Что на самом деле убило динозавров?
В настоящее время необычное судно — наполовину корабль, наполовину буровая установка — готовится к отплытию из порта Прогрессо, Мексика, чтобы продолжить изучение прошлого нашей планеты. Весной и летом этого года оно попытается извлечь тонкий цилиндрический образец пород — 8 сантиметров в ширину и 1000 метров в длину — которые начали формироваться еще в эпоху эоцена, примерно 50 миллионов лет назад, пробурив отверстие вплоть до того слоя, который сформировался и видоизменился в результате воздействия астероида, столкнувшегося с Землей 66 миллионов лет назад, когда на ней исчезли динозавры.
Помимо решения множества других задач этот проект призван помочь ученым определить новые временные рамки формирования кратера Чиксулуб, который считался основной причиной вымирания динозавров с того момента, как эта теория впервые была выдвинута в 1980 году.
Сейчас ученым необходимо определить новые временные рамки — для этого у них есть высокоточные методы геохронологического анализа — потому что тихая революция в геологических дисциплинах изменила наши знания об эпизодах массового вымирания, случавшихся в далеком прошлом, в том числе о массовом вымирании в конце Мелового периода.
Проект EARTHTIME
В центре этой революции находится EARTHTIME, международный объединенный проект, участникам которого удалось радикальным образом повысить уровень точности и аккуратности радиометрического датирования под руководством профессора Сэма Боуринга (Sam Bowring) из Массачусетского технологического института. Радиоактивные изотопы (такие как уран) распадаются, в результате чего возникают новые элементы (такие как свинец). Скорость этого распада называется постоянной распада, и ученые уже точно знают ее величину. Если известно, какое количество исходного элемента превратилось в дочерний элемент, можно использовать постоянную распада, чтобы рассчитать дату формирования того или иного образца пород.
Чтобы выяснить подробности, я побеседовал со специалистом в области геохронологии Сетом Берджессом (Seth Burgess), бывшим студентом Боуринга, который в настоящее время работает в Геологическом управлении США. «За последние 10-15 лет ученые добились значительного прогресса в точности и аккуратности геохронологических исчислений», — рассказал Берджесс. Разница между точностью и аккуратностью очень важна. Представьте себе лучника. Если лучник выпускает несколько стрел и все они летят мимо мишени, но попадают в одно и то же место на стволе дерева, значит он аккуратен, но не точен. Если его стрелы изрешетили всю мишень, он точен, но не аккуратен. Но если все выпущенные им стрелы попали в яблочко, он точен и аккуратен одновременно.
В сфере геохронологии важна как точность, так и аккуратность, и значительная доля прогресса в работе над усовершенствованием методов их достижения, по словам Берджесса, «стала результатом инициативы EARTHTIME, которая способствует тесному сотрудничеству между лабораториями. Именно благодаря ей произошел серьезный скачок в качестве данных».
Совпадение и скорость
Чтобы понять, что происходило во время масштабных перемен в далеком прошлом Земли, необходимо решить два основные временные проблемы: совпадение и скорость.
Ученым необходимо установить наличие связи или временного совпадения между предположительной причиной и ее следствием. Геологическая шкала времени вмещает в себя огромное количество времени, поэтому будет ошибкой утверждать, что, скажем, извержение вулкана стало причиной массового вымирания, если оно произошло после этого самого массового вымирания или задолго до него, что исключает какую-либо связь между этими двумя событиями.
Ученым также необходимо выяснить, насколько быстрыми были те или иные перемены.
Что можно считать «быстрым»?
Коротко говоря, нам стоит рассматривать два временных интервала: тысяча лет и 10 тысяч лет.
Когда речь заходит о вымирании океанской фауны, одной из причин ее гибели называют закисление океана (расширение мертвых зон с крайне низким содержанием кислорода, называемое «аноксией» — это еще одна причина, которая в свою очередь вызывается целым рядом биологических последствий закисления океана и глобального потепления).
Изменения, которые происходят в течение периодов, превышающих 10 тысяч лет, как правило, нейтрализуются за счет компенсирующих химических изменений в океанах и на суше, поэтому вероятная причина закисления океана должна была воздействовать на океаны в течение периода времени, длительность которого не превышает 10 тысяч лет.