Книга Космос. Все о звездах, планетах, космических странниках - Борис Пшеничнер

Строение фуллерена — сложной молекулы углерода

В 1995 г. была опубликована работа Дж. Сепкоски, который обобщил сведения о 34 625 вымерших в фанерозое родах морских животных. По данным этого исследования, на фоне непрерывного вымирания выделяются периоды с очень высоким уровнем вымираний. Их назвали эпохами массовых вымираний. Но среди них есть эпохи наиболее катастрофические. Такие события называют великими массовыми вымираниями. Вымирания меньшего масштаба учёные называют малыми. По характеру развития они бывают постепенными, катастрофическими и ступенчатыми.

Великие массовые вымирания играют очень большую роль в биологической эволюции. Порой они меняют направление развития жизни на Земле. Причем предвидеть, по какому пути пойдёт после катастрофы и массового вымирания развитие жизни, на основании предыдущей истории невозможно.

Для предсказания возможности катастроф различного масштаба в будущем и определения их потенциальной периодичности необходимо установить причины таких событий в прошлом.

По мнению А.С. Алексеева, существует цепочка событий, характеризующих биотический кризис, каждое из которых является причиной для последующего. Следовательно, надо говорить о системе причин. Начинать надо с поиска первого звена в цепочке причин. Сегодня учёные установили: в геологической истории не раз случались глобальные катастрофы космического происхождения, некоторые из которых действительно приводили к резким изменениям в ходе геологической и биологической эволюции.

Великие массовые вымирания случались на рубеже периодов ордовик — силур, пермь — триас, триас — юра и мел — палеоген. На шкале геохронологии фанерозоя вы видите, что катастрофические вымирания были около 430, 240, 200 и 65 миллионов лет тому назад. Беспримерным по масштабам было пермско-триасовое великое массовое вымирание, оно произошло около 240–250 млн. лет тому назад. Тогда с лица Земли исчезли примерно половина семейств и свыше 80% родов всех морских животных. Оно, как говорят учёные, «сдвинуло часы эволюции». Это вымирание даже по геологическим меркам отличалось особой длительностью. Космическая природа этой величайшей катастрофы у учёных давно не вызывает сомнения. В слоях горных пород пограничного периода была установлена необычно высокая концентрация сложных молекул углерода — так называемых фуллеренов. Каждый фуллерен представляет собой сферу из 60 (и более) атомов углерода, заполненную атомами благородных газов гелия и аргона. Изотопные соотношения для этих благородных газов сильно отличаются от земных и могут образоваться в атмосферах углеродных звёзд, где давление и температуры достаточно велики, чтобы связать гелий и аргон внутри молекул фуллеренов. Причём возникли они задолго до формирования Солнца и планет. Следовательно, такие сложные молекулы, скорее всего, могли быть занесены из космоса на Землю небесным телом — крупным астероидом или ядром кометы.

Ландшафт Антарктиды

Если в мел-палеогеновой катастрофе ученые давно «обвиняют» астероид, взорвавшийся на полуострове Юкатан, то место космического удара, вызвав шее великое пермско-триасовое вымирание, долго выявить не удавалось. Было ясно, что врезавшееся в Землю небесное тело должно было иметь поперечник не менее 6–12 км, т.е. сравнимо с астероидом, удар которого 65 миллионов лет назад положил предел эпохе динозавров.

Фотография Антарктиды, сделанная со спутника

Суперконтинент Пангея существовал в конце палеозоя — начале мезозоя

Только в начале XXI в. с помощью современных исследовательских методов с высокой степенью достоверности было определено место падения астероида. В 2006 г. в Антарктике был открыт самый большой на Земле метеоритный кратер. Приборы спутника «GRACE» космического агентства NASA отмечали малейшие смещения ледяных пластов. Характер смещений зависит от рельефа, по которому медленно скользят ледяные массы. Так удалось получить представление о строении подлёдной поверхности Антарктиды. В частности, была обнаружена 482-километровая кольцевая структура на Земле Уилкса в Антарктиде. Такой гигантский кратер мог «вырыть» взрывной удар астероида диаметром около 50 километров! Нашлось и иное подтверждение сказанному. Другой летательный аппарат, оснащённый гравиметром — прибором, измеряющим вариации силы земного притяжения, обнаружил в том же районе Антарктиды округлую область диаметром более 300 км с аномально высокой силой притяжения. Это можно было объяснить относительно более высокой массивностью залегающих здесь горных пород. Области повышенной концентрации масс геологи называют масконами (сокращение от английских слов Mass concentration). Благодаря космическим аппаратам масконы впервые были обнаружены на Луне, где их оказалось около двух десятков. Они располагаются под морскими бассейнами, имеющими округлую форму. Затем несколько масконов нашли на Земле. Есть масконы и на Марсе. Однако вернёмся к кольцевой структуре, открытой в Антарктике. Наложение гравитационной «картинки» маскона на радарное изображение кратера показывает их генетическую связь. Маскон центрально расположен в пределах кольцеобразного горного хребта, ограничивающего кратер Земля Уилкса.

Какова природа концентрации масс? Масконы образуются в местах падения на поверхность планеты с космической скоростью наиболее крупных астероидов или комет. Мощный удар вызывает встречный подъём плотных масс мантии и внедрение их в лежащие выше горизонты земной коры. Здесь под кратером мантийные массы остывают и задерживаются. Так рождаются масконы.

Наличие маскона, его сохранность позволяют судить о времени образования кратера. Под действием активных внутренних геологических процессов, характерных для нашей планеты, масконы постепенно разрушаются, а их фрагменты со временем смещаются относительно кратера. К примеру, под сопоставимым по размерам ударным кратером Вредфорт маскон отсутствует. И это вполне объяснимо: кратер Вредфорт на Юге Африки — древнейшая из известных на Земле ударных кольцевых структур — имеет возраст около 2 миллиардов лет.

Лишь на Луне, где внутренняя активность минимальна, крупные кольцевые структуры и масконы под ними могут сохраняться столь длительное время.

Галактика Млечный Путь, вид сбоку