Кризисы

Кризисы

Внезапные вымирания и появления новых форм жизни, которые Дарвин объяснял пробелами в геологической летописи, на самом деле связаны с описанной выше сменой тенденций когерентной (в устойчивой системе) и некогерентной (в нарушенной системе) эволюции. Кризис — это и есть смена тенденций, в первую очередь проявляющаяся в резком, подчас катастрофическом сокращении биологического разнообразия как показателя структурной сложности экосистем.

Кризисы определяют границы геологических эр и периодов продолжительностью около 180 и 35 млн. лет. Поскольку первая цифра соответствует галактическому году, то возникает мысль о космических воздействиях как основной причине биосферных кризисов. Действительно, периодичность основных эволюционных событий соответствует орбитальным периодам прецессий, наклона орбиты, эксцентриситета и их сочетаниям — 24, 41, 96, 413 тыс. лет — и, в геологических масштабах времени, колебаниям Солнечной системы около галактической плоскости и обращениям вокруг центра Галактики, 35 и 180 млн. лет (их составляющими продолжительностью в 6 и 23 млн. лет), в ходе которых Земля испытывает гравитационные воздействия скоплений межзвездного вещества. (Наша Галактика характеризуется асимметричным расположением диска плотного вещества, который находится на пути Солнечной системы при ее обращении вокруг галактического центра).

Космические силы служат пусковым механизмом в цепях взаимосвязанных событий. Конкретные механизмы, управляющие геодинамическими процессами, еще слабо исследованы. Это объясняется общим состоянием геодинамики как науки, лишь сравнительно недавно, с появлением «новой глобальной тектоники» (1970-е годы) вышедшей за рамки узкорегиональных задач. Основной заслугой теперь уже не столь новой глобальной тектоники можно считать утверждение концепции плитового строения твердой оболочки Земли, возможности значительного смещения плит друг относительно друга. Вместе с тем ни движущие силы, ни закономерности движения плит не были раскрыты.

В моей книге «Меловой период» (1985) и других работах дано обоснование ротационной геодинамической модели. Суть ее в том, что тела различной плотности, входящие в состав твердой оболочки и глубинных сфер, получают, по законам физики, различное вращательное (угловое и центробежное) ускорение, вызывающее их смещение друг относительно друга. Земное вещество расслоено на сферы различной плотности. Твердая оболочка к тому же состоит из континентальных и более плотных океанических плит. Ротационные сдвиги плит изменяют соотношение суши и моря, приводят к образованию складчатых поясов. В то же время смещения по плотностным границам внутри литосферы и на ее контакте с мантией порождают магматические расплавы, питающие вулканическую активность, а ускоренное вращение земного ядра по отношению к мантии является тем ротором, который создает магнитное поле и управляет его динамикой. Таким образом, ротационная модель позволяет связать все основные геодинамические процессы с общим энергетическим источником — вращением Земли.

Обычное возражение против ротационной модели или ее частных аспектов заключается в том, что силы вращения недостаточны для приведения в действие геодинамических механизмов. Соответствующие расчеты, однако, выполнялись для земных оболочек как монолитных образований. Их расчлененность на плиты существенно изменяет картину. Во всяком случае имеется достаточно очевидных свидетельств действия ротационных сил, таких как закономерная ориентировка сети разломов земной коры, асимметрия океанических побережий, смещение осей срединных океанических хребтов в соответствии с поворотным ускорением Кориолиса и др.

В ротационной модели замедление вращения Земли, происходящее под влиянием приливного трения (взаимодействия с Луной), и возможное ускорение в результате бомбардировок кометами и астероидами (одна из которых, по-видимому, совпадает с массовым вымиранием на границе мела и палеогена), вызывают рассогласование вращения сфер и — в их пределах — блоков или плит. В результате происходят подвижки на границах земного ядра и мантии, мантии и литосферы, океанической и континентальной коры, вызывающие инверсии магнитного поля, вспышки вулканизма, изменение рельефа геоида, колебания уровня моря и, как следствие, перестройку атмосферной и океанической циркуляции, изменение глобального климата.

Поскольку все эти процессы взаимосвязаны, в кризисные периоды возрастает общая неустойчивость биосферы как системы, наложенной на внешние оболочки Земли. Если в устойчивых условиях эволюция направлена в сторону специализации, наиболее эффективного использования ресурсов, то в неустойчивых снижение эффективности означает, что меньше видов может существовать совместно, в одной экосистеме. Такова общая предпосылка сокращения разнообразия, массовых вымирании.

Во время кризисов вымирает до 50% всех видов и более, но впечатляют не столько эти цифры, сколько внезапное исчезновение господствующих групп фауны и флоры, какими были динозавры, аммоноидеи, гигантские плауны и хвощи. Вымершие виды, как правило, принадлежали к числу экологических доминантов, определявших облик наземных и водных экосистем в период их процветания.

Понять избирательный характер вымирания помогают закономерности бескризисного развития экологической системы от пионерной стадии через ряд промежуточных к климаксу. Нарушения задерживают развитие на одной из промежуточных стадий. При длительном сохранении такой ситуации климаксная фаза оказывается как бы снятой — вымирают преимущественно климаксные виды. Они и есть наиболее характерные, господствующие виды своей эпохи. Если крупная группа организмов состоит преимущественно из климаксных видов, как поздне-меловые динозавры, то вымирание необратимо. Если же она включает также пионерные виды, то у нее еще есть шансы на восстановление.

Пионерные виды по своей жизненной стратегии оказываются более устойчивыми к условиям кризиса. Вымирание господствующих форм дает им шанс раскрыть свои эволюционные потенции. Это и произошло с млекопитающими после вымирания динозавров. Так в ходе эволюции последние становятся первыми, а первые — последними.