Давайте предположим, что вы хотите пожить в палатке где-то неподалеку от динозавров. Но не любых динозавров, а самых известных и страшных. Поэтому вы заказываете у машины времени поездку на 66,5 млн лет назад и оказываетесь в позднем Меловом периоде.
Вон, тиранозавр охотится на трицераптора. А там аламозавр, одно из самых больших животных, когда-либо живших на Земле. Виден и анкилозавр, похожий на танк: он уничтожает противников хвостом, словно грушей для сноса зданий. И как только вы устраиваетесь на ночлег, на небе, в северном полушарии, появляется новая звезда.
Она не моргает и не полыхает на горизонте — самая обычная звезда, как все другие на небе. Но посмотри на небо снова через несколько часов — и покажется, будто она стала чуть ярче. На следующую ночь она будет уже самой яркой на небе. В следующие ночи она станет крупнее других планет, а затем крупнее луны и солнца. Затем она пройдет через атмосферу, столкнется с землей и высвободит в 100 миллионов раз больше энергии, чем самая мощная термоядерная бомба, когда-либо взрывавшаяся на планете. Еще до этого момента вы соберете свою палатку и постараетесь переселиться на другое полушарие.
День, когда астероид Чикшулуб упал на полуостров Юкатан в Мексике, стал самым важным в истории жизни на Земле. В преисторическую наносекунду закончилось правление динозавров и началось царство млекопитающих. Ударная волна уничтожила не только динозавров, но и всех млекопитающих размерами больше енота. В одно мгновение на Земле начался один из самых апокалиптичных периодов в ее истории. Смогли бы вы выжить? Может быть.
Если вы устроитесь на правильном континенте, в правильном месте, в хорошем укрытии, на нужной высоте и в нужное время, у вас есть шанс спастись, говорит Чарльз Бардин, специалист по климату из Национального центра климатических исследований, который недавно смоделировал последствия падения астероида для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. И конечно, даже если вы находитесь на противоположной удару стороне планеты (а это единственное условие, при котором вы можете надеяться выжить), вам нужно действовать быстро. Как только вы услышите звуковой удар (не волнуйтесь, его будет слышно в любой точке планеты), заберитесь повыше и найдите укрытие под землей. И побыстрее.
Вы, наверное, думаете, что это все звучит как-то слишком алармистски. Если вы на другом конце света, то чего вам бояться камня размером с город, упавшего в 10 тысячах километрах от вас? И вы не будете первым, кто недооценил опасность столкновения с астероидом. Риск, который несет в себе падение астероида, не был верно измерен до Первой мировой войны. До того момента большинство астрономов наивно считали, что катастрофа, подобная падению Чикшулуба, попросту невозможна.
После того, как в 1609 году Галилео рассмотрел на Луне множество идеально круглых кратеров, ученые начали гадать, откуда же они появились. Несколько астрономов, в том числе немец Франц фон Груйтгуйзен, живший в XIX веке, считали, что кратеры образовались из-за столкновений с астероидами. Но большинство отвергло его теорию из-за одного простого факта: кратеры на Луне — идеально круглые. В то время как каждый, кто хоть раз бросал камень в грязь, знает, что след от удара получается неправильной формы. Не помог Груйтгуйзену и тот факт, что тот заверял, будто видел в кратерах коров, пасущихся на лунных пастбищах. Окончательно всех запутало то, что астрономы будто бы разглядели в центре каждого кратера небольшие горы. И так, в течение 300 лет ученые верили, что 1) коров на Луне нет; 2) воронки на Луне — это жерла вулканов.
В начале XX века российский астроном Николай Морозов начал изучать новые взрывчатые вещества и сделал поразительное открытие: крупные взрывы отличаются от бросания камней в грязь. В числе прочих отличий — они оставляют после себя идеально круглые кратеры. В 1909 году, после серии экспериментов, Морозов написал, что падение астероида “разнесет пыль во все направления независимо от их поступательного движения — точно так же, как происходит при падении артиллерийских снарядов на рыхлую землю».
Еще до открытия Морозова ученые понимали, что астероиды очень опасны. Ректор гарвардской Научной школы Лоуренса Натан Шалер, автор вулканической теории, писал в 1903 году: «Падение болида диаметром в 10 миль может уничтожить всю органическую жизнь на планете». Но большинство считало, что это просто теоретические упражнения, в том числе потому, что и сам Шалер, защищая свою лунную вулканическую теорию, говорил, что само существование человечества — уже доказательство невозможности такого столкновения.
Расчеты Морозова это поменяли. Как только мы узнаем, откуда появились кратеры на Луне, нам не нужно быть астрономами — да даже телескоп покупать не нужно, чтобы понять, что столкновение с астероидом может нести за собой катастрофические последствия.
Шалер оказался очень прозорлив, хоть сам и не верил в это. Астероид того самого размера, который он назвал, действительно упал на Землю и действительно уничтожил основные виды. Только вместо того, чтобы ликвидировать человечество, он расчистил эволюционный путь для плацентарных млекопитающих размером с землеройку. Благодаря ему они научились ходить, а затем и планировать походы с палатками к Апокалипсису.
Вы можете подумать, что раз землеройки выжили, то вы-то, млекопитающее со значительно более крупным мозгом, и подавно разберетесь. Но, к сожалению, у землеройки было несколько важных при Апокалипсисе преимуществ: она могла есть только насекомых, зарываться в землю поглубже от жары, а еще у нее был мех, который грел ее в последующие морозные декады. Вы, конечно, тоже могли бы зарываться и есть только насекомых, а вот с остальным были бы проблемы. И хваленые человеческие большие пальцы рук тоже не помогут, когда мерцающая звезда пронзит атмосферу на скорости 20 км в секунду.
При столкновениях с такой скоростью атмосфера Земли ведет себя, как вода. Камни поменьше, называемые метеорами, входят в атмосферу как камушки в пруд. Они начинают замедляться еще на самой высоте, обычно сгорая из-за трения с воздухом. Но Чикшулуб, который был размером с гору, врезался в атмосферу как валун в лужу. Он сохранял свою скорость до самого падения и пересек всю атмосферу длиной в 97 километров за 3 секунды. Астероид пронесся над Центральной Америкой со звуком, который был слышен по всей Земле.
Такая скорость полета влияет даже на сам воздух. Из-за сильного давления он почти моментально нагревается до тысяч градусов. Еще до того, как астероид упадет, из-за сжатого и сильно нагретого воздуха выпаривается большая часть воды в неглубоком море, которое в Меловой период покрывало нынешний полуостров Юкатан. Через долю секунды камень погружается в оставшуюся воду и врезается в дно на скорости 16 километров в секунду. Одновременно происходят еще несколько вещей.
Для начала, падающий метеор с такой силой падает на почву, что та не рассыпается, а течет, как вода. Благодаря этому эффекту легче визуализировать образование кратера, потому что волнистость земли почти полностью повторяет двойной всплеск, получаемый от камушка, брошенного в бассейн на заднем дворе вашего дома. За первым, направленным во все стороны, всплеском следует отложенный вертикальный выброс, когда полость, образованная столкновением, вырывается на поверхность.
В бассейне все происходит за секунды. В случае с Чикшулубом процесс занимает около 10 минут, но настоящая разница — не в скорости, а в масштабе. После столкновения образуется стена высотой в 32 километра из выдавленной астероидом почвы. Первая впадина почти пробивает мантию Земли, а когда она возвращается наверх, чтобы образовать тот самый «вертикальный выброс», почва взлетает со скоростью 1600 километров в час на высоту большую, чем гора Эверест. За несколько минут эта гора в череде взрывов почти полностью разрушается, но оставляет за собой холм, называемый «пиковым кольцом», то самое образование, которое так запутало ранних лунных исследователей.
Когда астероид ударяет по Юкотану, кинетическая энергия камня весом в 7,5 млрд тонн, летящего со скоростью 16 километров в секунду, превращается в тепло. В одно мгновение.
Конечно, интуитивно не очень понятно, почему из-за столкновения одного камня с другим вырабатывается тепло, в жизни мы не сталкиваемся с таким количеством кинетической энергии. Но с точки зрения термодинамики, тепло это просто движение молекул. Чем быстрее двигаются молекулы, тем выше будет температура. Из-за этого молоток нагревается, когда вы ударяете им по гвоздю. Но если молоток вырабатывает 0.0001 килоджоулей, Чикшулуб выработал 1,300,000,000,000,000,000,000,000 килоджоулей. Кинетическая энергия, отправленная астероидом к почве и воздуху, нагрела их до температуры выше, чем температура поверхности Солнца.
Жара отрывает электроны от атомов, ионизируя воздух в расширяющийся огненный шар из плазмы, сверхзаряженной испаряющимся камнем, — и все это вырывается наружу на сверхзвуковой скорости. Горячий и быстро расширяющийся воздух, почти мгновенное превращение почвы в пар и ударная волна от падения метеора вместе превращаются во взрывную волну давления, движущуюся со скоростью 1600 километров в секунду.
«Происходящее можно сравнить только с термоядерным взрывом на небольшой глубине. Да и то, все зависит от размера: энергия от некоторых столкновений с астероидами может быть гораздо больше», — говорит Элизабет Силбер, планетолог из Западного университета, написавшая статью «Физика ударных волн, порожденных астероидами в атмосфере Земли» для журнала Advances in Space Research. В этом случае энергии была бы в 100 миллионов раз больше. Если бы такой же астероид упал в то же самое место сегодня, ударная волна убила бы вас в Техасе, оглушила в Нью-Йорке и выбила стекла в Буэнос-Айресе.
Земля звенит как колокол. Волны в земной коре движутся от точки падения со скоростью 40 километров в секунду. Из-за разрыва коры по всей планете начинаются землетрясения. Если вы находитесь на другой стороне света, земля у вас под ногами задрожит через полчаса после падения астероида. Держитесь подальше от любых крупных водоемов, поскольку из-за землетрясений могут подняться сейши подобные цунами — даже во фьордах или озерах. Ну и разумеется, не ходите на пляж.
Из-за столкновения начинаются цунами — да, во множественном числе — высокие как небоскребы. Первые из них достигают залива за час. Волны высотой от 183 до 304 метров разбиваются о территорию нынешней Мексики и юга США и заливают десятки километров земли. Волны временно поворачивают вспять течения рек, проходя по их руслам как 9-метровые боры.
Цунами огибают восточное побережье, разбиваются о восточный берег США и через 6 часов после столкновения накатывают 180-метровыми волнами на Европу, Африку и Средиземноморский берег. За 15 часов волны достигают всех берегов на планете. Океан подметает все на своем пути и забирает с собой, когда вода отходит обратно.
Эти самые цунами сильно осложняют ваш план по выживанию — если бы не они, вам следовало бы оставаться возле океана. Океан — большой земной изолятор, смягчающий резкие изменения температур, следующие за столкновением с астероидом. В случае с Чикшулубом температурные качели начинают свое движение с жары.
После удара астероида в воздух по баллистическим траекториям поднимаются 25 триллионов тонн почвы. Некоторые камни взлетают со скоростью, которая превышает вторую космическую; они покидают атмосферу Земли, чтобы в будущем оказаться на солнечной орбите или превратиться в астероиды и уже самим столкнуться с другой планетой или спутником. Но большая часть выброшенной почвы в течение часа возвращается обратно на Землю. Начинается дождь из камней — тектитов, некоторые из них по размерам не уступают школьным автобусам, но подавляющее число все-таки не больше камушка с пляжа. Но летят тектиты со скоростью 160-320 километров в час. В какой бы точке планеты вы ни находились в этот момент, вам нужно найти укрытие от этого огненного града.
Правда, этим пулям не нужно попадать в вас, чтобы убить. Пока они падают, их трение с атмосферой выделяет достаточно термической радиации для того, чтобы начать пожары по всей планете. По некоторым оценкам, вместе взятая температура падающих угольков равна температуре в духовке, поставленной на режим «гриль». Большая часть деревьев сгорает — видимо, поэтому единственными видами птиц с шансами на выживание остаются те, что гнездятся на земле. Из животных покрупнее выживают только те, что могут укрыться от жары: они либо умеют зарываться, как некоторые небольшие млекопитающие, змеи или ящерицы, либо умеют плавать, как крокодилы или черепахи. Поэтому даже если вы находитесь на другом конце света, вам надо придумать, как спастись от жары.
Бардин предлагает найти глубокую пещеру.
Последним подарком астероида динозаврам и вам станет тот факт, что Чикшулуб упал на территорию, богатую нефтью и серой. От столкновения в воздух выбрасываются 100 миллиардов тонн испарений серы и количество воды, равное тому, что содержится в озере Верхнем, но умноженное на 10 тысяч. Сера и вода собираются в штормовые облака и возвращаются на землю кислотными ливнями. В более северных широтах континенты накрывает снежными штормами: в день выпадают десятки метров снега. Но потоп не длится долго, потому что вместе с водой Чикшулуб отправляет в небо количество нефти, равное 150 футбольным стадионам. Нефть конденсируется в стратосферу копченым слоем, раскрашивая Землю черной краской. В отличие от серы и огня от пожаров углерод отправляется выше уровня облаков и не возвращается на землю вместе с дождем. И вот это как раз проблема. Из-за слоя сажи количество солнечного света, которое достигает земли, сокращается на 90% и остается на этом уровне в течение трех лет. Поэтому жара от падающих тектитов сменяется долгим сильным морозом. Глобальные температуры в среднем падают почти до 10 градусов тепла. Единственные места на Земле, в которых можно пережить мороз, — тропические острова вроде Мадагаскара, Индии (в те времена она была островом) и Индонезии. На этих территориях у вас не только больше шансов найти растения и животных, поедающих эти растения, но и, согласно климатическим моделям, это единственные места, в которых остается свежая вода. Из-за глобального похолодания практически останавливается испарение, из-за чего количество осадков падает на 80%. Почти каждая земная точка, кроме этих островов, превращается в пустыню.
Эти острова хоть и апокалиптические оазисы, но совсем не рай. Забудьте про солнцезащитный крем и пакуйте побольше еды. Островов будет достигать только 10% от их обычного количества солнечного света, а дождя — достаточно только для того, чтобы совсем не превратиться в пустыню. В таких суровых условиях большинство пищевых цепочек оборвется.
Но не все. Найденные окаменелости свидетельствуют, что легче всего приходилось экосистемам, построенным вокруг источников свежей воды, так что ваша лучшая стратегия поиска пищи — это поселиться рядом с рекой или устьем, где вы могли бы найти черепах, крокодилов и рыбу. Виды, живущие в осадочных породах (моллюски, змеи и мелкие ракообразные), тоже неплохо справлялись после падения астероида. Но Бардин настаивает, что вам лучше хорошо подготовиться к такому приключению: «Чтобы выжить, вам следует взять с собой теплые вещи и как минимум шестилетний запас провианта».
Если мы так и не смогли вас отговорить, то хотя бы найдите гористую тропическую местность вроде современной Индонезии. Там вас ждет приемлемая температура, немножко осадков и глубокие пещеры. Вы сможете найти укрытие от падающих тектитов и жгучей жары и пищу в озерах и реках. Землероек и подобных им просим не трогать: науке неизвестно, скольким из них удалось пережить падение Чикшулуба, так что съев одну из них, вы можете случайно кардинально изменить будущее человечества.