Влияние космоса на земные явления, процессы, события

Использованные самые разнообразные  данные и обобщения многих независимых  исследователей, работавших в разных областях палеонтологии и климатологии, будучи привязаны к орбитальной  геохронологической шкале, находятся  в хорошем соответствии между  собой и приобретают дополнительный новый смысл, который был неведом  их авторам. 

Проблема 30-миллионолетней периодичности биосферных кризисов

На фоне длительных климатических  периодов, обусловленных обращением Солнца вокруг центра Галактики и  заметно влиявших на биосферу Земли, мною была выявлена более мелкая 30-миллионолетняя периодичность интенсивного проявления целого ряда геологических процессов  и одновременно проявляющихся с  ними кризисных биосферных событий  – семь событий в течение галактического года.

В сравнительно кратковременные периоды (от 1–2 до 3–4 млн лет) через каждые 30–32 млн лет усиливался рифтогенез, оставлялись глубинные разломы, проявлялся интенсивный базальтовый  вулканизм, сопровождавшийся выносом  в среду обитания организмов урана, фосфора, ряда тяжелых металлов (Mo, V, Cu, Zn, Ni, Cr, Ag, Au, As), редкоземельных элементов (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Y, а иногда и Ir).

В эти же кратковременные периоды  в морях, а иногда и в континентальных  бассейнах происходило накопление осадков с аномально высокой (до 10–20–30%) концентрацией планктоногенного органического вещества, обогащенного ураном, фосфором и рядом тяжелых  металлов. На заражение среды обитания ураном биосфера реагировала глобальными  вспышками биопродуктивности примитивных  одноклеточных водорослей и цианобактерий, интенсивным вымиранием существовавших и возникновением многих новых видов  организмов [3]. Связь этих кратковременных  событий с космосом подтверждается тем, что они происходили каждый галактический год через 30–32 млн  лет на одних и тех же участках солнечной орбиты (рис. 8).

Позже появилась работа M.R. Rampino и R.B. Stoters [14], в которой они пришли к  той же периодичности: периодичность  базальтовых излияний составляет по их данным 32±1 млн лет, периодичность  карбонатитовых интрузий – 34±2 млн  лет; периодичность спрединга литосферных  плит – 34±2 млн лет; тектонических  максимумов – 32±2 млн лет; образования  импактных кратеров вследствие ударов о Землю астероидов – 32±1 млн лет; проявления обусловленных этими  ударами массовых вымираний – 24–33 млн лет.

Причиной этих событий, по мнению М.Р. Рампино и Р.Б. Стотерса, является регулярное пересечение Солнцем  галактической плоскости со сгущениями материи, происходящее при вертикальной осцилляции Солнца во время его движения по орбите вокруг центра Галактики.

При разном понимании сущности этих кризисных биосферных событий положительным  является то обстоятельство, что мы независимо пришли к 30-миллионолетней периодичности биосферных кризисов, происходивших в результате воздействия  космоса на Землю и ее биосферу.

В течение двух с половиной галактических  лет фанерозоя (около 600 млн лет), по моим данным, проявилось 17 кризисных  биосферных событий. Бóльшая их часть  проявилась вблизи или непосредственно  на границах геологических систем или  их отделов, что вполне понятно –  эти границы и устанавливались  по существенным изменениям фауны и  флоры.

При кларковой концентрации урана  в осадочных породах 3,2×10^-4% в обогащенных органическим веществом осадках этих эпох концентрация урана нередко превышает ее в 30–50–250 раз, а концентрация урана в органическом веществе превышает нормальную для современной эпохи в 300–700–1600 раз.

Согласно моим расчетам концентрация урана в водах морей и в  континентальных бассейнах по сравнению  с современной (2,8–3×10^-7%) в эти эпохи повышалась в десятки, сотни, а иногда и в тысячу раз.

Недаром на первом этапе создания атомной бомбы, когда еще не были разведаны богатые урановые месторождения, обогащенные планктоногенным органическим веществом и ураном осадки на границе  кембрия и ордовика разрабатывались  в Прибалтике как источник для  получения урана, а потом разрабатывались  и «рыбные слои» – скопления  обогащенных ураном скелетов рыб, испытавших массовое вымирание.

Рассмотрим типичные примеры проявления кризисных биосферных событий, характеризующихся  интенсивным уранонакоплением и  повышением радиоактивности среды.

В позднем девоне в восточной  части Русской платформы вплоть до Урала накапливались морские  осадки доманиковой свиты. Морской  мелководный бассейн по всем показателям  был благоприятным для обитания фауны, с нормальной соленостью вод, с нормальным кислородным режимом, с преобладанием глубин до 100 м. Но если в более древних и более  молодых осадках концентрация органического  вещества не превышала 0,3–0,4%, то в доманиковых  она достигала 10–20%, что явно свидетельствует  о проявлении вспышки биопродуктивности  фитопланктона. Обилие пищи, казалось бы, благоприятствовало широкому распространению  морской фауны, однако это было не так. В осадках совместно с  биопродукцией фитопланктона происходило  накопление урана, а также Cu, V, Mo, Pb, Zn. Судя по соотношению U/С_орг, концентрация U в водах превышала нормальную не менее чем в 20 раз. В результате этого на пике накопления U (рис. 9) видовой состав фитопланктона значительно сократился, хотя и давал огромную биопродукцию.

Значительно сократился видовой состав фораминифер, а по окончании радиоактивной  эпохи снова возрос. Существовавшие до этого виды брахоипод вымерли, в радиоактивную эпоху возникло несколько новых видов, но они  тоже быстро вымерли. Появившиеся в  конце радиоактивной эпохи несколько  новых видов прослеживаются в  более молодых осадках. Кораллы, криноидеи, мшанки и губки в радиоактивную  эпоху совсем исчезли, и появились  снова только после ее окончания. Что касается птериопод и наутилид, то их видовое разнообразие в радиоактивную  эпоху значительно возросло, а  затем снова уменьшилось.

Судя по спорам и пыльце наземных растений, на прилегающей к морю суше они также испытали кризис во время радиоактивной эпохи.

Примерно то же происходило в  это время и в Америке, судя по данным американских исследователей. W.H. Hass изучала фауну [12], a L.C. Conant [10] и V.E. Swanson [16] – распределение урана  в осадках. Мне осталось лишь сложить  результаты их исследований вместе. Осадки позднедевонской чаттанугской свиты, богатые планктоногенным ОВ, отлагались в мелководно-морских условиях с  нормальным кислородным режимом. Вспышка  биопродуктивности фитопланктона  обусловила накопление в осадках  до 10–20% органического вещества. Концентрация накопившегося вместе с ОВ урана  составляла до 20×10^-3%, т.е. в 60 –70 раз превышала нормальную. По соотношению U/С_орг следует считать, что концентрация U в водах бассейна превышала нормальную в сотни раз. Это позволяет думать, что воздействие урана и радиоактивности на организмы в чаттанугском море было еще интенсивнее, чем в доманиковом.

Широко распространенные в доманиковых  осадках готиатиды и птероподы  отсутствуют совершенно. Из планктонных  организмов изредка встречаются  радиолярии, из нектона – редкие остатки рыб. Редко встречаются  остатки плавающих водорослей Foerstia и Protosalvina, иногда остатки наземных растений Callixylon.

При огромной первичной биопродукции и обилии пищи почти полное отсутствие фауны, за исключением лингул и конодонтов, представляется непонятным, если, конечно, не принимать во внимание зараженность бассейна ураном.

Детально изученный разрез осадков  позволяет проследить влияние интенсивности  уранонакопления на смену видов  единственно широко распространенной фауны – конодонтов (рис. 10).

В нижнем слое осадков с еще низкой концентрацией урана выявлено 12 видов конодонтов, семь из которых  мгновенно вымирают в начале радиоактивной  эпохи. Вместе с тем, в начале ее появляется еще четыре новых вида, которые  затем вымирают при отложении  черных сланцев с максимальной концентрацией  урана. Но происходит не только вымирание: одновременно на пике уранонакопления  появляются 12 новых видов конодонтов, 10 из которых вымирают в конце  радиоактивной эпохи. Тогда же появляются четыре новых вида конодонтов, которые  прослеживаются и в более молодых  осадках с низкой концентрацией  урана.

Развитие фауны конодонтов при  проявлении радиоактивной эпохи  происходило не постепенно, а с  проявлением вспышек видообразования  и вымирания организмов, которые  полностью контролировались изменениями  уровня зараженности бассейна ураном.

Синхронное накопление радиоактивных  осадков в конце девонского времени  в разных районах мира свидетельствует  о том, что радиоактивные эпохи  проявились глобально.

Другой пример кризисного биособытия – во время накопления позднеюрских осадков с аномально высокой  концентрацией урана и планктонного органического вещества. Оно проявилось в Западной Сибири на пространстве около 1 млн кв. км, в восточной  части Русской платформы, в Карском, Баренцевом и Северном морях вплоть до Англии, в некоторых районах  Западной Европы, в Южной Атлантике.

В Западной Сибири это позднеюрская баженовская свита. Наличие в  ней хотя и сравнительно редкой и  однообразной бентосной фауны позволяет  считать, что кислородный режим  в баженовском море был нормальным. Огромная биопродукция фитопланктона  определила накопление в осадках 10–20% органического вещества, обогащенного ураном. Простейшие водоросли, дававшие эту биопродукцию, имеют округлую форму без какой-либо скульптуры, размер их до 20 мкм.

Аммониты (рис. 11) характеризуются  быстрой сменой форм на уровне рода. В начале радиоактивной эпохи  появляется семь новых родов аммонитов, но они почти сразу вымирают. На пике уранонакопления появляются еще  два новых рода, но сразу же вымирают. По окончании радиоактивной эпохи появляется еще несколько новых родов аммонитов.

У фораминифер из 26 родов, существовавших до начала радиоактивной эпохи, на пике уранонакопления остается всего  шесть. В начале, в разгаре и  во время окончания эпохи уранонакопления  появляются и тут же вымирают пять короткоживущих родов.

О том, что радиоактивность среды  повышалась не только в морском бассейне, но и на прилегающей к нему суше, свидетельствует значительное обеднение  комплекса спор и пыльцы наземных растений.

На Волге удалось произвести послойное изучение осадков позднеюрской эпохи (рис. 12). Накопление глинистых  осадков и богатых органическим веществом сланцев (до 30–34%) с высокой  концентрацией урана происходило  в конце юрского периода (волжский век) до начала мелового периода. До начала радиоактивной эпохи комплекс аммонитов  был представлен девятью родами, пять из которых мгновенно вымерли, как только возросла интенсивность  уранонакопления, остальные четыре вымерли позже, синхронно с одним  из наиболее мощных пиков уранонакопления. Конечная стадия эпохи уранонакопления  характеризуется быстрым появлением и столь же быстрым вымиранием 19 родов аммонитов. И только один род аммонитов, появившийся в  конце радиоактивной эпохи, перешел  в меловые отложения, формировавшиеся  уже при низкой радиоактивности  среды.

Изменения бентосной фауны фораминифер  начались несколько раньше, чем пелагической фауны аммонитов, в конце ранневолжского времени. Видимо, повышение концентрации урана на дне бассейна начало ощущаться  раньше, чем в поверхностных водах. Существовавшие пять видов фораминифер  одновременно вымерли на границе  нижнего и среднего отделов волжского  яруса. Однако в это же время появилось  семь новых видов. Они были широко распространены до проявления первого  пика уранонакопления, а затем периодически то появлялись, то полностью исчезали во время накопления слоев горючих  сланцев с высокой концентрацией  урана. Все они вымерли одновременно с аммонитами на одном из наиболее мощных пиков уранонакопления. Конец  радиоактивной эпохи, как и у  аммонитов, характеризуется быстрым  появлением и быстрым вымиранием 10 новых видов фораминифер. Более  подробные сведения можно найти  в [3].

Примерно так же происходили  биосферные события и во время  проявления других эпох интенсивного накопления урана и высокой радиоактивности  среды. Значительно возрастала изменчивость фауны и флоры, реализовавшаяся  как в вымирании ранее существовавших видов, так и в появлении новых  видов организмов.

В эти эпохи испытывали интенсивную  изменчивость не только ранее существовавшие группы организмов, но неоднократно появлялись принципиально новые типы растений и животных. Например, зигоптериевые, ботриоптериевые, мараттиевые и  каламитовые папоротники впервые  появились в радиоактивную эпоху  в конце позднего девона. Чекановскиевые и гинкговые растения впервые  появились в радиоактивную эпоху  на границе карбона и перми. Трилобиты, как и другая скелетная фауна, впервые внезапно появились в  радиоактивную эпоху на границе венда и кембрия. Хрящевые и костные рыбы впервые появились в радиоактивную эпоху в конце силура – начале девона, а амфибии – в позднеюрскую радиоактивную эпоху.

Первые наземные четвероногие животные Chtyostega найдены в отложениях радиоактивной  эпохи на границе девона и карбона. Они занимают промежуточное положение  между кистеперыми рыбами группы ренидистий и лабиринтодонтами. Обладают хвостовым плавником и конечностями настоящих четвероногих животных, возникшими, вероятно, в результате крупных мутаций  за счет значительного изменения  плавников.

В следующую радиоактивную эпоху  на границе перми и триаса четвероногие рептилии дают начало первым летающим животным – птерозаврам. Их единственное отличие от обычных рептилий заключается  только в том, что крайние четвертые  пальцы их передних конечностей («мизинцы») при том же количестве фаланг приобрели  размер вдвое больше длины тела животного, а свисающие с них кожные перепонки  образовали крылья.

В осадках позднеюрской радиоактивной  эпохи найдены первые архаичные  птицы. От маленьких динозавров они  почти не отличались, кроме сильно изменившихся передних конечностей  и перьев вместо роговых пластин.

Третья успешная попытка летать, на этот раз у млекопитающих, состоялась в эоценовую эпоху радиоактивности. Скелет летучей мыши от обычного насекомоядного млекопитающего отличается, в основном, только тем, что четыре пальца ее передних конечностей при нормальном количестве фаланг в результате мутации стали  аномально длинными, достигающими длины  тела животного, а кожа между ними образовала «крыло».

Другая типичная форма мутаций, особенно сильная у конечностей  при значительной их редукции, обусловила возникновение у рептилий и млекопитающих  «возвратных» рыбообразных форм: в  конце позднепермской радиоактивной  эпохи – ихтиозавров, а в эоценовую  радиоактивную эпоху – древних  китов.