Хотя гибель динозавров обычно связывают с падением астероида, точный механизм этих событий до сих пор неясен. Большинство из этих существ были покрыты перьями и теплокровны, как птицы (биологически — беззубые динозавры), и имели шансы выжить. Но этого не произошло, и авторы нового исследования дали объяснение этому факту.
«Голая наука» описала события, приведшие к исчезновению динозавров, в отдельном тексте: взрыв от удара Чиксулубского астероида имел силу порядка 100 миллионов мегатонн, судя по кратеру. Взрывная волна обошла Землю и спровоцировала катастрофическое цунами на всем протяжении планеты. Но это, ни «огненный дождь» из обломков, выбитых из земли и падающих обратно на нее, не могли сами по себе привести к массовому исчезновению видов.
Подобные ситуации с мощными взрывами астероидов, уничтожающими множество живых существ, возникают в природе периодически. Так, примерно 0,8 миллиона лет назад падение большого астероида вызвало взрыв мощностью в миллион мегатонн, равный одной сотой от взрыва Чиксулуба. Примерно в это же время численность человечества уменьшилась. сразу в 100 разС другими видами того времени происходили сходные события, однако массового исчезновения не было. Другими словами, непосредственное уничтожение большого количества особей каких-либо видов ещё не означает их вымирание.
В случае исчезновения динозавров это правило действовало очевидно: птицы, по современной классификации, тоже динозавры, только без зубов в отличие от вымерших родственников. Однако то, почему именно виды с зубами тогда получили такой серьёзный удар, остаётся не вполне понятным.
Новая работа, вышедшая в журнале NatureДокументальный фильм демонстрирует события с ранее неизвестной стороны. До сих пор при расчёте астероидной зимы, вызванной подъемом в атмосферу пыли от взрыва в 100 миллионов мегатонн, ограничивались учётом диоксида серы и некоторых других соединений. Хотя эти вещества эффективно блокируют нагрев нижних слоёв атмосферы солнечными лучами, количество серы в земных породах не столь велико.
По расчетам, такого «одеяла» должно было хватить на зиму — пусть и морозную, но не слишком длительную, всего в несколько лет. Затем температуры должны были возрасти. Авторы нового исследования подошли к проблеме с другой стороны: рассчитали судьбу выбитых из планеты силикатных пород, куда более массовых, чем сера.
В отложениях Северной Дакоты, образовавшихся сразу после мощного взрыва, учёные нашли много мелких частиц диоксида кремния. Размеры этих частиц колеблются от 0,9 до 8,0 микрометра, средний диаметр — 2,9 микрометра.
Исследователи оценили влияние пыли с такой концентрацией на климат после события Чиксулубского. В силу малых размеров частиц она могла сохраняться в атмосфере около 15 лет. Её было достаточно, чтобы снизить глобальные температуры на 15 °C в течение многих лет. В первые два года, когда концентрация пыли была наибольшей, фотосинтез мог прекратиться по всему миру.
Влияние частичек диоксида серы, выброшенных чиксулубским взрывом, хотя и было более сильным первоначально, уже через восемь лет снизилось до очень малых значений (частицы диоксида серы быстрее оседают вниз из-за большего удельного веса и других параметров). Таким образом, если первый, самый мощный удар нанесли именно оксиды серы, то особую, беспрецедентную для астероидных взрывов меньшей мощности длительность астероидной зимы определил диоксид кремния в атмосфере.
Такая обстановка формирует иной взгляд на произошедшее. Даже если отдельные динозавры с зубами пережили первые годы астероидной зимы, питаясь трупами растений (два года без фотосинтеза), их ждало новое испытание — десятилетие продленной астероидной зимы меньшей интенсивности.
В таких условиях покрытосемянные и голосеменные мезозойской эры не могли успешно расти. Об этом свидетельствуют следы папоротникового слоя, обнаруженного во всём мире после Чиксулубского события. Папоротники могут расти даже в условиях недостатка света и бедных почв. Но их длительное господство — как минимум десятки лет — обрекло на вымирание большинство наземных растительноядных динозавров. Папоротники достаточно токсичны для большинства крупных организмов.
Птицы, яйца которых развиваются за короткий срок, могли откладывать и высиживать потомство до начала миграции в поисках пропитания. Динозавры с зубами имели длительный период инкубации яиц из-за затянувшегося развития зубов эмбрионов и оказались в более трудной ситуации. Длительная астероидная зима, вероятно, стала одним из факторов, полностью остановивших выживание этой прежней господствующей группы крупных наземных животных.