Как астероид, убивший динозавров, подарил современной земле жизнь?

66 миллионов лет назад смертоносный огонь охватил планету, после того, как гигантский астероид врезался в Землю. В районе полуострова Юкатан остался кратер шириной более 177 километров. Найти это место на карте можно по названию Чикшулуб (Чиксулуб).

Удар астероида поднял в воздух более 50018,182 кубических километров материала — пепла и сажи, которые закрыли небо. В результате Земля оказалась частично отрезана от вступления солнечного света. У растений замедлился фотосинтез, исчез фитопланктон, что привело к вымиранию зоопланктона и смерти морских животных. Пока в стратосфере пребывал губительный сульфатный аэрозоль, средняя годовая температура предземного воздуха падала. Наступила зима. Когда «плащ из пепла» поднялся, три четверти всех видов на Земле, включая динозавров, были мертвы.

Но, по мнению ученых, если оглянуться назад, последствия были не такими уж плохими

Согласно исследованию, проведенному 30 учеными из разных стран, массовое вымирание видов, знаменовавшее конец мелового периода, позволило океанам смягчить удар от масштабного вулканического извержения, которое произошло примерно в то же время, что и столкновение с астероидом. Астероид повлиял на моря, что привело к поглощению ими огромного количества парниковых газов, выбрасываемых с вулканических плат в древней Индии — т.н. Деканских траппов. Этот процесс ослабил потепление, которое с большой вероятностью вызвало бы проблемы для млекопитающих и других видов, которые сохранились после взаимодействия.

Исследования пород покалывают, что эпическое извержение уже длилось не много не мало 400 000 лет, когда ударил астероид. Некоторые ученые даже утверждают, что именно вулканические газы были частично в ответе за массовое вымирание видов. Но, все-таки основываясь на современных оценках глобальных температур этого времени, маловероятно, что вулканическая активность способствовала гибели динозавров. Скорее наоборот, вулканические газы сыграли свою роль в росте различных видов после исчезновения.

Астероид, по-видимому, действовал в одиночку, и его судьбоносное драматическое влияние на океанский планктон могло сдержать последующее глобальное потепление, поскольку извержения вулканов продолжались еще 300 000 лет.

Планктон поможет определить климат прошлого

В мутных отложениях, собранных учеными со дна океана, внезапное исчезновение многих видов планктона обычно совпадает со слоем крошечных стеклянных шариков, которые появились после падения астероида. Так считает Пинчелли Халл, палеоканограф из Йельского университета и один из авторов исследования.

«Поскольку эти виды, судя всего, наибольшим образом пострадали от удара астероида, мы считаем, что сера и закись азота, выделившиеся в результате удара, могли окислить океан и растить раковины существ (у них были известковые оболочки — прим. ред)» — говорит Халл.

Этот процесс был похож на реакцию, которая происходит, если вы бросите кусочек мела в стакан с уксусом. Однако, океан никогда не был таким кислым, как уксус, и потому раковины планктона растворялись бы гораздо медленнее.

Халл также объясняет, что эти же отложения могут показать нам, как глобальная температура менялась со временем, — изменения, которые должны отражать любые значительные эффекты от газов, испускаемых вулканами Декана. Включая, конечно, диоксид углерода или углекислый газ.

«Такая грязь из глубин моря, которую мы находим в этих образцах, имеет консистенцию зубной пасты», — говорил ученный, — «Она сделана не из камня, как грязь, с которой мы сталкиваемся на суше, а из микроскопических окаменелостей известняковых видов планктона, которые после смерти оседают на морском дне».

Простая идентификация планктона, который расположился в различных слоях донных осадков, может дать представление об океаническом климате. Но химический состав их оболочек содержит еще больше информации.

Температура океана влияла на то, какие именно виды изотопов углерода и кислорода планктон использовал для создания своих защитных оболочек. Объединив данные, полученные из грязи глубин, собранной по всему миру, исследователи смогли определить, как же глобальная температура менялась за сотни тысяч лет.

Новая модель прошлого: вулканы VS астероид

Исследователи разработали компьютерную модель, используя уравнения, фиксирующие взаимосвязь между изменениями температуры планеты и углеродным циклом в течение различных периодов времени, включая настоящий момент. Эта модель помогла справиться с 40-летними дебатами, которые велись между учеными. Их основная тема: что же, все таки, оказало большее влияние на изменение Земли в прошлом, астероид или извержения.

Наиболее поддерживаемые ученым сообществом сценарии предполагают, что парниковые газы плато Декан либо были высвобождены в основном за 200 000 — 350 000 лет до конца «мелового вымирания», либо в равной степени до и после события. На последнюю возможность равного распределения впервые указывали геохронолог Кортни Спрэйд из Университета Флориды и ее коллеги.

Основное отличие состоит в том, что исследование, приведенное геохронологом Блэром Шоном, предполагало, что вулканический импульс был дан в пределах 100 000-летнего периода времени непосредственно перед катастрофой. И это импульс разрушил бы окружающую среду, действуя с астероидом заодно, вызывая глобальное вымирание видов. Но этот сценарий не поддерживает новая компьютерная модель, которая вместо этого настаивает, что глобальная температура только падала в период, предшествующий столкновению с астероидом.

Пока вопрос все еще открыт, так как не известно, сколько именно газов было выброшено до и после массового вымирания. Смотря на ясные периоды потепления, наиболее близкие к времени воздействия астероида, можно обнаружить один пик примерно в 2 градуса Цельсия — за 200 000 лет до катастрофы. Второе, гораздо менее выраженное потепление, произошло примерно через 200 000 лет после.

Но меньшее потепление не обязательно означает, что вулканы плато Декана испускали меньше газа, говорит Дональд Пенман, йельский геохимик и один из создателей новых моделей. Так что интрига продолжается.

«После того, как большая часть известкового планктона вымерла, модель предполагает, что накопление соединений, которые они иначе бы использовали в своих раковинах, позволило океанам поглощать больше вулканического углекислого газа, уменьшая его эффект глобального потепления», — говорит Пенман.

Состав планктона после удара астероида выглядел очень по-разному, и это могло повлиять на поглощение углерода. К тому же, лишь небольшая часть планктона каменеет, поэтому нам необходимо провести больше исследований, чтобы узнать, как эти большие количества диоксида углерода могли быть поглощены.

Но с учтем того, что океаны в настоящее время вновь подкисляются, на этот раз из-за вызванного человеком увеличения углекислого газа, может ли новое массовые вымирание известкового планктона спасти нас из вредных изменений климата? Точно не прямо сейчас. После гибели планктона в конце мелового периода температура росла в течение тысячелетий, прежде чем океаны начали поглощать больше диоксида углерода. В масштабе, прилагаем к человеческой жизни и цивилизации, у нас впереди еще тысячи лет потрясений.

Темы для обсуждений и индивидуальной проектной работы

1. Мел-палеогеновое вымирание
2. Причины вымирания: гипотеза падения астероида. Доказательства.
3. Причины вымирания: гипотеза многократного падения, гипотеза гамма-всплеска, гипотеза столкновения с кометой. 
4. Причины вымирания: гипотеза усиления вулканической активности. Доказательства.
5. Причины вымирания: изменение температур. Доказательства.
6. Причины вымирания: гипотезы биотические. Возможные гипотезы и доказательства.
7. История изучения вопроса.
8. Изменения климата в современности: мифы вокруг явления.
9. Исследования поверхности морского дна, связанные с вопросами климата и периодизации.
10. Влияние углекислого газа на биосферу земли.