Взрывы сверхновых: основа биоразнообразия на Земле?

Г-г Свенсмарк известен вам как автор экстравагантной теории о том, что галактические космические лучи (в основном средних энергий) вызывают образование облаков и, следовательно, понижение температуры поверхности под ними, получающей меньше (в зависимости от плотности облачности — до 20 раз) солнечного излучения. Кстати, лабораторные тесты подкрепляют эту гипотезу.

В недавней публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society учёный обратился к вопросу о влиянии такого механизма на климат (и даже биосферу) нашей планеты в течение последних 500 млн лет. Проведя моделирование пути Солнечной системы вокруг центра Галактики, он установил, что наша планетная система неоднократно оказывалась чрезвычайно близка к молодым рассеянным звёздным скоплениям, ассоциирующимися со спиральными рукавами Галактики. В них относительно часты белые и голубые гиганты (и даже белые и голубые сверхгиганты), то есть звёзды очень высокой светимости и температуры, которые, случается, становятся сверхновыми. Согласно моделированию, за последние полмиллиарда лет взрывы последних нередко «тревожили» Солнечную систему. Это усиливало поток космических лучей настолько, что образование облаков резко возрастало, вместе с ним увеличивалось и альбедо Земли, а её поверхность, понятно, охлаждалась.

Чёрная линия — частота взрывов сверхновых в окрестностях Земли. Голубая — биоразнообразие (количество одновременных видов) морских беспозвоночных после учёта влияния изменения уровня моря. Серая область — возможность ошибки. (Изобр. H.Svensmark / DTU.)

Однако попытка корреляции этих астрономических данных с информацией по количеству видов морских беспозвоночных (по ним есть наиболее достоверная статистика) за то же время принесла весьма неожиданные результаты. Похоже, охлаждение планеты в большинстве случаев приводило к росту количества видов. Увеличение биоразнообразия, которое иногда было весьма резким, чётко связано с данными по близкими взрывам сверхновых.

Конечно, без издержек не обходится. Серия таких взрывов может охладить планету до состояния «снежка»; похоже, именно так, по предложенной теории, и случилось оледенение и массовое криогенийское вымирание. Впрочем, на графике чётко видно, что и пермско-триасовая катастрофа, самая жуткая из известных, тоже почти совпала с сильнейшим пиком частоты взрывов сверхновых.

Но в целом холод не давал биосфере застаиваться и позитивно влиял на интенсивность видообразования. Как? Казалось бы, очевидный и наблюдаемый факт: чем теплее, тем больше видов проживают на одной территории; эту бионорму подтвердит любой, кто пытался найти два одинаковых дерева в тропическом или экваториальном лесу. Но то, что кажется очевидным, далеко не всегда таково на самом деле.

По мысли г-на Свенсмарка, одним из факторов роста биоразнообразия при охлаждении климата могло стать растущее разнообразие климатических зон, каждая из которых давала приют именно «своим» видам, способным удачнее всего адаптироваться к данному диапазону температур. Другим объяснением может быть то, что при смене одного биоценоза другим (это называется сукцессией) число видов вначале резко увеличивается, а затем, по мере стабилизации биоценоза, начинает падать, сокращаясь до количества, характерного для устойчивого состояния нового биоценоза (климакс).

Ну а колебания температур, вызванные сверхновыми, постоянно обновляли биоценозы, в которых преимущество получали сначала более холодоустойчивые, а затем, по окончании эпохи интенсивного воздействия космических лучей, более теплолюбивые виды. Таким образом, климакс наступал реже, а сукцессии происходили чаще. Вероятно, сказывался и рост содержания кислорода в атмосфере в период охлаждения; это могло серьёзно повлиять на биоразнообразие, делая возможным возникновение новых более крупных наземных и летающих животных.

Кроме того, по Свенсмарку, начало и конец геологических периодов, похоже, часто совпадают с периодом близких взрывов сверхновых...

В то же время механизм увеличения альбедо из-за роста интенсивности космических лучей имеет серьёзный противовес, который может объяснять причины периодических колебаний климата на коротких (по геологическим меркам) отрезках. При неспокойном Солнце космические лучи отклоняются от нашей планеты последствиями активности светила, что ведёт к падению альбедо и росту температур.

Скорее всего, теория вызовет сильнейшую критику, причём с разных сторон. Так, если верить расчётам Хенрика Свенсмарка, фактор космических лучей может изменять температуры в значительно более широком диапазоне, чем антропогенный парниковый эффект, и если, как утверждает учёный, за недавний нагрев планеты ответственно именно уменьшение средней интенсивности космических лучей или рост защищающей от них солнечной активности, то встаёт вопрос о разумности нашей борьбы с выбросами углекислого газа.

Компьюлента