Серия «Природа»

Эта история о земной воде, которая оказалась надежно изолированной от дневного света и участия в гидрологическом цикле с тех пор, как на Земле еще даже не появилась многоклеточная жизнь. О воде, которая находится под толщей горных пород дольше, чем существовали динозавры — да что там динозавры, она пребывает в таком состоянии дольше, чем существует кислородная атмосфера планеты в ее современном виде.

Где нашли эту воду

Все началось в медно-цинковом руднике Кидд-Крик в канадской провинции Онтарио — одной из самых глубоких шахт в мире. В 1980-х годах геологи заметили, что на глубине около 2,4 километра из трещин в породе сочится вода, и ради удовлетворения любопытства решили выяснить, сколько ей лет.

Первые оценки шокировали — воде оказалось порядка 1,5 миллиарда лет. Это тут же стало рекордом среди всех известных источников подземных вод. По мере углубления шахты ученые продолжали исследовать глубинные воды и терпеливо дожидаться появления технологий, которые позволили бы более точно установить возраст находок.

В 2016 году международная команда исследователей, которую возглавила профессор геохимии Барбара Шервуд Лоллар из Университета Торонто, смогла получить образцы воды из той же шахты с глубины около трех километров. Анализ показал, что возраст этой изолированной влаги составляет примерно 2,64 миллиарда лет!

Для сравнения: сама Земля существует около 4,54 миллиарда лет, а первые многоклеточные* организмы появились на планете примерно 1,63 миллиарда лет назад.

*Согласно предыдущим оценкам, Франсвильская биота — одна из наиболее ранних форм многоклеточной жизни возрастом около 2,1 миллиарда лет. Однако сегодня ученые все же сходятся во мнении, что это был не полноценный многоклеточный организм, а сложная колония одноклеточных. Следовательно, я буду оперировать исключительно подтвержденной информацией.

Как вообще можно датировать воду?

Для этого геохимики исследуют изотопный состав благородных газов и продукты радиоактивных процессов, накопившиеся в жидкости и окружающих породах. В частности, ключевое значение имеют гелий, неон, аргон, а также криптон и ксенон.

Естественный радиоактивный распад в породе на протяжении эонов приводит к образованию и накоплению определенных изотопов и газов. Измерив их точную концентрацию, сегодня ученые могут с высокой точностью определить, как долго влага была отрезана от внешнего мира.

Почему она "выпала" из цикла

Обычный гидрологический цикл — это непрерывный круговорот: испарение с поверхности океанов и суши → конденсация в облаках → осадки → сток по рекам или просачивание в грунтовые воды → и рано или поздно возвращение в атмосферу.

Даже подземные воды в обычных водоносных горизонтах, являющиеся наиболее медленной составляющей этого цикла, обычно обновляются за годы, столетия, тысячелетия, а в некоторых случаях — за десятки тысяч лет.

Вода в Кидд-Крик оказалась заключена в трещинах и порах древней кристаллической породы возрастом около 2,6–2,7 миллиарда лет. Эти пласты имеют крайне низкую проницаемость, поэтому скрытая на глубине влага полностью изолирована от процессов на поверхности планеты и обычных водоносных горизонтов.

По сути, перед нами не подземная река и не грунтовые воды в привычном смысле, а изолированный объем жидкости, сохранившийся в толще очень древней породы.

Таким образом, эта вода буквально выпала из гидрологического цикла. Уже более двух миллиардов лет она не смешивается с постоянно обновляющимися поверхностными водами, не попадает в океан и, следовательно, не оказывается в атмосфере для последующей конденсации и выпадения в виде осадков.

Можно ли эту воду выпить?

Физически можно, но точно не стоит. Во-первых, она чрезвычайно соленая — примерно в 10 раз солонее современной морской воды. Такая экстремальная концентрация соли объясняется тем, что в очень далеком прошлом эти пласты были дном древнего океана, а за прошедшие миллиарды лет запертая в микротрещинах влага непрерывно реагировала с породой, буквально высасывая из нее минералы.

По воспоминаниям самой Барбары Шервуд Лоллар, которая все же рискнула попробовать каплю этой жидкости на язык, она оказалась невероятно горькой и вязкой, похожей по консистенции на сироп. Кроме того, вода имеет характерный запах тухлых яиц, обусловленный содержанием растворенных соединений серы, включая сероводород.

В этой воде нашли жизнь

Несмотря на миллиарды лет изоляции, отсутствие доступа к солнечному свету и практически полное отсутствие кислорода, в этих глубинных водах обнаружили следы активной микробной жизни.

Микроорганизмы здесь не могут получать энергию от Солнца. Вместо этого они используют химическую энергию, возникающую благодаря взаимодействию воды с окружающими минералами. Один из ключевых процессов — радиолиз воды. Естественный радиоактивный распад элементов в породе приводит к расщеплению молекул воды и образованию молекулярного водорода, который служит топливом для подземных обитателей.

Что же это за существа? Ученые обнаружили там уникальные бактерии-камнееды (литотрофы), не встречающиеся на поверхности планеты. Основу этого скрытого мира составляют сульфатредуцирующие бактерии рода Desulfotomaculum, которые вместо кислорода дышат сульфатами, и бактерии рода Fuchsiella, преобразующие водород в питательные вещества.

Эти древние микробы живут в режиме жесткого энергосбережения: в то время как обычные бактерии делятся каждые 20 минут, обитатели Кидд-Крик предпочитают делиться раз в несколько столетий.

Ценность открытия для астробиологии

Если микробные экосистемы способны существовать глубоко под поверхностью Земли, используя исключительно энергию геохимических процессов, возникает справедливый вопрос: может ли нечто похожее происходить на других небесных телах?

В первую очередь исследователей интересует Марс, под поверхностью которого, скорее всего, скрывается жидкая вода. Вкупе с минералами и источниками химической энергии это может обеспечить условия для поддержания микробной жизни, зародившейся в далеком прошлом, когда Красная планета была более дружелюбным миром. Более того, похожие изолированные миры ученые надеются обнаружить в подледных океанах спутников Юпитера и Сатурна — Европы и Энцелада соответственно.

Именно поэтому глубинная биосфера Земли так важна для астробиологии. Она наглядно доказывает: для процветания жизни свет родительской звезды и какой-то особый состав атмосферы — вовсе необязательные компоненты.

А теперь представьте, если окажется, что практически все небесные тела Солнечной системы — по крайней мере, их глубины — населены уникальными живыми существами, появившимися независимо друг от друга.

На этом я заканчиваю, но оставляю вам эту пищу для размышления.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.ru/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

Вопрос, озвученный в заголовке, кажется простым. Правда ведь? Но чем глубже начинаешь рыть (в буквальном смысле — прямо к ядру планеты), тем более сумасшедшие всплывают цифры. Приготовьтесь: то золото, которым люди меряют свое богатство тысячи лет, — это буквально ничто по сравнению с тем, что скрыто под нашими ногами.

Сколько золота добыто за всю историю?

За все тысячелетия задокументированной истории — от древнеегипетских рудников до современных шахт в Южной Африке и Австралии — люди добыли, по оценкам геологов, около 200 000 тонн золота.

Ого-го! Звучит внушительно, не так ли? А теперь давайте попытаемся представить все это физически. Если собрать абсолютно все золото, которое когда-либо было добыто человечеством — все обручальные кольца, слитки в американских хранилищах Форт-Нокса и Шанхайском хранилище Китая, золото фараонов, инков, все то, что награбили конкистадоры, вывозя через океан в Европу на галеонах, — и переплавить в куб, то получится фигура со стороной чуть больше 21 метра.

Это меньше футбольного поля. Это можно с лихвой уместить под Эйфелевой башней. Просто вдумайтесь: все золото человеческой истории, вся неутолимая жажда наживы, все кровопролитные войны за него — уместились бы в объем одного небольшого здания.

Однако это лишь вершина айсберга. Но обо всем по порядку.

Откуда вообще взялось золото на Земле?

Атомы золота рождаются только в самых экстремальных процессах Вселенной: небольшое — по астрономическим меркам — количество при взрывах некоторых массивных звезд и львиная доля при столкновениях нейтронных звезд. Такие события выбрасывают в окружающее пространство облака, насыщенные тяжелыми элементами, включая золото и платину.

Эти облака объединяются с другими газопылевыми облаками и при благоприятных условиях становятся частью будущей планетарной системы. Солнечная система не стала исключением, и золото было частью "строительного материала" всех небесных тел, включая Землю.

Но вот парадокс: на ранних этапах формирования наша планета представляла собой раскаленный шар из расплавленного металла. Золото — элемент "сидерофильный", то есть буквально "любящий железо". Таким образом, практически все золото, изначально бывшее в составе новорожденной планеты, ушло вместе с железом в самое ядро Земли.

То есть все то золото, которое человечество добывало, добывает и будет добывать из земной коры, — это не остатки первичного золота. Это ресурс, доставленный на Землю уже после формирования ядра и ее остывания — во время поздней метеоритной бомбардировки, когда молодую планету засыпало астероидами, богатыми металлами.

И тут возникает вполне логичный вопрос: сколько золота в ядре Земли?

Золото земного ядра

По расчетам геохимиков, в ядре Земли может находиться до 2,5 квадриллиона тонн золота. Это настолько огромное количество, что если бы по мановению волшебной палочки его можно было извлечь и равномерно распределить по всей поверхности планеты — суше и океанам, — получился бы слой золота толщиной около полуметра.

"Откуда такие цифры? Ведь есть только Кольская сверхглубокая скважина и до ядра никто не добирался!" — возмутится ностальгирующий читатель.

Объясняю: все оценки состава ядра — результат косвенных методов: сейсмических волн, гравитационных измерений, лабораторных экспериментов с веществами при экстремальных давлениях и температурах, моделирования, а также анализа метеоритов, являющихся остатками "строительного материала", из которого сформировалась Солнечная система. То есть перед нами вывод, к которому наука шла десятилетиями, объединяя данные разных методов.

Выходит, что все 200 000 тонн, добытые человечеством за всю историю цивилизации — это буквально пылинка, соринка, случайно просыпавшаяся сверху, пока основной запас надежно заперт в раскаленном металлическом сердце планеты на глубине почти 3 000 километров. Я просто напомню, что шахта Мпоненг в Южно-Африканской Республике (ЮАР), являющаяся самой глубокой шахтой на Земле, имеет глубину всего 4,3 километра. И работа даже на столь небольшой по планетарным меркам глубине — это труд на пределе человеческих возможностей.

Золото Мирового океана

Еще один увлекательный поворот сюжета: золото растворено в морской воде, во всем Мировом океане. Его общее количество оценивается примерно в 15–20 тысяч тонн, что сопоставимо с десятой частью всего добытого человечеством золота!

В 1920-х годах лауреат Нобелевской премии по химии Фриц Габер — тот самый, что изобрел процесс синтеза аммиака, — всерьез взялся за проект по извлечению золота из морской воды. Габер и его команда получили государственное финансирование, так как тогдашнее правительство Германии рассчитывало выплатить с помощью океанского золота огромные репарации после Первой мировой войны.

Габер провел годы на борту кораблей, анализируя пробы морской воды по всему миру. Итог — полный провал. Реальная концентрация золота оказалась в тысячи раз ниже (доли грамма на миллион тонн воды), чем предполагали первые, ошибочные измерения. Проще говоря, добывать золото из морской воды экономически нецелесообразно.

Проект Габера в итоге закрыли, а сам ученый до конца жизни считал эту историю личным поражением.

Сколько золота еще можно добыть?

По оценкам геологической службы США, разведанные, но еще не добытые запасы золота в земной коре составляют около 57 000 тонн. При нынешних темпах добычи (порядка 3 000 тонн в год) этого хватит на 19-20 лет — хотя геологи наверняка найдут еще месторождения.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.ru/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

Прежде чем я перейду к герою статьи, нужно разобраться с одним скользким вопросом: а что вообще считать живым?

Вирусы, например, невероятно малы. Но наука не считает их живыми организмами в полной мере — у них нет клеточного строения, нет обмена веществ, и они не способны размножаться самостоятельно вне чужой зараженной клетки. Это, по сути, просто биологический код на флешке, для считывания которого нужно "железо".

Поэтому, говоря о самом маленьком живом существе, я подразумеваю организм, который имеет клеточное строение, а также способен к самостоятельному метаболизму и размножению в подходящей среде.

Итак, это мы прояснили, а значит, начинаем.

Смещенный чемпион

Долгое время звание самого маленького живого организма удерживала Mycoplasma genitalium — бактерия, которая паразитирует в организме человека и вызывает некоторые инфекционные заболевания. Ее размер — всего 200–300 нанометров. Для сравнения: толщина волоса среднестатистического человека составляет примерно 80 000 нанометров.

Ради такой экстремальной миниатюризации эволюции пришлось пойти на жесткие сокращения. У этого одноклеточного создания нет клеточной стенки, а его геном насчитывает всего 525 генов (у человека их около 20 000). Биологи называют Mycoplasma genitalium почти идеальной моделью минимальной клетки: это живой механизм, лишенный всех "излишеств" и сведенный к абсолютному минимуму деталей.

Но потом нашли кое-что поменьше

В 2019 году микробиологи описали вид симбиотических наноархей со звучным именем Candidatus Nanoclepta minutus. Слово "Nanoclepta" можно перевести как "крошечный воришка", что прекрасно отражает суть представителей этого вида, размер которых варьируется всего от 100 до 150 нанометров.

Candidatus Nanoclepta minutus балансирует на тонкой грани между живым и неживым. У этой малютки нет генов для производства энергии (АТФ), поэтому, чтобы жить и размножаться, она вынуждена присасываться к телу другой, более крупной археи-хозяина и подворовывать у нее жизненно важные ресурсы.

Внимательный читатель задастся вопросом: "Если у нее нет генов для выработки энергии и она полностью зависит от хозяина, то чем она отличается от вируса?"

Разница принципиальная, и она кроется в самостоятельности сборки. Вирус — это, по сути, просто чертеж. У него нет своего оборудования. Он проникает в чужую клетку и заставляет ее рибосомы штамповать вирусные белки. Вирус сам себя не воспроизводит — этим занимается обманутый хозяин.

Наноархея — это полноценный, хоть и крошечный, живой организм. У нее есть своя собственная цитоплазма, своя оболочка и, главное, свои собственные рибосомы. Candidatus Nanoclepta minutus "подключается" к хозяину для получения готовой энергии и молекул-кирпичиков. Но из этих кирпичиков, используя полученную энергию, организм уже самостоятельно, внутри своей клетки, собирает собственные белки и копирует свою ДНК.

Возвращаясь к метафоре выше: вирус — биологический код на флешке. Наноархея — это смартфон, который втихаря подключили к чужому компьютеру, чтобы подзарядить и скачать файлы. Но процессор и операционная система у этого смартфона собственные.

Кстати, генетический код Candidatus Nanoclepta minutus насчитывает около 580 генов. Эволюция смогла уместить объем информации, сопоставимый с Mycoplasma genitalium, в оболочку вдвое меньшего размера. Миниатюризация в действии.

Пределы жизни

Ученые давно пытаются вычислить теоретический минимум — сколько генов нужно клетке, чтобы вообще считаться живой? Эксперименты команды микробиологов и генетиков из Института Крейга Вентера (США) дали ответ: не менее 473 генов. Именно столько содержит созданная ими в 2016 году синтетическая бактериальная клетка JCVI-syn3.0.

Что касается размера, то, согласно подсчетам физиков и биологов, клетка не может быть меньше 50 нанометров. Это абсолютный теоретический предел — меньшего размера просто было бы недостаточно для хранения молекул, необходимых для копирования ДНК и производства белков. Жизнь банально упрется в законы физики.

Все эти исследования — не просто акт удовлетворения любознательности, а поиск ответа на фундаментальный вопрос: где заканчивается химия и начинается жизнь? Может оказаться, что жизнь — не какое-то чудо чудное, а фундаментальное стремление материи к самоорганизации.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.ru/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

На протяжении десятилетий ученые пытались понять, что же погубило динозавров, безраздельно доминировавших на Земле более 160 миллионов лет. Версий было множество — от постепенного изменения климата и глобального извержения вулканов до эпидемий и конкуренции с набирающими обороты млекопитающими. Но ни одна из гипотез не могла полностью объяснить факт внезапности этого вымирания, который зафиксирован в геологической летописи.

Прорыв случился в конце 1970-х годов благодаря весьма неожиданному научному тандему.

Нестандартное решение

Луис Альварес, лауреат Нобелевской премии по физике, вместе со своим сыном Уолтером Альваресом, геологом, изучали тонкий слой глины в горных породах близ итальянского города Губбио. Этот слой отмечал мел-палеогеновую границу — рубеж около 66 миллионов лет назад, именно тот момент в истории Земли, когда вымерли динозавры.

Уолтер хотел понять, сколько времени заняло формирование этого загадочного тонкого слоя глины, и отец предложил нестандартный подход — измерить концентрацию редкого химического элемента иридия в породе.

Почему именно иридий? Все дело в том, что он крайне редко встречается на поверхности нашей планеты, но зато в изобилии присутствует в астероидах и кометах. Объясняется это очень просто: иридий — тяжелый металл, который при формировании Земли ушел в ядро. Его накопление в осадочных породах происходит с постоянной, предсказуемой скоростью за счет непрерывного "космического дождя" микрометеоритов.

Результат измерений поразил семейный научный дуэт: концентрация иридия в тонком слое глины оказалась в десятки раз выше, чем в окружающих породах. Такой аномальный всплеск нельзя было связать с медленным накоплением элемента, прибывающего на "борту" космической пыли.

В 1980 году команда Альваресов опубликовала в журнале Science революционную статью, в которой выдвинула смелую гипотезу: аномальное количество иридия, зафиксированное на стыке мелового и палеогенового периодов, можно объяснить исключительно падением крупного астероида или кометы. Согласно их расчетам, для такого количества иридия диаметр ударного тела (они склонялись все же к версии с астероидом) должен был составлять около десяти километров. Падение подобного космического камня неминуемо привело бы к катастрофическим последствиям для всей биосферы планеты.

Скептицизм научного сообщества

Научное сообщество ожидаемо встретило гипотезу Альваресов с изрядной долей скепсиса. А многие палеонтологи и вовсе были настроены крайне враждебно, называя работу отца и сына нелепостью. Они были убеждены, что ни физик, ни геолог, не имеющие специального образования в области палеонтологии, банально не имеют права предлагать столь радикальное объяснение одной из величайших загадок эволюции жизни на Земле.

Главным контраргументом палеонтологов был вопрос: если столь огромный астероид действительно упал на Землю, то где доказательства в виде ударного кратера подходящего возраста и размера?

Обнаружение Чикшулуба

Забавно, что это недостающее звено доказательной цепи было найдено вскоре после того, как Альваресы выдвинули свою гипотезу, но ни отец с сыном, ни возмущенное научное сообщество тогда об этом не знали.

В конце 1970-х годов геофизики, работавшие на мексиканскую нефтегазовую и нефтехимическую компанию Pemex, обнаружили в районе полуострова Юкатан огромную кольцевую структуру, покрытую многометровым слоем осадочных пород и частично уходящую в Мексиканский залив. Однако тогда эти данные не получили широкой огласки, потому что Pemex — коммерческая организация, а не член научного сообщества. Компанию интересовали ресурсы и прибыль с их продажи, а не какие-то там странные структуры. Данные пылились в архиве почти десять лет, пока ученые не занялись каталогизацией ударных структур на Земле.

В конце 1980-х годов независимые друг от друга команды исследователей, изучая эти уже давно не нужные Pemex геофизические данные, пришли к выводу, что перед ними — остатки древнего ударного кратера. Он получил название Чикшулуб, по имени ближайшего населенного пункта. По оценкам ученых, диаметр кратера составлял около 180 километров, а возраст, определенный позже при помощи радиометрического датирования, идеально совпал с границей мелового и палеогенового периодов — именно с тем моментом, когда вымерли динозавры.

Триумф гипотезы

Обнаружение кратера Чикшулуб стало решающим доказательством, подтвердившим правоту Альваресов. Дальнейшие исследования лишь пополнили доказательную базу: по всему миру, в породах соответствующего возраста, были найдены и другие следы древней катастрофы — микроскопические частицы шокового кварца (кварц, кристаллическая решетка которого разрушена и деформирована под воздействием гигантского давления), крошечные шарики из расплавленной породы, застывшие после удара, а также следы масштабных цунами и глобальных пожаров, буквально охвативших всю планету.

К началу 1990-х годов гипотеза астероидного удара, первоначально заклейменная как "нелепая спекуляция", превратилась в общепризнанную научную теорию, способную полностью объяснить массовое вымирание в конце мелового периода. К сожалению, Луис Альварес не застал этот момент, покинув мир 1 сентября 1988 года.

Сегодня, когда в распоряжении ученых фантастические возможности моделирования, теория дополняется и уточняется. Так стало известно, что падение астероида вызвало каскад катастрофических последствий: мощнейшие цунами, повсеместные лесные пожары, а затем долгую "ударную зиму" — плотнейшие облака пыли и сажи изолировали земную твердь от солнечного света на годы, что привело к коллапсу большинства пищевых цепочек на планете.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.ru/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

В 2006 году геофизик из Огайо Ральф фон Фрезе и его ассистент Патрик Поттс занимались анализом данных американо-германских спутников-близнецов GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Главная задача этой миссии — поиск гравитационных аномалий на нашей планете, связанных с неравномерным распределением пород под поверхностью.

Два аппарата движутся по одной орбите на небольшом расстоянии друг от друга. Изменения гравитационного поля заставляют их то сокращать, то увеличивать дистанцию. Фиксируя эти изменения, ученые получают возможность составить подробную карту гравитационных аномалий на Земле.

В районе Земли Уилкса, одного из самых недоступных регионов Антарктиды, группировка GRACE зафиксировала нечто странное. Под километрами льда вырисовывалась структура, напоминающая гигантскую мишень: чередующиеся зоны с повышенной и пониженной плотностью пород, расходящиеся от центра.

Диаметр структуры — почти 480 километров, так что внутри можно было бы без проблем уместить 70 таких городов, как Москва.

Что скрывается подо льдом?

Ученые предположили, что это ударный кратер, сформировавшийся после падения астероида. Вероятно, крупнейший на Земле, превосходящий даже южноафриканский Вредефорт с его 300 километрами.

Но самое захватывающее — не размер, а время появления.

Предполагается, что удар произошел около 252 миллионов лет назад. Именно тогда на Земле случилось то, что геологи называют двумя словами — "Великое вымирание". За относительно короткий срок исчезло примерно 96% морских видов и 70% наземных позвоночных. Это была самая масштабная катастрофа в истории земной жизни, на фоне которой событие, приведшее к гибели динозавров около 66–67 миллионов лет назад, — небольшая встряска.

Но как определили возраст, если кратер скрыт под трехкилометровой толщей льда?

На помощь пришли косвенные геологические методы. Ученые выявили два события: одно гарантированно произошло до удара, другое — после. Это позволило установить, что возраст кратера лежит в диапазоне от 100 до 500 миллионов лет.

Во-первых, спутники зафиксировали под кратером маскон — плотный сгусток мантийного вещества, спрессованного ударом. Земная кора постоянно движется, и моделирование показывает, что под действием тепла планеты маскон "рассосался" бы максимум за 500 миллионов лет. Так определили верхнюю границу.

Во-вторых, около 100 миллионов лет назад суперконтинент Гондвана начал раскалываться, и прямо через кольцевые структуры прошел тектонический разлом, отделивший будущую Австралию. Если бы удар произошел позже, кратер не застал бы Австралию соединенной с этим местом. Значит, удар был раньше.

Определив диапазон, ученые применили метод антиподального вулканизма. Когда массивное тело бьет в Землю, ударная волна проходит планету насквозь и фокусируется в противоположной точке — на антиподе. В теории это может привести к расколу коры и излиянию лавы. Моделирование показало, что около 250-252 миллионов лет назад Земля Уилкса находилась напротив Сибири, где в тот период произошла величайшая вулканическая катастрофа в истории — излияние Сибирских траппов. Датировка этого события установлена точно благодаря радиоизотопному анализу базальтов.

Таким образом, согласно предложенной гипотезе, ударная волна от падения астероида в Антарктиде "пробила" планету насквозь и вызвала мегаизвержения в Сибири, ставшие ключевой причиной "Великого вымирания".

Как проверить гипотезу?

Казалось бы, нужно всего лишь пробурить три километра льда и расставить точки над "i". В чем проблема?

Проблема в масштабе. Три километра антарктического льда — это не корочка на озере, а многовековой монолит, спрессованный давлением и временем. Бурение такой толщи — операция, по сложности сравнимая с космической миссией: колоссальные деньги, экстремальные условия, годы подготовки.

И даже если пробурить, нет гарантии попасть в нужную точку. Определить возраст структуры — одно, а доказать ее космическое происхождение — совсем другое. Для этого нужно найти либо шоковый кварц, образующийся только при ударах чудовищной силы, либо следы иридия — редкого металла, который приносят метеориты. Без этих "улик" гравитационная аномалия так и останется просто аномалией. Теоретически она может объясняться и скрытым древним вулканом, и особенностями коренных пород, не имеющими к космосу никакого отношения.

Ситуация весьма ироничная: у человечества нет денег, чтобы разгадать одну из величайших тайн земной истории, но при этом из каждого утюга доносятся разговоры о скорых полетах на Марс, строительстве баз на Луне и достижении подледного океана Европы, залегающего на глубине около 30 километров.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.ru/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

9 июля 1958 года в заливе Литуйя на юго-востоке Аляски произошло событие, которое с трудом поддается воображению. В результате землетрясения магнитудой 7,8 и последовавшего за ним оползня в узком фьорде образовалась волна, достигшая высоты 524 метра над уровнем моря.

Для сравнения: высота 16-этажного жилого дома составляет от 45 до 50 метров. Это самая высокая волна, когда-либо зафиксированная человеком. Несмотря на масштаб катастрофы, несколько человек выжили.

Природная ловушка

Залив Литуйя представляет собой узкий Т-образный фьорд, сформированный древним ледником, который на протяжении тысячелетий выпахивал горную породу при движении к океану. Длина фьорда составляет примерно 11 километров, а ширина варьируется от 1,5 до 2 километров. С трех сторон залив окружен крутыми горными склонами высотой до 2 000 метров. С водами Тихого океана залив соединен узким проливом шириной около 300 метров.

Представители коренного народа тлинкитов традиционно избегали эту акваторию, передавая из уст в уста истории о "гневе богов", которые "пожирали" рыбацкие лодки, а порой и целые поселения. В этих преданиях, определенно, описываются крупные волны, приносившие значительные разрушения. И геологи это подтверждают: залив Литуйя — один из самых сейсмически активных районов Аляски.

Обрушение склона

9 июля, в 22:15 по местному времени, произошло землетрясение магнитудой 7,8. Эпицентр находился в непосредственной близости от залива. В этот момент в акватории находились три рыбацких судна, укрывшихся от шторма.

Говард Ульрих, находившийся на судне Edrie, позже вспоминал, что сначала принял толчки за посадку на мель, хотя глубина под килем составляла 20 метров. Затем лодку начало швырять из стороны в сторону.

Вскоре после начала подземных толчков в северной части залива пришел в движение горный массив над ледником Литуйя. И около 30 миллионов кубических метров горной породы, смешанной со льдом и грунтом, обрушилось в воду с высоты примерно 900 метров. Скорость оползня достигала 200 км/ч.

Обрушившаяся масса врезалась в залив, мгновенно вытеснив огромный объем воды. Основной удар пришелся на противоположный берег, где вода поднялась по склону на высоту 524 метров над уровнем моря.

Что увидели очевидцы

Говард Ульрих и его восьмилетний сын находились ближе всех к эпицентру событий. По его словам, он видел, как вершина горы оторвалась и начала падать, а затем из-за поворота залива показалась стена воды. Ее высота была настолько велика, что верхняя часть терялась из виду. Волна двигалась с огромной скоростью, сметая лес, скалы и ледяные глыбы.

А дальше произошло то, что в случае экранизации вечно недовольный зритель назвал бы ляпом и абсурдом: волна подхватила судно Edrie и перебросила через косу высотой около 24 метров, отделявшую залив от океана. Лодка пролетела над деревьями, рухнула в открытый океан и осталась на плаву. Ульрих и его сын выжили, отделавшись ушибами и, мягко говоря, шоком.

Супруги Билл и Вивиан Суонсон на судне Badger также были подхвачены волной. Билл позже рассказывал, что якорная цепь лопнула, а лодку подняло настолько высоко, что он мог охватить взором почти весь залив. Вокруг плыли огромные вырванные с корнем многовековые деревья. Badger также выбросило в океан, судно получило повреждения, но осталось на плаву.

Судну Sunmore, на борту которого находились супруги Орвилл и Микки Вагнер, было ближе к выходу из залива, прямо на пути волны. Лодку подняло на гребень, перевернуло и разбило о скалы. Впоследствии были найдены только обломки.

Как узнали высоту волны?

После катастрофы геологи, прибывшие в залив, обнаружили четкую границу уничтожения растительности на склоне напротив оползня. Ниже этой линии не осталось ни одного дерева или кустарника — все было вырвано с корнем чудовищным давлением. Чтобы точно определить, насколько высоко поднялась вода, ученые провели геодезическую съемку: с помощью специальных приборов они измерили высоту этой границы над уровнем моря. Дополнительно использовались анализ отложений, оставленных водой на склоне, и изучение архивных снимков. Это позволило подтвердить: вода достигла отметки 524 метра над уровнем моря.

Для сравнения: "Всемирный торговый центр 1" в Нью-Йорке, высочайшее здание Западного полушария, имеет высоту 541 метр.

Волна, которая не совсем волна

Считаю важным уточнить, что 524 метра — это не высота волны в открытом океане, а выплеск воды на противоположный склон под воздействием оползня в замкнутом пространстве узкого залива. Механизм этого явления можно сравнить с вытеснением воды из сосуда при резком погружении в него крупного предмета.

Высота волны, вырвавшейся из залива в сторону океана, не превысила 50 метров, что в любом случае является впечатляющим показателем.

Тем не менее отметка в 524 метра официально считается самой высокой из когда-либо зарегистрированных для водной волны. События, подобные катастрофе в заливе Литуйя, в геологии называют мегацунами.

Подобные события в истории

Катастрофа 1958 года привела к масштабным исследованиям, в ходе которых выяснилось, что в заливе Литуйя гигантские волны случались и раньше. Ученые обнаружили следы как минимум четырех подобных событий за последние 150 лет:

• 1853–1854 годы — волна высотой около 120 метров;

• 1936 год — волна высотой до 150 метров;

• 1958 год — рекордные 524 метра;

• 1965 год — серия волн высотой до 30 метров после землетрясения в том же районе.

Оползневые мегацунами происходили не только в заливе Литуйя. Катастрофы такого рода фиксировались в разных точках планеты, и их последствия нередко оказывались более разрушительными.

9 октября 1963 года оползень в водохранилище Вайонт на севере Италии создал волну высотой 250 метров, которая перехлестнула через плотину и уничтожила несколько деревень. Погибло около 2 000 человек.

17 октября 2015 года в заливе Таан на юге Аляски оползень создал волну высотой 193 метра. Залив был необитаем, жертв не было.

17 июня 2017 года масштабный оползень во фьорде Карат в Западной Гренландии вызвал волну высотой около 90 метров, которая смыла часть деревни Нуугаатсиак. Погибли четыре человека, одиннадцать пропали без вести.

Одна из наиболее серьезных современных угроз — гора Акернесет в Норвегии. Она медленно сползает во фьорд Сторфьорд. При полном обрушении массива в воду поднимется волна высотой до 100 метров, способная достичь нескольких прибрежных населенных пунктов. Время обрушения предсказать невозможно.

Ситуацию усугубляют климатические изменения. Таяние ледников лишает горные склоны естественной стабилизации. Лед и мерзлота тысячелетиями удерживали породу, а после их исчезновения массивы становятся подвижными. События, подобные катастрофе в заливе Литуйя, будут происходить и дальше, и в ряде регионов — уже с прямыми последствиями для населения.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.com/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway

Сентябрь 2005 года, пустыня Афар на северо-востоке Эфиопии. Местные пастухи почувствовали серию мощных подземных толчков, а через несколько дней увидели то, что повергло их в ужас: земля буквально разошлась, обнажив гигантскую расщелину. И с каждым днем этот разлом становился шире и длиннее. Всего за десять дней его протяженность достигла 60 километров, а максимальная ширина — восьми метров.

И это не было обычным следствием землетрясения — ученые зафиксировали факт масштабного магматического внедрения, разрывающего африканский континент.

Событие 2005 года — не разовая аномалия, а ярчайшее проявление раскрытия Восточно-Африканской рифтовой системы. Это одно из самых грандиозных геологических явлений на планете, протянувшееся почти на 6 000 километров — от Иордании и Красного моря до Мозамбика.

Континентальный разрыв

Под восточной Африкой, глубоко в мантии, поднимается гигантский плюм раскаленного вещества — этакий строительный фен планетарного масштаба, "дующий" изнутри планеты. Этот непрерывный тепловой поток растягивает и утончает земную кору снизу, вынуждая ее трескаться и расходиться. Африканская плита в этом регионе фактически раскалывается на две: Нубийскую на западе и Сомалийскую на востоке.

По человеческим меркам скорость их расхождения ничтожна — всего несколько миллиметров в год. Однако в будущем это приведет к феноменальным последствиям. Через несколько миллионов лет — миг в геологическом масштабе — трещина расширится настолько, что в нее хлынут воды Индийского океана. В результате восточная часть Африки (включая территории современных Сомали, Кении, Эфиопии и Танзании) превратится в огромный остров, отделенный от материка молодым океаническим бассейном.

Стоит отметить, что событие 2005 года было мощнейшим тектоническим импульсом. Сейчас регион снова вернулся к привычному, сверхмедленному темпу, но движение не прекращается ни на секунду.

Самое удивительное, что геологам не нужно ждать миллионы лет, чтобы увидеть финал этого процесса. Достаточно взглянуть на Красное море и Аденский залив — это более старые участки той же самой системы разломов, где континентальная кора уже окончательно порвалась, уступив место молодой океанической. Пустыня Афар — это самая южная, но пока еще не затопленная часть гигантского разрыва.

Точка, где сходятся три эти ветви — Красное море, Аденский залив и Восточно-Африканский рифт, — называется Афарским тройником, или Афарским тройным сочленением. Это уникальный тектонический узел и единственное место на планете, где рождение будущего океана можно наблюдать в его самой ранней, пока еще "сухопутной" стадии.

Внеземные пейзажи Земли

Впадина Данакиль, расположенная в зоне рифта, — одно из самых экстремальных мест на планете. Она представляет собой самую низкую точку Африки, лежащую ниже уровня моря, и одновременно одно из наиболее жарких обитаемых мест на Земле, где температура никогда не опускается ниже 34 градусов. Максимальная зарегистрированная температура не в тени составляла 63 °С!

Ландшафт впадины Данакиль выглядит откровенно внеземным: ядовито-желтые сернокислотные озера, кипящие гидротермальные источники и растрескавшиеся соляные равнины. Неподалеку находится вулкан Эрта Але — один из немногих на планете, в жерле которого постоянно бурлит открытое лавовое озеро.

Бурный вулканизм

Тектоническое растяжение сопровождается активным вулканизмом вдоль всей линии разлома. Знаменитые горы Килиманджаро и Кения — спящий и потухший вулканы соответственно, обязанные своим существованием именно этой рифтовой активности.

А вулкан Ол-Доиньо-Ленгаи в Танзании и вовсе уникален для нашей планеты. Это единственный действующий вулкан, извергающий натрокарбонатитовую лаву — расплав на основе карбонатов натрия и калия практически без содержания кремния. Из-за этого местная лава жидкая, как вода, и извергается при очень низкой для вулканов температуре — всего около 500–600 °C. Изначально лава выглядит как поток мазута, но по мере застывания и взаимодействия с воздухом и атмосферной влагой порода белеет. Всего за пару дней черный ландшафт превращается в серо-белую пустыню.

Восточно-Африканский рифт — редчайший случай, когда можно своими глазами увидеть геологический процесс, завершение которого займет миллионы лет. Бурные тектонические процессы, сопровождающиеся расколом континента, ведут к рождению нового океана. Это яркий пример того, как в природе разрушение и созидание идут рука об руку.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мои каналы — новый материал выходит каждые четыре часа:

▪ VK: https://vk.com/thespaceway

▪ Telegram: https://t.me/thespaceway