VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Гипотезы массовой гибели динозавров.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
2. Введение.
Тема вымирания динозавров всегда была интересна человечеству. Как произошла гибель таких грандиозных животных, много миллионов лет господствующих на планете Земля? Это не просто любопытно, это заставляет задуматься. Какие процессы и явления приводят к таким изменениям на нашей планете? Какие еще катаклизмы ждут Землю? Могут ли они привести к гибели самого ценного на планете, гибели человечества? Пока, к сожалению, много вопросов и мало ответов. Несомненно, уже много лет над этими вопросами работает большое количество ученых. Их труд кропотлив, ценен и важен. Мы рассмотрели ряд версий гибели биоты на Земле в многомиллионом прошлом.
2. Эпоха динозавров.
В жизни человека выделяются разные периоды жизни: младенчество, детство, отрочество, юность и т.д. Так и в истории Земли ученые выделили разные этапы: эры и периоды.
Палеозойская эра, или палеозой, началась 570 миллионов лет назад. За 340 миллионов лет, пока она продолжалась, мир живого удивительно изменился. Из безжизненного пространства планета превратилась в населенную. Были заселены вода и суша. Правда, животные и растения были примитивны. За миллионы лет невзрачные ростки превратились в густые леса. Именно густые, иначе не образовалось бы на Земле громадных запасов каменного угля. Вслед за растениями освоили жизнь на суше беспозвоночные животные. Обилие пищи на суше привлекло кистепёрых рыб. Только они могли, опираясь на свои необычные конечности, перемещаться вне воды. А примитивные лёгкие позволяли этим рыбам дышать воздухом. Прошли многие миллионы лет, и кистепёрые, постепенно изменяясь, превратились в новые биологические виды. Но это уже были животные нового класса - класса земноводных (амфибий). Мезозойская эра наступила около 230 миллионов лет назад. Миллионов!!! Трудно это даже представить. Длился этот период около 160-170 миллионов лет. В этот период на Земле царят высшие растения, гигантские ящеры, птицы и млекопитающие.
Первую кость динозавра нашел английский натуралист Роберт Плотт в 1677 году. Конечно же, никто и предположить не мог, что когда-то существовали гигантские ящеры. Посчитали, что кость – это остатки слона. Только в 19 веке пришли к выводу, что в прошлые геологические периоды существовали животные, которых сейчас на Земле не существует.
Слово «динозавр» означает «ужасный» и «ящерица» ( пер. с греческого). Человечество достаточно хорошо изучила этих животных по их останкам на Земле. Видов динозавров было много. Динозавры ходили или на четырёх ногах, или на двух. Весьма вероятно, динозавры некоторых видов были теплокровны. Судя по следам динозавров, по остаткам отложенных ими яиц, эти животные были заботливыми родителями. Динозавры откладывали яйца в кучи растительных остатков. Разлагаясь, эти остатки выделяли тепло, и кладка яиц обогревалась. А мать, оставаясь поблизости, охраняла гнездо (так делают и родственники динозавров - крокодилы). Недавно палеонтологи обнаружили следы трагедии: небольшой скелет самки динозавра, лежащий на окаменевшей кладке яиц. Вероятно, мать согревала яйца и погибла, - но не оставила их. Возможно, насиживали яйца и динозавры некоторых других видов. Неизвестно, какого цвета была кожа динозавров. Возможно, как у многих сегодняшних ящериц, змей, - яркая, разноцветная. Дело в том, что кожа динозавров до наших дней не сохранилась. Размеры, внешний вид этих животных реконструированы человеком по останкам.
Разнообразие и впечатляющий внешний вид динозавров всегда будоражили воображение человека. О них написаны фантастические повести, сняты фильмы. Люди с интересом ходят в музеи смотреть на останки и реконструкции ископаемых ящеров и задают вопрос: «Почему ни один вид динозавров не дожил до наших дней? Что послужило причиной их гибели?» Совсем не многие спрашивают: «А что, если причина гибели динозавров может уничтожить жизнь человека на Земле?»
3. Гибель биоты в меловом периоде.
Меловой период - один из наиболее длинных и богатых событиями: в истории биосферы. Наиболее характерной его особенностью является вымирание очень значительного числа самых разных групп беспозвоночных и позвоночных, смена растительных сообществ, резкое изменение всего облика фауны и флоры, что и послужило основанием для проведения границы между мезозоем и кайнозоем в конце мела. В этот период вымерла значительная часть планктонных, кишеснополостных, моллюсков, головоногих и прочих семейств животного мира. Но, наиболее драматические события развернулись в классе пресмыкающихся: полностью вымирают динозавры, птерозавры, плезиозавры. Однако, как и во многих группах беспозвоночных, процесс этот не был внезапным и моментальным. В раннем мелу было известно 11 семейств динозавров, но из них в поздний перешли только 6. В первой половине позднего мела число семейств возросло до 15, но позже их осталось 9. Для второй половины позднего мела известно около 115 видов динозавров. Расспростроняются динозавры по земному шару неравномерно. 93 вида были обнаружены на материке Северная Америка, остальные виды по другим континентам.
Нельзя сказать, что в меловой период произошли глобальные изменения только в животном мире. Сильные изменения произошли в мире растений, причем, как и в мире животных, это не было сплошным вымиранием, а сменой форм самого разного типа. Так, в нанапланктоне и у харовых водорослей действительно было сильное вымирание в конце мела, а у дазикладиевых, наоборот, произошло увеличение числа таксонов. Очень сложные процессы шли в многочисленных группах высших растений, которые привели к сильным изменениям в их составе и смене доминирования голосеменных на доминирование покрытосеменных растений. Надо сказать, что фактически этот процесс растянулся на весь поздний мел, шел с разной скоростью в разных районах земного шара, и указать точный момент смены господства одних и других вряд ли возможно.
В чем же причина таких коренных изменений в составе биоты? Вряд ли тут однозначно можно привести только одну причину. Скорее всего причин было несколько. Вымирание одних видов растений или животных повлекло гибель других по цепочке, т.к. все растения и животные участвуют в пищевой цепочке друг друга. Рассмотрим некоторые из версий гибели динозавров.
3.1. Гипотеза №1.
Самая популярная гипотеза- это падение метеоритов в Северной Америке:
-"Аризонский метеорит" - оставивший знаменитый кратер в пустыни Аризоны. Время падения точно неизвестно.
-"Флоридский метеорит" - упавший в Атлантический океан близ Флориды (район "Бермудского треугольника"). Так же, время падения точно неизвестно.
-"Юкатанский метеорит" - оставивший кратер Chicxulub (Чиксулуб или Чайксалаб) в Мексике диаметром 180 км. Он пока был главным кандидатом в «астероидной гипотезе». На самом деле он появился на 300 тыс. лет раньше массовой гибели. Метеорит, который весил тысячи миллиардов тонн, оставил после себя кратер поперечником в 200 км! Мощность удара была сравнима со взрывом такого количества атомных бомб, которое в 10 тыс. раз превышает современный мировой запас. Чудовищной силы воздушная волна уничтожила большую часть наземных видов растений и животных, по всей планете прокатились землетрясения, а гигантские волны-цунами несколько раз обогнули Землю.
Эта гипотеза появилась в 1970 г. Её фактическим обоснованием являются свидетельства геологической летописи: во многих районах мира в морских и континентальных отложениях был обнаружен небольшой слой глин с необычно высоким содержанием элементов платиновой группы, в частности иридия, редкого в земной коре, но широко распространенного в метеоритах элемента. Такой слой, как полагают, мог образоваться только в том случае, если отложения были «разбавлены» большим количеством метеоритного материала. Оценив, сколько мог весить такой метеорит, ученые обратили внимание на древний кратер у деревни Чиксулуб. Временной уровень слоя точно совпадает со временем, когда исчезли последние динозавры, а также другие группы наземных и морских животных и растений. Поднявшаяся в результате взрыва пыль на несколько лет сделала атмосферу практически непрозрачной для солнечных лучей. Резко сократилась фотосинтезирующая активность зеленых растений, которые являются начальным звеном пищевой пирамиды. Далее, как по цепочке, происходило вымирание различных групп морских и наземных организмов. Хорошая версия, многим она нравится. Скорее всего за её «доступность» для понимания, за «правдоподобность», за динамику и «красоту». Но, ученые люди педантичные, они установили, что вымирание динозавров началось за долго до падения «Юкатанского» метеорита.
3.2. Гипотеза №2.
Взрыв сверхновой звезды. Такой взрыв в космосе мог увеличить дозу гамма-излучений на нашу планету. Это вызвало гибель и изменения растений и животных на Земле. У этой гипотезы больше противников, чем сторонников.
3.3. Гипотеза №3.
Чрезмерная вулканическая деятельность на Земле. Действительно, вулканическая деятельность способна испортить существование живых организмов на планете: взрывы, выбросы ядовитых газов, выбросы громадного количества пепла в атмосферу и, как следствие, похолодание климата на Земле. Но, вряд ли эта версия будет верной (по крайней мере в одиночку, без сопутствующих факторов). Вулканическая деятельность в начальном этапе развития нашей планеты была ещё более мощной, но это не мешало зародиться и развиваться жизни на планете.
3.4. Гипотеза №4.
Временное отсутствие магнитного полюса Земли. Такой гипотезы придерживается Владимир Павлов из Института Физики РАН. Магнитные полюсы нашей планеты периодически меняются местами, а в промежутках между двумя стабильными состояниями Земля практически лишается магнитного поля. Причины этого до сих пор непонятны, но известно, что такая магнитная неопределенность может растянуться на тысячи лет. В результате лишенная магнитного щита биосфера начала быстро мутировать под действием космического излучения, и, видимо, эти обильные изменения не пошли динозаврам на пользу и завели их в эволюционный тупик. Но почему тогда вымерла именно большая часть динозавров?
3.5. Гипотеза №5.
В 80—90-х годах российский ученый Владимир Жерихин показал, что их биоразнообразие сильно поменялось в середине мелового периода, еще за 70 миллионов лет до исчезновения динозавров: тогда вместо одних видов насекомых резко пришли другие.
Ученый предположил, что эти перестройки связаны с глобальными изменениями флоры, и оказался прав. Исследования палеоботаников показали, что в это же время разнообразные хвойные, папоротники, хвощи и плауны сменились цветковыми растениями, которые составляют 90% современной земной флоры.
Предположительно, такой прорыв в мире растений связан с серией мутаций цветковых: они увеличили частоту жилкования листьев, уменьшили размер устьиц, стали эффективнее использовать воду и газы. Растительный мир планеты поменялся, и Земля стала покрываться тенистыми и прохладными лесами, подобными современным тропикам.
Насекомые первыми среагировали на эти изменения, потом к ним присоединились млекопитающие и птицы, а динозавры в новую эволюционную гонку включиться так и не смогли. На место исчезающих по естественным причинам видов динозавров перестали приходить новые.
В этой версии тоже есть свои недостатки: так, например, непонятно, что сгубило морских ящеров, но сейчас многие исследователи переключаются именно на такую логику. Динозавры не успели за прорывными изменениями на Земле, а потом некий катаклизм, прилетевшей извне или поднявшийся с глубин планеты, добил гигантов. Одним словом, жизнь — движение. Даже если вы грозный динозавр в несколько тонн живого веса.
4. Заключение.
Существует ещё много гипотез вымирания биоты в геологическом прошлом земли, но ни одной абсолютно верной и доказанной нет. Ученым предстоит еще много работы и открытий в этом направлении. Наша версия заключается в том, что это был ряд событий, который повлёк такие глобальные изменения в составе и количестве живых организмов на Земле. Ещё одно точно- необходимо решать все эти загадки, т.к. наша хрупкая планета может оказаться уязвимой от внешних или внутренних факторов. Какие-то события, приведшие к гибели таких гигантских животных, как динозавры, могут привести и к гибели человека. Нужно понимать опасность столкновения с метеоритами, учитывать последствий взрыва сверхновой и т.д. А самое важное, человечеству нужно быть готовыми к такого рода угроз.
Список литературы.
Л.Камбурнак. Динозавры и другие исчезнувшие животные.-М.: Махаон,2006.
Л.Рэндалл. Темная материя и динозавры: Удивительная взаимосвязь событий во Вселенной.- М.: Альпина Нон-фикшин,2016.
М.С.Бараш. Массовое вымирание морской биоты на рубеже ордовика и силура в связи с изменениями условий среды. М.: Наусный журнал «Океанология»,2014.