Совпадение было почти невероятным и составило 92 процента. 100 процентов означало бы прямолинейную корреляцию. Одной из причин такого подобия графиков могло быть то, что, когда интенсивность потоков заряженных частиц очень высока, колебания этой интенсивности также происходят в довольно широком диапазоне. А вывод здесь вот какой: на Земле не просто холодно, когда космических лучей много, — увеличивается сам размах колебаний климата между указателями с надписями «теплее» и «холоднее», по мере того как Солнце и Земля обращаются вокруг центра Галактики и контраст между спиральными рукавами и межрукавными областями становится более сильным.
Около 3,4 миллиарда лет назад действия юного Солнца по отражению космических лучей были весьма успешны, интенсивность заряженных частиц оставалась на низком уровне, и продуктивность жизни, как свидетельствует углерод-13, колебалась в малых пределах. Между отметками 3,2 и 2,8 миллиарда лет назад скорость звездообразования была такая же, как сегодня. Похожими были и колебания биологической продуктивности в океане.
Как любопытно! Тогда существовали только бактерии, а сейчас трудятся целые флотилии куда более совершенных организмов, поддерживая пищевые цепочки, идущие снизу вверх — от простейших до высших рыб и китов. И все же общая чуткость первых бактерий и современной экосистемы к переменам климата примерно одна и та же, если судить по отклонениям в ту и другую стороны от средней скорости поглощения организмами двуокиси углерода, требуемой им для роста.
Около 2,8 миллиарда лет назад интенсивность космических лучей сильно возросла, принеся с собой значительное изменение климата, и жизнь стала активнее. На пике звездных взрывов, произошедших 2,4–2,2 миллиарда лет назад, вместе с которыми началось превращение Земли в «снежок», космические лучи все еще были сильными, так же как и колебания углерода-13, на что впервые обратил внимание Свенсмарк.
Между отметками 2 и 1,2 миллиарда лет назад поток космических лучей опять оставался на низком уровне, и продуктивность биосферы изменялась незначительным образом. Зато следующий всплеск звездной рождаемости побудил жизнь собрать все свои силы и вызвал изменения, продолжавшиеся даже тогда, когда 750 миллионов лет назад вся планета покрылась льдом. Это было время «большого взрыва» в эволюции, которая изобрела многоклеточные эукариоты — предшественников животных и высших растений. 800 миллионов лет назад вариабельность биосферы была относительно высока. После этого она пошла на убыль и вернулась к показателям, существовавшим 3 миллиарда лет назад.
Эта новая история биосферы, рассказанная путем истолкования данных об углероде-13 с привлечением астрономической хроники, очаровывает и озадачивает своей простотой. Содержание истории открыто для широкого обсуждения. Например, уровни содержания углерода-13 задаются не только ростом живых организмов. Высокая скорость оседания органического материала на морское дно может увеличить пропорцию углерода-13 за счет вытеснения углерода-12. Когда же трупы мертвых существ растворяются в морской воде и возвращают ей углерод-12, пропорция углерода-13 идет вниз. И еще: уровень углерода-13 в морской воде связан с преобладанием в атмосфере двуокиси углерода.
Также можно сказать, что периоды в 400 миллионов лет, предложенные Свенсмарком, — слишком длительные сроки, в течение которых и биосфера, и ландшафт планеты могут сильно измениться. Эти периоды в шесть раз шире пропасти, отделяющей нас от времени вымирания динозавров. За 400 миллионов лет континенты не раз могут перегруппироваться, а Солнце и Земля могут дважды или трижды забежать в гости в разные спиральные рукава Галактики.
Представления о том, как земная жизнь реагирует на льющиеся на нее потоки заряженных частиц, поможет по-новому взглянуть на историю Земли. Появление многоклеточных, после того как климат резко накренился в сторону последнего «снежка», позволяет говорить о том, что сильно изменчивый климат, в отличие от «обычных» климатических перемен, может подтолкнуть живых существ к радикальным нововведениям. С другой стороны, менее изменчивый климат позволяет природе проводить не столь резкие, зато более изысканные усовершенствования, и в результате получается красочное разнообразие видов, которых отлично устраивает господствующий климат. Возможно, даже чересчур устраивает. Перед созданиями, прекрасно приспособившимися к имеющимся условиям жизни, встает угроза пасть жертвами грядущих изменений климата.
Другая цепочка взаимодействий осталась пока нераскрытой. Эту главу мы начали с рассказа о скорости звездообразования в Галактике и о переменах в работе нашего Солнца. Эти чисто физические факторы влияют на приток космических лучей, и таким образом, похоже, именно они управляют климатом Земли, а следовательно, определяют условия жизни на планете. Тут есть некоторая тонкость: сейчас представляется, что более холодные условия сильнее раскачивают продуктивность биосферы. Когда Свенсмарк рассказывал о том, что обнаружил связь между углеродом-13 и космическими лучами, он был в полном восторге: «Если связь подтвердится, то окажется, что развитие жизни на Земле жестко сопряжено с эволюцией Млечного Пути»[84].
Результаты этого анализа должны дать биологам пищу для размышлений. Собственно, анализу подверглись перемены, происходившие на протяжении сотен миллионов лет, а это все равно что усреднить трилобитов и саблезубых тигров. Но если вы повнимательнее рассмотрите космические лучи, климат и эволюцию на протяжении всего нескольких миллионов лет — перед вашими глазами вспыхнет экран, на котором начнется четкий, яркий фильм, рассказывающий о том, как звезды влияли на климат и к каким драматическим последствиям это привело. Словом, давайте увеличим масштаб.
7. Мы — дети сверхновой?
Изменения климата и происхождение человека идут рука об руку.
Они совпали с наступлением нынешней ледниковой эры.
В то время по меньшей мере одна звезда взорвалась по соседству с Землей.
«Космические зимы» толкают эволюцию вперед.
Астрономы ищут сверхновую, напавшую на Землю.
Светилась ли она близко к Южному Кресту, так чтобы яркий космический фонарь висел низко над горизонтом, как нам это видится из тропической Африки? Или она горела высоко в северном небе, перещеголяв своих товарок среди Семи Сестер? Астрономы будут спорить об этом, пока не появится твердое доказательство какого-либо одного варианта. Но эти двое — самые подходящие кандидаты на роль той звезды, у которой более 2 миллионов лет назад закончилось топливо, и она взорвалась неподалеку от Земли. В то время Земля все еще была планетой обезьян.
Сверхновая, должно быть, озадачила приматов и сильно беспокоила их по ночам. Она была достаточно близко, чтобы светить ярче, чем полная луна, и сияла целые недели напролет. Не было ни шума, ни удара, ни какой-либо разрушающей жизнь лучевой болезни, чего вполне можно было ожидать, если бы взрыв был ближе. Однако в течение тысяч лет остатки сверхновой опыляли Землю колоссальными количествами заряженных частиц.
Эта же звезда одарила нашу планету большим количеством редких изотопов, полученных в результате ядерных реакций во время звездного взрыва. Они смогли достичь Земли только потому, что сверхновая оказалась от нас на расстоянии не больше ста световых лет, и это делает ее самой близкой из всех сверхновых, о которых мы знаем. Именно редкие изотопы позволили немецким астрономам узнать о произошедшем событии. И их открытие повлекло за собой дискуссию о том, какую роль, возможно, сыграли космические лучи, когда приматы делали первые шаги в развитии от обезьян к людям.
Геологи, палеонтологи и генетики уже нашли четкую связь между резким похолоданием, случившимся 2,75 миллиона лет назад, и изменением окружающей среды, которое привело к появлению первых орудий труда и отчетливо человеческих генов. Это ключевой момент для каждого, кто стремится осознать свое существование как мыслящего создания в хаотичной Вселенной. И если кому-то удастся найти надежное объяснение — оно станет жемчужиной в короне науки о климате, да и настоящим подарком для исследователей околоземного космоса.
До недавнего времени ученые, выстраивая различные гипотезы о причинах того похолодания, не отводили звездам никакой роли. В геологической ретроспективе оно было всего лишь очередным шагом вниз по лестнице все более усиливающегося холода, начавшего свое наступление 50 миллионов лет назад. 14 миллионов лет назад большая часть Антарктики была покрыта снегом, и вскоре (по геологическим меркам) Гренландия стала также оледеневать. Менялся и облик нашей планеты.
В Африке по обеим сторонам Великой рифтовой долины поднялись высокие купола гор, перераспределив доступные осадки и тем самым обделив дождями Восточную Африку. Тем временем Индия втискивалась в южную часть Азии и подталкивала ближе к небу Гималаи и Тибетское плато. Так в субтропиках появился бассейн прохлады. Сближение Австралии с Азией преградило маршруты тропических океанских течений. И около 3 миллионов лет назад Северная и Южная Америки после долгого одиночного плавания соединились Панамским перешейком. Это оборвало существовавшую ранее связь между Атлантикой и Тихим океаном и заставило океанские течения работать по-новому.