Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках

Циклы изменений климата длительностью 19, 24, A3 и 100 тыс. лет, по теории М. Миланковича, могут быть связаны с изменениями ориентации в пространстве земной оси и вариациями орбитального движения Земли вокруг Солнца. Некоторые учёные полагают, что самые большие циклы в эволюции Земли и её биосфере длительностью в десятки и сотни миллионов лет имеют галактическую природу. Если брать во внимание четыре массовые вымирания, то никакой периодичности не прослеживается. Если же учитывать и малые вымирания, можно усмотреть их некоторую цикличность. Уже давно выдвигалось предположение, что массовые вымирания повторяются с периодом около 30 млн. лет.
  Пыль и газ в туманности Карина. Снимок телескопа «Хаббл»  
Чередование периодов, когда Солнечная система то погружается на миллионы лет в спиральные ветви Галактики, изобилующие звёздами и межзвёздной материей, то попадает в области, гораздо менее наполненные веществом, не может не сказаться на характере взаимодействия Земли и космоса. По-разному в эти периоды должен происходить обмен веществом и энергией между космосом и сферами планеты: магнитной, воздушной, водной и каменной. Положение Солнечной системы в той или иной части Галактики оказывает влияние на интенсивность и состав идущих от звёзд первичных космических лучей, на напряжённость магнитного поля. Солнце и его ансамбль испытывают «гравитационные удары» при тесном сближении со звёздами и плотными пылевыми облаками. Такие «встряски», по-видимому, не проходят бесследно для процессов в ядре и мантии Земли. Они сказываются на «поведении» литосферных плит, движение которых становится интенсивнее. А это, как мы знаем, приводит к активному горообразованию, землетрясениям, к усилению вулканической деятельности. Влияние Галактики определяет также периодичность глобальной трансгрессии и регрессии (чередование наступлений и отступлений океана), изменяет состав атмосферы и гидросферы. Всё это может настолько ухудшить условия обитания живых организмов, что наступит период массового вымирания.
В 1954 г. профессор МГУ П.П. Паренаго установил, что Солнечная система в течение галактического года перемещается не только в плоскости Галактики, но и поперек её. Солнце со своей свитой оказывается то «выше» галактической плоскости, то «подныривает» под неё. Такие волнообразные колебания следуют одно за другим с периодом около 85 миллионов лет. Геологи, заинтересовавшиеся этим открытием, предположили, что именно поэтому каждые 38–45 млн. лет из-за пересечения Солнечной системой плоскости Млечного Пути и наступают эпохи наиболее активного горообразования.
Л. Альварес и его сотрудники опубликовали свою гипотезу о космической причине мелпалеогенового великого вымирания в 1980 г. Спустя четыре года вышла в свет работа Д. Раупа и Дж. Сепкоски, в которой импактные события предлагались в качестве причины всех массовых вымираний. Они считали общей первопричиной биотических кризисов, повторяющихся, по их данным, с периодом около 26 млн. лет, кометные ливни. «Впрыскивание» комет из облака Оорта авторы объясняли повторяющимся прохождением Солнечной системы через плоскость Галактики либо тяготением Немезиды — гипотетической звезды-спутника Солнца.
По расчётам московских учёных С.С. Григоряна, В.В. Адушкина и И.В. Немчинова, ледяные ядра большинства комет, не достигая земной поверхности, взрываются в воздухе. Порождённая взрывом ударная волна со всей силой обрушивается на поверхность Земли, вызывая гигантские разрушения. В отличие от астероидов встреча Земли со снежно-ледяной кометой не порождает взрывной кратер? (На Луне и других твёрдых телах, лишённых атмосферы, взрыв кометы оставит кратер на поверхности.) Кометная бомбардировка поднимает в земную атмосферу массу рассеянного вещества, экранирующего значительную часть солнечных лучей. Воздействие кометных ливней со временем могло приводить к значительному снижению температуры и распространению покровного оледенения на значительной части Земли. В особенности если кометная бомбардировка приходилась на полярные области, где возникавший ледниковый покров не успевал растаять в промежуток до следующего кометного ливня.
 
Сопоставление и анализ астрономических и геологических данных позволяет сделать важный вывод: временам наиболее интенсивных кометных бомбардировок соответствуют границы геологических периодов, а менее интенсивным бомбардировкам — границы эпох этих периодов.
В книге «Угроза с неба: рок или случайность?» (под редакцией академика А.А. Боярчука) сопоставлены наличие, размер и возраст астроблем с границами периодов и эпох геохронологической шкалы.
Оказалось, что начала абсолютного большинства геологических периодов и эпох совпадают со временем образования импактных кратеров поперечником более 20 км. Такой кратер мог образоваться в результате удара астероида поперечником 1,5 км со скоростью около 20 км/с. Это не значит, конечно, что всякий подобный удар становился причиной смены геологических эпох и периодов, но в некоторых случаях причинная связь может считаться установленной достаточно надёжно. Ещё предстоит выяснить, кометная или астероидная бомбардировка Земли играли в этом большую роль. Однако так или иначе, это были взрывные удары космических тел.
В середине 1980-х г. известные зарубежные специалисты Д. Мак-Ларен и Л.М. Ван-Валлен в своих работах сопоставили эпохи глобальных вымираний животных организмов с выявленными пиками содержания иридия в геологических отложениях. Во многих случаях учёные независимо друг от друга выявили совпадение этих явлений во времени. Массовые вымирания особенно возрастали в тех случаях, когда в период кометных ливней, продолжающихся миллионы лет, на Землю падали один или несколько очень крупных астероидов. Падение каждого достаточно крупного астероида вызывало пиковый рост вымираний. Если астероид имел меньшие размеры, то спровоцированные его падением вулканизм, климатические изменения и массовые вымирания проявлялись с наибольшей силой только в районе катастрофы.
  Изображение сверхновой 1987А спустя 20 лет после образования  
Некоторые гипотезы объясняют наступление периодов похолоданий и покровных оледенений не ударами небесных тел, а другими космическими причинами: изменением угла наклона земной оси, периодическим снижением уровня излучаемой Солнцем энергии.
Мы познакомились с возможными космическими причинами земных катастроф. Надо отметить, что обладающие меньшей энергетикой внутренние силы Земли также могли быть спусковым механизмом кризисов биосферы. В процессе эволюции нашей планеты внутренние области Земли — ядро и мантия, вероятно, изменяются (вполне возможно, циклически).
Активные процессы в них, отражаясь в земной коре, могут приводить к горообразованию, землетрясениям и бурному вулканизму. Всё это, в особенности вулканическая деятельность, могло способствовать определённому изменению климатических и иных условий, что в свою очередь иногда становилось первопричиной биотического кризиса и массовых вымираний.
 
  Сверхновые звезды  
 
 Есть и другие космические факторы, способные изменить ход биологической эволюции. Например, изменение на планете уровня космической радиации. Такую гипотезу в 1957 г. выдвинули наши известные астрономы И.С. Шкловский и В.И. Красовский. Давно установлено, что при вспышках сверхновых звёзд их расширяющаяся оболочка сталкивается с межзвёздным газом. При этом возникают ударные волны, в которых ядра атомов разгоняются до субсветовых скоростей. Такие сверхэнергичные ускоренные частицы учёные называют космическими лучами. Если взрыв сверхновой звезды произойдёт на расстоянии около 30 световых лет, на нашем небе появится необычайно яркое бело-голубое светило. Оно засияет не только на ночном небе, но будет видно и днём. В максимуме блеска эта звезда станет светить в 1000 раз ярче полной Луны (но в 1000 раз слабее Солнца). Максимум излучения сверхновой звезды, разогретой на поверхности до 40 000 градусов, приходится на ионизирующие ультрафиолетовые лучи, которые со скоростью света через 30 лет «зальют» всю Солнечную систему. Уровень ионизирующего излучения вблизи нашей планеты вырастет в несколько сот раз. Однако это излучение в основном поглотится земной атмосферой. Другое дело — воздействие мощных потоков космических лучей. Эти первичные космические лучи, взаимодействуя с атомными ядрами атмосферы, порождают ливни вторичных космических лучей. Если плотность космических лучей вблизи Земли увеличится хотя бы в 100 раз, то уровень радиации у земной поверхности возрастёт в десятки раз и со временем, в течение тысячелетий, может привести к массовым вымираниям. Подсчитано, однако, что за всю историю Земли таких близких вспышек могло быть не больше десятка. Следовательно, за последние 500–600 млн. лет (все время фанерозоя) подобное опасно близкое событие могло произойти всего 1–2 раза. В то время как на самом деле коренная перестройка жизни на планете происходила не менее 14 раз.