Великое Ордовикское Биологическое Разнообразие

Ордовикской в геохронологии называют геологическую эпоху, которая сменила эпоху Кембрийскую и продолжалась (примерно) с 489 до 443 миллионов лет назад. Почти посредине этой эпохи, 465 миллионов лет назад, произошло событие, которое получило название ВОБР (Великое Ордовикское Биологическое Разнообразие). Состояло оно в том, что в течение считанных миллионов лет число видов, населявших тогдашние океаны, увеличилось втрое (!) и появились совершенно новые виды, которые сильно потеснили возникших в Кембрии трилобитов, а затем некоторые из этих новых существ (антроподы и специфические виды мхов) впервые вышли на сушу.

Феномен этот тем более примечателен, что больше никогда в истории эволюции такое быстрое и огромное увеличение биологического разнообразия не повторялось. Детали этой эволюционной вспышки (некоторые даже называют ее «биологической революцией») еще не до конца понятны, и в 1997 году ЮНЕСКО включило ее изучение в список своих международных проектов по геонаукам. Первые итоги этого проекта, закончившегося в 2002 году, были подведены в вышедшем в 2003 году сборнике статей под редакцией Вебби. Сразу же вслед за этим ЮНЕСКО организовала следующий проект, целью которого является, в частности, выяснение причин Ордовикской вспышки биологического разнообразия.

Действительно, загадка — почему нормальное течение эволюции вдруг прерывается и наступает период резких изменений, иногда к худшему, иногда к лучшему, но всегда очень неожиданных и как бы не имеющих биологических причин. Явно произошло что-то внешнее, инициировавшее эту цепь изменений, — но что? В связи с новым проектом ЮНЕСКО ответы на этот вопрос посыпались как из мешка, но большинство из них только удлиняло цепь изменений, приведших к ВОБР, не указывая на самое первое звено. Так, в июне 2008 года появилась работа Веколи и других. Анализируя данные книги Вебби, он приходит к выводу, что первым биологическим событием в цепи, ведущей к ВОБР, было необыкновенное увеличение планктона, составлявшего основную пищу всех тогдашних морских видов. А Джулия Троттер с коллегами в своей статье, появившейся месяцем спустя, считают, что первым было постепенное похолодание (как они отмечают, в конце Кембрийской эпохи температура на земле поднялась до 70 градусов Цельсия, а за время раннего Ордовика она упала до нынешних экваториальных).

Ну, а что вызвало это похолодание? Или это внезапное увеличение планктона?

Тут мы оказываемся на знакомой почве, потому что в поиске этого «первого звена» в цепи, приведшей к ВОБР, ученые в очередной раз возвращаются к уже многократно обсуждавшимся двум вариантам — «земному» и «космическому». По мнению ряда специалистов, «самым первым» звеном были крупные геологические процессы, сопровождавшие ранний и средний Ордовик. В те далекие времена, говорят эти ученые, происходили весьма существенные подвижки континентальных плит, которые приводили к закрытию одних тогдашних морей и открытию других. Плиты, несущие на себе эти моря, входили одна под другую (это явление называется субдукцией и происходит также сейчас, хотя гораздо медленней). В местах субдукции гигантских плит возникали очаги столь же гигантских землетрясений и вулканических извержений (опять же явление, знакомое по нынешним временам, но тогда неизмеримо более сильное).

Все это вместе привело к выбросу в океаны огромного количества новообразованных химических веществ, необходимых планктону для размножения. Бурное появление пищи в огромных количествах должно было вызвать столь же бурное размножение планктона, а дальше — смотри выше. Эта вулканическая (или лучше сказать — тектоническая) гипотеза хороша (в данном случае) еще и тем, что может объяснить обнаруженное группой Троттер Ордовикское похолодание. Оно могло быть вызвано длительным выбросом в атмосферу огромного количества вулканической пыли, которая надолго затмила Солнце.

«Вулканическое» объяснение ВОБР не является чем-то новым — как и в случае динозавров, оно было предложено уже давно, и отмеченные выше статьи только развивают ее, подкрепляя деталями, полученными в ходе «Проекта ВОБР». Столь же давно существует и альтернативное, «космическое» объяснение этого феномена, впервые предложенное около 10 лет назад шведским геологом Биргером Шмицем. Недавно и оно получило дальнейшее развитие и подкрепление в новых работах того же Шмица. Когда-то, еще в 2001 году, он удивил научный мир, сообщив о том, что обнаружил большое число оплавленных, размером с кулак, остатков метеоритной породы в скалах времен среднего Ордовика. Количество этих остатков было так велико, что объяснить его можно было, только предположив, что в те времена метеориты обрушивались на Землю во 100 крат (!) чаще, чем обычно, причем эта бомбардировка длилась несколько миллионов лет!

Заинтересованные открытием Шмица астрономы запрягли в работу свои компьютеры, вооружив их законами небесной динамики и данными о метеоритах, и в скором времени вычислили (вспять), что в поясе астероидов между Марсом и Юпитером есть группа обломков, которые движутся по близким орбитам, позволяющим думать, что все они являются обломками одного большого астероида, расколотого в результате столкновения, произошедшего именно в указанное Шмицем время, — 460 — 465 миллионов лет тому назад. Те же расчеты показали, что основная часть обломков, родившихся в этом соударении, имела такие орбиты, которые должны были привести к их столкновениям с Землей в последующие миллионы лет.

Теперь же Шмиц опубликовал новую статью, подводящую итоги его многолетних исследований Ордовикских скал в Швеции и Китае. На сей раз он анализировал эти древние скалы на предмет наличия в них изотопа осмия-187 (которого в веществе астероидов и метеоритов всегда больше, чем осмия-188). Кроме того, он растворял взятые им в разных слоях скальные пробы с целью поиска в них микроскопических зерен так называемого хромита (метеоритного вещества, которое может сохраняться в течение сотен миллионов лет).

Оба поиска оказались успешными. Последовательные (во времени) слои Ордовикских скал показали постепенное нарастание осмия-187, причем первый подъем его концентрации в скалах почти совпадал с началом Великой Ордовикской биодиверсификации, опережая ее на каких-нибудь несколько десятков тысяч лет. Эта точка соответствовала времени, когда на Землю должна была выпасть первая метеоритная пыль, порожденная в описанном выше соударении. А рост содержания хромитов — как в шведских, так и в китайских скалах — начался на миллион лет позже, когда Земли достигла первая волна метеоритных обломков, и это время оказалось опять-таки очень близким тому, когда Ордовикская биодиверсификация обрела поистине широкие масштабы. Аналогичное совпадение по времени Шмиц обнаружил для третьей стадии метеоритной бомбардировки, когда число метеоритных ударов повысилось в 5 — 10 раз, этот период почти точно совпал со временем максимальной биодиверсификации в Ордовике.

По словам Шмица, эти поразительные совпадения могут указывать на причинную связь между метеоритной бомбардировкой Земли и ходом биологической эволюции на ней. И действительно, найденные им совпадения впечатляют. Одно непонятно — каким может быть механизм такой причинной связи? Каким именно образом падение метеоритов может вызвать биодиверсификацию? «Космическая гипотеза» Шмица этого пока объяснить не может. А с другой стороны, противостоящая ей «вулканическая гипотеза», указывая на возможный механизм связи роста биодиверсификации с тектоническими и вулканическими явлениями, не может подкрепить свои утверждения ни одним конкретным совпадением этих явлений во времени.

 

Источник: "Знание - Сила" 

«Между прочим, религиозный студент может придти в замешательство, недоумевая зачем бог создаёт проблемы, снабжая хищников красивой адаптацией для ловли добычи, при этом другой рукой снабжая добычу красивой адаптацией, препятствующей этому. Видимо он наслаждается этим спортом как зритель»

Ричард Докинз

Файлы

Рефлексы головного мозга

Люди и атомы

Мозг и душа

Getting Things Done - Контроль над жизнью