Цивилизация
Как цветок, который, как и любой живой организм, рождается, расцветает и вновь возвращается в прах, так и вся жизнь на Земле знала периоды взлётов и падений. Только в отличие от отдельных видов, практически не изменяющихся от поколения к поколению, жизнь на Земле каждый раз расцветала по-новому. В начале кембрийского периода развивалась многоклеточная жизнь, после палеозойской эры почти на 200 миллионов лет пришла эра динозавров — мезозой.
А когда 65 миллионов лет назад не стало и этих ящеров, первенство потихоньку перешло к млекопитающим, среди которых и самое совершенное на сегодняшний день существо — человек, и выдумавший палеонтологию отчасти для изучения событий массового вымирания видов вроде тех, что разделили пермский и триасовый периоды или положили конец мезозойской эре вместе со всеми её динозаврами.
Хотя многие параметры, характеризующие биологическую жизнь, например биомасса, существенно менялись и в промежутках между событиями массового вымирания видов, у всех их есть одна характерная черта. Это резкое и, кажется, необъяснимое снижение биологического разнообразия — количества видов и родов живых организмов, оценить которое без соответствующих математических и компьютерных средств до недавнего времени просто не представлялось возможным.
Не удивительно, что лишь в последнее время были обнаружены некоторые общие закономерности в событиях массового вымирания видов — правила, которые пока даже законами назвать нельзя: непонятно, почему иногда они не выполняются и, тем более, откуда они взялись.
Одно из них — странная периодичность в исчезновении видов и родов животных и растений.
Всего три с половиной года назад Роберт Роде и Ричард Мюллер из Университета Калифорнии в Беркли, воспользовавшись составленным Джеком Сепкоски «компендиумом» морских ископаемых видов, нашли чёткий период в 62 +/--3 миллиона лет в вариациях биоразнообразия за последние 542 миллиона лет. Под период в 59–65 миллионов лет подходят и пять «великих событий массового вымирания», выделенных самим Сепкоски и его бессменным коллегой Дэвидом Раупом.
Поскольку работа Роде и Мюллера была исключительно статистической, коллеги палеонтологов с тех пор глубоко завязли в обсуждении математических деталей, с равной периодичностью то подтверждая, то опровергая выводы. При этом пользуются они, как правило, всё тем же набором данных Сепкоски, применяя к ним всё более и более сложные методы анализа.
Астрофизик и палеоклиматолог Эдриан Мелотт из Университета американского штата Канзас решил проверить, насколько хорошо соблюдается найденная Роде и Мюллером периодичность в Палеобиологической базе данных, составленной в рамках одноимённого международного проекта за последние годы. Значительная часть этих данных не зависимы от базы Сепкоски, а однородность списка и тщательный подбор методов учёта таксонов — гордость участников проекта.
Мелотт применил несколько стандартных методик поиска периода к Палеобиологической базе данных и пришёл к выводу, что период в 63 миллиона лет (плюс-минус пара миллионов лет) действительно существует. Кроме того, возможно существование периода ещё и примерно в 150 миллионов лет.
Однако важно даже не то, что 63 миллиона лет Мелотта в пределах ошибок совпадают с 62 миллионами лет Роде и Мюллера.
Кросс-корреляция данных Палеобиологической базы данных и данных Сепкоски показала почти стопроцентное совпадение по фазе в пределах где-то полутора миллионов лет.
Это означает не только, что периоды массового вымирания следуют друг за другом в среднем через 62 миллиона лет, но и что практически каждые 62 миллиона лет (плюс/минус несколько миллионов) случается что-то нехорошее. Соответствующая работа опубликована в PLoS ONE, где можно подробно ознакомиться со статистическим и математическим аспектом исследования.
Подтвердив результаты Роде и Мюллера независимым способом, Меллот привёл и основные теории, которые могли бы объяснить происхождение этого странного числа.
Во-первых, периодичность может быть вызвана движение Солнечной системы вокруг центра Млечного пути, в результате чего Земля регулярно проходит через спиральные рукава галактики, а также удаляется от её основной плоскости. Как раз последнее, согласно расчётам, должно происходить примерно каждые 62 миллиона лет (хотя период обращения Солнца вокруг центра галактики вчетверо больше, её поле тяготения не такое, как у математической точки, а орбита Солнца совсем не похожа на траектории движения планет вокруг него).
Такие смещения наверняка приводят к изменению уровня космической радиации — бомбардировки Земли космическими лучами высоких энергий. По мнению многих учёных, такая модуляция потока космических лучей может оказывать влияние на количество облаков в земной атмосфере — за счёт ионизации воздуха, после которой молекулам воды становится легче собираться в капельки вокруг ионизированных «центров конденсации» (так работает, к примеру, прибор под названием камера Вильсона). И, хотя недавно было показано, что космические лучи вряд ли могут объяснить недавние климатические вариации (в масштабах столетий), они вполне могут влиять на климат в масштабах в миллионы лет.
Другие возможные причины внутренние. Подобная периодичность была прежде найдена в соотношении различных изотопов стронция, которые «отслеживают» рециклирование земной коры. Правда, в геологии и движениях земной материи нелегко отличить причину от следствия.
Наконец, причины могут быть чисто биологическими. Возможно, 60 миллионов лет — просто характерный период восстановления биологического разнообразия на Земле после тяжёлых испытаний. Но тогда как объяснить устойчивость фазы колебаний при таком разнообразии содержания и форм?
Так или иначе, человечеству стоит в очередной раз задуматься.
Если период массовых вымираний — 62 миллиона лет, а динозавры вымерли 65 миллионов лет назад, то мы уже 3 миллиона лет — со времён австралопитеков — живём «в долг». Быть может, у млекопитающих просто пока не нашлось достойных последователей, а может быть, те антропогенные изменения, что происходят сейчас в биосфере, вскоре и перерастут в массовое вымирание. Впрочем, жизнь рода Homo пока остаётся в пределах статистической погрешности.