Крис Терни - Terni_Kosti_skalyi_i_zvezdyi._Nauka_o_tom_kogda_chto_proizoshlo.395719

В качестве альтернативной версии предлагается резкая смена климата, уничтожившая или сократив­шая естественную среду обитания мегафауны. Тео­рия довольно стройная. Как мы уже видели, именно такие перемены принес с собой последний ледни­ковый период. Примерно 10 000 лет назад, когда на­чалось потепление, климат практически сравнялся с нынешним. Животные, приспособленные к жизни во льдах, не сумели бы достаточно быстро перестро­иться, адаптируясь к более теплым условиям. Однако на эти доводы противники данной теории возражают, что масштабные климатические перемены происходи­ли и раньше, зачастую не менее резкие и стремитель­ные. Почему же одни климатические переходные пе­риоды приводят к массовому вымиранию животных, а другие нет? В чем различие?

¤

Для проверки всех этих теорий отлично подойдет при­мер Австралии. Вместе с гигантскими кенгуру на кон­тиненте, к великому сожалению, исчезли и другие виды животных. Одно из самых известных — гигантское сум­чатое травоядное дипротодон. Он напоминал огромно­го мохнатого вомбата. До 2 м в холке и до 3,5 м в длину, он куда органичнее смотрелся бы в какой-нибудь серии «Звездных войн». Добавьте к нему в соседи вымерших ныне сумчатых львов, ехидну размером с овцу и огром­ных вараноподобных хищных ящеров до 5,5 м в длину, и тогда поверить в их исчезновение будет еще труднее. Проблема с австралийскими ископаемыми останками в том, что они зачастую долго лежат на поверхности, теряя большую часть своего углеродного содержания, и только потом погружаются в толщу отложений, где их и находят археологи. Из-за этого сами кости беспо­лезно подвергать радиоуглеродному анализу, а окру­жающие отложения в большинстве случаев относятся совсем к другой эпохе.

Существует ли иной способ определить возраст ав­стралийской мегафауны? Существует. Так, например, альтернативный подход был успешно применен, когда вычисляли время вымирания крупнейшей нелетаю­щей птицы Австралии. 200-килограммовый гениорнис (Genyornis newtoni) под 2,2 м ростом обитал практи­чески по всей Центральной и Южной Австралии. Судя по нескольким имеющимся скелетным останкам, ноги у него были короткие и толстые, а значит, быстро бегать он не умел. Однако яиц откладывал в избытке. В песча­ных дюнах Австралии на довольно больших простран­ствах попадаются характерно гладкие осколки яичной скорлупы. Эти осколки и подверг нескольким методам датировки Гифф Миллер с коллегами из Колорадского университета.

Поскольку яичная скорлупа состоит из карбона­та кальция, ее можно датировать радиоуглеродным методом. По нему у Миллера получился возраст при­мерно 40 000 лет. Как вы, наверное, помните из гла­вы 3, этот возраст подозрительно близок к пределу возможностей радиоуглеродного анализа во многих лабораториях. Через несколько периодов полураспада длиной 5730 лет в пробе почти не остается изначального радиоуглерода. Следовательно, время вымира­ния гениорниса требовалось определить как-нибудь по-другому. Ученые призвали на помощь сразу два различных подхода — аминокислотную рацемизацию и люминесценцию.

Метод аминокислотной рацемизации строит­ся на том, что органический состав раковин, костей и древесины со временем меняется. Первые разработ­ки в этой области начались еще в 1950-х, и принцип там сравнительно прост. Яичная скорлупа, помимо карбоната кальция, содержит также белки, состоящие из аминокислот. Аминокислоты бывают лево- и пра­возакрученные, то есть идентичные по химическим свойствам, но структурно представляющие зеркаль­ное отражение друг друга. После смерти животного или растения часть аминокислот переходит в свою зеркальную противоположность. В практическом от­ношении это означает, что в современной скорлупе мы увидим только левозакрученные аминокислоты. Одна­ко со временем молекулы аминокислоты начнут пре­вращаться в правозакрученные. Чем старше образец, тем больше процент правозакрученных аминокислот.

Несмотря на то, что примерно половина всех аминокислот со временем распадается, материала для исследования все же остается достаточно, и про­центное соотношение зеркальных аминокислот можно измерить. На основе этого процентного со­отношения и делается вывод о том, как давно погиб организм. Прелесть метода в том, что подготовка об­разцов проводится относительно быстро и недорого, что позволяет анализировать их буквально сотнями. Однако есть и недостаток: метод дает относительный возраст, поэтому требуется датировать тот же обра­зец каким-нибудь другим способом, чтобы калибро­вать процентное соотношение аминокислот относительно календарной шкалы. В этом случае идеально подошел бы радиоуглеродный анализ, но гениорнис оказался слишком древним для этого метода. Поэто­му Миллеру с коллегами пришлось датировать песок, в котором была обнаружена скорлупа, воспользовав­шись методом под названием «люминесценция».

Люминесцентный метод появился сравнительно недавно. В отличие от радиоуглеродного, он позволя­ет работать с неорганикой, и возрастной предел у него гораздо выше — 800 000 лет. С его помощью устанав­ливается время, когда минеральные частицы послед­ний раз подвергались воздействию света или тепла. Однако и этот метод не лишен недостатков: один из них состоит в том, что исследователи вынуждены большую часть времени проводить в полной темноте, подсвечивая себе крохотным красным фонариком.

Принцип действия люминесцентного метода осно­ван на том, что формирующийся минерал, напри­мер кварц или полевой шпат, не обладает идеальной структурой. Со временем радиоактивные изотопы в почве подвергнутся распаду, и этот процесс отразит­ся на покоящихся рядом минералах: высвобождаемая энергия выбьет некоторые из их электронов со своих орбит. В большинстве случаев электроны тут же вер­нутся на место, испустив крохотный фотон света. Од­нако иногда из-за несовершенства формирующейся структуры минерала они не могут попасть обратно.

Грубо говоря, лакуны в структуре минерала можно представить как ловушки, постепенно заполняющиеся выбитыми с орбит электронами. Когда образец подвергается воздействию солнечного света или тепла, электроны, получив заряд энергии, возвращаются к покинутым атомам.

Чем больше таких захваченных электронов, тем дольше образец пробыл без света. Для подсчета их количества образец необходимо доставить в лабо­раторию в черном пластиковом мешке или темной колбе, чтобы солнечный свет не сбросил показания «счетчика». В темной лаборатории при свете верно­го красного фонарика лаборант подвергает образцы воздействию либо тепла (термолюминесценция), либо световых волн определенной длины (оптически стимулируемая люминесценция), заставляя запертые электроны вырваться на свободу. При этом измеря­ется количество выделяемого света. Одновременно измеряется радиоуглеродное содержание отложений, в которых был обнаружен данный образец, чтобы вы­яснить, какому воздействию энергии подвергались минеральные частицы во время распада радиоуглеро­да в почве. Поскольку скорлупа на поверхности не со­храняется долго, логично предположить, что частицы окружающего ее песка в последний раз подвергались воздействию солнечного света как раз тогда, когда было отложено яйцо. Самое главное, что по количе­ству находившихся взаперти электронов и по скоро­сти, с которой они накапливались в минерале, можно вычислить возраст.