2
Представьте себе целый континент, выжженный лавой. Апокалипсис из плохого фильма категории B. Можно предположить, что все парейазавры, дицинодонты и горгонопсы в Сибири были уничтожены. Но все было куда хуже. При извержении вулкана выделяется не только лава, но и тепло, пыль и ядовитые газы. В отличие от лавы, они влияют на всю планету. В конце перми они стали настоящими вестниками гибели, запустив каскад разрушений, которые продолжались миллионы лет и бесповоротно изменили мир.
Пыль попала в атмосферу, заполнила высотные воздушные потоки и распространилась по всему миру, заслоняя солнце и препятствуя фотосинтезу растений. Некогда пышные хвойные леса вымерли; парейазавры и дицинодонты остались без растительной пищи, а потом и горгонопсы – без мяса. Пищевые цепи начали рушиться. Часть пыли стала оседать и, соединяясь с капельками воды, вызвала кислотные дожди, что усугубило положение на суше. Чем больше гибло растений, тем бесплоднее и неустойчивее становилась земля. Началась массовая эрозия, ведь оползни уничтожали огромные площади гниющих лесов. Именно поэтому мелкие аргиллиты, которые мы увидели в карьере Захелмье, свидетельствующие о мирной и спокойной обстановке, внезапно сменились более крупными и грубыми камнями, характерными для быстрых течений и агрессивных бурь. Лесные пожары бушевали на истерзанной земле, не оставляя растениям и животным шанса на выживание.
Но это были лишь кратковременные последствия мощного излияния лавы в Сибири, случившиеся в течение дней, недель и месяцев. Долгосрочные последствия были куда смертоноснее. Вместе с лавой в атмосферу попали удушливые облака углекислого газа. Сегодня мы очень хорошо знаем, что углекислый газ оказывает мощный парниковый эффект, он отражает тепло поверхности Земли, тем самым нагревая атмосферу. Углекислый газ из сибирских извержений поднял температуру не на какие-нибудь несколько градусов – он вызвал безудержный парниковый эффект, вскипятивший планету. Были и другие последствия. Хотя много углекислого газа попало в атмосферу, немалая его часть растворилась в океане. Это вызвало цепь химических реакций, из-за которой океанская вода становится более кислой, а это опасно для жизни, особенно для морских существ с легко растворяющимися раковинами. Именно поэтому мы не купаемся в уксусе. Окисление также выводит большую часть кислорода из океанов – еще одна серьезная проблема для всех, кто живет в воде или около нее.
Описания страхов и ужасов можно продолжать еще много страниц, но суть в том, что жить в конце перми было очень трудно. Это была самая массовая гибель в истории нашей планеты. Примерно 90 % всех видов исчезли. У палеонтологов есть специальный термин для событий, когда за короткое время по всему миру погибает огромное количество растений и животных: массовое вымирание. За последние 500 млн лет было пять особо тяжелых массовых вымираний. Самое знаменитое, конечно, произошло 66 млн лет назад в конце мелового периода и уничтожило динозавров. Мы еще поговорим о нем позже. Но как ни ужасно вымирание в конце мела, по сравнению с вымиранием в конце перми это просто ничто. Тот резкий переход от аргиллита к песчанику в польском карьере фиксирует момент, когда 252 млн лет назад жизнь ближе всего подошла к тому, чтобы исчезнуть навсегда.
Потом все стало налаживаться. Так всегда бывает. Жизнь ко всему приспосабливается, и некоторые виды всегда выживают даже в самых страшных катастрофах. Вулканы извергались несколько миллионов лет, а потом перестали, когда горячая точка ослабла. Без воздействия лавы, пыли и углекислого газа экосистемы постепенно начали стабилизироваться. Снова стали плодиться и размножаться растения. Они дали пищу растительноядным животным, а те стали пищей хищников. Пищевые сети восстановились. Возрождение заняло не менее 5 млн лет, и, когда оно завершилось, стало лучше, но совсем по-другому. Некогда доминировавшие горгонопсы, парейазавры и их родственники никогда больше не будут рыскать вдоль польских озер да и каких-либо других: выжившие счастливчики заполучили всю землю для себя. Это был по большей части пустынный мир, ждущий колонизаторов. После пермского периода наступил следующий промежуток геологического времени, триас, и стало ясно, что жизнь никогда не будет прежней. На сцену готовились выйти динозавры.
Будучи молодым палеонтологом, я стремился понять, как изменился мир из-за пермо-триасового вымирания. Кто вымер, кто выжил и почему? Как быстро восстановились экосистемы? Какие новые небывалые существа появились из постапокалиптической тьмы? Что зарождалось в пермской лаве?
Есть только один способ ответить на эти вопросы. Нужно отправиться в поле и искать окаменелости. Если было совершено убийство, детектив начинает с изучения тела и места преступления, он ищет отпечатки пальцев, волосы, одежду или другие улики, которые могут рассказать о случившемся и привести к виновнику. Для нас, палеонтологов, улики – это окаменелости. Это наша валюта, единственные данные о том, как жили и развивались давно вымершие организмы.
Ископаемые – это любые следы древней жизни, они бывают разные. Самые известные – кости, зубы и раковины: твердые части, из которых состоит скелет животного. После того, как животное оказывается захоронено в песке или грязи, эти части постепенно замещаются минералами и превращаются в камень, так получается окаменелость. Мягкие объекты, например листья и бактерии, тоже иногда сохраняются, обычно в виде отпечатков на камне. То же происходит и с мягкими частями животных: кожей, перьями или даже мышцами и внутренними органами. Но чтобы эти части превратились в окаменелости, нужно большое везение: животное должно быть погребено очень быстро, чтобы эти хрупкие ткани не успели разложиться, а хищники их не съели.
Все ископаемые, о которых мы говорили, – это остатки организма, то есть части растения или животного, превратившиеся в камень. Но есть другой тип ископаемых: следы, которые отмечают присутствие или поведение организма или сохраняют нечто, произведенное организмом. Лучший пример – отпечатки лап; сохраняются также норы, следы укусов, копролиты (окаменелый помет), яйца и гнезда. Такие остатки бывают особенно ценными, потому что они говорят нам, как вымершие животные взаимодействовали друг с другом и окружающей средой – как они двигались, что ели, где жили и как размножались.
Окаменелости, которые меня особенно интересуют, принадлежат динозаврам и животным, жившим непосредственно перед ними. Динозавры жили в течение трех геологических периодов: триасового, юрского и мелового (которые вместе образуют мезозойскую эру). Пермский период, когда странные и поразительные существа резвились у польских озер, шел сразу перед триасовым. Мы часто считаем динозавров древними, но на самом деле они новички в истории жизни.
Земля образовалась около 4,6 млрд лет назад, а первые микроскопические бактерии появились через несколько сотен миллионов лет. Примерно 2 млрд лет наш мир принадлежал бактериям. Если бы мы в нем оказались, не увидели бы ни растения, ни животных, ничего, видимого невооруженным глазом. Затем, примерно 1,8 млрд лет назад, простые клетки научились объединяться в более крупные и более сложные организмы. Начался и закончился глобальный ледниковый период, охвативший почти всю планету, до самых тропиков, и появились первые животные. Поначалу это были просто мешочки с жижей, наподобие губок или медуз, но потом у них появились раковины и скелеты. Около 540 млн лет назад, в кембрийском периоде, эти первые скелетные формы жизни вдруг дали невероятное биоразнообразие, стали чрезвычайно многочисленными, принялись есть друг друга и формировать в океанах сложные экосистемы. У некоторых появился скелет из костей – это были первые позвоночные, похожие на мальков рыб. Но они тоже продолжили развиваться, и в конце концов около 390 млн лет назад некоторые из них превратили плавники в лапы, отрастили пальцы и вышли на сушу. Это были первые четвероногие, и их потомки – это все позвоночные, обитающие сегодня на земле: лягушки и саламандры, крокодилы и змеи, а впоследствии динозавры и мы.
Мы знаем эту историю по окаменелостям – тысячам скелетов, зубов, следов и яиц, которые по всему миру собирают поколения палеонтологов. Мы одержимы поисками окаменелостей и знамениты своей готовностью отправиться безумно далеко, чтобы найти что-то новое. Будь то известняковый карьер в Польше, откос на заднем дворе супермаркета Walmart, куча камней на стройке или обрывистые склоны свежевырытой свалки – если там есть окаменелости, то найдется хотя бы один безрассудный (или одержимый) палеонтолог, который отправится туда несмотря на жару, мороз, дождь, снег, сырость, пыль, ветер, насекомых, зловоние или военные действия.
Вот почему я оказался в Польше. Впервые я приехал туда летом 2008 г., в 24 года, перед поступлением в аспирантуру. Я приехал изучать любопытные новые окаменелости рептилий, которые за несколько лет до того обнаружили в Силезии, кусочке Юго-Западной Польши, за который долгие годы сражались поляки, немцы и чехи. Окаменелости хранились в музее в Варшаве, сокровищнице польского государства. Я помню шум Центрального вокзала столицы, когда подъезжал к нему на опоздавшем поезде из Берлина, ночные тени, скрывавшие ужасающую сталинскую архитектуру города, восстановленного из руин после войны. Сойдя с поезда, я стал изучать толпу. У кого-то должна быть табличка с моим именем. Я договорился о визите через серию официальных электронных писем с очень высокопоставленным польским профессором, который отправил одного из аспирантов встретить меня на вокзале и отвести в небольшую комнату для гостей прямо в Польском институте палеобиологии, всего на несколько этажей выше хранилища с окаменелостями. Я понятия не имел, кого ищу, а так как поезд опоздал на час, я решил, что студент улизнул обратно в лабораторию, предоставив мне самому искать дорогу в чужом городе в потемках лишь с несколькими польскими словами из разговорника.
Но только я запаниковал, как увидел трепещущий на ветру лист бумаги, на котором было торопливо нацарапано мое имя. Лист был в руках у молодого парня с коротко, по-военному, подстриженными волосами, которые начинали редеть, прямо как у меня. Глаза у него были темные, он щурился. Лицо заросло легкой щетиной, и он казался чуть более загорелым, чем большинство знакомых мне поляков. Почти смуглым. В нем было что-то смутно зловещее, но все тотчас же изменилось, стоило ему увидеть меня. Он широко улыбнулся, схватил мою сумку и крепко пожал руку. «Добро пожаловать в Польшу. Меня зовут Гжегож. Как насчет ужина?»
Мы оба устали, я после долгого путешествия в поезде, Гжегож после целого дня, занятого описыванием ископаемых костей, которые он и его команда студентов-помощников нашли на юго-востоке Польше за несколько недель до того (отсюда и его полевой загар). Но вечер кончился тем, что мы опрокинули по несколько кружек пива и несколько часов проговорили об окаменелостях. Его живой энтузиазм относительно динозавров был такой же, как и у меня, он был полон иконоборческих идей о событиях после пермо-триасового вымирания.
Мы с Гжегожем быстро подружились. До конца недели изучали польские ископаемые вместе, а в четыре последующих лета я приезжал в Польшу, чтобы заниматься полевыми работами с Гжегожем, часто вместе с третьим «мушкетером» в нашей команде, молодым британским палеонтологом Ричардом Батлером. За это время мы нашли много окаменелостей и придумали несколько новых гипотез о том, как появились динозавры в те лихие дни после пермского вымирания. За эти годы Гжегож на моих глазах из нетерпеливого, но несколько робкого аспиранта превратился в одного из ведущих палеонтологов Польши. Незадолго до своего 30-летия он нашел на другом конце карьера Захелмье цепочку следов, оставленную одним из первых рыбообразных существ, которые вышли из воды на землю около 390 млн лет назад. Фотография следов была опубликована на обложке Nature, одного из ведущих мировых научных журналов. Его пригласили на специальную аудиенцию с премьер-министром Польши, он выступил на конференции TED. Именно его суровое лицо – не его ископаемые открытия, а он сам – украсило обложку польской версии National Geographic.
Он стал чем-то вроде научной знаменитости, но больше всего на свете Гжегож любит природу и поиски окаменелостей. Он называет себя «полевым животным» и говорит, что гораздо больше любит спать в палатке и продираться через заросли, чем вращаться в высшем свете Варшавы. Ничего не попишешь. Он рос в окрестностях Кельце, областного центра в районе Свентокшиских гор, и собирал окаменелости с детства. Особенно хорошо он замечал ту разновидность окаменелостей, которую многие палеонтологи игнорируют: следы. Отпечатки лап и хвоста, которые динозавры и другие животные оставляли, когда шли по грязи или песку, занимаясь обычными каждодневными делами: охотой, поисками укрытия, спариванием, общением, едой и отдыхом. Он был в восторге от следов. У животного есть только один скелет, часто напоминал он мне, но оно может оставить миллионы следов. Как матерый разведчик, он знал все лучшие места со следами. В конце концов, это были его родные пенаты. Повезло же ему с родиной, ведь оказалось, что кишащие жизнью сезонные озера, которые покрывали эту территорию во время перми и триаса, были идеальной средой для сохранения следов.
Четыре лета мы потакали страсти Гжегожа к следам. Мы с Ричардом плелись за ним, когда он вел нас к своим тайным угодьям, которые в основном были заброшенными карьерами, камнями посреди ручьев и кучами мусора по обочинам новых дорог, куда рабочие отбрасывали куски камня, оставшиеся после укладки асфальта. Следов мы нашли много. Вернее, Гжегож. Мы с Ричардом научились узнавать мелкие отпечатки лап, оставленные ящерицами, земноводными, ранними динозаврами и родственниками крокодилов, но нам никогда не сравниться с мастером.
Тысячи дорожек следов, которые Гжегож нашел за два десятилетия, плюс горстка новых, которые нашли мы с Ричардом, рассказали интересную историю. Там было множество разновидностей следов, оставленных множеством разных существ. Они произошли не одномоментно, а из промежутка в десятки миллионов лет: начинались с перми, продолжались все великое вымирание в триасе и даже достигали следующего, юрского периода, который начался около 200 млн лет назад. Когда сезонные озера высыхали, на их месте оставались огромные грязевые равнины, на которых животные оставляли следы. Затем реки наносили новые осадки, они покрывали грязевые равнины, и те превращались в камень. Этот цикл повторялся год за годом, так что в Свентокшиских горах следы теперь лежат друг на друге, слоями. Для палеонтологов это золотая жила: возможность увидеть, как животные и экосистемы изменяются со временем, особенно после пермского вымирания.
Определить, какая группа животных оставила данный конкретный след, относительно просто. Вы сравниваете форму следа с формой передних и задних лап. Сколько пальцев? Какие из них самые длинные? В какую сторону смотрят? Отпечаток оставляют только пальцы или ладонь передней лапы и свод стопы? Следы левых и правых конечностей расположены рядом – так происходит, когда животное держит лапы прямо под телом, – или они далеко друг от друга, как если бы существо расставляло лапы в стороны? Пройдя по этому списку вопросов, обычно можно определить, какая группа животных оставила следы. Выяснить, какой именно вид животных оставил следы, практически невозможно, но отличить следы рептилий от земноводных или динозавров от крокодилов довольно просто.