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"