Пекка Теерикор - Эволюция Вселенной и происхождение жизни

Разными по масштабу были не только вулканические извержения, но и извержения из разломов. Десятки «больших вулканических провинций» (Large Igneous Province, LIP) были обнаружены на континентах и морском дне. Формирование таких областей отчасти загадочно; возможно, оно вызвано мощными мантийными плюмами. Известно только, что большие вулканические области формировались за геологически короткое время — за пару миллионов лет, и что лава выходила на поверхность в больших объемах. Базальтовое наводнение, образовавшее плато Деккан в Индии 60–70 млн лет назад, имело объем лавы 500 000 км 3и покрыло площадь, примерно равную площади Франции. Если сравнить эти цифры с историческим Исландским разломом (см. выше), то легко представить, какие разрушения мог причинить этот базальтовый поток. В этом смысле особый интерес представляет датировка мощных Сибирских траппов на Восточно-Сибирской платформе, поскольку по возрасту они очень близки к глобальному пермо-триасовому вымиранию, случившемуся около 252 млн лет назад.

В пору молодости Земли от падающих на нее астероидов и комет была польза, поскольку они приносили нужные для будущей биосферы вещества — воду, силикаты, углерод, а также азот для атмосферы. Но после первого миллиарда лег эти космические гости уже стали источником опасности для развивающейся жизни. Доказательством этого служит падение на месте современного полуострова Юкатан (Мексика) 65 млн лет назад 10-километрового астероида, вызвавшее вымирание динозавров и многих других биологических видов.

В настоящее время угроза падения астероидов и комет исходит от двух областей их обитания. Главный пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера содержит десятки тысяч астероидов опасного размера и бесчисленное множество маленьких астероидов (рис. З0 10).

Рис. 30.10. Ударный кратер в Аризоне возник около 50 000 лет назад в результате падения железо-никелевого метеорита диаметром 50 м. Взрыв был эквивалентен взрыву 150 атомных бомб, сброшенных на Хиросиму. С разрешения U S Geological Survey.

К счастью, эти объекты находятся на довольно стабильных орбитах, которые практически никогда не приводят их в центральную область Солнечной системы. Но за 4,6 млрд лет орбиты некоторых из них постепенно изменились и теперь пересекаются с орбитой Земли. Чтобы найти эти потенциально опасные «околоземные объекты» (Near Earth Objects, NEO), с середины 1980-х годов функционирует несколько небесных патрулей. Потенциально опасными объектами считаются те, которые приближаются к Земле на 0,05 а. е. (75 млн км, примерно 600 диаметров Земли) и при этом имеют размер более 200 м. В августе 2008 года таких объектов было обнаружено 1400.

А полное их число, вероятно, составляет около 5500, причем 750 из них имеют размер более 1 км. Вероятность, что какой-либо из них за ближайшие 100 лет врежется в Землю, составляет менее 1/10 000. Техника и методика наблюдений постоянно совершенствуются, поэтому все потенциально опасные объекты будут обнаружены примерно к 2020 году. Повторные наблюдения позволят астрономам точно вычислить их орбиты. Если о столкновении станет известно заранее, то будет достаточно времени, чтобы отклонить астероид, то есть изменить его орбиту по крайней мере на расстояние радиуса Земли. Предположим, чтобы перестраховаться, что подлетающий объект нужно отклонить лет за 40 до опасной встречи, так чтобы он миновал Землю по крайней мере на расстоянии ее радиуса. Тогда для этого будет достаточно слабого «толчка», всего около 1 см/с.

Кометная опасность имеет совершенно другой характер. Кометы приходят из внешних областей Солнечной системы и не оставляют нам времени для подготовки к встрече с ними. Обычно их замечают, когда они приближаются к Солнцу на расстояние ближе Юпитера. Если вычисления покажут, что им грозит столкновение с Землей, то для подготовки к встрече у нас остается не более 5 лет. Только стремительные действия и мощный «толчок» могут предотвратить столкновение. Вероятность столкновения случайно залетевшей кометы с Землей можно оценить: численно она примерно равна отношению сечения Земли к площади круга радиусом как у земной орбиты:

Р (столкновений/комет) = (R 3/1 а.е.)- = (6,4 ч 10 6м/1,5 х10 11м) 2= 1,8 x 10 -6

При десяти кометах, залетающих во внутреннюю область Солнечной системы каждый год, в среднем требуется около 50 млн лет, прежде чем одна из них столкнется с Землей. Так как это всего лишь статистический расчет, то следующее столкновение может произойти через 5 лет, или через 50 млн лет, или же в любой момент в этом промежутке. Кроме того, скорость столкновения с кометой будет на порядок выше, чем с околоземным астероидом. Это прямо скажется на последующих разрушениях, так как выделяющаяся при столкновении энергия пропорциональна квадрату скорости, а значит, в 100 раз больше.

Крупная, скажем, 500-км комета или астероид вызвали бы очень серьезные последствия для жизни на Земле. Кинетическая энергия такого удара была бы достаточной, чтобы испарить все океаны и растопить земную кору до глубины несколько сотен метров. Случись это сегодня, жизнь на Земле оказалась бы почти полностью уничтожена. К счастью, среди комет и астероидов таких объектов сегодня ничтожно мало по сравнению с ранней историей Земли.

У каждой монеты есть две стороны. Это верно и в отношении катастрофических явлений. Слишком быстрые колебания условий окружающей среды могут стать причиной локальных вымираний, а более мощные события могут иметь серьезные последствия на континентальном и даже на глобальном уровне. Более 95 % биологических видов может погибнуть. Но выжившие виды получат в новых условиях уникальный шанс для быстрой эволюции путем приспособления и восстановления себя в новой, формирующейся экосистеме. Мы видели, как это происходило на протяжении истории Земли. Широко известный пример расцвета млекопитающих после вымирания динозавров в результате падения астероида — не единственный. После глобальных ледниковых периодов 600–800 млн лет назад случился «Кембрийский взрыв» — массовое появление новых разнообразных биологических видов. Самое крупное вымирание, пермо-триасовое, произошедшее 250 млн лет назад, создало условия для распространения на суше растений, рептилий, двустворчатых моллюсков, крабов и динозавров. По времени это вымирание совпало с образованием Восточно-Сибирской платформы, самого сильного вулканического события на Земле, а также, вероятно, с мощным астероидным ударом, следы которого недавно обнаружены под ледяным шельфом Антарктиды.

Если бы грандиозная катастрофа произошла с земной биосферой завтра, то после нее, без сомнения, смогли бы возродиться относительно развитые и легко адаптирующиеся виды, такие как тараканы и крысы. Даже после столкновения с крупным астероидом новый старт мог бы начаться с очень разнообразных бактерий и архей.