Как космические катастрофы меняют планету

«Познание порождает скорбь», - сказано в Писании. И эта библейская истина лучше передает печальную сущность некоторых научных открытий последних десятилетий.  В частности, стали очевидными многочисленные опасности, угрожающие нашей планете и всему живому на ней из Космоса.  Среди ученых распространено мнение, что жизнь на Земле и человеческая цивилизация стали возможными сих пор существуют только благодаря удивительному стечению счастливых случайностей.

Незаметные «шрамы»

Кажется, еще совсем недавно велись дискуссии о происхождении сотен кратеров, видимых невооруженным глазом на поверхности Луны. Сегодня уже никто не сомневается, что большинство из них имеет не вулканическое, а метеоритное происхождение. Ученые называют углубления, образованные ударами метеоритов о поверхность другого космического тела, астроблемой, т.е. «звездными ранами». Если маленькие и большие кратеры на поверхности спутника является «шрамами» от ​​его бомбардировки метеоритами,  астероидами  и кометами, то, очевидно, на Земле, которая во много раз превосходит его размерами, должно быть еще больше следов от столкновения с небесными объектами. Однако наличие атмосферы и воды способствовала их «заживлению».Поэтому заметили «раны» совсем недавно.

Известная среди астроблем планеты - это относительно «свежий» кратер Берринджера в Аризоне (США), имеющий форму чаши более 1,2 км диаметром и 175 м глубиной. Образовался он около 40-50 тыс. лет назад от падения железно-никелевого метеорита диаметром 50 м, обломки которого найдены внутри и вблизи него. Небесное тело врезалось в Землю со скоростью 12-15 км / с. В тот момент освободилась энергия, сопоставимая по мощности со взрывом тысячи атомных бомб, сброшенных на Хиросиму. Именно исследователи Аризонского кратера в 1902-м впервые высказали предположение о метеоритное происхождение таких объектов.

кратер Берринджера в Аризоне

К научному изучению астроблем впервые взялись американские ученые в 1960-х годах. Началом таких исследований в СССР считают определение в 1969-м метеоритного происхождения кратера Попигай на северо-западе Якутии. Он имеет диаметр около 100 км, глубину 2 км и образовался 36 млн лет назад от падения астероида шириной 5-8 км.Вследствие колоссального давления, вызванного ударом, графит в земных недрах превратился в ценные минералы.Тамошнее уникальное месторождение технических черных алмазов разрабатывали еще узники сталинского ГУЛАГа в послевоенное время.

Когда советские ученые выяснили метеоритное происхождение Попигай и проанализировали последствия древнего катаклизма, поиск богатых алмазы кратеров начался по всей территории СССР, в том числе и в Украине.Большинство из восьми зафиксированных на нашей территории астроблем стали известны в процессе этих работ. В частности, под Винницей было открыто Ильинецкий метеоритный кратер диаметром 7 км и глубиной 700 м (фото 2).Он образовался в результате падения астероида диаметром около 250 м. В породах на дне нашли мелкие алмазы ударного происхождения, но мало для промышленной добычи. Крупнейшим из кратеров Украины считают Бовтиський неподалеку Александрии на Кировоградщине. Его диаметр составляет 24 км, а глубина 900 м. Ученые утверждают, что это след от падения около 65 млн лет назад небесного тела шириной 1 км.

Сейчас на Земле известно около двух сотен «звездных ран» разной величины. Масштабные кратеры есть в Германии, Финляндии, Австралии, Африке.

В России, скажем, выявлено 15 «шрамов» диаметром от 10 до 110 км. В Южной Африке  исследованы углубление, диаметр которой достигает 300 км, в Канаде - 250 км. Но наибольшую астроблему на поверхности планеты (диаметром около 500 км) обнаружено

2006 года в районе антарктической Земли Уилкса под километровой толщей ледяного щита. Даже трудно представить себе кратер, диаметр которого превышает расстояние между Киевом и Одессой. Высказано предположение, что он образовался 250 млн лет назад в результате падения гигантского, 48-километрового шириной, астероида. По мнению некоторых исследователей, именно этот катаклизм стал причиной массового вымирания живых существ в истории планеты, что произошло на границе пермского и триасового периодов, когда погибло около 80% всех биологических видов. А недавно на дне Индийского океана обнаружили астроблему колоссальных размеров (600 × 400 км), которую назвали Шива.

Однако масштабный космический катаклизм произошел в начале существования Земли. Речь идет о ее соприкосновения с несколько меньшей планетой, которая массой своей примерно равнялась Марса. Поэтому высвободилась невероятное количество энергии, земной шар расплавилась, а на ее орбиту было выброшено значительное количество материала, длительное время вокруг нее вращался. Именно с него силы гравитации сформировали спутник нашей планеты - Луна.

Незваные гости из Космоса

Катастрофические последствия столкновения астероидов с планетой можно объяснить их космическими скоростями (11-76 км / с), которые высвобождают огромное количество разрушительной энергии. Считают, что существенную опасность для человечества представляют небесные тела более 100 м диаметром, которые через свою значительную массу практически не затормаживаются, проходя сквозь атмосферу, тогда как меньшие объекты замедляются, разрушаются или взрываются в результате столкновения с газовой оболочкой Земли. Именно так произошло в 1908 году, когда небесное тело (скорее всего, ядро кометы) диаметром 50-100 м разорвалось над сибирской рекой Тунгуской, породив многочисленные легенды о Тунгусском метеорите  . Об огромной мощность взрыва свидетельствует тот факт, что лес был свергнут в радиусе десятков километров от его эпицентра. Ученые определяют энергию эксплозии от 10 до 50 Мт, что соответствует сбросу водородной бомбы. Если бы этот метеорит взорвался над Лондоном или Москвой, он вдребезги уничтожил бы тот или иной мегаполис.

Ударные кратеры на поверхности Земли свидетельствуют о многочисленных встречах с незваными гостями из Вселенной. Главным «поставщиком» космических объектов, ударяются об нее и о другие планеты Солнечной системы, есть пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Там их более 400 тыс.: это около 98% «малышей», которые кружат вокруг Солнца. Время некоторые из них вследствие столкновений или под действием гравитации больших космических тел (например, того же Юпитера) оставляют свою орбиту и могут пересекать траекторию земного шара, рискуя упасть на нее.

Проблема катастрофических последствий столкновения Земли с астероидами приобрела особую актуальность в начале 1980-х годов, когда установили факт падения 65 млн лет назад на ее поверхность гигантского метеорита, положивший конец господству рептилий и уничтожил 60-70% живых организмов на планете.

убийца динозавров

1977 американский геолог Уолтер Альварес обратил внимание на геологический слой голубой глины 1-2 см толщиной в 150 км северо-западнее Рима, который отделял мезозойские отложения с остатками динозавров от позднейших кайнозойских. Странный цвет объяснялся большой концентрацией редкоземельного элемента иридия, которого очень мало на Земле, но во космических телах. 1980 года было сформулировано предположение, что в упомянутом геологическом горизонте возрастом 65 млн лет он космическое происхождение  и занесен на нашу планету астероидом. Вместе с «космическим» иридием нашли мелкие кусочки переплавленного кварца и стекла (тектиты) и даже микроскопические алмазы, которые могли образоваться только в результате мощного взрыва. Такие иридиевые отложения с тектитамы было обнаружено в разных странах мира, что свидетельствует о планетарный масштаб катастрофы.

Взрыв колоссальной мощности (10 млн водородных бомб), произошедшего 65 млн лет назад в результате падения астероида диаметром более 10 км, уничтожил все живое в радиусе 1 тыс. км. От удара астероида всю планету всколыхнул небывалой силы землетрясение (13 баллов), спровоцировавший извержения вулканов в разных частях мира. Цунами высотой 300 м прокатились океанами, уничтожая все живое на много километров вглубь суши. Взрыв выбросил в стратосферу огромное количество расплавленного и испаренного земного материала, выпавшего огненным метеоритным дождем на поверхность планеты, вызывая глобальные пожары. Скорость обломков была столь велика, что от удара об атмосферу они взрывались, как ядерные бомбы. В течение первых часов после столкновения атмосфера накалилась, по некоторым подсчетам, до 200 ° С. Все существа на суше, не спрятались под землю или в воду, погибли. Чем больше размер имела животное, тем тяжелее пережить этот астероидный катаклизм.По данным палеонтологов, погибли все сухопутные существа, тяжелее 10 кг.

пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера

Из-за выброса в атмосферу огромного количества сернистых соединений повсюду прошли кислотные дожди.Огромное количество пыли в стратосфере и атмосфере Земли привела планетарную ночь, продолжавшейся целый год. Пыль от взрыва на несколько лет затмил Солнце, лучи которого не достигали поверхности планеты, что привело к ее охлаждению. Наступила многолетняя планетарная зима. Температура резко снизилась, из-за чего вымерзло много живых организмов. Однако худшим для жизни стало резкое торможение фотосинтеза из-за снижения уровнясолнечной радиации  . Сожженные жаром взрыва, засыпаны пеплом, лишенные солнечного света растения вымерли, затем наступила гибель травоядных. Это, в свою очередь, привело к голодной смерти хищников. За короткое время на планете исчезло около 75% видов живых организмов. Несколько меньше пострадали жители океанов, снижение температуры которых происходило медленнее, чем на суше. Поэтому в морях так много реликтовых видов живых существ.

Тогда на Земле господствовали рептилии и, в частности, крупнейшие из них - динозавры. Тепловой удар и последующее резкое понижение температуры стали роковыми для хладнокровных пресмыкающихся, не способных регулировать температуру тела. Спаслись только те, которые зарылись в землю (ящерицы, змеи) или жили в водоемах (черепахи, крокодилы).

Падение астероида уничтожило мир рептилий мезозойской эры, но открыло новый кайнозойский этап развития жизни на земле - эпоху млекопитающих. Последние появились еще в мезозое, в эпоху динозавров. Тогда они несколько напоминали крыс, которые вели ночной образ жизни. В отличие от рептилий, млекопитающие регулируют свою температуру. Эта особенность помогла им пережить «астероидную зиму» и после вымирания динозавров завоевать весь мир. Кайнозой характеризуется чрезвычайным видовым разнообразием млекопитающих, среди которых появляются приматы, развитие которых в конечном итоге венчает появление человека.

Следовательно, падение астероидов и его последствия были мощными стимулами развития жизни на планете.

Хотя большинство современных ученых связывает великое вымирание видов 65 млн лет назад именно с космическим «гостем», который оставил после себя кратер Чиксулуб, недавно появилась и альтернативная концепция - прилет не одного, а нескольких внеземных тел.

За 2,5 тыс. км к северу от Юкатана, вблизи Айова-Сити в США, обнаружена еще одна углубление диаметром 35 км - Мэнсон. Ее сделал астероид около километра шириной того же возраста, что и Чиксулуб. Проведя совместные исследования уже упоминавшегося Бовтиського кратера, украинские и английские ученые пришли к выводу, что он образовался примерно тогда же.

Есть данные, что в тот же период возник и кратер Кара диаметром 110 км на побережье Карского моря в Сибири. Не намного позже упал в Индийский океан гигантский астероид Шива, сотрясение от которого спровоцировал масштабный вылил магмы в Индии. Все это дает основания предполагать, что упомянутые «звездные раны» являются следами падения отдельных обломков одного огромного космического тела, которое раскололось в атмосфере Земли.

Не исключено, что в конце эры динозавров  наша планета попала под астероидный дождь, который и стал причиной очередной массовой гибели живых организмов. Предполагают, что в будущем будут обнаружены новые кратеры от тогдашнего падения «пришельцев».

Когда следующий?

Ученые подсчитали, что за миллион лет в Землю врезаются в среднем четыре астероиды диаметром около

1 км. Их падение опасно для отдельных стран или частей континентов. Угрозу самому существованию человеческой цивилизации составляют небесные тела диаметром более 10 км. Считают, что за последние 570 млн. лет на планету упали четыре-пять таких гигантских космических объектов (примерно один на 100-150 млн лет). К ним относятся и астероиды оставили после себя упоминавшиеся Чиксулуб, Шиву и кратер в районе Земли Уилкса. Человечество, которое существует около 3 млн лет, еще не переживало такого космического катаклизма.

Астероиды и кометы не единственная угроза жителям Земли из Космоса. В частности, великое вымирание видов в конце ордовикского периода (450 млн лет назад), по мнению ученых, произошло вследствие вызванного взрывом сверхновой звезды мощного облучения Земли гамма-лучами. Озоновый слой планеты был разрушен, и ультрафиолет уничтожил около 60% видов живых организмов.

Угроза из космоса всему живому на Земле была всегда. Есть она и сейчас. Человечество еще не достигло технологического уровня, который дал бы возможность надежно защитить планету от нового падения на нее космического тела значительных размеров. Время бомбардировки земного шара небесными телами не только уничтожало все живое на ней, но и существенно влияло на ее формирование, зарождение и развитие жизни. В частности, есть предположение, что воду наша планета получила из Космоса в теле многочисленных астероидов, которые интенсивно бомбили поверхность в начале ее истории. Другая гипотеза приводит аргументы в пользу того, что жизнь на Землю также было занесено из космоса каким-то астероидом.

Падение астероида 65 млн лет назад убило миллиарды живых существ, положив господству рептилий. Однако глобальное вымирание динозавров открыло путь для новой жизни, для господства млекопитающих и наконец вможливило появление человеческой цивилизации.