Знание-сила, 2007 № 07 (961) - [8]

В случае Мелового периода график, показывающий, как менялось это отношение до и после катастрофы динозавров, действительно имеет четкий и крутой спад на отметке 65,5 миллиона лет, и этот спад сохраняется затем весьма длительное время (порядка десятков тысяч лет). Но вот в случае катастроф Пермского и Триасового периодов Уорд и его коллеги обнаружили совершенно иную картину. На протяжении доброй сотни тысяч лет концентрация С-12 то резко падает, то резко растет, как будто земная растительность и микробная жизнь то исчезали, то восстанавливались вновь, и так несколько раз. Никакой единичный метеорит или астероид, понятно, не мог вызвать такие изменения; их могло бы вызвать только систематическое падение на Землю многих метеоритов один за другим, с интервалом в тысячи лет. Но геология не дает никаких свидетельств в пользу такого маловероятного события в соответствующие эпохи.

Более того — исследования последних лет поставили под сомнение и те прежние находки (фуллерены, «потрясенный кварц»), которые как будто говорили о метеоритном характере Триасовой и Пермской катастроф. Геологи разошлись во мнении относительно природы «кратера Беду», и многие теперь считают, что это не кратер, а просто особая геологическая формация. А слои иридия Пермского периода хоть и говорят об ударе метеорита, но такого небольшого, что это никак не может объяснить масштабы тогдашней катастрофы.

Но если не вулканизм и не те метеориты — что же тогда?! Новое объяснение, предложенное Уордом, основано на изучении других, ранее не входивших в научный оборот следов биологических катастроф — биомаркеров. Так называются специфические, особенно устойчивые органические молекулы, которые оставляют на месте своей гибели некоторые микроорганизмы. Биомаркеры позволяют судить о наличии или отсутствии микробной жизни, даже если эта жизнь не оставила окаменелых останков.

Так вот для слоев всех катастроф, кроме последней («катастрофы динозавров») оказались характерны биомаркеры, оставляемые фотосинтетическими сульфидными бактериями, которые обнаруживаются сегодня в лишенных кислорода (аноксических) глубинах застойных озер и Черного моря. Эти бактерии извлекают энергию путем окисления сероводорода — очень ядовитого газа, убийственного для других форм жизни.

Обилие таких бактерий в морских отложениях на скалах времен Триасовой и Пермской катастроф говорит о том, что в океанах тогда было очень мало кислорода. В сегодняшних океанах кислород наличествует примерно в одинаковой концентрации во всех слоях, до самого дна: он проникает в воду из атмосферы и перемешивается подводными течениями. Только в особых условиях — как, например, в Черном море, кислород проникает лишь на определенную глубину, а дальше начинается аноксический слой, насыщенный сероводородом. Сульфидные бактерии живут как раз на границе раздела кислородного и аноксического слоев, потому что им нужен, с одной стороны, сероводород, приходящий снизу, а с другой — солнечный свет, приходящий сверху и необходимый для фотосинтеза.

Расчеты Ли Кампа из Пенсильванского университета показали, что при уменьшении концентрации кислорода в океанах сульфидные бактерии начинают усиленно размножаться и производить все больше сероводорода. Уровень слоев, насыщенных этим газом, постепенно повышается, приближаясь к поверхности, и при какой-то критической концентрации газа он вообще всплывает на поверхность и выделяется в атмосферу огромными ядовитыми пузырями.

Данные, полученные Уордом при исследовании биомаркеров конца Пермского периода, говорят о том, что концентрация сероводорода достигла тогда как раз этой критической величины. Вырвавшиеся в атмосферу огромные количества этого ядовитого газа и были, видимо, главной причиной массовой гибели растительных и животных видов, как в океанах, так и на суше. Заметим, что в вулканической теории массовое истребление тоже объясняется обильным выделением газа, только углекислого, выброшенного при извержениях вулканов. Однако повышение концентрации углекислого газа и вызванное им потепление не могли бы уничтожить растения — они, напротив, должны были бы еще больше расцвести. Новая теория это затруднение снимает, потому что сероводород одинаково смертелен и для животных, и для растений.

Но, оказывается, сероводород не был единственным виновником Пермской катастрофы. Как показали расчеты Александра Павлова из Аризонского университета (это тот самый Павлов, о котором журнал упоминал в рассказе о Земле как «снежном коме»[*См. «З-С», № 10/2005.]), при очень большом содержании сероводорода в атмосфере происходит разрушение озонового слоя, защищающего жизнь на Земле от убийственного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца. Видимо, в Пермский период именно это и произошло, потому что найденные недавно в Гренландии окаменевшие споры тех времен отличаются уродствами, характерными как раз для растений, слишком долго подвергавших воздействию ультрафиолета.

Возможно, говорит Уорд, свою роль сыграл и вулканизм, сопровождавший ряд крупных и мелких катастроф, известных науке. Массовое выделение метана и углекислого газа при извержениях вулканов вело, как только что сказано, к потеплению, а ядовитость сероводорода возрастает с повышением температуры. Но главная роль потепления состояла, по-видимому, в том, что оно, как всегда, затрудняло поглощение кислорода водой, а это вело к тому, что кислорода в океанах становилось все меньше, и слои сероводорода поднимались все выше к поверхности, пока, наконец, не вырвались наружу.