31.10.2011. - От Тунгуски до Чикскулуба - цепь космических катастроф на Земле

От Тунгуски до Чикскулуба - цепь космических катастроф на Земле

Цепь космических катастроф на Земле — фантазии увлекающихся учёных или реальность мироздания, которой пренебрегают? Заведующий лабораторией цунами ИВМиМГ СО РАН доктор физико-математических наук Вячеслав Константинович Гусяков в своей статье приводит свидетельства быстрых глобальных изменений климата, происходивших на Земле в недавнем геологическом прошлом, и размышляет об их возможных причинах.

ФАКТЫ, ТРЕБУЮЩИЕ ОБЪЯСНЕНИЯ

Крупные природные катастрофы последних лет — землетрясение в марте 2011 года в Японии, цунами в декабре 2004 года в Индийском океане, землетрясение в Кашмире в октябре 2005 года, ураган Катрина в августе 2005 года в США, наводнение в Пакистане в августе 2010 года — привлекли внимание широкой научной общественности к проблеме их предсказания и оценки возможного риска. Эти катастрофы, однако, несмотря на весь их разрушительный эффект и большое число жертв, являются всё же региональными по масштабу и выделяются из общего ряда стихийных бедствий только на весьма коротком по геологическим и даже историческим меркам интервале — сто-двести лет. Выход за эти временные рамки приводит к осознанию возможности и реальности природных катастроф, значительно более крупных по своим энергетическим и пространственным масштабам, которые происходили в недавнем геологическом прошлом Земли и, следовательно, вполне возможны в будущем.

Крупнейшая, охватившая практически все северное полушарие Земли климатическая катастрофа на рубеже плейстоцен/голоцен (около 12 900 лет тому назад), выраженные климатические аномалии, фиксируемые по годовым кольцам деревьев, наличию аномальных слоёв в озёрных осадках и колонках бурения гренландских и антарктических ледников в 4370, 3195, 2354, 1628, 1159, 207, 44 годах до нашей эры, а также в 536–540, 1292–1295 и в 1348 годах нашей эры, были практически глобальными по охвату. Следы этих катастроф сохранилось в виде геологических свидетельств (аномальные слои в озёрных осадках, погребённые почвы и дюны, импактные кратеры), биологических свидетельств (исчезновение либо появление в ареале новых видов животных и растений, аномалии дендрохронологических рядов), археологических фактов, указывающих на внезапные миграции и запустения привычных ареалов обитания. В последнее десятилетие в научный оборот введены также многочисленные свидетельства о необычных природных явлениях, рассеянные в хрониках, фольклоре, легендах, преданиях и мифах многих народов мира.

В СПОРАХ РОЖДАЕТСЯ ИСТИНА

В силу масштабности проблемы и уровня её междисциплинарности вопрос об источниках и механизмах распространения этих резких климатических аномалий, имевших катастрофические последствия для современников, является остро дискуссионным. Значительная часть научного сообщества в отдельных дисциплинах (например, в археологии и истории) игнорирует их существование, считая данные, поступающие от других наук отрывочными, противоречивыми и, следовательно, недостоверными. В других дисциплинах, имеющих дело с прямыми наблюдениями и количественными измерениями разнообразных природных трендов, существование таких глобальных аномалий не отрицается, однако мнения об их причинах расходятся. В качестве таковых указываются извержения крупных вулканов, пыльные бури, задымление от пожаров.

В последние годы в печати, в том числе в реферируемых научных журналах, появляется всё больше публикаций, свидетельствующих о реальности быстрых и глобальных по масштабу изменений климата, происходивших на Земле в течение последние 12–13 тыс. лет, и их значительном влиянии на биосферу Земли и ход исторического процесса. При этом, по крайней мере, для нескольких крупнейших катастроф, происшедших 12 900, 4300–4500 лет тому назад, а также в 536–540 годах нашей эры указывается на возможность кометных и астероидных ударов как на наиболее вероятную причину происходивших в эти периоды быстрых изменений климата и условий обитания человека. В то же время господствующей парадигмой, широко распространенной в исторических и археологических науках, является убеждение, что нет никаких прямых свидетельств того, что какие-либо космические воздействия оказывали влияние на ход культурно-исторического процесса, по крайней мере, со времен зарождения письменности, т.е. в течение последних пяти-шести тысяч лет.

Такая точка зрения поддерживается и представителями астрономического сообщества, занимающимися проблемой коллизионных столкновений Земли с малыми телами (астероидами) и подсчётом таких тел в Солнечной системе. Согласно их оценкам, средняя повторяемость столкновений Земли с крупными астероидами составляет около одного миллиона лет. Соответственно, вероятность крупной космической катастрофы в течение всего голоцена (10 тысяч лет) составляет порядка 1 %. Геологи и климатологи, однако, указывают по крайней мере на три климатические катастрофы за это период, имевших возможно космические причины. Вероятность крупной региональной катастрофы типа Тунгусской оценивается величиной порядка 0,001, т.е. её повторяемость один раз в тысячу лет. На первый взгляд, это выглядит достаточно реалистично, но если принять во внимание, что сама Тунгусская катастрофа в 1908 году прошла практически незамеченной (сведения о Тунгусском взрыве хотя и попали в сибирские газеты, но достоянием научной общественности стали только спустя многие годы), такая оценка может быть сильно заниженной.

КОНЕЦ ЭПОХИ ДИНОЗАВРОВ

В нескольких активно поддерживаемых в настоящее время базах данных по импактным структурам содержатся сведения о примерно 200 достоверных импактных кратерах, известных на поверхности Земли. Ещё несколько сотен уже открытых кольцевых структур ожидают подтверждения их импактного происхождения. Возрастной диапазон достоверных кратеров весьма широк — от наиболее молодого кратерного поля на Сихотэ-Алине, порожденного падением и разрушением Сихотэ-Алиньского метеорита в 1947 году, до наиболее древнего из известных — 300-километрового сильно эродированного кратера Вредефорт в Южной Африке возрастом в 2,1 млрд лет.

Процесс доказательства импактного происхождения конкретной кольцевой структуры весьма трудоёмок и подчас растягивается на долгие годы. Например, для известного метеоритного кратера Барринджер в штате Аризона (США) это заняло почти полвека. От первой идентификации 1,2-километрового кратера Цванг в Южной Африке до признания его импактного генезиса прошло почти 70 лет (в данном случае проблемой было присутствие вулканогенных пород внутри кратерного кольца).

В этой связи интересно вспомнить историю открытия кратера Чикскулуб, третьего по величине среди всех известных на Земле импактных структур, и отождествления этой космической катастрофы с концом эры динозавров. Сама идея о том, что причиной массового вымирания на рубеже мел-палеоген (примерно 65,6 млн лет тому назад) мог быть удар крупного астероида, впервые была высказана в статье лауреата Нобелевской премии по физике Луиса Альвареса, опубликованной в журнале «Science» в 1980 году. В статье, которая называлась «Космическая причина вымирания на рубеже мелового и третичного периодов», Л. Альварес с соавторами проанализировали высокое содержание иридия и других элементов платиновой группы в тонком слое залегающем в районе этой границы в нескольких давно известных обнажениях известняковых толщ в Италии, Дании и Новой Зеландии. Их предположение заключалось в том, что повышенное содержание редких на Земле элементов в этом слое могло быть следствием удара крупного астероида, происшедшего 65,5 млн лет тому назад.

Оценки показали, что для того, чтобы вызвать глобальную катастрофу, астероид должен был упасть где-то в пределах экваториального пояса, иметь диаметр порядка 10 км и оставить кратер диаметром около 200 км. Таких больших кратеров на суше на тот момент известно не было, и авторы с самого начала предполагали, что его будет нелегко найти. Например, из-за того, что удар мог произойти на океанском дне, образовавшийся кратер к настоящему времени может быть скрыт под толстым слоем осадков или даже полностью исчезнуть с лица Земли вследствие процесса субдукции.

Однако уже в следующем году на конференции Американского общества разведочной геофизики был представлен доклад о том, что анализ карт гравитационной и магнитной съёмки. выполнявшейся в районе Мексиканского залива по заказу нефтяных компаний, позволил выявить область необычных концентрических аномалий, внешняя из которых достигала диаметра 200 км. Авторы интерпретировали эту структуру как остатки крупного палеовулкана или импактного кратера, позднее получившего название Чикскулуб по имени небольшой индейской деревни на северном побережье полуострова Юкатан. Дальнейшие исследования, включая бурение структуры, обнаружили много других признаков импактности, вплоть до обнаружения геологических следов мощного цунами, прокатившегося по территории нынешнего штата Техас.

Ударная гипотеза образования кольцевой структуры на полуострове Юкатан была признана специалистами, и кратер Чикскулуб был включен в эталонную базу импактных структур, поддерживаемую Планетарным и космическим центром университета Квебека (Канада). В 1991 году в статье, опубликованной в авторитетном журнале «Geology», А. Хилдебрандт с соавторами высказал и обосновал идею, что кратер Чикскулуб является той самой структурой, образование которой вызвало катастрофическое окончание мелового периода, сопровождавшееся массовым вымиранием биоты.

С этой идеей, однако, согласились далеко не все геологи и палеонтологи. В качестве альтернативного механизма предлагалась, например, гипотеза о том, что динозавры погибли от резких изменений в составе земной атмосферы, вызванной дегазацией земных недр в ходе начавшегося на этом рубеже глобального эпизода базальтового вулканизма. Именно тогда возникло знаменитое плато Декан, закрывшее базальтовым покровом почти всю центральную Индию.

НАЧАЛО СРЕДНЕВЕКОВЬЯ

Наиболее близкой к нам по времени является глобальная климатическая катастрофа, происшедшая на Земле в 536–540 гг. н.э. Эти даты впервые привлекли внимание дендрохронологов в 70-х годах XX века, когда базовый хронологический ряд аномалий колец европейского дуба был протянут на 2000 лет. Позднее, когда появились длинные ряды для других континентов, стало ясно, что аномалия имеет глобальный характер. Другие аномалии были обнаружены при анализе колонок бурения ледников Гренландии и Антарктиды. Прослои льда в соответствующем временном интервале содержали резко повышенное количество аммония и хлора, что могло свидетельствовать о повсеместном выпадении кислотных дождей.

В историческом плане этот период оказался одним из переломным моментов мировой истории, маркирующим переход от древнего мира к современной истории. Дэвид Кей в своей книге «Катастрофа. Поиск начал современного мира», вышедшей в 1999 году, прямо пишет: «Это была беспрецедентная катастрофа за весь период письменной истории. Внезапно, без всяких видимых причин Солнце на год скрылось в тусклой мгле. Погодные условия на всей Земле резко изменились. Засухи в одних странах и наводнения в других, неурожаи в Азии и на Среднем Востоке привели многие древние культуры на грань коллапса. Эпидемия бубонной чумы, начавшейся в Африке, стерла половину населения Европы. В течение нескольких десятилетий старый мир умер, и ему на смену пришел новый мир, в значительной степени тот мир, который мы знаем сегодня».

Вполне естественно, что при поиске причины этой катастрофы первое подозрение пало на извержение крупного вулкана, расположенного в экваториальном поясе. Проблема, однако, была в том, что вулканологи не могли указать на какой-то конкретный вулкан, извергавшийся в этот период. Результаты анализа донных осадочных колонок также не давали никаких указаний на прослои тефры в этом временном интервале, которые неизбежно должны были остаться после крупного извержения.

Наиболее существенный шаг к разгадке причин этой климатической катастрофы сделала в 2005 году Даллас Абботт, из геологической обсерватории Ламонт-Дохерти (США). Изучая батиметрические карты залива Карпентария на севере Австралии, исследовательница обнаружила две круговые депрессии, Канмаре и Таббан, диаметром, соответственно, 9 и 12 километров. Согласно её предположению, они могли быть следами двойного кометного удара, происшедшего в юго-восточной части залива. Анализируя верхнюю часть колонок бурения из этой части залива, Д. Абботт смогла обнаружить ряд признаков, характерных для высокоскоростных ударов (микросферулы, тектиты, высокие концентрации железа, никеля и хрома).

Высокоскоростной удар по водной поверхности даже в относительно мелководном заливе должен был вызвать волны типа цунами, следы которых, в свою очередь, могли остаться на берегах залива. Просмотр снимков Google действительно обнаружил на ближайших островах и на западном побережье залива наличие так называемых шевронных дюн, которые по одной из гипотез их образования считаются результатом отложений мощных водных потоков.

СВИДЕТЕЛЬСТВА ВЕЛИКОГО ПОТОПА

Катастрофа «Великого потопа» является одной из наиболее известных в современной истории. С неё началась геология как наука, т.к. первые натуралисты-геологи пытались объяснить все видимые формы рельефа земной поверхности влиянием мощных водных потоков. По мере накопления полевых наблюдений становилось всё более очевидным, что возраст Земли значительно старше 6000 лет, отведенных ей Ветхим Заветом, и что её поверхность формировалась под действием совершенно других геологических факторов. На длительный период времени само существование такой катастрофы в истории Земли попало под сомнение. Возврат серьезного научного интереса к этой гипотезе произошел в самые последние годы, когда стало понятно, что сведения о такой катастрофе, унесшей значительную часть тогдашнего населения Земли, имеются не только в Книге Бытия, шумерских легендах (эпосы об Атрахасисе и Гильгамеше), древнеиндийской поэме «Махабхарата», но и в легендах и преданиях буквально всех племен и народов мира, чьи мифология собрана и переведена на европейские языки.

Наиболее полный анализ легенд о Великом Потопе был выполнен Брюсом Массе, сотрудником археологической группы Лос-Аламосской национальной лаборатории в штате Нью-Мексико (США). В своем докладе, сделанном на Международной конференции «Кометная и астероидная опасность и будущее человечества», состоявшейся на острове Тенерифе (Испания) в декабре 2004 года, Б. Массе привёл результаты анализа 175 легенд и мифов различных народностей из 40 стран мира. В них описывается глобальное стихийное бедствие, беспредецедентное по своей силе и охвату территории, закончившееся гибелью большей части тогдашнего населения Земли. Это бедствие началось сильнейшей атмосферной бурей, предварявшейся во многих местах сейсмическими сотрясениями и пожарами, продолжалось многодневным проливным дождем и закончилось наводнением, затопившим все низменные части суши. Наиболее поразительно, что детали описания и последовательность развития событий (землетрясение, пожары, чёрное небо, сильный ветер, атмосферная буря с грозой, гигантские волны со стороны океана, многодневный проливной дождь) часто совпадают в преданиях племён, живших совершенно изолированно друг от друга в Патагонии, Бразилии, Мексике, Северной Америке, Исландии, Сирии, Месопотамии, Индии, Индонезии, Новой Гвинее, Австралии.

Детальный анализ текстов древних легенд и сказаний и содержавшихся в них упоминаний метеорологических и геофизических явлений, их временной последовательности и географического распределения позволил Б. Массе не только выдвинуть гипотезу о космогенном характере этой планетарной катастрофы, вызванной падением в океан гигантской кометы, но и указать примерное место падения — юго-западная часть Индийского океана недалеко от Мадагаскара.

Содержащиеся во многих мифах указания на время года (весна в северном полушарии) и предшествовавшие астрономические явления (хвостатая комета, соединение пяти планет, частичное лунное затмение) позволили сделать предположение о возможной дате этого события — май-июнь 2807 года до н.э. Сильнейших удар разрушил подстилающие породы земной коры, выбросив в атмосферу Земли миллиарды тонн породы, которая через короткое время начала выпадать на Землю в виде капель расплава, вызвавших пожары в африканской и южно-американской саванне. Взрыв породил разрушительное цунами, опустошившее близлежащие берега Индийского океана и так или иначе затронувшее побережье всего Мирового океана. Но самое главное — взрыв испарил и выбросил в атмосферу огромные массы воды, которые уже через сутки начали выпадать на Землю в виде непрерывного проливного дождя, превратившего равнины всех континентов в сплошные озёра с выступающими из них вершинами гор и высоких холмов.

ПЕСЧАНЫЕ ДЮНЫ МАДАГАСКАРА

Работа Б. Массе инициировала целенаправленный поиск подводных кратеров на дне Индийского океана морскими геологами, и вскоре потенциальный подводный кратер диаметром 29 км, названный его первооткрывателем Д. Абботт кратером Буркле, был найден неподалеку от места, указанного Б. Массе. Кратер находится на глубине около 4500 метров и практически не покрыт донными осадками, что указывает на его молодой возраст. Исходя из размеров кратера, он мог возникнуть как результат падения кометы с ядром диаметром примерно в 1 км, что, несомненно, вызвало разрушительное цунами, так или иначе затронувшее всё побережье Индийского океана. Ближайшим к месту падения участком суши является побережье острова Мадагаскар. Именно в южной его части были обнаружены шевронные дюны с глубиной проникновения до 45 км и высотой заплеска до 200 метров. При этом азимут простирания длинной оси этих структур прямо указывает на обнаруженный кратер Буркле.

В сентябре 2006 года нам удалось посетить эту часть Мадагаскара и обследовать три из четырёх систем дюн, в том числе две крупнейшие, расположенные в районе заливов Фенамбоси и Ампалаза. Первые же полевые маршруты показали, что дюны сложены грубозернистым несортированным морским песком с включением гальки и обломочного материала, который не может перемещаться ветром. Белые области, хорошо заметные на снимках Google, расположены в прибрежной и наиболее удаленной от берега и приподнятой над уровнем моря частях дюн. Они является результатом вторичной ветровой эрозии и представляют собой позднейшую модификацию тела дюны под действием постоянных юго-восточных ветров, дующих в этой части Индийского океана.

Находки раковин и коралловых оснований в песчаной толще также свидетельствуют о морском происхождении материала. В пробах песка, взятых в дюнах, позднее были обнаружены многочисленные микрофоссили, причём тонкая известковая структура их оболочек оказалось практически неповрежденной, чего не могло быть в случае чисто ветровой транспортировки этих крошечных раковин на расстояние в десятки километров от берега. Проведенный Д. Абботт анализ колонок бурения из трёх близлежащих к кратеру глубоководных скважин обнаружил другие свидетельства его космогенной природы — импактный кварц, раздробленные зёрна других минералов (полевые шпаты, шпинель) и даже микрозёрна чистого никеля.

НА РУБЕЖЕ ГОЛОЦЕНА

Наиболее крупной по своим масштабам была охватившая все северное полушарие Земли климатическая катастрофа, происшедшая на рубеже голоцена примерно 12 900 лет тому назад, когда постепенное потепление, начавшееся с окончанием последнего ледникового периода, было внезапно прервано событием, известным как похолодание молодого дриаса, продлившимся почти 1100 лет.

Само событие было известно геологам с конца XIX века, но относительно причины его возникновения имелись только догадки и предположения. В 2006 году в США вышла книга, написанная физиком Р. Файерстоуном и геологами А. Вестом и С. Ворвик-Смитом, в которой выдвигалась и обосновывалась новая и достаточно неожиданная гипотеза механизма начала похолодания. Авторы книги на основе анализа большого комплекса данных приходят к выводу, что наиболее вероятным физическим механизмом, объясняющим весь набор астрономических, геологических, археологических и палеонтологических фактов, связанных с резким изменением климата северного полушария в эпоху молодого дриаса, является удар кометы по ледниковому щиту толщиной около полутора километров, покрывавшему в то время территорию Канады и район великих озер.

Космическая катастрофа привела к гибели не только мегафауны, но практически всех животных с весом свыше 40 кг на территории Северной Америки и быстрому исчезновению культуры Кловис. Разрушение ледника вызвало выброс в Атлантику и Мексиканский залив огромных масс пресной воды, накопившейся в приледниковых озерах в результате постепенного таяния ледника, что привело к изменению режима Гольфстрима и, соответственно, повлияло на климат всей Евразии. Возникшие пожары в прериях и лесах Северной Америки вызвали задымление атмосферы, что находит подтверждение в резко повышенной концентрации сажи и других частиц в соответствующих слоях колонок бурения Гренландского ледяного щита.

Имеются десятки, если не сотни других наблюдательных фактов из самых различных дисциплин, получающих объяснение в рамках импактной гипотезы, однако она продолжает подвергаться ожесточённой критике со стороны её многочисленных противников. Оспаривается буквально каждый аргумент, выдвигаемый сторонниками гипотезы кометного удара. При этом критики, как правило, не утруждают себя альтернативными объяснениями основных фактов, лежащих в основе гипотезы (резкое изменение режима Гольфстрима, наличие прослоя грубообломочной фракции в донных осадках Мексиканского залива, быстрое вымирание всей мегафауны Северной Америки, внезапное исчезновение культуры Кловис), оставляя их и десятки других свидетельств резких климатических изменений, происходивших в северном полушарии на рубеже 12 900 лет тому назад, за рамками дискуссии.

Точнее сказать, какие-то объяснения этим явлениям даются или хотя бы подразумеваются. Подразумевается, например, гипотеза «оверхантинга» как причины исчезновения мамонтов и шерстистых носорогов в Евразии, однако при этом мало заботятся о её фактографическом обосновании, например, путем сопоставления численности тогдашних жителей Евразии, их пищевых потребностей и предпочтений, легко идентифицируемых по видовому составу костных останков на стоянках и численности популяции мамонтов, достигавшей по некоторым оценкам пяти миллионов особей. И понятно, почему это происходит. Как писал (по другому поводу) Л.Н. Гумилев, любые попытки чёткого формулирования такого рода гипотез лучше всего демонстрируют их несостоятельность.

РЕАЛЬНОСТЬ УГРОЗЫ ИЗ КОСМОСА

Проблема коллизионных столкновений Земли с астероидами и кометами становится всё более актуальной по мере выяснения истории таких столкновений в голоцене. В то время как большая часть астрономического сообщества не верит в реальность крупных импактных событий в недавнем прошлом, геологи указывают на существование по крайней мере десятка молодых кратеров, образовавшихся на земной поверхности в течение этого периода. Наиболее крупными из них являются Каали и Илуметса в Эстонии, Ум-эль-Бинни в Ираке, Вабар в Саудовской Аравии, кратерные поля Чимгау в Германии, Кампо-дель-Сиэло в Аргентине, Хедбюри в Австралии, озера Светлояр, Лежнинское, Смердячье в Центральной России, Данилово, Линёво, Малый Байкал в Сибири. Только в течение XX века произошло два крупных болидных взрыва — Тунгусский в сибирской тайге в 1908 году и Курукский в бразильских джунглях в 1930 году, не оставивших наземных кратеров, но вызвавших пожары и сплошной вывал леса на обширной территории.

Изучение этой проблемы особенно актуально для Сибирского региона, учитывая его размеры. На территории Сибири и Дальнего Востока находится 11 подтвержденных и около 60 предполагаемых импактных структур, включая 100-километровый Попигайский кратер, один из крупнейших на Земле. В 1947 году на Дальнем Востоке произошло падение 70-тонного Сихотэ-Алиньского метеорита, оставившего кратерные воронки на площади до десяти кв. км. Только за последние десятилетия над территорией Сибири зафиксировано два взрыва крупных болидов — Чулымского 26.02.1984 г. и Витимского 25.09.2002 г. с тротиловым эквивалентом не менее 10 килотонн. В решении этой задачи в полной мере может быть задействован потенциал Сибирского отделения, располагающего необходимым набором научных подразделений для всестороннего изучения проблемы катастрофических воздействий, угрожающих нашей планете из космоса.

В.М.Гусяков

http://baikal24.ru/page.php?action=showItem&type=article&id=11285