Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Они прокладывали сейсмический профиль в нескольких сотнях километрах к западу от своих берегов и обнаружили на нем 735 структур типа грязевых вулканов, жерл, извергающих или извергавших в прошлом горячую воду и метан. Профиль позволяет «видеть» те или иные слои осадков в толще морского дна. Все 735 структур оказались так или иначе связанными со слоем, разделяющим две первых эпохи третичного периода - палеоген и эоцен. Возраст слоя - 55 миллионов лет.
Метан - газ нестойкий. Если что-то, например резкий нагрев дна, разрушает подушки метанового льда, метан бурно выделяется и по пути к поверхности реагирует с водой и растворенными в ней газами. Главный результат этих химических реакций - дополнительный углекислый газ, «парниковый газ № 1», сначала перенасыщающий океан, а затем атмосферу.
«Мы думаем, что магма нагрела отложения, содержащие органический материал, что привело к взрывоподобному выбросу газов» - сказал Хенрик Свенсен корреспондентам в 2004 году. При этом он добавил, что современный выброс в атмосферу углекислого газа от сгорания угля и углеводородов в автомобилях и элетростанциях «взрывоподобней» катастрофического эоценового по меньшей мере в 35 раз. То есть тот же результат, повышение на 10 градусов мировых средних температур с массовым вымиранием, прежде всего морских организмов, будет достигнут не за 10 000 лет, а за 300 (и это только при условии, что удастся заморозить уровень выброса углекислого газа на нынешнем и без того вполне катастрофическом уровне}.
Примерно такой же результат получился в 1990 году у океанологов Джеймса Кеннетта и Лоуэлла Стота из Санта-Барбары, анализировавших колонки иловых осадков из окрестностей Антарктиды. Что важно, у них получилось, что не только поверхность океана нагрелась на те самые 10 градусов, но и глубины океана. Это было мировое бедствие. По их прикидкам, 30- 40 процентов фораминифер, уцелевших при недавней катастрофе начала кайнозоя, погибли именно в начале эоценового Эдема. Впрочем, для кого беда, а для кого именно начало Эдема. Секвойи росли в Гренландии, сухопутный живой мир птиц и примитивных мелких млекопитающих процвел от полюса до полюса.
В морских глубинах происходил массовый замор живности, как иной раз в замерзших прудах, не от температуры как таковой, а из-за резкого понижения содержания в воде растворенного кислорода. Вода «протухла» - почти как в современном Черном море на глубине более 200 метров. Кениетт и Стот тогда же обнаружили и причину бедствия. Во всех окаменевших тогда осадках морского дна обнаружилось необычно высокое содержание более легкого изотопа углерода 12c. В 1995 году Джеррай Дикепс из Университета Мичигана объявила, что только колоссальные выбросы метана, отличающегося как раз высоким содержанием легкого углерода, могут объяснить этот научный результат.
Возможно, резкий разогрев морских глубин из-за выбросов метана в Арктике вызвал такую же реакцию по всему мировому океану, везде, где тогда откладывались запасы метанового льда. Это нарушило обычную для нашего времени и для большинства эпох Земли циркуляцию вод океана, которая и поддерживает «полярный холод» океанских глубин даже на экваторе.
Особенно интересно то, что субтропики у полюсов наступили быстро, за несколько тысяч лет, держались от 80 до 200 тысяч лет и лишь потом медленно, в течение всего эоцена, отступали...
Дыхательные революции
Прошлое никогда не уходит безвозвратно и не исчезает бесследно. Оно живет в нынешнем, как в своем продолжении. Но оно же властно и грубо может вторгнуться в жизнь каждого. Рак, проблема номер один современной медицины,- это, как думают некоторые ученые, как раз такое вторжение прошлого, причем очень далекого - времен, когда зарождающаяся жизнь развивалась без кислорода. В генах нынешних организмов, в каждой клетке человеческого тела сохранилась память об этом примитивном этапе эволюции. По одной из J гипотез, в наших хромосомах есть участки, «лишенные прав и обязанностей». Но эти участки никуда не деваются, только . прикрыты специальными блокирующими химическими группами. Но под влиянием каких-то вирусов или канцерогенных веществ такой репрессор может вдруг разрушиться. Одна или несколько клеток вдруг перерождаются, теряют
Атмосфера планеты. Жизнедеятельность ее организмов. Между этими двумя понятиями тесная связь, и отнюдь не односторонняя. Современный живой мир приспособлен к кислородному дыханию, но и сам кислород - продукт жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов - растений. Всегда ли система «атмосфера - жизнь» пребывала в ее нынешнем виде? Нет! На первых порах это продукт выделения не просто ненужный, но даже и вредный. Да и потом бывало всякое, иное, чем сейчас, содержание и кислорода, и углекислоты. В прошлом были великие атмосферно-дыхательные революции, означавшие резкую смену ландшафтов, изменение состава живущих организмов.
Американский палеоклиматолог Р. Фэйрбридж выделил пять таких революций. Первая совпадает с моментом зарождения жизни, когда появился первый бескислородный обмен веществ, который сохраняется, например, в глубинах Черного моря, отчего оно почти на всю глубину заражено сероводородом, да и во многих иных местах мирового океана. Вторая - с возникновением фотосинтеза, а значит, с появлением первого кислорода. Сначала этот кислород присутствовал только в тонком поверхностном слое в так называемых матах, бактериально-водорослевых образованиях на поверхности доисторических луж, где появились и получили развитие аэробные организмы, использующие кислород для дыхания. Но постепенно кислород стал одним из газов атмосферы. Над Землей появился слой озона - трехатомного кислорода, обладающего свойством задерживать самую чувствительную для живого часть ультрафиолетового излучения Солнца. Жизнь получила стимул для развития и для первого выхода на сушу.
Третья революция произошла, когда содержание кислорода в атмосфере достигло одного процента от современного. Остальное - азот и много, очень много углекислого газа. Самое важное изменение произошло в океане. В это время (возможно, это случилось 550 миллионов лет назад, в начале кембрия) вода океанов изменилась на вкус: насыщенная углекислым газом, она из чуть кисловатой стала чуть щелочной, как сейчас. Это малозаметное изменение не сыграло бы никакой роли, если бы оно не затруднило, и весьма серьезно, для уже многочисленного мягкотелого животного мира океанов удаление некоторых продуктов жизнедеятельности, например извести (СаСОз). Приходится лишь удивляться, до чего оперативно органическая жизнь и это затруднение (как раньше кислород) сумела использовать. Самые разные виды, роды, классы животных на рубеже докембрия и кембрия научились сначала одеваться в панцири и раковины, а потом и строить себе внутренние скелеты. Именно с этого момента начала составляться палеонтологическая летопись планеты: скелеты хорошо сохранялись.
Четвертая революция, грянувшая треть миллиарда лет тому назад. В каменноугольном и пермском периодах она быстро извлекла из атмосферы ту углекислоту, которую еще не успели захватить отлагающие известь организмы моря. Роскошные влажные леса каменноугольного и пермского периодов выделили огромное количество кислорода. Сколько?
Не получилось ли тогда так, что природа «перестаралась» - произвела кислорода больше, чем когда-либо, чем его есть на Земле даже теперь (23 %)? Есть мнение, что того кислорода было пожароопасно много, до 40 процентов, и леса не горели только потому, что стояли «по пояс» в воде, где и шло стремительное образование залежей торфа, зародышей будущих каменноугольных бассейнов. И не этим ли объясняется кратковременное появление на планете гигантских насекомых вроде каменноугольных стрекоз, достигающих в размахе крыльев чуть ли не метра? Ведь, по мнению биологов, размеры насекомых ограничены именно способом их дыхания и кровообращения: при больших размерах тела кислорода насекомому не хватает и при нынешнем составе воздуха.