: в Землю врезался крупный метеорит. Если бы он имел в поперечнике по крайней мере 10 км, то при ударе образовались бы огромные тучи пыли, которые в течение нескольких лет окутывали Землю, в результате чего поток солнечного света ослаб настолько, что сильно пострадала бы растительность и в морях, и на суше. Это привело бы к разрушению пищевой цепочки, что, несомненно, могло бы объяснить гибель не только динозавров, но и множества других биологических видов, исчезнувших с нашей планеты в это же время.

Гипотеза Альваресов была опубликована в июне 1980 г. в журнале «Science». Это довольно драматичное научное повествование было тут же подхвачено популярной прессой («Метеорит убил динозавров!»), что только усилило раздражение скептически настроенных ученых в разных областях науки. Многие геологи, коллеги Уолтера Альвареса, особенно активно отвергали эту идею, поскольку предлагали свою собственную теорию, основанную на грандиозных вулканических извержениях, которые также могли порождать пылевые облака, препятствовавшие прохождению солнечного света. Другие же сочли эту гипотезу достаточно правдоподобной. Кроме того, ее вполне можно было проверить. Если бы удалось обнаружить аналогичные осаждения иридия в других местах земного шара, это послужило бы подтверждением выводов, сделанных по находкам в Губбио. И нет ли где-нибудь достаточно большого кратера соответствующего возраста, что доказало бы столкновение такого метеорита с Землей?

Размеры кратера Chicxulub, образовавшегося при столкновении Земли с астероидом 65 млн. лет назад, долгое время недооценивались, так как больше половины его находится ниже уровня моря, а следы на суше были почти целиком стерты с течением времени вследствие эрозии и изменений формы полуострова Юкатан. Когда в результате измерений были определены его возраст и полные размеры (180 км в диаметре), это явилось подтверждением теории того, что вымирание динозавров было вызвано столкновением Земли с астероидом. (Из материалов Геологической службы США.)

В течение двух последующих лет в самых разных местностях было установлено присутствие иридия в пластах нужного возраста, но у других ученых возникли новые вопросы. Усилились сомнения в том, что иридий мог оставаться в атмосфере долгое время, достаточное, чтобы от единственного места удара метеорита разнестись по всему земному шару. Однако компьютерные модели показали, что «баллистическое рассеяние» иридия вполне возможно. В ходе этих дебатов оставалась одна более серьезная проблема: где найти требуемый кратер? Ни один из известных на суше кратеров не имел подходящего возраста или размера. Только в 1989 г. на северном берегу полуострова Юкатан океанографы, проводившие здесь съемку местности, обнаружили подводный кратер. После проведенных в 1993 г. измерений было объявлено, что диаметр этого кратера Chicxulub paвен 180 км, т. е. он больше штата Западная Виргиния и практически является самым большим из известных кратеров в Солнечной системе. Более того, исследования показали, что он образовался 65 млн. лет назад, а значит, в точности тогда, когда произошло массовое вымирание, уничтожившее динозавров. В течение еще четырех лет изучался материал, поднятый из кратера, и в 1997 г. уже другие ученые пришли к выводу, что отложения иридия и других элементов совместимы с геологическими находками в Губбио, Дании и Новой Зеландии, о которых в 1980 г. объявили Луис и Уолтер Альваресы и их коллеги — химики Фрэнк Азаро и Элен Мишель. С этого момента большинство ученых признало, что падение метеорита сыграло, по крайней мере, какую-то роль в исчезновении динозавров. С этим выводом согласовались и обнародованные в ноябре 1996 г. результаты исследований, показавшие, что Юкатанский метеорит врезался в Землю под острым утлом, вследствие чего над Северной Америкой могла пронестись колоссальная огненная буря.