Самые явные доказательства этих массовых вымираний находятся в породах, которые образуют или некогда образовывали океанское дно. Ученые устремляются к морю с массивными, но элегантными устройствами, чтобы извлечь цилиндрические образцы океанского дна, где в отложениях осадочных пород прослеживается некая систематичность. Оказавшись там, отложения практически не подвергаются атмосферным влияниям. Там нет ни ветра, ни дождей, ни циклов замерзания и оттаивания почвы. Возраст Земли составляет 4,54 млрд лет. Ее кора неоднократно трескалась, передвигалась, оттаивала и модифицировалась. Большая часть загадочной древней истории нашей планеты для нас утрачена. Тем не менее погребенные в древних отложениях, некоторые доказательства этих пяти вымираний еще сохраняются.
Одна из самых больших проблем в реконструировании массовых вымираний – это понимание того, что именно и когда произошло. Та к же как мы разделили живые организмы в иерархии типов – домен, царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид, – геологи разложили долгую историю нашей планеты на эоны, эры, периоды, эпохи и века. Так же как и биологи, которые для большего понимания отношений между живыми существами добавили другие термины, такие как надотряд и подвид, геологи аналогичным образом используют термин надэон для описания всей истории Земли, от формирования планеты и до кембрийского периода.
Вы наверняка встречались с такими терминами, как мезозойская эра, юрский период и каменный век. Эти словосочетания происходят из геологии. На протяжении большей части истории Земли жизнь на планете всего лишь стремительно набирала обороты. В основном живые существа были представлены одноклеточными организмами или относительно простыми мягкотелыми животными. Практически все самое интересное началось как раз в последние 500 млн лет. Почти все существа, о которых вы когда-либо слышали, от трилобитов до динозавров и неандертальцев, появились именно в это время. Все эти годы в настоящее время считаются частью одного-единственного геологического эона, который носит замечательное имя: фанерозойский эон (от греческого «фанерос», то есть видимый, явный). Фанерозой, в свою очередь, делится на три геологические эры: палеозой, мезозой и кайнозой. Последняя эра – это та, в которую мы живем. Грубо говоря, названия этих эр означают «старые животные», «средние животные» и «новые животные» (в том числе и мы). Наконец, эти эры делятся на эпохи. Наша эпоха называется голоцен, или «новая», и охватывает последние 10 тысяч лет, то есть примерно одну пятисоттысячную часть всей истории планеты. Взгляните на мою схему.
Все эти названия и даты имеют большое значение для палеонтологов, анализирующих историю эволюции. Кропотливо исследовав имеющиеся ископаемые свидетельства, они установили количество живых существ на Земле, особенно в океанах, в разные периоды в течение последних 500 млн лет. В процессе этих исследований они обнаружили относительно короткие промежутки времени, в которые количество разнообразия резко снижалось. Это были массовые вымирания. Я расскажу о пяти, известных нам вымираниях. Хотя я надеюсь, что мы все скоро признаем, что на самом деле их шесть и последнее происходит прямо сейчас.
Старейшее массовое вымирание называют ордовико-силурийским, от названий геологических периодов, во время которых это произошло (444 млн лет назад). Здесь мы потеряли около 85 % океанских видов. В то время на Земле еще практически не было жизни. Океан был местом сосредоточения всех процессов. Это было второе по величине массовое вымирание. Затем следовало Позднее девонское вымирание – около 364 млн лет назад. В этот раз мы утратили около половины животных и растений Земли.
Наиболее трагическим эпизодом в истории фанерозоя стало пермско-триасовое вымирание, или Великое пермское вымирание, произошедшее 251 млн лет назад. Будучи молодым инженером, я работал в Пермском бассейне в штате Техас и без труда находил древние ракушки на земле, болтаясь рядом с водопроводом нефтяной вышки, которую я обслуживал. Это тот же самый Пермский бассейн, о котором вы, возможно, слышали, если смотрели телевизионный сериал «В лучах славы», где рассказывалось о драме школьной футбольной команды из западного Техаса[6]. Судя по всему, во время пермско-триасового вымирания Земля потеряла около 75 % всех видов. Только представьте себе это! В результате в живых осталось только 25 % всех живых существ на планете. И я, и вы являемся потомками этого счастливого меньшинства – 25 %.
В центральной части штата Нью-Йорк, где я учился в колледже, можно запросто найти окаменелость трилобита, если прогуляться по восхитительным сланцевым ущельям, высеченным потоками воды. За неделю можно найти с десяток. Осознание того, что трилобиты жили здесь более 250 млн лет назад, начиная с кембрия и включая пермский период, несколько отрезвляет и поражает. И тем не менее все они, то есть буквально каждый из них, вымерли. Я бы не хотел, чтобы что-то подобное случилось и с нами, по крайней мере, не в ближайшее время. С другой стороны, пермско-триасовое вымирание расчистило путь появлению динозавров. Это в очередной раз показывает, как сильна тяга живых существ к выживанию и как упорно живые существа восстанавливаются… при наличии большого количества времени, конечно.
Следующим стало триасовое вымирание, случившееся около 200 млн лет назад. За этот период мы, судя по всему, потеряли около половины существовавших тогда видов. После стольких событий это уже звучит довольно привычно.
И вот, наконец, мы подходим к самому знаменитому и знаменательному массовому вымиранию – мел-палеогеновому, случившемуся 66 млн лет назад. Геологи предпочитают использовать заглавные буквы для обозначения геологических периодов. Почему бы нет? Это избавляет от труднопроизносимых слов и фраз. Двигаясь от глубокого прошлого к прошлому недавнему, мы встретили два периода, которые начинаются с буквы К (англ. C), карбон (каменноугольный период) и кембрий, которые сокращенно записываются как C и C-. Так меловой период получил сокращение К, а массовое вымирание, случившееся между меловым и третичным периодами, стали называть К-Т-вымирание. К происходит от немецкого слова Kreide, обозначающего мел, поскольку именно там меловой период впервые получил свое название. Совсем недавно геологи присвоили ранней части третичного периода более конкретное имя – палеоген. Вот так в начале XXI века мы вносим границы мелового периода и палеогена в геологическую летопись Земли. Массовое вымирание, постигшее также древних динозавров, в сокращенном виде обозначается как вымирание К-Pg.
Это вымирание стало именно тем драматичным событием, которое ознаменовало собой конец эпохи динозавров (хотя я хотел бы напомнить людям, что нас по-прежнему окружают современные потомки пернатых динозавров – птицы). Оно известно большинству из нас, кто молод сердцем и очарован динозаврами. Также, скорее всего, не случайно, это вымирание открыло эру млекопитающих. Оно освободило место для нас.
Мы не можем быть абсолютно уверены в том, что именно вызвало каждое из этих массовых вымираний, но у нас есть довольно много отличных подсказок. Кроме того, мы создали множество математических моделей климата Земли. Мы делаем все возможное, чтобы оценить то, что могло привести к трагедиям такого масштаба. Мы исследуем скалы, окаменелости, проводим химические анализы. Мы производим расчеты и придумываем очень содержательные гипотезы о том, что же там произошло. Изучение прошлого очень полезно; оно позволяет нам совершенствовать прогнозы того, что может произойти на Земле снова, и, возможно, очень скоро.
У нас также есть прямой доступ к современной картине мира. Глядя на Землю из космоса, раз уж это позволяют наши сложные спутники, мы можем наблюдать за тем, как сегодня меняется климат. Однако мы также можем сравнивать климат Земли с климатом наших ближайших планетарных соседей, Марса и Венеры. Мы делаем выводы о том, что же может вызвать такое радикальное изменение климата целой планеты, приведшее к тому, что в такой короткий промежуток времени половина или даже почти все живые существа вымирают и исчезают.
Мы собираем подсказки, изучая Землю как сложную живую и планетарную экосистему. Если вы рассмотрите любую экосистему, в которой когда-либо жили – будь то лес, город, ферма, или, возможно, вы некоторое время находились в плавании по океану, – вы увидите, насколько эти системы сложны. Живые существа взаимодействуют со своим окружением всевозможными способами. Когда окружающая среда резко меняется, экосистемы также изменяются. Работая в компании «Боинг», я провел много прекрасных часов, путешествуя по горам в районе Сиэтла. Поднимаясь по склонам гористой западной части Северной Америки, можно оказаться в районах, где в последние несколько сотен лет произошли оползни. Здесь заметны радикальные различия между растительностью и фауной верхней и нижней части оползня, а также наглядны не изменившиеся приграничные области, где деревья и фауна живут точно так же, как жили до того, как падающие камни сокрушили и погребли под собой большое количество живых существ.
Чтобы вызвать массовое вымирание, оползень должен был иметь поистине глобальный масштаб. Что может привести к чему-то подобному? Для меня есть две версии, которые сразу приходят мне на ум. У геологов тоже.
Потенциально первым «спусковым крючком» вымираний могли стать вулканы. Если вам когда-нибудь выпадет возможность, я настоятельно рекомендую посетить Национальный вулканический памятник в штате Вашингтон в США – гору Сент-Хеленс, где целые экосистемы исчезли с лица Земли, когда 18 мая 1980 года верхушка горы обрушилась вниз. Бесчисленное количество птиц, рыб, насекомых и сотни крупных животных, таких как олени, полевки и еноты, погибли в одно мгновение. Все свидетельства их существования были либо погребены под тысячами тонн льда, камней и грязи, либо сожжены дотла. Если можете, слетайте на Гавайи, чтобы увидеть вулканы, из которых сочится горячее, раскаленное докрасна нутро горы. Лавовый поток здесь не останавливается; он сжигает все на своем пути. Представьте себе десятки или сотни вулканов, извергающих пепел и огонь на огромных пространствах поверхности планеты. В результате могло произойти такое резкое изменение в атмосфере Земли, что ни одно живое существо, тем более сложные системы живых существ, не смогло бы остаться в живых.