Далеко не все растения и животные, которые существовали десятки тысяч лет назад, сохранились до наших дней. Палеонтолог и геолог Эдуард Мычко рассказал ведущему YouTube‑канала «Основа» Борису Веденскому, сколько раз на нашей планете происходили массовые вымирания и что в них было полезного для биосферы Земли. Лайфхакер законспектировал интересные моменты беседы.
Почему изучать развитие жизни на Земле непросто
Палеонтологи сделали уже столько открытий, что нам кажется, будто мы знаем о нашей планете практически всё. Но это не так. Конечно, многие древние животные или растения нам известны. И они сохранились благодаря тому, что на планете постоянно идёт процесс диагенеза — то есть превращения мягких и рыхлых субстанций в твёрдые осадочные породы.
Земле вообще в этом смысле повезло. Например, на Венере или Меркурии никакой осадок не накапливается, поэтому информацию о прошлом этих планет получить очень сложно. На Земле же образуются и со временем растут твёрдые отложения. В этом огромную роль играют реки, водопады — словом, текущая вода, в которой собирается осадок. В итоге после затвердевания масс песка, водорослей, ила получается своеобразная геологическая летопись, которую можно прочитать.
Диагенез помогает не только превратить мягкий ил в твёрдую породу. Если, например, в рыхлый осадок, который несёт река, попадало живое существо, оно благодаря этому процессу могло сохраниться на тысячелетия. А потом оказаться в лаборатории современных учёных.
Но представим, что животное погибло в пустыне или в лесу, где нет рек и не образуется осадок. Тушу сначала ели падальщики, потом остаток уничтожали бактерии и грибы. А завершила процесс эрозия, то есть выветривание. И всё — от животного не осталось и следа. Нечего изучать.
Не будем забывать и про химическое и температурное разрушение, которое влияет уже на горные породы. В итоге до наших дней сохраняется совсем немного подлинного материала из прошлого Земли. Мы даже не можем сказать, было ли миллионы лет назад больше биоразнообразия, чем сейчас, или наоборот.
Можно считать, что сегодня мы нашли менее одного процента от тех видов, которые когда‑то обитали на планете. А может, даже менее сотой процента.
Мы даже не знаем, сколько современных видов есть. Описано четыре миллиона, а их может быть и десять, а по некоторым расчётам даже сто миллионов — в том числе простейших и насекомых. А сколько в геологическом прошлом жило, мы никогда не узнаем. Мы работаем с теми организмами, которых было очень много и которым повезло попасть в геологическую летопись.
Что такое массовые вымирания и сколько их было на Земле
Были периоды, когда умирали не отдельные особи, а сразу множество животных. Погибали целые виды. Часто можно услышать, что таких точек на временной оси — их называют периодами массового вымирания — было пять. Но на самом деле больше.
В конце XVIII — начале XIX века появилась наука стратиграфия. Она изучает вертикальное и горизонтальное распределение горных пород. Учёные быстро выяснили, что лежащие ниже, а значит, более ранние слои отличаются от верхних. Причём географических различий практически не было. То есть в Англии, Франции и России в слоях одной геологической эпохи находили останки одних и тех же животных. Представителей видов, которые были широко распространены в самых разных регионах. А в лежащих выше слоях этих животных уже не было, они словно исчезли из геологической летописи. Зато появились другие.
С тех пор стратиграфия шагнула далеко вперёд. На каком‑то этапе считалось, что вся история Земли умещается в несколько тысячелетий и исчезновения животных связаны с внезапными и короткими катастрофами, которые уничтожали всю биосферу.
Сегодня же, благодаря радиоизотопным исследованиям, мы можем определить примерный возраст горных пород. А значит — и время событий из геологической летописи. В конце XX века появилась первая крупная база данных ископаемых организмов. В неё входили около 36 тысяч родов и семейств древних животных. Затем на основании анализа этой базы учёные построили график. Его горизонтальная ось — время. На ней были показаны важнейшие геологические эпохи. А вертикальная ось — число родов животных, которые жили на планете.
На графике исследователи увидели пять чётких провалов, когда кривая числа животных не просто шла вниз, а резко, катастрофически падала. Эти временные отрезки и назвали периодами массовых вымираний. Но на самом деле известная многим печальная пятёрка — лишь самые крупные эпизоды. Были на графике и другие провалы, но не такие глубокие.
Я думаю, многие слышали про мел‑палеогеновое вымирание, когда большая часть динозавров, морские рептилии, ихтиозавры, плезиозавры, мозазавры вымерли. Но кроме этого, были массовые вымирания и до мел‑палеогенового, и позже. Массовое — это когда за сравнительно короткий по геологическим меркам промежуток времени — 100 тысяч лет, скорее всего, —исчезает большое число крупных семейств и даже отрядов.
В чём причины таких катаклизмов
Для учёных это дискуссионный вопрос. Однозначных ответов, как правило, нет — многие исследователи выдвигают свои гипотезы и успешно их защищают.
Большинство учёных считает, что причиной становятся внешние факторы. Даже такие, как цикл вращения Солнечной системы вокруг ядра нашей Галактики, согласно которому возможны катаклизмы каждые 252 миллиона лет. Или взрыв сверхновой где‑то поблизости. Часть исследователей говорит о геохимических аномалиях, которые обнаруживаются в различных отложениях.
Например, на границе мел‑палеогена в соответствующих породах нашли большую прослойку иридия. Этот элемент крайне редко встречается в земной коре и попадает к нам, как правило, из космоса. А тут в самых разных частях планеты в геологических разрезах на границе мела и палеоцена — первого периода следующей эпохи — вдруг возникла заметная иридиевая прослойка.
Уже потом появилась гипотеза, что на Землю упал крупный метеорит, который и стал причиной вымирания динозавров. А позже в Мексике обнаружили кратер Чикшулуб, который считают местом падения небесного тела. Эта гипотеза вполне объясняет появление иридия в геологических отложениях.
А вот причина Пермского вымирания, которое считается крупнейшим из «большой пятёрки», вполне земная. Это вулканическая активность планеты. Тогда исчезло чуть ли не 80–90 процентов сухопутных и морских животных, а также растений. На территории Западной Сибири широко распространены так называемые траппы. Это рельеф, который образовала вулканическая магма. Тогда от неё пострадала территория площадью более 2 миллионов квадратных километров. А последствия ощутила вся планета.
В конце Пермского периода температура на экваторе достигала 60 °С. Там никто не жил. В Пермском периоде наблюдалась так называемая биполярная диверсификация: разнообразие жизни было на полюсах. У нас сейчас разнообразие в основном приурочено к экваториальной зоне, к тропикам. И чем дальше мы двигаемся к полюсам, тем разнообразие животных и растений уменьшается. А тогда, в Пермском периоде, было наоборот.
Гипотез о причинах вымираний много. Но при их анализе стоит пользоваться бритвой Оккама — останавливаться на простых непротиворечивых вариантах и отсекать всё лишнее.
Будут ли ещё массовые вымирания
Обязательно будут. А вот что станет их причиной — большой вопрос.
Например, сейчас много говорят об изменениях климата. Они действительно происходят, и нужно быть слепым, чтобы этого не замечать. Но одни учёные говорят, что причина этому исключительно человеческая деятельность. Другие возражают. И отмечают, что во время пандемии промышленность в некоторых странах вообще остановилась. Углеродные выбросы резко сократились, однако температура на планете продолжала повышаться.
Сложно сказать, будет ли на Земле в ближайшее время очень жарко. Если говорить с точки зрения геологической истории, сейчас мы живём в период межледниковья. То есть между двумя ледниковыми периодами, один из которых закончился, а другой пока не начался. Он непременно наступит, но когда — мы пока не знаем. Поэтому точной информации о глобальных переменах климата у нас нет. Когда произойдут будущие катаклизмы, учёные тоже не знают. Но считают, что планете их не избежать.
Массовые вымирания ещё будут происходить, надеюсь. После вымираний биосфера всегда пыталась восстановиться. Да, многие экологические связи были нарушены. Но наблюдалась быстрая диверсификация — увеличивалось разнообразие, появлялись новые группы. Это очень интересно, потому что без массовых вымираний не было бы этой биосферы, не было бы нас. Это очень важный процесс: без смерти нет жизни.
Нам остаётся смотреть в будущее с оптимизмом. Помнить, что всегда выживают самые многочисленные виды. И надеяться, что у человечества всё будет хорошо.