Кислород. Молекула, изменившая мир

Катастрофическое завершение мелового периода тоже поддерживает идею о высоком содержании кислорода в воздухе. Исчезновение динозавров могло быть связано с лавиной пожаров. Гипотеза о том, что 65 млн лет назад на Землю упал гигантский метеорит, основана на анализе тонкого слоя обогащенных иридием горных пород, по времени относящихся к границе между меловым и третичным периодами (так называемая К/Т-граница). Эта тонкая прослойка породы обнаружена более чем в ста различных местах на планете. На Земле иридий встречается редко, гораздо реже золота, но его довольно часто находят в метеоритах[30]. В образцах, относящихся к К/Т-границе, соотношение иридия к золоту составляет 2:1, что близко к аналогичному соотношению в метеоритах. Наличие иридия в тонкой прослойке горных пород повсюду на Земле говорит о том, что при ударе метеорит рассыпался в пыль, которая сначала повисла в высоких слоях стратосферы, а потом осела на поверхности Земли.

В 1988 г. аспирантка Венди Уольбах и ее коллеги из Университета Чикаго опубликовали в журнале Nature статью о том, что в 12 образцах из США, Европы, Северной Африки и Новой Зеландии иридий был смешан с сажей. На основании идентичности изотопного состава угля Уольбах утверждала, что эта сажа — след единого пожара, возникшего в результате падения метеорита и распространившегося по всей Земле. Простые расчеты показывали, что в пламени этого пожара сгорело примерно 25% наземной биомассы. Можете себе представить заголовки статей того времени: «Динозавры испеклись в огне гигантского пожара!»

Результаты Уольбах нашли дальнейшее подтверждение. В 1994 г. Майкл Крюж и его коллеги из Университета Южного Иллинойса описали полосу ископаемого древесного угля трехметровой толщины в Эл-Мимбрал, на севере Мексики. На основании странного состава породы из наземных и морских отложений был сделан вывод, что наземные растения обуглились в процессе сильного пожара (возникшего в результате падения метеорита), а затем были смыты в воду огромной волной цунами («мегаволной»), вызванной попаданием метеорита в мелкое тропическое море. Такая интерпретация событий не является однозначной, но доказательства гигантского пожара кажутся бесспорными.

Если подобный пожар действительно имел место, богатая кислородом атмосфера могла способствовать исчезновению динозавров. Ведь на Землю падали и другие крупные метеориты, но они не вызывали массовой гибели всего живого. Например, 15 млн лет назад на территории современной Германии в результате падения метеорита возник кратер Райс. Удар был так силен, что гигантские булыжники разлетелись на расстояние до 95 км — в Швейцарию и в Чехию, а капли расплавленной породы оказались за сотни километров от места падения, но при этом не пострадала даже местная популяция млекопитающих. От падения метеоритов в Монтагнайс и Чесапик-Бей остались кратеры диаметром 45 и 90 км, но никакого массового вымирания видов тоже не произошло. Вполне вероятно, что для взрыва требуется дополнительный кислород.

Итак, две независимые экспериментальные модели (массовый баланс и изотопные подписи) подтверждают, что уровень кислорода в атмосфере во время каменноугольного и раннего пермского периода поднимался до отметки 35%. Древнейшие растения выдерживают высокую концентрацию кислорода и продолжают расти. В подобных условиях вероятность пожаров повышается, но даже в сухую погоду зеленому покрову Земли не грозит уничтожение. Дженнифер Робинсон также подметила, что современной аналогией может быть истонченная и местами поврежденная поверхность военных полигонов в регионах с сезонными засухами. Болота защищают от пожара, но даже болотные растения древности имеют морфологические признаки адаптации к огню, включая толстую кору с высоким содержанием лигнина, глубокие клубни и высокую крону. Некоторые хвощи и папоротники, дошедшие до нашего времени, отличаются высоким содержанием огнеупорных компонентов, таких как силикат. По-видимому, в ту пору частенько случались обширные пожары, что подтверждается обилием ископаемого древесного угля, который, скорее всего, образовался при высокой температуре, характерной для горения в богатой кислородом атмосфере. По некоторым данным, меловой период закончился катастрофическим пожаром. В целом этой информации достаточно, чтобы заставить ученых вернуться к старому вопросу о гигантизме насекомых. Связано ли это явление с высоким содержанием кислорода в воздухе?