Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
22 октября 2018, понедельник, 06:38
Facebook Twitter VK.com Telegram

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

16 сентября 2018, 19:30

Динозавры. 150 000 000 лет господства на Земле

Динозавры
Динозавры
 
Фото: «Альпина нон-фикшн»

Издательство «Альпина нон-фикшн» выпустило книгу британских палеонтологов Дарена Нэйша и Пола Баррета «Динозавры: 150 миллионов лет господства на Земле». Даррен Нэйш (Darren Naish) – специалист по палеонтологии позвоночных и автор более десятка научно-популярных книг, основатель известного блога Tetrapod Zoology. Профессор Пол Барретт (Paul Barrett) возглавляет отдел наук о Земле Музея естественной истории в Лондоне. Он объездил весь мир, изучая динозавров, и написал о них более 150 научных работ. Благодаря любезному разрешению издательства мы публикуем фрагмент из последней главы этой книги, где рассказывается о возможных причинах вымирания динозавров.

Внешнее воздействие

Из множества гипотез, за долгие годы предложенных для объяснения мел-палеогенового вымирания, одной из самых правдоподобных всегда была та, в которой объект из космоса — осколки кометы или астероид — сталкивался с нашей планетой и вызывал глобальное опустошение. В конце концов, мы знаем, что такого рода события происходили на протяжении всей истории. Луна покрыта доисторическими кратерами, самые большие из которых достигают 50 км в ширину, а на поверхности Земли имеется несколько крупных отметин, например кратеры Метеор в Аризоне и Маникуаган в Квебеке. До 1980-х гг. метеоритная гипотеза о вымирании конца мелового периода оставалась всего лишь интересным предположением.

В 1980 г. физик Луис Альварес и его коллеги объявили о находке металлического иридия в отложениях конца мела в Италии и Дании. На Земле иридий встречается редко, и, как правило, он попадает к нам из космоса вместе с метеоритами. Исследования показали, что иридий, присутствующий в этих породах, имеет химический состав, характерный для внеземных объектов. Исходя из этих данных, Альварес и его команда предположили, что в конце мелового периода гигантский космический объект врезался в Землю, что и стало причиной вымирания. Они описали, как от удара огромное количество пыли поднялось в атмосферу, затмило небо на многие годы и стало препятствием для фотосинтеза растений. Смерть растений привела к гибели большинства экосистем и в конечном итоге к вымиранию целых групп живых существ. Гипотеза сразу привлекла внимание многих ученых и общественности и получила известность как гипотеза Альвареса.

Вскоре нашлись и другие геологические данные, подтверждающие ударную гипотезу. Остывшие капли расплавленного стекла — тектиты, — выброшенные далеко от места удара, были найдены в отложениях конца мелового периода, как и осколки минерального кварца с микротрещинами, характерные для последствий крупных взрывов или ударных воздействий.

Наконец, в отложениях полуострова Юкатан в Мексике было обнаружено самое убедительное доказательство — гигантский кратер как раз подходящего возраста. Кратер под названием Чиксулуб в 1978 г. обнаружили геологи-нефтяники, ищущие новые перспективные месторождения, но до 1990 г. его не связывали с данными Альвареса и его команды. Возраст кратера соответствует предположительному времени удара, а его размер — более 180 км в поперечнике — по расчетам указывает на первоначальный объект диаметром около 10 км. Подходит и расположение кратера, так как геологические свидетельства удара (тектиты, ударнопреобразованный кварц и т. д.) в основном происходят из Карибского региона и прилегающих частей североамериканского континента.

В конце мелового периода полуостров Юкатан находился под водой, так что падение Чиксулуба было скорее «всплеском», чем ударом об землю. Гигантские приливные волны высотой 100–300 м прошлись по побережью Северной и Южной Америки. Это подтверждают разбросанные и расколотые горные породы в Карибском бассейне и Техасе. А скальные породы в Мексике говорят, что от удара произошли массовые землетрясения.

Обломки, разлетевшиеся по окрестностям, возможно, были достаточно горячими, чтобы начались лесные пожары, и некоторые эксперты полагают, что залежи древесного угля — это как раз свидетельство древних пожаров, бушевавших по всему миру. Высказывались также предположения, что тепловой импульс от удара был настолько мощным, что животные в буквальном смысле запекались живьем. Обе гипотезы — о разрушительных лесных пожарах и «глобальном тепловом импульсе» — противоречивы и не подтверждаются геологическими данными и компьютерным моделированием удара. Древесный уголь присутствует в отложениях конца мелового периода (это свидетельство древних лесных пожаров, вызванных ударами молнии), но он есть в отложениях всего мезозоя, и в конце мела его даже меньше, чем в более ранних слоях.

Некоторые ученые предположили, что в тот же период были и другие падения метеоритов. Образования в Северном море — кратер Сильверпит — и Болтышский кратер на Украине могли появиться от ударов меньших объектов. Более крупный кратер Шивы в Индии тоже приписывают удару метеорита в конце мела. Геологические данные, из-за которых эти образования называют ударными кратерами, не столь убедительны, как у Чиксулуба. Гипотеза, что несколько столкновений могли произойти почти одновременно, не так уж неразумна. В 1994 г. комета Шумейкеров — Леви‑9 распалась более чем на 20 отдельных кусков, прежде чем столкнуться с Юпитером.

Независимо от разногласий по поводу лесных пожаров, тепловых импульсов и множественных ударов, данные о падении метеорита в Мексике убедительны. Поскольку существовали сомнения насчет точного возраста кратера Чиксулуба, то отложения в этом регионе были неоднократно изучены с помощью нескольких разных методов. Насколько мы можем судить, столкновение действительно произошло одновременно с мел-палеогеновым вымиранием.

Плохие времена для динозавров

Гипотеза, что в конце мелового периода произошло катастрофическое столкновение с внеземным объектом, не вызывает серьезных сомнений, как и то, что это столкновение сильно повлияло на жизнь на Земле. Но есть веские причины думать, что это не единственный фактор, вызвавший мел-палеогеновое вымирание, и что другие, более продолжительные события тоже внесли свою лепту в исчезновение нептичьих динозавров.

Мы уже давно предполагаем, что сообщества динозавров в самом конце мелового периода были не такими, как в более ранние времена. Примерно 76 млн лет назад, во время так называемого кампанского века позднего мела, несколько групп динозавров были обильны и разнообразны. Запад Северной Америки — один из регионов с самыми разнообразными сообществами динозавров — был домом для пяти видов анкилозавров, целых десяти разных цератопсов, семи или более разных гадрозавров и трех или более тираннозаврид.

Нет никаких признаков, что это сообщество динозавров клонилось к упадку. Если же сравнить жизнь в кампанском веке с жизнью в том же регионе в последней части мелового периода — позднем маастрихте, около 68 млн лет назад, — картина получается совершенно другая. Из крупных цератопсов остались только трицератопс и торозавр. Единственный утконосый динозавр позднего маастрихта — это эдмонтозавр, а все виды с вычурными костными гребнями на голове давно исчезли, как и гадрозавры со сплошными гребнями и крючковатыми носами, которые жили вместе с животными вроде эдмонтозавра в кампанском веке. А среди крупных хищников лишь один вид — знаменитый тираннозавр — остался из целой родословной похожих друг на друга животных.

Что бы ни произошло в конце мелового периода, цератопсы, гадрозавры, тираннозавры и др. стали куда менее разнообразны, чем всего за несколько миллионов лет до того.

Одной из причин может быть изменение или потеря среды обитания. В конце маастрихта уровень моря упал, и вода отступила от континентов. Это явление называется морской регрессией. Маастрихтская морская регрессия привела к появлению примерно 29 млн км2 суши во всем мире. Казалось бы, появление огромных новых участков суши — это хорошо для наземных животных вроде динозавров. Но на самом деле регрессии вызывают такие изменения береговых сред обитания, что разнообразие крупных животных, наоборот, уменьшается. Из-за регрессий исчезают плодородные прибрежные области, возникают сухопутные мосты и падает глобальная температура.

Разумеется, животные более уязвимы при низком разнообразии — группа, в которой всего один вид, вымрет скорее, чем та, в которой одновременно существует несколько видов. Таким образом, сообщество динозавров позднего маастрихта на западе Северной Америки можно отнести к категории «склонное к вымиранию».

Но можем ли мы быть уверены, что в таком положении оказались все сообщества динозавров того времени? И что насчет других животных, которые вымерли при мел-палеогеновом вымирании? На самом деле все не так просто. Похоже, что сообщества динозавров в Европе и Азии были здоровы, без каких-либо признаков снижения разнообразия перед вымиранием. Некоторые сообщества морских рептилий, например длинношеие плезиозавры, тоже не показывали признаков упадка. В то время как другие ископаемые животные, в том числе морские мозазавры и некоторые важные группы планктона и моллюсков, похоже, в то время постепенно приходили в упадок.

Влияние вулканизма

В позднем маастрихте сообщества животных менялись, по крайней мере в некоторых местах, так как падение уровня моря повлияло на их среду обитания и экосистемы. Но, возможно, на сообщества животных и растений повлиял и другой фактор.

Это было время высокой вулканической активности. Вулканы извергались вдоль берегов Тихого океана, вокруг Гренландии и на островах Южной Атлантики. Продолжительная вулканическая активность привела к увеличению уровня углекислого газа и количества пыли в атмосфере, что, как известно, способствует изменению климата. Но все померкло на фоне масштабного события в центральной Индии. Массовое излияние лавы, продолжавшееся несколько сотен тысяч лет, породило так называемые Деканские траппы. Примерно 2 млн км2 лавы изверглись из вулканических трещин и залили площадь, большую, чем Франция, Германия и Испания вместе взятые, размером примерно с Мексику. Некоторые потоки лавы, из которых состоят траппы, достигали в толщину 50 м, а некоторые — невероятных 150 м.

Формирование Деканских траппов — это не внезапное одиночное событие, что резко контрастирует с мгновенным эффектом от столкновения с метеоритом. Непрерывная вулканическая активность должна была привести к высвобождению огромного количества углекислого газа и двуокиси серы. Вероятно, эти газы способствовали глобальному потеплению, которое произошло во время позднего мела, впрочем, и сегодня они продолжают удерживать тепло в атмосфере и способствуют глобальному потеплению. Также они могли вызывать выпадение кислотных дождей. Кислотный дождь разрушает экосистемы суши и на моря. От него увядают растения, а морские животные погибают, так как их скелеты ослабевают или вовсе растворяются, а химический состав воды изменяется.

Вулканические события также вызывают глобальное похолодание, поскольку взвешенные в воздухе частицы пыли отражают солнечный свет и понижают температуру атмосферы. Крупные вулканические явления вызывают как потепление, так и похолодание, поэтому глобальные температуры в позднем маастрихте колебались очень сильно: постепенное похолодание, быстрое потепление и быстрое похолодание случились за последние 1,5 млн лет мелового периода. Такие изменения погружают экосистемы в хаос, циклы размножения и миграций животных нарушаются, а рост растений в некоторых местах становится непредсказуемым.

Вероятно, вулканические события маастрихта — в частности, образование Деканских траппов — вызвали глобальное изменение климата, привели к кислотным дождям и в целом ухудшили окружающую среду в разных частях мира. Соответственно, сообщества живых существ пострадали и пришли в упадок. Прямым доказательством этой точки зрения служит ископаемый планктон из маастрихтских отложений в Индийском океане. Видно, что разнообразие планктона в целом сильно уменьшилось, зато виды, приспособленные к условиям с низким уровнем кислорода, бурно размножаются, и в конечном итоге эти виды, способные процветать в бедной питательными веществами воде, становятся невероятно разнообразными. Кстати сказать, хотя основное внимание при изучении мел-палеогенового вымирания сосредоточено на динозаврах, на самом деле крошечные многочисленные окаменелости вроде планктона дают куда больше информации о происходивших тогда переменах.

«Интегрированный сценарий»

В течение 1980-х и 1990-х гг. годов считалось, что гипотеза о вулканической активности как причине мел-палеогенового вымирания — прямой конкурент гипотезы Альвареса о внеземном ударе. Ученые, интересующиеся причинами вымирания, утверждали, что виновато либо одно, либо другое событие. Некоторые приверженцы гипотезы вулканизма даже отрицали, что столкновение с метеоритом вообще было. Сегодня общепризнано, что кратер Чиксулуб появился в результате столкновения с метеоритом и одновременно с этим происходили крупные вулканические извержения. Может быть, вымирание произошло из-за сочетания этих событий?

Падение метеорита мгновенно уничтожило бы множество животных, оно оказало бы огромное влияние на места обитания в радиусе сотен километров от места удара, что сказалось бы на местах обитания и сообществах животных на следующие несколько веков и более. Палеонтологи никогда не сомневались в том, что такое воздействие принесло бы большой ущерб животным. Проблема в том, что, по некоторым данным, часть динозавров и других животных вымирали еще до столкновения. Поэтому часто считают вероятным, что удар стал «последней каплей», ужасным событием, которое окончательно подкосило животные сообщества, и так уже приходившие в упадок.

Даже если не учитывать значение внеземного воздействия, стоит представить себе мир, в некоторых частях которого разнообразие динозавров было опасно низким и где устойчивая вулканическая активность и долгосрочные экологические изменения уже влияли на климат и здоровье экосистем. Многие динозавры, которые жили далеко от вулканических событий Южной Азии, выжили бы и породили новые виды, и те, кто жил далеко от кратера Чиксулуб, тоже могли бы пережить эти трудные времена. Но этого не случилось. Во всем мире условия ухудшились достаточно, чтобы уничтожить большинство видов динозавров и множество других живых существ.

Это можно назвать «интегрированным сценарием». Он сочетает в себе катастрофические внеземные и вулканические воздействия в конце мелового периода с более долгосрочной картиной снижения разнообразия динозавров.

Выходные данные книги

Даррен Нэйш, Пол Барретт

Динозавры: 150 000 000 лет господства на Земле / Пер. с англ. К. Рыбакова; Научный редактор А. Аверьянов; Редактор А. Никольский — М. : Альпина нон-фикшн, 2018.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея акустика Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Африка бактерии бедность библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса Византия викинги вирусы военная полиция Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление гравитация грибы грипп дельфины демография демократия дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам исламизм история история искусства история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология Курская область лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна льготы мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования Международный арбитражный суд в Гааге местное самоуправление Металлургия метеориты микробиология микроорганизмы Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые научный юмор неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика перевод персональные данные планетология погода подготовка космонавтов политика право преподавание истории приматы продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Российская империя Русал русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа эволюция экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.