Гибель динозавров - урок для человечества

Исчезновение динозавров в период между 66 и 65 миллионами лет назад вызывает не только академический, но и практический интерес учёных разных специальностей.

Вопросы происхождения Земли и жизни на ней, с той или иной токи зрения, касаются практически всех наук с тех пор, как появились люди, представляющие собой особый род представителей животного мира. Homo sapiens - человек разумный обладает сознанием и мышлением, позволяющем ему проникать в тайны мироздания и предвидеть события, пользуясь своим совершенным компьютером в виде развитого мозга.
Человечество за время своего развития в течение миллионов лет накопило такой объём знаний о природе, обществе и своём собственном мышлении, что позволяет ему решать задачи любой сложности. Человечество осознаёт, что многие процессы в природе, обществе и мышлении происходят объективно вне нашего сознания и возможностей предотвращать катастрофические события планетарного масштаба, поэтому изучает причины природных явлений, катастроф, болезней и их последствия с тем, чтобы найти способы адаптации или нейтрализации их вредное воздействие на жихнедеятельность и безопасность людей.

Науки о природе и происхождении Земли, её строении, структуре земной коры и земных недр, физических и химических свойствах веществ, почв, атмосферы, поверхостных вод и вод океанов, растительного и животного мира и других материальных объектов на планете изучают с целью выявления законов и закономерностей их функционирования и использования людьми в практичесакой деятельности. И если люди хорошо понимают значение таких наук как астрономия, математика, физика, химия, биология, география, почвоведение, океанология и многие другие, то изучение исторической и динамической геологии, гляциологии, орографии, петрографии, палеонтологии, антропологии и подобных наук многим кажется или не актуальным, или излишним.
Однако, знание, например, геологической шкалы времени для понимания истории развития Земли и всего, что на ней происходило в каждую геологическую эпоху и период, является не менее важным, чем знание закономерностей метеорологии или агрономии.
Геология - это летопись,зафиксированная в слоях земной коры от времени начала формирования Земли до того момента, какой мы видим ёё сейчас. В каждом слое земной коры учёные находят остатки растительности и биологических существ, населяющих планету в определённую эру и период, которые дают определённую картину о жизни и происходящих событиях на планете.

Схема геологического времени на Земле

Учёные многих специальностей (асторономы, геологи, биологи, химики, палеонтологи и другие) установили, что жизнь на Земле появилась более 3,5 млрд лет назад, хотя точнее определить момент трудно хотя бы потому, что практически невозможно провести грань между "почти живым" и "живым", можно лишь сказать точно, что момент появления живых существ растянулся на многие миллионы лет. Однако, наука рано или поздно даст ответ на вопрос о появлении жизни на нашей планете. Сейчас на этот счёт существует 7 основных теорий.
Известно и то, что усложнение жизни обязано в значительной мере теории катастроф, согласно которой за всю историю развития планеты на ней постоянно происходили катаклизмы, приводящие к вымиранию многих видов растений и животных, адаптации некоторых из них к новым условиям жизни и появлению новых видов.

миллионов лет
На графике видно, что жизньизобиловала разными примитивными живыми организмами, их общая масса многократно превосходила современную массу жтвых организмов (окрашено синим цветом). Вместе с тем видно, что в результате падения на Землю крупных астероидов, сопровождающихся изменением климата и условий жизни, число видов и масса живых организмов уменьшались (пики на графике).
Особенно много катастроф было в периоды:

• 542 - 450 млн лет назад, когда погибало от 10% до 40% видов организмов;
• 270 - 250 млн лет, когда погибло от 35% до 50% видов;
• 210 - 200 млн лет, погибло 30% видов;
• 66 - 65 млн лет, в конце мелового периода кайнозойской эры в результате падения астероида произошла катастрофа, которая и привела к вымиранию динозавров.
  
  Итак, вымирание живых организмов происходило постоянно и учёные склоняются больше к теории нарушения равновесия в природе в результате обстрела Земли астероидами, что порождает цепь взаимосвязанных событий - изменение климата, нарушение пищевой цепочки, адапьтация организмов к изменившейся среде их обитания, межвидовая борьба за пищевые ресурсы, появления новых видов.

Ученые выяснили, почему астероид, ударивший по Земле около 66 млн лет назад, оказался настолько катастрофическим. Причиной тому был астероид диаметром около 12 км, который врезался в Землю под углом около 60 градусов и пробил дыру в земной коре глубиной около 30 км. Сразу же образовался слой породы у основания ударной воронки, который поднялся за несколько минут создав гору, превышающую по высоте Эверест. Это продолжалось недолго и в итоге было образовано заметное внутреннее кольцо из холмов или вершин, но последствия оказались катастрофическими для всего живого, поскольку число погибших видов животных по некоторым данным достигло почти 40%, включая динозавров.
Сейчас исследователи знают, что в породах, по которым ударил астероид, содержались большие объемы иридия, серы, минералов гипса. Материал был выброшен высоко в атмосферу, где смешался с водяным паром, вызвав "глобальную зиму". Учёные отмечают, что местом удара было то, что сейчас называется Мексиканским заливом.

Удар пришёлся в самое худшее место на планете и под смертоносным углом. Исследования на месте кратера, а также компьютерное моделирование показывают, что астероид упал с большой скоростью под углом до 60 градусов, что усугубило климатические последствия.
При 45-60 градусах удар очень эффективен для испарения и выброса пыли на большую высоту. Если удар происходит под более мелкими или более крутыми углами, количество материала, попадающего в атмосферу, оказывается намного меньше.
По случайности угол удара астероида оказался таким, что экологический кризис после его падения стал настолько интенсивным и продолжительным, а место падения и угол удара практически не оставили шансов динозаврам на выживание.
Исследователи доказали, что в породах, по которым ударил астероид, содержались большие объёмы серы из минералов гипса, которые были выброшен в высокие слои атмосферы, где смешались с водяным паром, вызвав "глобальную зиму". Ученые отмечают, что местом удара было то, что сейчас называется Мексиканским заливом.

Знание причин падения астероидов и их катастрофических последствий важно для людей потому, что современная наука и техника позволяют определить наличие такой угрозы для человечества и предпринять меры по защите от неё.
Прогноз и последствия столкновений с астероидами базируется на том, чтоиметь в виду, что встреча Земли с астероидом очень редкое явление. Столкновение Земли с астероидами размером 1 м происходит ежегодно, размером 10 м - раз в сто лет, 50-100 м - один раз в период от нескольких сотен до тысяч лет и 5-10 км раз в 20-200 млн лет. Реальную опасность исходит от астероидов, превышающие несколько сотен метров в поперечнике, поскольку они практически не разрушаются при проходе сквозь атмосферу. Сейчас на Земле известно несколько сотен кратеров диаметрами от десятков метров до сотен километров и возрастом от десятков миллионов до 2 млрд лет.
Наибольшими из известных являются кратеры:

• в Канаде диаметром 200 км, образовавшийся 1,85 млрд лет назад;
• Чикшулуб (Чиксулуб) в Мексике на полуострове Юкатан и Мексиканском заливе диаметром 180 км, образовавшийся более 65 млн лет назад;
• Попигайская котловина диаметром 100 км на севере Среднесибирского плоскогорья в России, образовавшаяся 35,5 млн лет назад.
  Все эти кратеры возникли в результате падения астероидов диаметрами порядка 5-12 км со средней скоростью 25 км/с.
  
  Из относительно молодых наиболее известен кратер Берринджер в штате Аризона (США) диаметром 2 км и глубиной 170 м, возникший 20-50 тыс. лет назад в результате падения астероида диаметром 260 м со скоростью 20 км/с.
  Хотя вероятность падения астероида считается довольно низкой, но в любой момент небесный объект может прилететь неожиданно и этому надо быть всегда готовыми. В портфеле ученых сегодня есть несколько вариантов. Самый радикальный - взрыв с помощью ядерного заряда. Но вместо одного объекта мы можем получить сразу несколько. Кроме того, ядерные взрывы в космосе запрещены, а вероятность падения на Землю мелких астероидов намного выше, чем крупных тел.
  
  Есть и другие способы изменения опасной для Земли траектории движения космического тела: гравитационный тягач, или брошенная на астероид болванка, или установленный на нём реактивный двигатель. Эти варианты уже десяток лет активно обсуждаются, но до реализации дело не доходило. И вот прорыв - НАСА и ЕКА объявили, что начинают реализацию одного из проектов: речь идет о столкновении болванки с астероидом, чтобы изменить его траекторию.
  Для эксперимента выбран астероид Дидим, к которому отправятся сразу два аппарата. Первый, американский DART, весом около 500 кг, врежется в космическое тело. Второй - европейский аппарат AIDA будет фиксировать всё, чтобы произойдет с астероидом после удара. Зачем такие сложности? Дело в том, что он двойной. Вокруг большого тела диаметром около 800 метров на расстоянии 1,1 километра вращается меньшее - диаметром в 150 метров.
  Эта миссия очень сложна. На расстоянии в миллионы километров надо не просто попасть в 100-метровое тело, а ударить в центр массы тела. Ведь это не шар, а тело причудливой формы. Поэтому при неверном ударе оно может начать сильней вращаться или, наоборот, вращение погасится. Операция ювелирная. Этот эксперимент по столкновению намечен на 2022 год.
  
  Сейчас выявлены практически все потенциально опасные астероиды размером более одного километра, которых около сотни, а их орбиты рассчитаны. В обозримом будущем для землян они опасности не представляют, однако хуже ситуация с астероидами среднего размера, от 150 метров до километра. Таких более 20 тысяч, а выявлено менее 15%, остальные остаются инкогнито. И совсем беда с более мелкими, такими, как, например, тунгусское небесное тело размером 50 метров. Пока есть данные всего об 1% тел подобного размера, а об остальных 99% известно, что они где-то летают и могут время от времени сближаться с Землёй, а таких тел, как челябинский метеоритне менее миллиона, поэтому вероятность их падения на Землю намного выше, чем более крупных тел.
  Так или иначе человечество должно разрабатывать методы защиты от возможной такой угрозы.