Почему вымерли динозавры?

В наше время каждому школьнику известно, что в мезозойскую эру на Земле жили динозавры, но в какой-то момент они взяли да и вымерли. Случилось это примерно 65 млн лет назад. Вообще верхнюю границу мезозойской эры как раз и определяют по наличию окаменелостей динозавров (и некоторых других животных) — выше их уже нет, и там начинается кайнозойская эра.

Динозавры
В конце мезозойской эры динозавры заселяли всю Землю, но уже в начале кайнозоя их не стало

Все это так, и ученые хорошо разобрались с геохронологической шкалой, однако в геологической истории немало белых пятен, среди которых особенно назойливое выражается простым вопросом: почему вымерли динозавры? Что послужило причиной ухода со сцены жизни этой процветающей группы рептилий? Как произошло, что за относительно короткий промежуток времени с лица Земли исчезли все существовавшие в меловом периоде семейства, роды и виды больших ящеров?

Это одна из самых интригующих загадок палеонтологии, относительно которой выдвинуто не менее сотни гипотез, подчас противоречивых и даже фантастических. Единого мнения по поводу гибели гигантов у ученых нет — главные открытия будут впереди. Хотя мы и так ждем уже почти три столетия: впервые то, что в прошлом происходили глобальные биологические катастрофы, исследователи поняли еще в XVII в.

И уже в то далекое время выдвинули первые гипотезы относительно гибели доисторических животных — вспомните хотя бы версию Всемирного потопа. В последующие десятилетия возникали более правдоподобные предположения, которые, правда, имели массу недостатков и никак не могли претендовать на истинность.

Астероид
Астероидная гипотеза вымирания динозавров — одна из самых популярных в массовой культуре

Если вы вдруг усмехнулись над наивностью палеонтологов прошлых столетий, то зря — нынешние ученые в некоторых вопросах не очень-то далеко ушли от своих предшественников. Потому что даже с вершин современной науки разгадки тайны вымирания динозавров не видно. Хотя, признаться, определенный прогресс в этом направлении есть, в чем вы сейчас и убедитесь.

Однако спешим вас разочаровать — мы не будем подробно разбирать каждую из существующих гипотез, потому что их слишком много. Мы просто оценим многообразие мнений по поводу вымирания динозавров, а также взглянем на наиболее правдоподобные и перспективные версии событий, происходивших 65–70 млн лет назад.

Кстати говоря, палеонтологи и биологи удивляются тому ажиотажу, который поднялся вокруг вымирания динозавров в широкой публике, ведь в истории Земли происходили куда более масштабные и в то же время загадочные явления. Например, все еще ждет своей разгадки массовое пермское вымирание, случившееся около 251,4 млн лет назад и по праву зовущееся Величайшим. А тайна зарождения жизни на нашей планете еще более сложна и интересна.

Потоп
Первая гипотеза вымирания доисторических животных — Библейский потоп

Но динозавры заняли видное место в массовой культуре, а поэтому их исчезновение интересует людей больше, чем вымирание каких-то там трилобитов. Ну что ж, раз так, то давайте узнаем, отчего могли погибнуть самые успешные и крупные животные, когда-либо ходившие по поверхности нашей планеты.

Беда из космоса

Большинство гипотез вымирания динозавров отталкиваются от того факта, что динозавры, а также и другие животные, вымерли относительно быстро, по геологическим масштабам почти мгновенно (хотя это «мгновение», длившееся десятки и даже сотни тысяч лет, нам кажется целой вечностью). Многие ученые думают так: раз динозавры погибли в короткий срок, значит, на Земле случилась какая-то катастрофа глобального масштаба, заставшая животных врасплох. И возможно, беда пришла извне — из необъятного космоса.

Например, известный нам ученый Дейл Рассел совместно со своим коллегой Тэкером Уоллесом выдвинул гипотезу, что динозавры вымерли из-за произошедшей недалеко от Земли вспышки сверхновой звезды. Эту идею в свое время поддерживал и советский астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский.

Идея проста: во время вспышки сверхновой звезды рождаются мощнейшие потоки проникающего излучения, или, попросту говоря, радиация. Наиболее опасным является гамма-излучение, которое практически не задерживается земной атмосферой. По мысли Рассела и Шкловского, именно это излучение и погубило динозавров, а также и львиную долю других животных, в том числе и водоплавающих.

Вспышка сверхновой звезды
Вспышка сверхновой звезды могла погубить все живое на Земле

На самом деле эта гипотеза не выдерживает критики, так как радиация не могла убить животных выборочно — случись такое на самом деле, не выжил бы никто. Мало того, из-за толщи воды морские животные оказываются более защищенными, а в конце мела наиболее всего пострадали именно водоплавающие. Но самое главное — в горных породах, относящихся к тому периоду, нет никаких следов мощного излучения.

Зато в середине 1960-х гг. была сделана находка другого рода: в Италии, в слоях горных пород, соответствующих времени вымирания динозавров, обнаружена так называемая иридиевая аномалия. В тонком слое глины возрастом 65 млн лет оказалось слишком много редкого металла иридия, больше, чем в среднем по Земле, — превышение нормы составляет 20 раз. Как это связано с динозаврами?

По утверждению американского физика-ядерщика Луиса Альвареса (Нобелевского лауреата, между прочим), связь повышенной концентрации иридия с гибелью динозавров прямая. Дело в том, что в земной коре иридия крайне мало — этот металл очень хорошо связывается с железом, и за четыре с лишним миллиарда лет существования нашей планеты большая его часть осела в ядре Земли. А иридиевые аномалии могут объясняться только падением на планету метеоритов или астероидов.

Установлено, что в этих космических телах концентрация иридия очень высока, а значит, в месте удара большого метеорита в поверхность Земли как раз и будет наблюдаться иридиевая аномалия. А если метеорит будет большим и тяжелым (около 10 км в диаметре и 10 млрд т весом), то иридий осядет не в одном месте, а на очень большой территории. К настоящему времени известно более чем о 20 иридиевых аномалиях (с превышением концентрации металла до 120 раз) в различных частях Земли, и почти все они возникли в одно время.

Все эти мысли и легли в основу выдвинутой в 1980 г. Альваресом «импактной гипотезы», или гипотезы метеоритного удара, в результате которого погибли динозавры. По расчетам ученого при падении на Землю такого «камешка», в воздух поднимется огромное количество пыли (порядка 600 млрд т), которая на несколько лет закроет Солнце. Наступит «астероидная зима» со всеми вытекающими последствиями: похолоданием, потемнением, общим ухудшением атмосферы и т. д.

В общем после падения такого тяжелого метеорита за несколько лет должны практически полностью погибнуть фотосинтезирующие растения, а в океанах — планктон и водоросли. Так как именно растения лежат в основе всех пищевых цепочек, начнут гибнуть и животные, в том числе и динозавры. И за несколько лет, пока небо вновь не прояснится, погибнут очень многие животные и растения. А свидетельством этой катастрофы останется большой, до 100 км в поперечнике, ударный кратер — на эту роль претендует кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан, что в Центральной Америке.

Аризонский кратер
Аризонский кратер диаметром 1,2 км образовался 50 000 лет назад в результате падения 50-метрового метеорита. Скрытый под водой кратер Чиксулуб в 100 раз больше

Эта гипотеза стала невероятно популярной, ведь она красива и зрелищна, людям нравится сама идея планетарной катастрофы, а потому она прижилась и прочно осела в массовом сознании. Но только не у ученых — научное сообщество в массе своей скептически относится к идее «импакта». Хотя дебаты на эту тему продолжаются и сейчас, так как все еще есть ярые приверженцы метеоритной гипотезы мелового вымирания.

А почему же такая правдоподобная гипотеза, предложенная вполне серьезным ученым, не принимается научным сообществом? Потому что большинство фактов говорят в пользу ее ошибочности. В частности, вымирание животных происходило на протяжении десятков и даже сотен тысяч лет, а не за годы — «астероидная зима» была в этом процессе лишь мгновением, которое вряд ли могло значительно повлиять на события.

Кроме того, в этой гипотезе остается непонятным, почему вымирание происходило выборочно: погибли динозавры, птерозавры, некоторые морские рептилии, но остались практически нетронутыми крокодилы и черепахи, птицы, ящерицы, млекопитающие, насекомые и многие другие животные. Сторонники «импакта» говорят, что млекопитающие могли переждать ухудшение условий в норах, а в целом выжили те из животных, которые обладали небольшими размерами, а значит, и незначительными потребностями в пище.

Как бы то ни было, а палеонтологи и биологи (в особенности биологи!) не воспринимают всерьез метеоритную гипотезу вымирания динозавров. Сторонники же этой идеи всячески стараются ее спасти, вводя в нее модификации. Если допустить падение на Землю нескольких метеоритов с периодом в несколько лет, то можно значительно продлить сроки «астероидной зимы». Но такое событие практически невозможно, а если и возможно, то оно не продлит зиму на тысячи лет. Да и никаких доказательств постепенного выпадения на Землю сразу большого числа небесных камней (хотя бы двух, что уж говорить о десятках!) сейчас нет.

Еще одна модификация этой версии — допущение, что Земля столкнулась не с метеоритом, а с кометным ядром. Что это меняет? А то, что комета больше «пылит», значительная ее масса испарится еще в земной атмосфере, и в поверхность планеты ударится то, что останется, и тоже испарится. Все это в конечном итоге продлевает «астероидную зиму», однако в этом случае иридиевых аномалий не должно возникать.

Как видите, гипотезы о смерти, пришедшей из космоса (которых существует гораздо больше, чем описано здесь), не могут решить проблему исчезновения динозавров и мел-палеогенового вымирания вообще. А что, если причина не была внешней?

Виновата Земля

Учеными выдвинуто большое количество гипотез, объясняющих вымирание динозавров различными глобальными изменениями и катаклизмами, виной которых была сама Земля. Однако мы здесь не будем обсуждать все — некоторые из них не просто фантастичны, а абсурдны и не стоят нашего внимания.

Смена полюсов
Смена полюсов не объясняет гибель морских рептилий, защищенных от космических лучей толщей воды

Начнем издалека. Все мы знаем, что магнитные полюса Земли не находятся в покое, а постоянно движутся, что вызвано активностью внутренностей нашей планеты. Так что в прошлом магнитные полюса располагались совсем не там, где сейчас. Обычно дрейф полюсов происходит медленно, буквально на километры за сотни лет, но иногда случается так, что полюса практически мгновенно (за месяцы, самое большое — годы) меняются местами.

Так вот, геологи уже давно отметили, что отложения горных пород, лежащие ниже границы мезозоя и кайнозоя, имеют обратную намагниченность по сравнению с вышележащими. И по ряду пород можно определить, что резкая смена (или инверсия) полюсов Земли произошла как раз 65 млн лет назад. Вероятно, некоторые ученые подумали, что эта смена полюсов как раз и стала причиной гибели животных.

Правда, не совсем понятно, как это могло повлиять на жизнь, потому что мы никогда не сталкивались с подобным явлением. Возможно, опасность заключается в том, что смена полюсов должна сопровождаться полным исчезновением у Земли магнитного поля, которое в полной мере восстанавливается за несколько лет. А без магнитного поля на поверхность нашей планеты обрушится поток космического излучения, губительный для всего живого.

Вполне правдоподобная версия, однако ученые сомневаются, что сама смена полюсов как-то негативно скажется на биосфере Земли, а космическое излучение задерживается не только магнитным полем, но и атмосферой, которая никуда не пропадает. Так что эта гипотеза практически не рассматривается всерьез.

Яица динозавров
Глобальное похолодание могло привести к тому, что из яиц динозавров стали появляться только самцы

Не считаются основательными и гипотезы, в которых утверждается, будто бы динозавры вымерли от недостатка или, наоборот, переизбытка кислорода в атмосфере. Ученые предполагают, что в эпоху динозавров кислорода в атмосфере нашей планеты было больше, чем сейчас, — около 30 % против нынешних 21 %. А 65 млн лет назад кислород стал куда-то уходить, и его осталось не более 16 %, что буквально задушило животных. В последующие геологические периоды кислород опять прибыл и соотношение газов в атмосфере приняло современное значение.

Чем могло быть вызвано столь стремительное сокращение кислорода — неизвестно. Хотя сами авторы гипотез предлагают различные причины, среди которых и падение астероида — из-за него, как мы помним, могло значительно сократиться количество фотосинтезирующих растений и водорослей, что привело бы и к уменьшению выделения кислорода.

Причиной гибели динозавров могли стать и изменения в Мировом океане. Возможно, что-то привело к его охлаждению либо к изменению химического состава его вод. Это, конечно, могло сказаться на животных, однако, как и в случае с предыдущими гипотезами, доказательств справедливости данной версии нет.

Зато ученые точно знают, что в мезозое происходили значительные колебания уровня Мирового океана, а это также могло привести к вымиранию животных, особенно морских. Потому что основная масса океанической жизни сосредоточена в относительно мелководных континентальных шельфах, а в случае значительного обмеления океанов площадь шельфов сокращается, превращаясь в сушу. Последствия такого события предугадать несложно: это приведет к гибели большого количества морских животных.

Итак, мы описали практически нежизнеспособные гипотезы, и настала пора посмотреть на то, что действительно могло иметь место. В частности — уже упомянутые нами глобальные извержения вулканов и траппы, в принципе способные погубить если и не все живое на Земле, то значительную его часть.

Извержение вулкана
Массовые извержения вулканов могут вызвать «вулканическую зиму»

Действительно, «астероидная зима» может наступить и безо всякого астероида — достаточно, чтобы на протяжении нескольких лет извергалось большое количество вулканов на большой площади (это уже называется «вулканической зимой»). Такое возможно и даже имело место быть. Геологи утверждают, что между 60 и 68 млн лет назад на полуострове Индостан происходило массовое излияние магмы из разломов в земле, а свидетельством тому являются знаменитые траппы на Деканском плато в Индии.

Массовые извержения вулканов и излияние магмы опасны тем, что выделяют огромное количество вулканического пепла, углекислоты, соединений серы и множество других ядов. Все это как раз и ведет к «вулканической зиме», которая могла бы стать серьезным испытанием для жизни. Кроме того, животных могли убивать и сами вулканы — уже через месяцы после начала извержений вокруг них образовывалась безжизненная горячая и наполненная ядовитым воздухом территория, совершенно не приспособленная к жизни, больше похожая на преисподнюю, чем на матушку-Землю.

Гипотезы, в которых присутствует глобальное похолодание, вполне могут объяснить вымирание динозавров. Ведь они, скорее всего, не были по-настоящему теплокровными и в немалой степени зависели от климатических условий. Снижение температуры, а также увеличение температурных колебаний в течение суток и сезонов могло погубить ящеров, сделав их менее подвижными и успешными в плане охоты. Вот именно поэтому так популярны гипотезы «астероидной» и «вулканической» зим. Их даже пытались объединить: возможно, что падение астероида на полуостров Юкатан могло вызвать резкое увеличение вулканической активности на Индостане и в других областях планеты.

Некоторые ученые связывают вымирание динозавров с похолоданием, но объясняют его с других позиций. Как известно, пол детенышей всех рептилий не задается с самого оплодотворения, как, например, у млекопитающих — он определяется исходя из тех условий, в которых будут находиться яйца. Если на улице теплее определенного значения, то появляются в основном самки, а если холоднее, то из яиц вылупляются самцы. Теперь понятно, что в случае глобального похолодания из яиц динозавров будет появляться все больше самцов и в какой-то момент эти самые яйца откладывать будет просто некому.

Если вы обратили внимание, то все эти гипотезы стараются объяснить, чем Земля могла убить все живое на себе, но они не способны внести ясность в вопрос, почему 65 млн лет назад не погибло всё живое. Действительно, не могли же вулканы действовать выборочно, уничтожая динозавров и водоплавающих ящеров, и совершенно не трогать насекомых. А изменения, связанные с океаном, вообще не могут оказать серьезного влияния на сухопутных животных. Все это в полной мере относится и к «импактным» гипотезам. Так что же, ученые не знают, как и почему вымерли динозавры? Достоверно — не знают, но более или менее убедительные соображения по этому поводу есть.

Естественный ход эволюции

Мы рассмотрели некоторые из самых популярных гипотез вымирания динозавров, но все они имеют серьезный недостаток — их выдвинули не палеонтологи и не биологи. А разве это имеет значение? Имеет, так как подход к науке у физиков и у биологов разный. Когда с научной проблемой сталкиваются первые, они стараются решить ее наиболее простым способом, не нуждающимся во введении каких-либо искусственных, избыточных элементов. И это обычно срабатывает.

Мамонт
Мамонты и их современники нормально пережили как минимум одно падение крупного метеорита

У биологов все несколько иначе. Любая экосистема — это не просто набор независимых друг от друга живых существ и растений, а взаимосвязанная система, в которой все зависит буквально от всего. Мало того, эти системы невероятно устойчивы к пытающимся их разрушить внешним факторам. Так что для биологов «простые» гипотезы, выдвинутые физиками, вовсе не кажутся убедительными.

Действительно, падение астероида — невероятно простая гипотеза, ведь в ней присутствует только одно явление (собственно столкновение Земли с другим небесным телом), которое запускает весь процесс вымирания. Однако даже эта версия теряет свою убедительность из-за того, что, по геологическим данным, динозавры вымерли не в одночасье, а за десятки и даже сотни тысяч лет.

Мало того, есть свидетельства, что падения крупных метеоритов на Землю происходят достаточно регулярно, но эти катастрофы оказываются вовсе не смертельными для всего живого. Например, около 2,5 млн лет назад между Южной Америкой и Антарктидой упал метеорит поперечником не менее 4 км, и это привело к гибели многих морских и сухопутных животных, но... только на ограниченной территории, куда докатилась вызванная метеоритом волна цунами. Возможно, что тогда наступила «астероидная зима», но она не оказала никакого серьезного влияния на биосферу Земли.

Так как же биологи со своей колокольни видят мел-палеогеновое вымирание? А так, что это вовсе не катастрофа, а естественный эволюционный процесс, в котором в какой-то момент случился кризис, вызванный внутренними (биосферными) причинами. И причина была не одна, как любят физики, а сразу много. Эта гипотеза называется биосферной, различные ее модификации поддерживаются большинством биологов и палеонтологов (особенно она популярна в России).

В чем суть этой версии? Она учитывает несколько факторов и основана как раз на том, что в природе все взаимосвязано.

В начале мелового периода появились цветковые растения, которые к середине мела заняли ведущие позиции, постепенно вытеснив все остальные. Напомним, что к цветковым относится и обычная трава, которой до середины мела даже не существовало. Эти растения быстро занимали все свободные территории, пригодные для их роста, и создавали собственную экосистему.

Криолофозавр
Криолофозавр — типичный пример «быстрой» эволюции динозавров. Этот вид появился около 188 млн лет назад, но уже через несколько сотен тысяч лет полностью вымер

Появление такой зеленой массы заставило растительноядных животных активно приспосабливаться — не пропадать же такому источнику пищи! Есть траву научились некоторые динозавры, но млекопитающие в этом деле оказались впереди планеты всей: они породили мелких растительноядных животных — грызунов, небольших по размерам, но прожорливых. А там, где есть травоядные, есть и специализирующиеся на них хищники. Так возникли небольшие млекопитающие хищники.

Чем это грозило динозаврам? Взрослым и крупным — ничем, они могли не опасаться хищников вроде современных лис или кошачьих. А вот их детенышам пришлось туго. Действительно, сами динозавры были большими, не меньше слона, а детеныши появлялись на свет мелкими, едва превосходящими по размерам кролика. Защитить такую крошку гиганту не так-то легко! Вот так детеныши динозавров стали легкой добычей новых хищников, которые были быстрыми и неуловимыми.

Но это не все. В дело вмешался дрейф континентов — перемещение материков вызвало нарушения в морских и воздушных течениях, что привело к сбою установившегося климата. К концу мелового периода стало прохладнее, увеличился и перепад температур в течение суток и сезонов.

Для динозавров, у которых теплокровность была инерциальной, это стало суровым испытанием!

Все эти факторы сыграли против динозавров. Нет, они не вымерли в одночасье, все было несколько сложнее и интереснее. Мы откроем вам страшную тайну: вымирание животных — это естественный эволюционный процесс, который происходит всегда, даже в наше время. Да-да, не удивляйтесь, именно так идет эволюция — все виды животных развиваются, достигают в этом развитии пика, и... вымирают. Но на смену им приходят другие, более совершенные виды, этот процесс не прекращается, хотя в разное время идет разными темпами.

Трава
С середины мелового периода обычная трава стала распространяться по Земле невиданными темпами

Так было и с динозаврами, количество видов которых в меловом периоде достигло рекордного числа. Но в какой-то критический момент все закончилось: в конце мела новые виды динозавров просто-напросто перестали появляться. Они не смогли приспособиться к изменяющимся условиям, и их эволюция, успешно длившаяся почти 160 млн лет, просто остановилась. А через несколько миллионов лет вымерли последние виды динозавров. Вот и все.

Некоторые ученые отмечают, что в вымирании динозавров могли сыграть свою роль и другие факторы. Например, живущих в позднем мелу динозавров, количество которых резко сократилось, могло «добить» падение метеорита или извержение вулканов. Но сути дела это уже не меняло — рано или поздно оставшиеся виды все равно погибли бы.

Интересно, что сейчас есть находки окаменелостей динозавров, возраст которых составляет около 60 млн лет. То есть эти животные обитали уже после повсеместного вымирания динозавров, что вполне согласуется с гипотезой. Вся проблема в том, что эти находки пока не подтверждены, но в ближайшее время их настоящий возраст все равно будет установлен.

Биосферная гипотеза вымирания хороша еще и тем, что она объясняет, почему на границе мезозоя и кайнозоя погибло много морских обитателей, а на суше вымерли только динозавры и птерозавры. Все дело опять же в захватывающей Землю траве: оказывается, цветковые растения препятствуют эрозии почвы, то есть размыву и выветриванию. А это значительно сокращает поступление в океаны веществ, которыми питаются самые нижние звенья океанической пищевой цепочки — водоросли, планктон и микроорганизмы. Такое нарушение привело практически к полному развалу морской экосистемы.

Пищевая цепочка
Пищевая цепочка — сложная взаимосвязанная система, которая может быть полностью развалена при нарушении всего лишь одного звена

Нужно сказать, что эта версия тоже не лишена недостатков, но только она может объяснить, почему вымирание динозавров длилось многие десятки тысяч лет и почему на границе эпох животные гибли будто бы выборочно. Кроме того, в пользу биосферной гипотезы говорят объективные факты, что является для ученых едва ли не самым главным.

Так что динозавры вымерли не от метеорита, как это принято считать, а из-за того, что так «решила» эволюция. Биосфера Земли — сложная саморегулирующаяся система, все компоненты которой тесно связаны друг с другом. Любое нарушение не остается незаметным, оно меняет если и не всю систему, то значительную ее часть. Динозаврам не повезло. То, что было их преимуществом в конце триасового периода, стало проклятием в конце мелового, и эти животные были вынуждены покинуть арену жизни.

А им на смену пришли млекопитающие. Нет, они не вытеснили рептилий, как иногда утверждается, — освобожденные динозаврами экологические ниши еще долго (может, целые миллионы лет) оставались незанятыми, а млекопитающие осваивали их по мере возможности. Хотя и спустя 65 млн лет все еще нет крупных хищников, способных охотиться на животных вроде слонов или взрослых бегемотов, — эту нишу освоил только человек со своим оружием, хотя лучше бы он в нее не лез.




Поделиться ссылкой