Все мы начиная с 24 февраля 2022 года оказались перед лицом наступающего варварства, насилия и лжи. В этой ситуации чрезвычайно важно сохранить хотя бы остатки культуры и поддержать ценности гуманизма — в том числе ради будущего России. Поэтому редакция «Горького» продолжит говорить о книгах, напоминая нашим читателям, что в мире остается место мысли и вымыслу.
Данна Стоф. Осьминоги, каракатицы, адские вампиры: 500 миллионов лет истории головоногих моллюсков. М.: Альпина нон-фикшн, 2023. Перевод с английского Анны Петровой, научный редактор Денис Захаров. Содержание
Чтобы понять, что именно стало причиной массового вымирания в конце мелового периода, нужно для начала признать, что оно действительно произошло. Этому признанию способствовало обнаружение следов падения огромного метеорита, а также тщательные исследования окаменелостей. В результате произошел фундаментальный сдвиг научной парадигмы, когда концепция постепенного упадка сменилась гипотезой о внезапном катаклизме.
На протяжении долгого времени палеонтологи рассматривали грандиозный переход от мира динозавров (и вместе с ними аммоноидов и белемнитов) к миру млекопитающих (а также наутилусов и кальмаров) как медленный и неизбежный. Такой взгляд на вымирание совпадал с общепринятым в те времена представлением о том, что сами динозавры были медлительными и архаичными. Они явно были обречены.
Затем, в 1980 г., пара критически настроенных ученых — отец и сын Луис и Уолтер Альваресы — выдвинули новую гипотезу вымирания, предполагающую в качестве причины гибельный удар метеорита. Находились все новые неопровержимые доказательства падения метеорита, и палеонтологи гадали, как это событие могло уничтожить динозавров (и ряд других животных), но при этом не задело млекопитающих (и всех остальных выживших существ). Ладно, допустим, метеорит был, говорили они. Но он стал лишь последней каплей, ведь динозавры уже находились в глубоком упадке.
Рассуждения об аммоноидах шли примерно в том же направлении. Так, в авторитетном учебнике «Палеобиология аммоноидов», в издании 1996 г., говорится: «Окончательное вымирание аммоноидов было результатом постепенного и длительного упадка, который можно проследить на протяжении нескольких миллионов лет». За этим следует решительное отрицание роли метеорита: «Чтобы объяснить окончательный закат аммоноидов, не обязательно привлекать масштабный удар из космоса».
Однако признанный специалист по палеонтологии и биологии наутилусов Питер Уорд рьяно отстаивал гипотезу внезапной гибели аммоноидов. Уорд и его коллеги обследовали места, в которых осадочные горные породы непрерывно формировались за много лет до столкновения с астероидом и продолжали формироваться долгие годы после него. Ученые обнаружили, что множество видов аммоноидов в изобилии сохранялись в виде окаменелостей вплоть до столкновения с астероидом, а затем резко исчезли. Статистический анализ также показал, что даже те виды аммоноидов, которые исчезли из палеонтологической летописи задолго до столкновения, скорее всего, дожили до конца мелового периода. «Кажется, что все происходило более постепенно, чем было на самом деле, — объясняет Мэтью Клэпхэм. — Если вам удалось найти слой горной породы с окаменелостями, вы не обнаружите в нем окаменелостей всех животных, которые жили в эпоху его формирования. В течение всего времени существования вида есть пробелы [в летописи окаменелостей]. А если есть пробелы внутри, значит, должны быть пробелы и по краям. Так что на самой границе мы находим не все виды».
После долгих научных споров (с разной степенью вежливости) было все же признано, что падение метеорита сыграло важную роль в массовом вымирании конца мелового периода. В издании учебника «Палеобиология аммоноидов» 2015 г. Лэндмен и его коллеги пишут: «В настоящее время принято считать, что исчезновение аммонитов <…> было вызвано столкновением с астероидом. Но точные механизмы их уничтожения все еще неизвестны».
Получается, Мистер Астероид ворвался в Меловую комнату с… канделябром? Веревкой? Револьвером?
В поисках явных улик
Катастрофа, постигшая живых существ в конце мелового периода в результате падения внеземного объекта, была усугублена очередным всплеском вулканической активности, лишь ненамного уступавшим по разрушительности извержениям в конце пермского периода. Взрыв снаружи и взрывы изнутри Земли запустили каскад изменений окружающей среды, когда животные, вероятно, погибали под воздействием жары, холода или кислотных дождей.
Пока я пишу эти строки, группа моей дочери в детском саду изучает тему динозавров. Похоже, они разобрали гипотезу Альвареса (о том, что динозавры вымерли от падения крупного астероида): вернувшись домой, дочь взволнованно рассказывала, как метеорит «откуда-то из космоса» ударил по Земле и «сорвал с нее всех динозавров и растения». Звучит, конечно, убедительно. Мне было непросто объяснить на языке четырехлеток, что метеорит ничего не сбивал физически с поверхности планеты, но от него начались пожары, изменился климат, воздух и моря… Она вскоре перестала меня слушать, а я поняла, что и сама не до конца все понимаю.
Единственное утешение — я в хорошей компании. «Я осознал, что после 15 лет исследований массовых вымираний так и не знаю, что их вызывает», — сказал Дэвид Бонд, палеонтолог из Университета Халла в Англии, в начале своего доклада на заседании Американского геологического общества в 2016 г. Но Бонд слегка лукавил — после такого вступления он перешел к убедительному описанию причины почти всех массовых вымираний, а именно вулканических процессов. И даже при том, что вымирание в конце мелового периода было следствием метеоритного удара, что само по себе является аномалией, там также не обошлось без весьма мощных извержений вулканов.
На иллюстрациях в книгах динозавры обычно изображены на фоне многочисленных вулканов. В подобных сценах доисторической жизни иногда фигурирует даже перепуганный тираннозавр в тщетных попытках скрыться — подобно бегущему от извержения Везувия жителю Помпей. Однако вулканы не появлялись внезапно по всей Земле и не извергались каждый день или каждую неделю, как можно подумать, начитавшись таких книжек с картинками. Вулканическая деятельность конца мелового периода была в основном сосредоточена в Индии, которая на тот момент все еще оставалась островом, медленно и неуклонно двигающимся к грандиозному столкновению с Евразией. Излившиеся вулканические базальты в Индии очень похожи на сибирские траппы конца пермского периода — 500 000 кв. км против 2 000 000 кв. км в Сибири, а изливались они, возможно, на протяжении 30 000 лет (против сибирских 100 000). Это явно были вулканические процессы огромных масштабов, пусть и не такие впечатляющие, и они могли иметь столь же катастрофические последствия для окружающей среды.
Но… как же насчет того самого метеорита? Вот вам еще одна весьма смелая гипотеза: что, если метеорит вызвал извержения вулканов? Некоторые геологи предполагают, что вулканическая область в Индии уже была заряжена магмой и сильнейшее сотрясение от врезавшейся в планету огромной каменной глыбы заставило ее излиться на поверхность. Трудно понять, насколько на самом деле одно событие было связано с другим, но внеземное тело вполне могло вызвать глобальные землетрясения. На полуострове Юкатан в Мексике метеорит оставил вмятину шириной более 177 км: теперь она называется кратер Чикшулуб. Туда мог бы поместиться весь Большой остров Гавайи, и еще останется место. Ученые вычислили, что метеорит, оставивший этот кратер, должен был быть не меньше 11 км в диаметре, то есть в него легко могла бы влезть гора Эверест (если бы высочайшая вершина мира в то время уже существовала: Индия тогда была островом и Эверест еще не вспучился на поверхности планеты).
Столкновение с метеоритом вызвало как краткосрочные, так и долгосрочные последствия во всех средах обитания, кроме глубоководных. Поверхность Земли несколько минут перегревалась под воздействием раскаленных частиц метеорита, входящих в плотные слои атмосферы. Газы, выброшенные в атмосферу, вызвали в последующие годы «импактную зиму» (подобную ядерной зиме, о которой рассказывали писатели- фантасты середины XX в.), а кислотный дождь кардинально изменил химический состав верхних слоев океана.
Очевидно, что тем, кому не повезло жить в конце мелового периода, пришлось несладко. Но остается вопрос: как описанные изменения привели к конкретным переменам, которые мы видим в палеонтологической летописи? Почему одни группы животных вовсе исчезли, а другие оказались практически не затронутыми? Один из возможных ответов: простое везение. Госпожа Удача играет огромную роль во время массовых вымираний: каждый кризис — новый бросок костей, после которого очередные невезучие виды удаляются со сцены.
«Во время каждого массового вымирания аммоноиды были на грани того, чтобы отдать концы», — указывает Кэтлин Риттербуш, то есть можно предположить, что они были довольно уязвимыми. Аммоноиды все-таки вымерли в конце мела, но это запросто могло случиться и в конце перми или триаса. Удача, позволившая им продержаться так долго, возможно, более достойна удивления, чем неудача, из-за которой они в конце концов исчезли. Тем не менее, как отмечает Джослин Сесса, «такова наша человеческая природа: мы будем рассматривать это [вымирание], задумываться о причинах и искать объяснения».
Выжившие аммоноиды
Нетрудно представить, что планета, в которую врезался метеорит размером с гору и которая изрыгала наружу свои расплавленные внутренности, стала довольно неблагоприятным местом для жизни. Великая загадка состоит в избирательности вымираний: почему исчезли динозавры, но не птицы, аммоноиды, но не наутилоиды? Что касается головоногих, возможное объяснение кроется в том, насколько широко разные виды распространились по земному шару. Тем, кто освоил больше территории, было легче выстоять.
Две группы головоногих с внешними раковинами, безусловно, отличались друг от друга, но на первый взгляд эти различия говорили в пользу аммоноидов. Аммоноиды были разнообразными, многочисленными, сложными. Наутилоиды были простыми, и пусть не редкими, но и не широко распространенными. Но наутилоиды бодро пошли дальше и продолжают идти своей дорогой вплоть до настоящего времени, а аммоноиды вымерли в конце мелового периода.
По крайней мере, все так думали — пока не обнаружились некоторые замечательные окаменелые остатки вблизи современного города Маастрихт в Нидерландах. Как оказалось, аммоноиды вовсе не вымерли в конце мелового периода. Во всяком случае, не все и не сразу. Некоторые виды пережили апокалипсис (правда, ненадолго).
Маастрихт — город, которому знакомы взлеты и падения, ведь это старейший голландский город, в котором со времен Римской империи всегда жили люди, а также там появился на свет Европейский союз. К тому же город дал свое имя последнему перед массовым вымиранием ярусу мелового периода: Маастрихтский век назван в честь множества ископаемых, найденных в окрестностях этого города. Но слои осадочных пород в этом регионе не заканчиваются с падением метеорита: это событие было запечатлено в камне, а порода продолжала откладываться в постмеловые эпохи, давая нам превосходную возможность сравнить комплексы ископаемых остатков непосредственно перед катастрофой и сразу после нее.
В 1996 г., всего через несколько лет после того, как был подписан договор о создании Евросоюза, Джон Ягт, палеонтолог из Музея естественной истории в Маастрихте, открыл аммоноиды, которые не вписывались в общепринятую концепцию, потому что пережили массовое вымирание. Их ископаемые остатки совершенно точно сохранились в слоях, лежащих выше пород, которыми отмечается конец мелового периода. Это три гетероморфа: один — закрученный назад, Hoploscaphites, и два прямораковинных, Baculites и Eubaculites. Ягт вместе с Нилом Лэндменом и Пег Якобуччи (а также учеными из Бельгии, Польши и России — этакое многонациональное содружество) приступил к дальнейшим исследованиям и интерпретациям этих окаменелостей. Он же любезно предоставил мне экземпляр их статьи 2014 г.
Эти ученые получили блестящую возможность проверить гипотезы о причинах вымирания (почти) всех аммоноидов. Какие уникальные черты выживших видов отличали их от всех тех аммоноидов, чья жизнь оборвалась в меловом периоде? Исследователи принялись за решение этой загадки, широко раскинув сеть, чтобы охватить окаменелости за пределами Маастрихта и посмотреть на географическое распределение аммоноидов по всему миру. Они рассмотрели 29 регионов, от Туркменистана до Нью-Джерси, от Антарктиды до Египта, используя компьютерную программу, чтобы отразить то положение, которое каждый регион занимал в меловом периоде.
Ученые отметили, в каких из 29 регионов встречались ископаемые остатки разных аммоноидов — как выживших, так и нет. Некоторые виды обнаружились лишь в одном месте, другие — во многих. Прослеживая общую картину для каждого вида аммоноидов, можно было оценить масштаб его распространения. Как оказалось, ареалы трех выживших видов аммоноидов были гораздо шире, чем тех аммоноидов, которые не смогли пересечь границу мелового периода.
Они также проанализировали вид наутилоидов, который обнаружили по обе стороны границы, пролегающей в конце мелового периода: этот вид тоже был широко распространен по всему земному шару. Из полученных данных следует, что головоногие с широким ареалом оказались более устойчивы к вымиранию. С точки зрения «удачи» это имеет смысл: широкий географический ареал с разным набором условий обитания сродни пресловутому подходу, согласно которому не следует хранить все яйца в одной корзине.
«Но даже самые широко распространенные аммониты в конце концов вымерли, в то время как Eutrephoceras [уцелевший наутилоид] выжил при меньших размерах популяции и более крупных эмбриональных раковинах, — отмечают Лэндмен и его коллеги в конце своей статьи, возвращая нас с небес на землю. — По-видимому, широкое географическое распространение вначале могло защитить некоторых аммонитов от вымирания, но не могло дать гарантий выживания в долгосрочной перспективе».
Хм… Более крупные эмбриональные раковины, говорите?