(хотя, возможно, не на такую глубину). Средние температуры падают до −50°C. Большинство организмов неспособны справиться с такими условиями, и жизнь может держаться лишь на тончайшей нити — возможно, вокруг вулканов или подо льдом чистой тонкой толщины на экваторах.

Рис. 5.12 Тающие льдины в открытой воде в Антарктиде. На Земле-снежке условия на экваторе в лучшем случае были бы такими. Остальная часть земного шара была бы покрыта толстым льдом. Сложной жизни было бы трудно выжить. (Предоставлено: NOAA/Майкл ван Верт)

Механизм, с помощью которого наша планета может погрузиться в состояние Земли-снежка, хорошо изучен. Ледяной покров может увеличиваться по разным причинам, и когда он увеличивается, лед отражает все большее количество солнечного света прямо обратно в космос. Это уменьшение солнечного нагрева поверхности приводит к падению температуры и образованию большего количества льда. Как только достигается критическая площадь ледяного покрова, происходит эффект «безудержного ледникового дома», и планета погружается в событие Земли-снежка. Что трудно понять, и что заставило ученых отвергать идею Земли-снежка в течение многих лет, так это то, как планета может освободиться от ледяного покрова. Как только Земля покрывается льдом, большая часть солнечного света, падающего на планету, отражается в космос, прежде чем он успеет нагреть поверхность. Решение пришло с осознанием того, что вулканическая активность не прекращается во время события Земли-снежка. Вулканы выбрасывают огромное количество углекислого газа — парникового газа. Конечно, сегодня вулканы все еще извергают углекислый газ, но в обычных условиях этот CO2 поглощается падающим дождем, который в конечном итоге переносит его в океан, где он связывается в твердых карбонатных отложениях на дне океана. На Земле-снежке нет жидкой воды для испарения, и, следовательно, нет облаков, и, следовательно, нет дождя: в течение 10 миллионов лет, а может и больше, CO2 из вулканов накапливался бы в атмосфере. В конце концов, атмосферного CO2 стало бы примерно в тысячу раз больше, чем в сегодняшней атмосфере. Температуры поднялись бы и быстро растопили лед: от ледникового дома до парникового за геологическое мгновение.

Последствия гипотезы Земли-снежка глубоки, и некоторые из них мы рассмотрим позже.

Супервулканы

Если вулканы были спасителями жизни во время событий Земли-снежка в неопротерозойскую эру, то совсем недавно они оказались почти катастрофическими для разумной жизни: они почти уничтожили Homo sapiens. Недавние исследования показывают, что люди генетически удивительно схожи. Чтобы объяснить это отсутствие генетического разнообразия, некоторые биологи предположили, что наш вид прошел через «генетическое узкое место» около 75 000 лет назад. Узкое место возникает, когда размер популяции резко сокращается; в случае нашего вида общее число людей, живших на Земле, могло упасть до нескольких тысяч. Мы почти вымерли.

Если это узкое место действительно имело место, то нам не нужно далеко ходить за дымящимся пистолетом, который мог его вызвать. Вулкан Тоба на Суматре извергся 74 000 лет назад; извержение было настолько сильным, что заслужило звание «супервулкана». Извержение было гораздо более сильным, чем недавние вулканические взрывы, такие как Пинатубо и Сент-Хеленс. Климатологи предположили, что извержение супервулкана может вызвать вулканическую зиму — по эффекту похожую на ядерную зиму, но без радиации. Не исключено, что годы засухи и голода после такого взрыва могли довести дотехнологический человеческий вид до грани вымирания.

Массовые вымирания

Удар метеорита, глобальное оледенение, супервулканы. Даже на такой спокойной планете, как Земля, жизни приходится бороться со многим. Иногда, будь то один из трех упомянутых выше механизмов или один из небесных агентов разрушения, упомянутых ранее, жизнь едва держится.

С тех пор, как жизнь животных стала обильной на Земле, во время Кембрийского взрыва около 540 миллионов лет назад, жизнь на Земле пережила многочисленные массовые вымирания — событие массового вымирания определяется как период, в течение которого наблюдается значительное сокращение биоразнообразия.[335] События вымирания различаются по своей серьезности. Во время пяти великих массовых вымираний[336] погибло более половины всех существовавших тогда видов. Эти пять событий, в хронологическом порядке, — Ордовикское, Девонское, Пермское, Триасовое и Меловое.

Ордовикское вымирание 440 миллионов лет назад и Девонское вымирание 370 миллионов лет назад привели к исчезновению более пятой части морских семейств. О влиянии на наземную жизнь известно меньше, в основном из-за скудности палеонтологической летописи для этих эпох. Причина этих событий вымирания остается предметом дискуссий.

Пермское вымирание 250 миллионов лет назад было самым крупным из всех великих массовых вымираний. Возможно, вымерло более 90% морских видов; было потеряно восемь из 27 отрядов насекомых (насекомые пережили другие массовые вымирания); потери были разрушительными. Причина этого катастрофического события неясна; было предложено несколько механизмов, возможно, действующих синергетически, для объяснения этой глобальной катастрофы.

Триасовое вымирание 220 миллионов лет назад привело к значительному сокращению числа морских и наземных видов. Опять же, ученые спорят о причине этого сокращения биоразнообразия.

Меловое вымирание 65 миллионов лет назад — самое знаменитое и известное из всех массовых вымираний. Это событие положило конец эпохе динозавров и создало условия, которые привели к расцвету млекопитающих. Почти наверняка причиной этого вымирания стали последствия падения крупного метеорита.[337] Есть несколько причин верить в теорию падения метеорита как причины этого вымирания. Во-первых, кратер Чиксулуб шириной 200 км на полуострове Юкатан в Мексике имеет точно соответствующий возраст. Во-вторых, независимо от того, откуда в мире взяты образцы горных пород с границы Мелового и Третичного периодов, они показывают высокую концентрацию иридия, чего и следовало ожидать, если бы крупный астероид ударил по Земле. В-третьих, многие из тех же мест содержат зерна ударного кварца — еще один признак сильного удара. В-четвертых, геологи часто находят мелкие частицы сажи в глинах с границы Мелового и Третичного периодов — частицы, которые могли образоваться только в результате горения растительности; подразумевается, что большая часть растительного покрова Земли была охвачена огнем. Непосредственные последствия удара, очевидно, убили бы большое количество организмов. Точный механизм уничтожения большого числа видов менее ясен; это могло быть изменение атмосферы, ядерная зима, крупномасштабные длительные пожары, кислотные дожди, комбинация этих эффектов или что-то совершенно другое. Последствия также зависели от того, когда и где метеорит ударил по Земле, а также от массы и скорости метеорита. Если бы метеорит ударил всего на несколько часов позже, последствия могли бы быть менее смертоносными; если бы метеорит был всего в два раза больше, вымирание жизни могло бы быть полным.

Вымирания и парадокс Ферми

Трудно сказать, какие уроки мы можем извлечь из этих событий вымирания. Они кажутся различными по характеру,