Под новый, 2023 год американский научный журнале Science Advances "порадовал" своих ученых читателей прогнозом: к концу нынешнего столетия Земле грозит массовое вымирание и потеря более четверти мирового биоразнообразия.
Суперкомпьютер, на котором австралийские исследователи из университета Аделаида провели свои вычисления, полагает, что человечество уже запустило процесс необратимого изменения климата, и теперь мы находимся в начале шестого "великого вымирания" в истории нашей планеты.
Но прежде, чем горевать о неизбежности апокалипсиса, стоит "вспомнить", как Земля пережила пять предыдущих вымираний, почему они не стали окончательными и при чем здесь Сибирь.
Как будто выключили свет
Примерно полмиллиарда лет назад на планете начался фанерозой: "период явной жизни". То есть такой, от которой на радость ученым остаются всякие скелетики, панцири, окаменелости. Раскапывая земные слои, можно делить развитие жизни на эпохи, отслеживать, кто вымер, а кто появился на свет.
Однако, несмотря на очевидный прогресс методов изучения "явной жизни", у неё остается множество тайн, и одна из них – "великие вымирания".
Первое – Ордовикско-Силлурийское – произошло "почти сразу" после возникновения явной жизни – 440 миллионов лет назад. Все живое обитало тогда в океане, поэтому и потери понесли примитивные морские организмы. Мшанки, брахиоподы, двустворчатые моллюски, морские ежи. Менее чем за миллион лет вымерло 85 процентов обитателей океана. Почему – не вполне ясно. То ли великое похолодание, то ли взрыв сверхновой звезды недалеко от солнечной системы… Тут открывается простор для научной фантазии, потому что 440 миллионов лет – запредельный срок. Удивительно, что вообще сохранились хоть какие-то следы этих скромных существ.
Второе вымирание, известное как Девонское, случилось 364 миллиона лет назад. Тогда уже было кому вымирать, ведь помимо морских обитателей (например, трилобитов) кое-кто водился на суше. Насекомые и растения, например. Причем насекомые довольно крупные и растения весьма увесистые – деревья до 30 метров в высоту! Чуть не половина их видов исчезла за пару миллионов лет, и опять же непонятно почему. Зато, очевидно, в результате этого вымирания появились первые залежи каменного угля и, возможно, запасы нефти и газа.
Позднее были еще крупные вымирания – триасовое, 200 миллионов лет назад, уничтожившее половину земноводных и давшее "карт-бланш" развитию динозавров, и ближайшее к нам – мел-палеогеновое – 66 миллионов лет назад, о котором теперь снимают мультфильмы для детей, когда динозавры "сошли со сцены", уступив место млекопитающим.
Версий о причинах этих катастроф несколько: в основном они связаны либо с приземлением огромного астероида, изменившего климатическую ситуацию на планете, либо с исполинскими вулканами, движением литосферных плит и в итоге опять же глобальным похолоданием. Буквально каждый год ученые находят подтверждение той или иной гипотезы: то предполагаемый кратер, то лавовые отложения. Но тут надо понимать, что сотни миллионов лет – срок достаточно долгий даже для геологических процессов. Например, земная кора под толщей океана восстанавливается довольно быстро и след удара метеорита (а он с вероятностью 4 к 1 упал в океан) уже не найти. Поэтому все эти "открытия" чаще всего спекулятивны и годятся больше не для науки, а для научно-популярных фильмов.
Тем более что вымирание, связанное с переменой климата, – дело небыстрое и довольно скучное. Трилобиты, морские ежи, водоросли, растения не исчезали в одночасье, а "сходили на нет" в разных местах планеты сотни тысяч, а порой и миллионы лет. По меркам существования человечества – огромный срок!
Нам бы так вымирать. Если вспомнить про ядерные чемоданчики в руках иных homo sapiens, получить фору в миллион-другой лет сегодня кажется совсем не плохой идеей. Особенно учитывая, что великие вымирания происходят каждые 50–80 миллионов лет (а значит, очередное должно уже приближаться). Если подумать об этом заранее, можно было бы объявить медленное вымирание традиционной ценностью, бороться за него и надеяться на медленный ход событий.
Но есть одна загвоздка.
Самое крупное вымирание в истории планеты, случившееся 252 миллиона лет назад, было одновременно и самым стремительным. Как будто "выключили свет" – и за считаные тысячелетия (а может, и быстрее, за годы или даже дни – мы точно об этом не знаем) с лица Земли исчезло около 95 процентов всего живого.
Это произошло в конце Пермского периода (названного так в XIX веке по отложениям, найденным в Пермской губернии). И причина этого великого вымирания, после которого Земля лишь чудом не превратилась в пустынную планету, наподобие Марса, находилась на территории нынешней России. В Сибири.
Александр Чекановский и сибирские траппы
Как и многие другие открытия в истории Сибири, это было сделано ссыльным. Причем поляком, родившимся на территории нынешней Украины, под Тернополем, в городе Кременец. Звали его Александр Чекановский. С детства он под влиянием отца, ботаника-любителя, увлекался биологией, а позднее, в 50-е годы XIX века, окончив киевскую гимназию и Дерптский университет, обратился к геологии. В Дерпте ему удалось даже достичь определенных научных успехов, но семейные обстоятельства заставили юношу вернуться на родину, в Польшу. И там он, что называется, оказался в самое подходящее время – как раз к началу знаменитого польского восстания против Российской империи, в котором принял деятельное участие.
Александр Чекановский
В 1864 году, когда восстание было подавлено, Чекановского лишили дворянства и отправили на бессрочную каторгу в Сибирь: пешим этапом вместе с его другом, биологом. Но дворянской стойкости и научной самоотверженности просто так не лишишь – и по дороге в Иркутск двое ученых продолжали собирать биологические коллекции, используя для этого каждую минуту во время привалов. Чекановский нашел на обочине осколок стеклянного графина, и за месяц отполировал его с помощью песка и носового платка, превратив в увеличительное стекло, которое его друг использовал для наблюдения за муравьями. К концу этапа им удалось открыть два неизвестных доселе вида этих насекомых.
Очевидно, что такие люди были в Сибири очень нужны – и поэтому каторга, к которой их проговорили, закончилась, почти не начавшись. Многочисленные письма и заступничество коллег из Российской академии наук сыграли свою роль – и вскоре Чекановский оказался в ссылке на берегах Ангары, где ему разрешено было заняться геологическими изысканиями. Через год его переселили в Иркутск, где (еще будучи ссыльным) он стал официальным сотрудником Русского географического общества и написал обширную монографию о геологическом строении юга Восточной Сибири. Уже в начале 70-х годов XIX столетия Чекановский стал восходящей звездой отечественной геологии. Его работы начали появляться в изданиях Академии, а ему самому было поручено возглавить одну за другой три крупные экспедиции в район Нижней Тунгуски.
Именно там и произошло "открытие неизвестной до того области изверженных горных пород, столь значительной, что она размерами превосходит всякую другую, где-либо известную подобного рода". Речь идёт о так называемых сибирских траппах, обнаруженных Чекановским на огромных пространствах по течению Нижней Тунгуски и к северу от неё до реки Оленек. Конечно, слово "обнаруженных" здесь не совсем подходит, ведь эти гигантские горные образования трудно было не заметить. Но именно Чекановский первым понял, что это такое, и использовал слово "трапп".
Термин "трапп" в переводе со шведского означает "лестница" – и очень точно описывает картину, которая представляется наблюдателю, когда он видит исполинские ступеньки, как бы вырубленные в скальных породах и ведущие к отлогому плато. Такая геологическая конструкция появляется, когда на поверхность земли из ее недр выбиваются огромные (тысячи кубических километров) объемы расплавленной магмы. Она застывает в виде базальтовых озер, а базальт куда прочнее других пород – и медленнее выветривается, поэтому через миллионы лет ветер и вода обтачивают его со всех сторон, и так образуются "ступени".
Базальтовые скалы плато Путорана, образованного траппами
Сибирские траппы – крупнейшие из подобных образований на нашей планете, и Чекановский справедливо отметил, что появились они примерно 250 миллионов лет назад, то есть в самом конце Пермского периода, как раз во время "великого вымирания".
Впрочем, тогда еще об этом вымирании ученые ничего не знали. Но для польского исследователя было ясно, что перед ним – следы огромной катастрофы, произошедшей когда-то на Земле.
После третьей экспедиции, в 1875 году Чекановского пригласили на работу в Академию наук и позволили переехать в Петербург. Исполненный радужных ожиданий, он немедленно занялся работой, систематизировал сибирские коллекции, составил карты своих экспедиций и представил академикам план дальнейших исследований Нижней Тунгуски и сибирских рек. Однако, к его удивлению, Академия отнеслась к этой идее равнодушно. Его поблагодарили за собранные материалы, но финансировать исследования отказались.
Год он обивал пороги ведомств, нетерпеливо и мучительно доказывая необходимость новых экспедиций. Жил на съемной квартире в долг. К тому же в петербургском климате обострилась давняя болезнь (еще в ссылке он переболел тифом, и последствия время от времени давали о себе знать).
Все это вводило Чекановского в глубокую меланхолию, из которой в 43 года ему виделся лишь один выход. Культура суицида среди польских аристократов (как, впрочем, и среди петербуржских студентов) в конце XIX века достигала высочайшего уровня, и зимой 1876 года, купив цианид, который тогда легко можно было приобрести чуть не в конфетной лавке, Чекановский покончил счеты с жизнью, так и не узнав, какое масштабное открытие ему довелось совершить.
Почему остановился суперплюм?
О том, что сибирские траппы могут быть связаны с Пермским вымиранием, ученые стали подозревать еще в начале XX столетия. Уж больно точно совпадало их появление с исчезновением тысяч и миллионов видов живых существ! Однако модели, которые строили геологи, исследуя выброс магмы на поверхность земли, говорили о том, что такое извержение не может существенно повлиять на климат планеты. Выброс углекислого газа, судя по структуре сибирских траппов, происходил постепенно и не должен был превышать современных, антропогенных выбросов. А мы ведь пока ещё не вымираем.
Если бы речь шла о "мгновенной" газовой атаке, на месте сибирских "лесенок" должна была выситься гора высотой не меньше двух километров. Это неизбежно происходит, когда "плюм" – раскаленный поток магмы, направленный из глубины планеты, от ядра, бьет изнутри по земной коре, прорывая ее как бумагу и извергая кубические километры лавы. Сибирские траппы (хотя породил их даже не плюм, а "суперплюм", как его называют геологи) выглядят куда более "спокойно", как бы свидетельствуя, что все эти процессы шли неспешно, без драматизма.
Но оказывается, это – ложное свидетельство. Буквально десять лет назад, после детального изучения состава пород, из которых состоят сибирские траппы, сразу несколько групп европейских и российских ученых выдвинули иную модель их происхождения. Согласно ей, "суперплюм", то есть рвущийся к поверхности поток магмы, не вызвал "вспучивания" земной коры, потому что на его пути оказалась огромная толща донных отложений древнего моря, плескавшегося когда-то на просторах Сибири. Эти отложения были тяжелее магмы и как бы "придавили" ее, но они стремительно плавились в ней и растворялись, увеличивая ее объем – и насыщая углекислым газом и хлоридами. В какой-то момент все эти газы вместе с потоками магмы вырвались из-под земли и их концентрация в атмосфере почти сразу стала смертоносной.
Эта версия происхождения сибирских траппов, признанная сегодня большинством геологов во всем мире, делает их главными кандидатами в "виновники" пермского вымирания. И если дать волю фантазии, описать происходившие 252 миллиона лет назад события можно было бы так…
Смерть Ивантозавра
Земля содрогнулась, и её поверхность окутал густой ядовитый туман. На месте извержений вспыхнули залежи каменного угля, "дожигающие" остатки кислорода. Если на суше еще оставались возвышенности, где живые существа могли найти воздух, пригодный для дыхания, то в морской воде шансов на выживание не было ни у кого – соединения хлора отравили Мировой океан.
Ивантозавр меченосный
Первыми погибли мшанки, брахиоподы и последние трилобиты. За ними – большая часть видов хрящевых рыб. На земле смерть настигла большинство рептилий, таких как мелкие хищные динозавры (например ивантозавр, чьи останки находят в Сибири), и более крупных, травоядных, таких как эстемменозух. (Кстати, оба ящера удостоились "памятников" в селе Очёра Пермского края, где 60 лет назад палеонтологи нашли крупнейшее в России кладбище динозавров)
Жуки, сетчатокрылые и другие насекомые, уже основательно обжившие сушу, также ушли вниз по эволюционной лестнице. Но самое страшное происходило с лесами: они буквально сгорали по всей планете из-за резкого потепления, вызванного "парниковым эффектом". Растительность на всех континентах (а вернее, на разных концах все еще единого, не распавшегося на части континента – Пангеи) стремительно деградировала, кислорода в воздухе становилось все меньше, а солнечный свет почти не попадал на землю из-за дыма пожаров и вулканических выбросов. Температура росла, обрекая все живое на мучительную смерть...
Вероятно, все это выглядело, будто на Земле открылись двери в ад. Впрочем, в каком-то смысле так и было. Огненная преисподняя, несущая в себе память о формировании планеты, вырвалась на поверхность на пространствах от нынешних Карского моря до Иркутска и Красноярска. Самое удивительное, что после этого жизнь не только сохранилась, но и вернулась к еще большему многообразию форм.
Да, жизнь – цепкая штука.
Как считают многие ученые, вымирание для нее в глобальном смысле вовсе не катастрофа, а эволюционный инструмент. Возможность "начать все сначала", испробовать иной вариант развития. Не будь пяти великих вымираний и многих других катаклизмов – может, эволюция пошла бы по иному пути и человечества сегодня просто не существовало бы.
То есть жертвы не напрасны.
Выжившие всегда придерживаются такой точки зрения, и кто им возразит? Но, возможно, и после нас, после всех наших войн, раздоров, экологических катастроф какая-нибудь следующая цивилизация с неменьшим удовлетворением отметит удивительную способность жизни продолжать свой путь наверх по горячим геологическим ступеням планеты Земля.
Может быть, даже поставят где-нибудь памятник прямоходящим разумным млекопитающим, восстановив наш облик по нескольким уцелевшим костям.