Вечность пахнет нефтью. Как углеводороды погубили динозавров

Японские исследователи подвергли пересмотру устоявшиеся взгляды на то, как именно Чиксулубский астероид привёл к вымиранию всех крупных животных, живших 66 миллионов лет назад. По их мнению, роковую роль сыграло то, что небесное тело упало в крупное нефтяное месторождение. Вызванный падением мощнейший взрыв сжёг огромную массу нефти и поднял в атмосферу получившуюся при этом сажу. Она и вызвала охлаждение и почти мгновенное опустынивание планеты. Соответствующая статья опубликована в журнале Scientific Reports.

В настоящий момент в науке существует консенсус: в исчезновении динозавров ключевую роль сыграло падение десятикилометрового астероида, сопровождавшееся взрывом силой в 100 миллионов мегатонн (2 миллиона "Царь-бомб"). Остаётся вопрос о том, как именно он уничтожил все виды существовавших тогда крупных животных и почему млекопитающие, змеи, птицы (фактически беззубые динозавры) и черепахи пережили вымирание, а динозавры — нет.

До сих пор стандартный ответ на этот вопрос подразумевал, что удар поднял в небо огромное количество твёрдых пород, которые сформировали в атмосфере аэрозоли на сернистой основе. Они отражали солнечный свет, и на планете установилась глобальная тьма, остановившая фотосинтез. После гибели растений вымерли сначала травоядные, а затем и хищные динозавры.

Японские учёные утверждают, что все эти пункты неверны. Они ссылаются на работу другой группы авторов, которая показала, что аэрозоли сернистого состава не могут находиться в стратосфере дольше считаных месяцев. Это значит, что длительный перерыв в фотосинтезе не мог быть вызван этим фактором. Авторы новой работы изучили недавние результаты бурения в районе Чиксулубского кратера и на Гаити, бывшего довольно близко к месту взрыва. Удалось выяснить, что в местных осадочных породах возрастом в 66 миллионов лет содержится большое количество ценосфер — алюмосиликатных микросфер, обычно образующихся в топках, где жгут уголь. В условиях взрыва в сто миллионов мегатонн топкой стал весь район падения астероида, а топливом послужила нефть, которой там было немало. Учёные отмечают, что бурение показало наличие там нефтеносных сланцев — при отсутствии нефти, которая в то же время есть во всех прилегающих районах. Они объясняют это тем, что данная нефть сгорела ещё 66 миллионов лет назад и превратилась в сажу, значительная часть которой ушла в стратосферу.

В отложениях, следующих за ценосферами, было найдено немало полиароматических углеводородов — признаков осаждающейся сажи. По расчётам авторов, чтобы обеспечить вымирание, нужен был выброс от 0,5 до 2,6 миллиарда тонн сажи. При этом верхнее число слишком велико, чтобы обеспечить выживание птиц, крокодиловых и рептилий, а нижнее слишком мало, чтобы обусловить вымирание всех динозавров. Наиболее вероятными они считают цифры посередине этого диапазона — от миллиарда тонн сажи. По расчётам, вывод основной её массы из атмосферы мог занять несколько лет.

Что необычно, исследователи уверены, что даже присутствие в атмосфере планеты такого количества сажи, снизившей освещённость поверхности в 2—3 раза, не могло привести к вымиранию всех крупных животных само по себе. Они обращают внимание на то, что охлаждение поверхности не могло быть полным. Тепло, накопленное океаном, не дало бы установиться глобальной планетарной зиме. По данным, полученным ими из геологических отложений, на Гаити и в прилегающих районах среднегодовая температура упала всего на семь градусов. Этого совершенно недостаточно для исчезновения динозавров. Астероидная зима у экватора оказалась астероидной осенью, а для объяснения вымирания понадобилось привлечь какие-то иные факторы.

Чтобы понять, что же произошло, учёные провели моделирование климатических процессов в случае снижения освещённости планеты в два-три раза. Как оказалось, сильное похолодание возникало лишь в областях, лежащих от экватора дальше, чем на 15 градусов. В приэкваториальных районах похолодание было всего 7—8 градусов, то есть о морозах речь не шла. Однако вкупе с похолоданиями в остальных частях планеты низкие температуры резко сократили испаряемость. Что ещё важнее, те небольшие осадки, что всё ещё шли, затрагивали лишь экваториальные районы океана и отдельные северные районы суши (где было слишком холодно для развитой жизни).

В приэкваториальных областях количество осадков на значительное время упало практически до нуля. Похолодание сопровождалось засухой планетарных масштабов. Хотя вопреки ранним оценкам фотосинтез не остановился (тенелюбивые растения могли расти и при втрое сниженной освещённости), без воды флора не могла выжить. Крокодиловые пережили этот момент лишь потому, что поедали живших в пресных водоёмах мелких животных, питавшихся детритом (растительными и животными останками, падающими в водоёмы). Детрит по мере гибели поставлявших его наземных организмов продолжал пополняться, хотя и слабее, чем раньше.

Встаёт вопрос о том, как же выжили змеи и млекопитающие. Учёные отмечают, что они пользовались норами и могли пережить похолодание в северных районах планеты, где осадки всё ещё шли. Кроме того, они могли, как современные выхухоли или те же крокодилы, питаться обитателями дна пресных водоёмов, зависевшими не от солнечного света, а от наличия детрита. Динозавры, жившие там, господствовали на поверхности в положении доминирующих животных и норами не пользовались. К тому же они были привыкшими к тёплому климату, в то время преобладавшему на планете даже в северных регионах. В этой схеме есть только одна неясность. По современным взглядам, многие динозавры мало чем отличались от птиц, их ближайших родственников. Тем не менее птицы выжили, а динозавры — нет. По данным другой научной группы, это могло быть связано с отсутствием у птиц зубов.

Гипотеза японских исследователей имеет ряд сложных мест. Удар в 100 миллионов мегатонн помимо нефти, пережжённой в сажу, должен был выбить из поверхности много кубических километров твёрдых пород. Часть из них явно попала в стратосферу подобно тому, как туда попадает вулканический пепел после извержений. Роль данного компонента катастрофы в новой работе практически не рассматривается, хотя частицы этих пород также могли внести свой вклад в остановку солнечного света в стратосфере. Кроме того, очень сложно корректно оценить, какая доля сажи в стратосфере появилась в результате сгорания нефти в районе Чиксулубского кратера, а какая — от пожаров, шедших тогда по всей планете. Падение астероида придаёт части выброшенных его взрывом пород скорость меньше первой космической. Тогда после кратковременного выхода в ближний космос они возвращаются в атмосферу Земли и падают, нагреваясь до тысяч градусов и превращаясь в расплавленные капли стеклообразной консистенции. Такой огненный дождь при сильном взрыве накрывает места за многие тысячи километров от точки астероидного удара и способен вызвать значительные лесные пожары, также порождающие сажу.