Нам не страшен астероид!

Fakir> Дело в том, что импактных событий за историю Земли - десятки. Ни одного вымирания такого масштаба - 90% живности - даже близко не было. Более того - все те падения биосфера как целое вообще считай не замечала.

Дима, ты же физик. Прикинь энергию встречи более менее крупного астероида-булдыгана с Землей. Прикинь, сколько миллиардов петатон ТНТ рванет, какая будет ударная волна, землетрясения и проч. Погрешности на неоднородности среды, как я понимаю, тут полностью исчезают - земную атмосферу и океан можно рассматривать как равномерную структуру.

Fakir> Можно-можно. Палеонтологи давно уже от всех этих астероидных гипотез матерятся в голос - но их как никто и не слушает

Это те товарищи, которые выдумывают миллиарды лет существования Земли, а потом путаются со слоями эонов, используют радиоизотопные методы с погрешностями в сотни тысяч лет?

Наверное, очень правильно, что их никто не слушает.

Fakir>> Можно-можно. Палеонтологи давно уже от всех этих астероидных гипотез матерятся в голос - но их как никто и не слушает
AGRESSOR> Это те товарищи, которые выдумывают миллиарды лет существования Земли, а потом путаются со слоями эонов, используют радиоизотопные методы с погрешностями в сотни тысяч лет?
AGRESSOR> Наверное, очень правильно, что их никто не слушает.

Читать здесь - вкратце о методах датировки, применяющихся в геологии и палеонтологии.



Объяснено, почему для геологов и палеонтологов не играет роли большая ошибка радиоизотопных методов для древнейших (сотни миллионов и более лет) слоёв.

______________________________________________________________________________

Итак, например, пермский период следует определить как время, когда на Земле образовывались горные породы такого же типа, что ныне выходят на поверхность в окрестностях уральского города Пермь. Имея дело с геохронологической шкалой, необходимо всегда помнить, что первичен здесь именно определенный тип геологических тел, а время производно, вторично. (Тот же самый принцип используется и в археологии: мезолит или бронзовый век - это время, когда люди делали орудия и украшения определенного типа.) Именно по этой причине геохронология спокойно обходилась и без датировок ее подразделений в миллионах лет, ставших привычными лишь в последние три-четыре десятилетия. Вообще роль абсолютных (радиоизотопных) датировок очень велика для стратиграфии докембрийских толщ, где отсутствуют достаточно сложные ископаемые; радиоуглеродный метод [04] широко применяется для датировки новейших отложений, возрастом менее 40 тысяч лет. В остальном же эти методы играют в стратиграфии сугубо подчиненную роль, и мы в дальнейшем будем в основном обозначать время в терминах не абсолютной, а относительной шкалы.

Однажды академику А.Л.Яншину задали вопрос - в чем состоит разница между абсолютной и относительной геохронологиями? Тот, согласно преданию, ответил: "Главная разница в том, что относительная геохронология точна, а абсолютная - нет". Дело в том, что радиоизотопные методы дают нам датировку с точностью до 1-2 %, которая, на первый взгляд, кажется вполне приемлемой. Не забудем, однако, о том, что на отрезках времени в сотни миллионов лет (которыми оперирует геология), эта погрешность измерения тоже будет исчисляться миллионами лет. Пусть мы определили абсолютный возраст некой осадочной толщи как 154±2 млн лет; в течение этих двух миллионов лет могли накопиться многие сотни метров (или даже километры) осадков. Палеонтологи же способны распознать в этой толще однообразных пород слой толщиной всего в несколько метров, руководствуясь известным им "адресом" - верхняя юра, оксфордский ярус, зона Cardioceras cordatum, ибо только в это "мгновение" геологической истории жил на Земле головоногий моллюск Cardioceras cordatum. Распознать же столь ничтожный отрезок времени методами абсолютных датировок нельзя ни в каком приближении.

Здесь опять напрашивается аналогия с археологией. Предположим, мы обнаружили древеегипетский саркофаг. Можно отколупнуть от него щепку и, путем немалых усилий, установить, что дерево из которого он был изготовлен, срублено 4500±300 лет назад. Археолог же поглядит на орнамент саркофага и без колебаний скажет: "Среднее царство, XIII династия... конец, но не самый". Ну, и какая из датировок, на ваш взгляд, более содержательна?

Fakir>> Дело в том, что импактных событий за историю Земли - десятки. Ни одного вымирания такого масштаба - 90% живности - даже близко не было. Более того - все []те падения биосфера как целое вообще считай не замечала.
AGRESSOR> Дима, ты же физик. Прикинь энергию встречи более менее крупного астероида-булдыгана с Землей. Прикинь, сколько миллиардов петатон ТНТ рванет, какая будет ударная волна, землетрясения и проч. Погрешности на неоднородности среды, как я понимаю, тут полностью исчезают - земную атмосферу и океан можно рассматривать как равномерную структуру.

Мощность большая будет. Тряхнёт сильно, цунами может быть, без проблем. Для биосферы в целом - ничего радикального не случится. Примеров есть - таки ничего не случилось. См. цитаты ниже, особенно выделенное.


_____________________________________________________________________________



Об астероидной гипотезе мы поговорим подробно в главе 12; упомянем лишь, что большинство палеонтологов относятся к ней (равно как к "взрывам сверхновых" и т.п.) весьма скептически. Все эти импактные гипотезы ("гипотезы ударного воздействия") не отвечают на вопрос о странной избирательности этих импактов (динозавры тогда вымерли - а крокодилы, многие из которых были наземными, прекрасно себя чувствуют), безмерно переоценивают скорость вымираний (их можно назвать "стремительными" лишь в геологическом масштабе времени - речь идет о тысячах, и даже десятках тысяч лет) и их синхронность в разных местах планеты (в большинстве местонахождений последние динозавры исчезают до иридиевой аномалии, однако известны и по меньшей мере две фауны динозавров палеогенового возраста - т.е. заметно позже ее). Это, однако, частности. Более серьезный вопрос - правомочно ли вообще говорить о "вымирании динозавров в конце мела"?

Уточним, о чем идет речь. На протяжении истории любой группы постоянно появляются новые виды, а старые вымирают - вымирание есть совершенно нормальный компонент эволюционного процесса. Но известны и случаи катастрофических вымираний, как это произошло, например, на той же самой мел-палеогеновой границе с планктонными форамениферами: группа спокойно наращивает разнообразие, а потом в одночасье - бабах! - из нескольких десятков видов остается один. Так вот, с динозаврами ничего подобного не происходило. Группа достигла максимума разнообразия в позднем мелу, а затем оно начало снижаться; однако если посчитать именно темпы вымирания динозавров (а не изменения их суммарного разнообразия !), то окажется, что в конце маастрихтского века, когда вымерли последние 7 видов, не произошло ничего особенного, и темпы эти не выше, чем в предшествующие времена...

Как же так?! А очень просто: вымирание динозавров идет весь поздний мел с более или менее постоянной скоростью, но начиная с некоторого момента эту убыль перестает компенсировать возникновение новых видов; старые виды вымирают - а новых им на смену не появляется, и так вплоть до полного исчезновения группы. (Аналогия: страна проигрывает войну не потому, что противник стал наносить ей на фронте небывало высокие потери, а оттого что в тылу остановились из-за отсутствия сырья танковые и авиационные заводы). Иными словами: в конце мела имело место не катастрофическое вымирание динозавров, а непоявление новых им на смену - а это, согласитесь, заметно меняет картину. Значит, мы имеем дело с достаточно растянутым по времени, "естественным" процессом; и даже если допустить, что упомянутые выше 7 последних видов (из маастрихта) погибли в результате некоего "импакта", это все равно не меняет сути дела.




Иными словами, смена мезозойской биоты на кайнозойскую произошла внезапно и очень быстро, что наводит на мысль о какой-то глобальной катастрофе; а поскольку изменения эти охватили как морские, так и сухопутные группы, экологически не связанные между собою, логично связать ее с какой-то внешней по отношению к биосфере причиной - земной (катастрофический вулканизм и т.п.) или космической (вспышка сверхновой, многократное усиление излучения из космоса из-за переполюсовки магнитного поля планеты, падение гигантского астероида и т.п.).

Здесь следует сделать одно отступление, касающееся методологии. Мы с вами уже говорили о том, что основу европейского научного мышления составляет "Бритва Оккама" (см. главу 1-а) - из нескольких конкурирующих гипотез выбирается наиболее простая, не вводящая "избыточных сущностей". Всё так, но только вот представления о "простоте" и о том, какие из сущностей являются "избыточными" могут довольно сильно различаться у представителей разных наук.

Применительно к нашему конкретному случаю это означает следующее. Для физика более простыми, а потому более привлекательными, будут "однофакторные", импактные, гипотезы (извергнулись разом все вулканы - и всё живое отравилось серой и тяжелыми металлами; упал астероид - и поднятая им пыль настолько замутнила атмосферу, что растения перестали фотосинтезировать); представления же о системных свойствах биосферы являются "избыточными".

Иное дело - биолог; для него вполне очевидно, что экосистемы и биосфера являют собою не механические наборы живых организмов (вроде террариумов на Птичьем рынке), а высокоцелостные гомеостаты, обладающие своим собственным поведением, способные кондиционировать среду своего обитания и эффективно противостоять внешним возмущениям. Поэтому с точки зрения биолога более простыми будут гипотезы, предполагающие внутренние причины экосистемных смен - даже наиболее резких, кризисных (превращения червеобразной гусеницы в твердую неподвижную куколку, а куколки - в бабочку выглядят со стороны явными "кризисами" в процессе индивидуального развития насекомого), а внешние воздействия - "избыточной сущностью", которую можно привлекать лишь после того, как исчерпаны все иные, "внутрибиосферные" варианты объяснения. Это различие между "физиками" и "биологами" (названия эти, разумеется, условны) носит в некотором смысле мировоззренческий характер, и оттого лучше загодя обозначить свою позицию; я, как легко догадаться, занимаю "биологическую" позицию - положение обязывает...

Итак, возвращаемся к "Великому вымиранию". В середине 60-х годов при исследовании разреза пограничных мел-кайнозойских отложений в Губбио (Италия) в тонком слое глины, соответствующем фаунистической границе (его возраст - 67 млн лет), была обнаружена необычайно высокая концентрация редкого металла иридия (Ir), в 20 раз превышающая его среднее содержание в земной коре. Впоследствии такие иридиевые аномалии на мел-кайнозойской границе были найдены во множестве мест по всему миру, а содержание металла в некоторых из них превышает фоновое в 120 раз; протяженность периода, когда накапливались эти осадки, была (судя по толщине их слоя) очень невелика - не более 10 тысяч лет. В земной коре иридий редок потому, что он хорошо растворим в железе: почти весь земной иридий сконцентрирован сейчас в ядре планеты. Соответственно, его довольно много в веществе железных метеоритов, представляющих собой фрагменты планетных ядер.



На этом основании Л. Алварес (1980) предположил, что иридиевая аномалия - следствие удара о Землю крупного астероида, вещество которого рассеялось по всей ее поверхности (астероидная гипотеза). Чтобы дать наблюдаемое количество иридия, требуется тело внеземной природы диаметром приблизительно 10 км и массой 10¹⁰ т; при его падении на сушу возникла бы воронка диметром около 100 км (главным претендентом на эту роль считают кратер Чикксулуб на Юкатанском полуострове). Расчеты показывают, что при таком ударе в атмосферу было выброшено огромное количество пылевидного материала (в 60 раз больше массы самого астероида). Альварес и его сторонники полагают, что эта пыль обращалась вокруг Земли несколько лет, прежде чем выпала обратно на поверхность. Это плотное пылевое облако, сквозь которое слабо проходит солнечный свет, должно было сильно ослабить фотосинтез, что привело к гибели растений (прежде всего -планктонных водорослей, имеющих очень короткий жизненный цикл), а затем и питающихся ими животных. Кроме того, это должно было вызвать резкое охлаждение поверхности планеты ("астероидная зима"). В воде океанов из-за ослабления фотосинтеза накапливается CO2, что ведет к повышению ее кислотности, а это, в свою очередь, - к растворению раковин карбонатсекретирующих организмов (от фораменифер до иноцерамов).

Р. Кэрролл (1993) в своем учебнике палеонтологии пишет: "Ученые-физики, признавая основные выводы Альвареса, оспаривают некоторые детали. Специалисты по ископаемым остаткам обычно настроены очень критически"; А.Г. Пономаренко весьма точно отразил отношение палеозоологов к "импактным" гипотезам, завершив соответствующую лекцию словами: "К несчастью, воззрения эти в последние годы распространились, как чума". Палеонтологи, конечно, не могут профессионально оценить математические модели, из коих следует принципиальная, теоретическая возможность наступления "астероидной зимы" (хотя по некоторым расчетам пыль должна была осесть не через несколько лет, а уже через несколько недель, а гидрохимики напоминают о существовании в морской воде карбонатно-бикарбонатного буфера, изменить кислотность которого чрезвычайно трудно), но вот о конкретных событиях конца мела им очень даже есть чего сказать. Суть дела в том, что наличие причинной связи между иридиевой аномалией (которая факт) и позднемеловым вымиранием (которое тоже факт), вообще-то говоря, решительно ни из чего не следует.



Начнем с того, что иридиевых аномалий в отложениях самого различного возраста найдено (с той поры, как их стали целенаправленно искать) уже несколько десятков - но только они никак не связаны с крупными фаунистическими сменами.
И наоборот - все попытки обнаружить следы астероидных импактов в горизонтах, соответствующих другим крупным вымираниям, таким, например, как пермо-триасовое (по справедливости "Великим" следовало бы назвать именно его - оно было куда более масштабным, чем мел-палеогеновое) ни к чему не привели. Существует целый ряд точно датированных метеоритных кратеров даже более крупного размера, чем предполагаемый Альваресом (до 300 км в диаметре), и при этом достоверно известно, что ничего серьезного с биотой Земли в те моменты не происходило. Скурпулезное, "по миллиметрам", изучение пограничных разрезов показало, что синхронность иридиевой аномалии и "Великого вымирания" сильно преувеличена. Массовое вымирание морских организмов было "мгновенным" лишь по геологическим меркам и продолжалось, по разным оценкам, от 10 до 100 тысячелетий (а вовсе не годы - как это должно было быть по импактным моделям). Последовательность исчезновения планктонных организмов в разных местах неодинакова, а пики вымирания могут расходиться со временем иридиевой аномалии на десятки тысяч лет, причем многие группы (например, белемниты) вымирают до аномалии, а не после нее.

В этом смысле весьма показательна ситуация с Эльтанинским астероидом (около 4 км в поперечнике), упавшим в позднем плиоцене, около 2.5 млн лет назад, на шельф между Южной Америкой и Антарктидой; остатки астероида были недавно подняты из образовавшегося в морском дне кратера. Последствия этого падения выглядят вполне катастрофическими - километровые цунами забрасывали морскую фауну вглубь суши; именно тогда на андийском побережье возникли очень странные захоронения фауны со смесью морских и сухопутных форм, а в антарктических озерах вдруг появляются чисто морские диатомовые водоросли. Что же касается отдаленных, эволюционно значимых последствий, то их просто не было: следы этого импакта заключены внутри одной стратиграфической зоны. То есть - абсолютно никаких вымираний за всеми этими ужасными пертурбациями не последовало.

Обращает на себя внимание тот факт, что из всех групп, ставших жертвами "Великого вымирания", наземными были лишь динозавры (которые к тому же, как мы помним, вымерли несколько позже иридиевой аномалии); не морской группой были и вымершие тогда же птерозавры, но те, судя по всему, были трофически связаны с морем. (Кстати, упоминавшееся выше грандиозное пермо-триасовое вымирание было чисто морским - на суше тогда тоже не произошло ничего примечательного.)

Fakir> Мощность большая будет. Тряхнёт сильно, цунами может быть, без проблем.

А запылённость атмосферы, изменение её хим.состава, воды тоже? Соответствующие климатические изменения?(причём это может растягиваться на тысячи и десятки тысяч лет)

>Для биосферы в целом - ничего радикального не случится. Примеров есть - таки ничего не случилось.

Дык из наличия примеров, что "не случилось" вовсе не следует, что никогда не случалось, или не может случиться.

> См. цитаты ниже, особенно выделенное.

С динозаврами тоже, как я понимаю, пока не ясно. Это одна из точек зрения, но есть и другие.

MIKLE> касательно иридия.
MIKLE> протяженность периода, когда накапливались эти осадки, была (судя по толщине их слоя) очень невелика - не более 10 тысяч лет
MIKLE> Альварес и его сторонники полагают, что эта пыль обращалась вокруг Земли несколько лет, прежде чем выпала обратно на поверхность.
MIKLE> я конечно всё понимаю, но три порядка по времени-это немного не научная точность...

Кстати, если иридий содержится в мантии, не мог ли он высвободиться при извержении вулкана?
Кстати, хоть это оффтопик, но надо заметить, что суперизвержения выбрасывают такие количества пыли, которые тоже изменяют климат (например, извержение в конце прошлого века очень даже заметили по локальным похолоданиям, правда больше по существенно увеличившемуся износу двигателей пассажирских авиалайнеров, пока эта пыль пару лет висела в атмосфере )

...Хотя к пермь-триасовому Великому вымиранию тоже пытаются за уши притянуть астероид
Выглядит, ИМХО, не шибко убедительно
Впрочем, конечно, подождём, как там палеонтологи устаканятся - но судя по тому, что новость уже не новая, они к идейке отнеслись без избытка энтузиазма Да и такое ощущение, что палеонтологическое сообщество и "вулканическую" гипотезу не слишком-то жалует

Учёные из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara) установили место падения астероида, убившего 250 миллионов лет назад почти всё живое на Земле.

... меньше известно, что 250 миллионов лет назад произошло куда более крупное вымирание видов, затронувшее почти все растения и животных планеты.

Его связывали со всплеском вулканической активности, создавшей неблагоприятную окружающую среду.

Геолог Луанн Бекер (Luann Becker) и её коллеги объявили о результатах исследования, показывающего, что в так называемом пермско-триасовом исчезновении или Великом вымирании виновен астероид, оставивший ударный кратер Bedout на дне океана близ побережья северо-западной Австралии.

Геологи оценили диаметр космической скалы, упавшей 250 миллионов лет назад, в 6,4 — 11,2 километра.

Первые образцы пород с остатков этого кратера были подняты ещё в 1970 году, но тогда никто не понял, что это был кратер, оставшийся от космического гостя.

В 1998 году такую версию высказал геолог Джон Гортер (John Gorter), но и ему не удалось довести дело до логического финала.

И вот только теперь Бекер чётко связала этот кратер с датой пермско-триасового вымирания и нашла новые доказательства удара, сопровождавших его высоких температур и так далее.

Она считает, что ударная версия гибели почти всего живого на Земле может не опрокидывать, а хорошо дополнять вулканическую гипотезу.

 

Fakir> А вот интересный общедоступный инструмент моделирования последствий импакта (правда, инструмент неизвестной степени точности )
Fakir> Физики предложили всем желающим испытать падение астероида

мда. если километровая ледяная комета прилетит в кремль москве звиздец. все что выстоит после 8 балльного землетрясения снесет ударной волной. остальное выгорит от файерболла. )))

Kuznets> мда. если километровая ледяная комета прилетит в кремль

Это анриал. А вот это риал: Earth Impact Effects Program

Kuznets>> мда. если километровая ледяная комета прилетит в кремль
au> Это анриал.

как же анрил когда пишут что каждый миллион лет такая чушка прилетает? ))

Kuznets>>> мда. если километровая ледяная комета прилетит в кремль
au>> Это анриал.
Kuznets> как же анрил когда пишут что каждый миллион лет такая чушка прилетает? ))

1. Километровая комета — это яркий объект. Незаметно и внезапно такое не прилетает. Работает куча автоматических телескопов.
2. Кометы периодичны, и расчитывать что такая прилетит в первый раз и сразу в цель — это анриал.
3. После дип импакта есть повод утверждать что её нюкнут на подлёте тем же способом, потому что п.1

Единственный (сейчас) вариант такое поймать внезапно — это если оно прилетит под ~90 градусов к эклиптике. Туда автоматы не смотрят пока. Но с таким наклонением километровая комета сразу в цель — анриал в квадрате.
А насчёт раза в миллион — это пустые слова, за которые их авторы отвечать не будут, так что говорить можно что угодно.

au> 2. Кометы периодичны, и расчитывать что такая прилетит в первый раз и сразу в цель — это анриал.

Куча комент долгопериодичных (а то и вовсе хрен их знает), которые можно увидеть один раз за известную историю
По имеющимся представлением, из Оорта может вывалиться чё угодно, с непредсказуемым периодом, если о периоде вообще можно говорить
Конечно, вероятность столкновения невелика, но ненулевая; и сильно не факт, что она так уж радикально меньше, чем с короткопериодической кометой.

au> А насчёт раза в миллион — это пустые слова, за которые их авторы отвечать не будут, так что говорить можно что угодно.

я один раз совершенно случайно двухсекундный болид видел - какова вероятнсть данного события? ))

Fakir> Куча комент долгопериодичных (а то и вовсе хрен их знает), которые можно увидеть один раз за известную историю

Куча километровых долгопериодичных? Ну ка первые три из кучи за последние 10 лет... Или ты путаешь кучу комет в облаке с кучей комет на опасной орбите?

Fakir> По имеющимся представлением, из Оорта может вывалиться чё угодно, с непредсказуемым периодом, если о периоде вообще можно говорить

Ага, и дворф-блин-плэнет, или плу-блин-тино. (премерзкие термины) Только вот не вываливается что-то, хотя там такая куча, что что-то должно постоянно, но...

Fakir> Конечно, вероятность столкновения невелика, но ненулевая; и сильно не факт, что она так уж радикально меньше, чем с короткопериодической кометой.

Всё это на уровне мифологии — непроверяемо, неопровергаемо, невычисляемо с какой-либо точностью. Т.е. ненаучно. А вот получить 200~300 метровый камень или потухшую (чёрную) комету на обратном пути от Солнца — это легко. Уже один пролетел мимо, и замечен только после пролёта. Туда не смотрят просто — сильно близко к Солнцу, не видно.

au> Куча километровых долгопериодичных?

Да вроде по многим из долгопериодичных размеры просто неизвестны, а уж размеры будущих предсказать...

au> Ага, и дворф-блин-плэнет, или плу-блин-тино. (премерзкие термины) Только вот не вываливается что-то, хотя там такая куча, что что-то должно постоянно, но...

Э-э, ну дык вроде считается, что долгопериодичные именно что вываливаются из.

Kuznets> я один раз совершенно случайно двухсекундный болид видел - какова вероятнсть данного события? ))

Высока, если этот болид размером с кулак или даже холодильник. Только до земли они либо не долетают целиком, либо долетают кусками. Метеоритов полно валяется. Я тут видел пару раз болид — разваливался в полёте, летел медленно. Хочу вот найти метеорит, знаю как часть из них выглядит Теперь помню что в детстве находил, но не знал что это не просто камень.