Поверхностный удар

30 июня 1908 г. в одном и том же месте в одно и то же время оказались Земля и довольно небольшой и непрочный камень.

Вероятно, этот камень имел 50 м или около того в поперечнике. Его орбита пересекала орбиту Земли, и со временем они неизбежно должны были встретиться в точке пересечения.

Он появился над Сибирью, в удаленном регионе около реки Подкаменная Тунгуска. В тот день он вошел в атмосферу Земли над Россией, двигаясь на северо-запад. Метеороид погружался все глубже в воздух, испытывая огромные нагрузки от увеличивающегося давления. Он раскололся на части, и каждая часть раскололась на части, и этот каскад разрушений передал огромную энергию окружающему воздуху. Объект взорвался, выделив от 3 до 20 мегатонн энергии: это «от 3 до 20 мегатонн» в тротиловом эквиваленте в сотни раз больше, чем бомба, сброшенная на Хиросиму 37 лет спустя.

Вспышку увидели сотни свидетелей (в Советском Союзе даже выпустили марку с ее изображением), а взрыв зарегистрировали сейсмографы, отслеживающие землетрясения. Людей сбивало с ног на расстоянии сотен километров.

Несмотря на то что это было поразительное событие и ажиотаж, который оно вызвало, на подготовку научной экспедиции ушли годы. Это невероятно труднодоступные места: зимой там, прямо скажем, практически не выжить (это же Сибирь), а летом район Тунгуски превращается в болото с полчищами комаров. В конце концов экспедиция добралась до места, и утомленным путникам открылась невиданная картина.

Приближаясь к зоне взрыва, участники экспедиции были поражены, увидев на сотнях квадратных километров деревья, разбросанные как зубочистки. Более того, стволы лежали параллельно друг другу. Идя по следу, ученые пришли на место, где все деревья были повалены радиально, как спицы велосипедного колеса. Еще интересней был тот факт, что в эпицентре взрыва деревья по-прежнему стояли, хотя и лишились всех ветвей и листьев. Сложно представить, что почувствовали люди, увидев такое жуткое зрелище.

Ударный кратер так никогда и не обнаружили, не нашли (пока) и каких-либо фрагментов, однозначно указывающих на метеорит. Он взорвался в нескольких километрах над поверхностью Земли и полностью испарился. А деревья повалило взрывной волной. Деревья в центре по-прежнему стояли, потому что взрывная волна обрушилась на них вертикально; чтобы повалить дерево, сила должна быть приложена сбоку. Воздушные взрывы при испытаниях ядерного оружия в 1950-х гг. и 1960-х гг. давали такую же картину.

Хотя из-за удаленности взрыва его было сложно изучать, это также означало, что погибло всего несколько человек. Если бы взрыв произошел над Москвой или Лондоном, в течение нескольких минут погибли бы миллионы, так что, несомненно, это очень серьезная угроза. Тем не менее непосредственное воздействие взрыва ограничилось только той местностью. Вероятно, на расстоянии нескольких десятков километров от него никто не пострадал.

Но ведь не все падающие объекты имеют всего 50 м в поперечнике… и не все удары локальны.

Докучливый астероид

Тогда – 65 млн лет назад – день у динозавров совсем не задался.

Вообще-то недавние находки свидетельствуют о том, что у них не задалась пара миллионов лет. Имеются свидетельства о том, что климат Земли изменялся и многие виды уже находились в упадке. Существует множество доказательств того, что по геологическим меркам огромное число видов действительно вымерло практически в одночасье. Сейчас уже считается научно доказанным, что причиной этого стало столкновение с астероидом диаметром полтора километра, и при таких размерах термин «метеороид» будет совершенно неподходящим.

Несомненно, судя по результатам, он должен был быть большим. Разум отказывается представить опустошительные последствия, когда скала размером больше Эвереста промчалась сквозь атмосферу и ударилась о землю на скорости 15 км/с. Только представьте: когда астероид коснулся земли, его противоположная сторона еще не погрузилась в нижние слои атмосферы.

Точное значение энергии удара определить сложно, но она должна была составлять сотни миллионов мегатонн – это гораздо, гораздо больше, чем при взрыве самой большой атомной бомбы в истории. По сути, даже если взорвать все существующее на Земле ядерное оружие одновременно, детонация от удара убийцы динозавров была бы в миллион раз мощнее… и вся сконцентрирована в одной точке.

У динозавров выдался очень, очень плохой день.

Массивный удар запустил цепочку жутких событий, каждое из которых привело к разрушениям невообразимых масштабов.

Стремительно несущийся к земле астероид должен был породить массивную ударную волну, раскаляющую атмосферу на много километров вокруг. Яркий, как Солнце, он поджигал все, над чем пролетал, еще до удара о землю. А если чему-то и повезло пережить тот страшный жар, оно ощутило бы на себе силу гигантской ударной волны от астероида, прорывающегося со сверхзвуковой скоростью сквозь воздух.

Из-за больших размеров астероид едва ли замедлил свой полет или потерял какую-либо массу перед ударом о землю. Сейчас ученым известно, что место падения находится около полуострова Юкатан в Мексике. Он упал в океан, что неудивительно, так как вода покрывает 71 % поверхности Земли. Огромная часть Мексиканского залива, должно быть, мгновенно испарилась, когда при ударе гигантская энергия полета астероида преобразовалась в тепло. Залив относительно неглубокий, поэтому вода не сильно замедлила бы астероид перед ударом о континентальный шельф. Только скальные породы смогли прервать этот полет, и оставшаяся энергия мгновенно преобразовалась в тепло.

В этот момент то, что еще мгновение назад казалось жутким сценарием, превращается в совершеннейший апокалипсис, потому что одновременно происходит несколько событий. При ударе о земную кору все те миллионы мегатонн энергии высвободились в виде взрыва – расплавленные скальные породы и превратившаяся в пар морская вода разлетелись во все стороны. Шлейф пара и скальных частиц взмыл в небо на несколько километров, яркий и раскаленный, как Солнце. Само столкновение породило огромную подземную ударную волну, поражающую все вокруг на сотни километров от места падения, по сравнению с которой меркнут любые природные землетрясения.

За сотрясением земли последовала воздушная ударная волна, звуковой удар эпических масштабов. Все живое в радиусе 1000 км, не погибшее при первичном ударе, наверняка оглохло от этого раската.

Но те, кто находился рядом с Мексиканским заливом, в любом случае долго не протянули бы. Упав в воду, астероид вытеснил огромный объем океана как за счет ударной волны, так и за счет простого испарения от тепла. В результате возникло цунами, но цунами грандиозных масштабов.

В декабре 2004 г. землетрясение вызвало цунами высотой в несколько метров, двигавшееся не быстрей автомобиля, но приведшее к гибели четверти миллиона человек. Цунами от удара астероида было высотой в сотни метров и двигалось со скоростью почти 1000 км/ч.

Через несколько минут ревущая гора из миллиардов тонн морской воды обрушилась на побережье Техаса, оставляя за собой безжизненное пространство. Цунами прошло на несколько километров вглубь материка, убивая все живое на своем пути, с неистовством, с которым не сравнятся никакие опустошения от торнадо, урагана или землетрясения.

Но на этом апокалипсис не закончился. При ударе астероид пробил дыру в земной коре. От мощного столкновения расплавленные скальные породы взлетели на воздух со скоростью несколько километров в секунду. На таких скоростях каменные обломки взмывали в небо, выходя из атмосферы по баллистическим траекториям, как межконтинентальные ракеты. Возвращаясь на землю, эти выброшенные камни раскалялись и загорались, повторяя исходное событие в меньших масштабах, но миллионы раз. Пылающие скальные породы обрушивались ливнем с неба на тысячи километров вокруг места падения, вызывая во всем мире лесные пожары, которые разгорались все больше, окутывая Землю плотным облаком черного дыма.

По сути, огнем была охвачена вся планета.

Тем временем в эпицентре само место падения представляло невиданную на Земле картину. В земной коре образовался кратер диаметром 300 км и глубиной 30 км, а температура в нем достигала более 3000 °C. Устремляющаяся в него вода мгновенно испарялась, приводя к еще большим разрушениям, если таковые вообще были возможны.

На Земле не осталось непострадавших уголков. Повсюду полыхали пожары. Огнем был охвачен весь мир, сквозь темнеющую атмосферу проникало очень мало солнечного света. Со временем Земля остыла так сильно, что наступил ледниковый период, во время которого вымерли даже невероятно стойкие растения и животные, пережившие исходную атаку.

Совершенно случайно астероид попал на Земле в место, богатое известняком и другими минералами. Ударная волна от столкновения (а также от повторного входа в атмосферу выброшенных взрывом камней) привела к образованию из этих веществ нитратов, которые затем в воздухе преобразовались в азотную кислоту, дождем пролившуюся на планетe. Кроме того, при ударе из самого астероида высвободились хлор и другие химические вещества; катапультированные в верхние слои атмосферы, они смогли разрушить озоновый слой. Это уничтожило не только растительную жизнь, но и водные организмы. Пищевая цепочка на всей планете прервалась на самом фундаментальном уровне, и, когда пламя пожаров наконец утихло, до 75 % всей жизни на Земле было уничтожено.

Через некоторое время кратер остыл, пожары затухли, и земные природные циклы скрыли свидетельства катастрофы. Оставшиеся на Земле живые существа долгое время влачили суровое существование, но такое масштабное опустошение создало много свободных экологических ниш. Как всегда бывает, жизнь нашла свои пути, и Земля снова оказалась заселена.

Перенесемся вперед на 65 млн лет. Геологи, ведущие раскопки в слоях каменных пород, обнаружили значительную разницу в составе и цвете двух соседних пластов. Нижний пласт представлял собой скальные породы и окаменелости мелового периода, а верхний пласт – третичного. Это поразительное нарушение непрерывности, называемое границей К/Т – критский (меловой)/третичный, – оставалось загадкой в течение десятилетий, и не только среди ученых: поскольку оно обозначало конец эпохи динозавров, то привлекло внимание широкой публики.

После многолетних исследований появилось неоспоримое доказательство: в скальных породах на границе К/Т был обнаружен слой, содержащий иридий – это редко встречающийся на Земле элемент, но обычный для астероидов. Кроме того, во многих местах на Земле прямо над границей К/Т имеется слой сажи, вероятно свидетельствующий о пожарах в мировых масштабах. Оба факта прямо указывали на падение астероида. Чтобы закрепить успех, оставалось найти кратер.

В конечном счете он также был обнаружен, причем центр его находился прямо у оконечности полуострова Юкатан. Вы, возможно, думаете, что нет ничего проще, чем найти огромный кратер, но на деле это сложно. Многие приметы кратера были стерты миллионами лет эрозии. Плюс сам кратер, называемый Чиксулуб, настолько большой, что его можно увидеть только из космоса. Поразительно – вы можете стоять в самом центре и даже не подозревать об этом. Его так сложно измерить, что ученые до сих пор спорят о размерах и глубине.

Несмотря на разрушения мировых масштабов, вымирание бессчетного количества видов (включая, разумеется, динозавров, которые до той поры жили не тужили в течение поразительно долгого периода – 200 млн лет) и воздействие на окружающую среду, последствия которого ощущались столетиями, стоило бы отметить, что астрономы отнесли бы виновника – астероид около 10 км в поперечнике – к категории «маленьких».

Существуют астероиды гораздо, гораздо крупнее. Большинство из них никогда не приблизятся к Земле. Однако есть несколько астероидов примерно таких же размеров, которые не только приближаются к нам, но и имеют орбиты, пересекающие орбиту Земли. В их отношении столкновение с Землей – это не вопрос «а что, если». Это вопрос «когда».

У динозавров выдался очень плохой день, но, возможно, когда-то наступит и наш день.