Около 30 лет назад молодой американский геолог Джек Сепкоски опубликовал очень важную работу, в которой анализировал особенности эволюции разных групп морских существ за многие сотни миллионов лет. Эта работа легла в основу современной «диаграммы Сепкоски», отражающей такую эволюцию также и для других групп существ - наземных и летающих. В ходе своего анализа Сепкоски подметил странную закономерность: история биологического разнообразия на Земле (то есть история нарастания числа видов внутри разных групп живых существ) то и дело прерывалась короткими периодами резкого спада этого разнообразия, проще говоря - периодами биологических катастроф, когда в силу каких-то причин многие виды попросту исчезали с лица Земли.Самые крупные из таких катастроф хорошо известны многим. Их пять: 65 миллионов лет назад (динозавры); 205 миллионов лет назад (уничтожено 48% всех видов); 251 миллион лет назад (уничтожено 83% всех видов); 360-375 миллионов лет назад (уничтожено 50% всех видов) и 440-450 миллионов лет назад (уничтожено 53% всех видов). Кроме того, по данным Сепкоски, за последние 500 миллионов лет земной истории произошло еще 16 более мелких, но вполне заметных биологических катастроф. Дальше вспять идти невозможно - по той простой причине, что все нынешние многоклеточные существа появились примерно 540 миллионов лет назад, а до этого на Земле существовали только одноклеточные, которые следов своего массового истребления не оставляют.
Изучая эти данные, Сепкоски и его соавтор, палеонтолог Рауп, заметили еще одну странную закономерность: периодический характер чередования таких катастроф во времени. Согласно их результатам, опубликованным в 1984 году, биологические катастрофы происходили каждые 26-27 миллионов лет. Иными словами, регулярно на Земле (или с Землей) происходило что-то такое, что вызывало очередную биологическую катастрофу.
Эта закономерность была достаточно любопытной, чтобы не пройти мимо внимания других специалистов, и некоторые из них поспешили предложить возможные объяснения таких периодических катастроф. Понятно, что все предлагавшиеся ими механизмы тоже были периодическими. Первым было предложено объяснение, связанное с движением Солнечной системы. Как известно, Солнце со своими планетами движется по галактической орбите вокруг центра Млечного Пути, совершая один оборот за 250 миллионов лет. В процессе этого движения оно то поднимается над плоскостью Млечного Пути, то опускается под нее, и период этих колебаний грубо известен из астрономических наблюдений. Были выдвинуты разные физические гипотезы, пытавшиеся увязать эти колебания солнечной орбиты с ростом и падением разнообразия земной жизни, но вскоре надобность в этих усилиях отпала, поскольку уточненный в соответствии с новыми наблюдениями период колебаний оказался весьма далеким от цифры Сепкоски-Раупа.
Тогда на свет появилась Немезида - в греческой мифологии богиня возмездия. Она была продуктом воображения и расчетов двух авторов - Адриана Ме-лотта и Ричарда Мюллера. Они выдвинули предположение, что в одном-двух световых годах от Солнца (то есть примерно на середине пути от него к ближайшей звезде Проксима Центавра) нашу планетную систему окружает орбита тусклой (и потому невидимой) звезды, которую они и назвали Немезидой. Орбита эта вытянутая, поэтому лишь раз в 26-27 миллионов лет эта звезда проходит так близко к нашей системе, что производит сильные пертурбации в так называемом облаке Оорта. Это «облако» на самом деле представляет собой нечто вроде полой сферы, окружающей нашу Солнечную систему снаружи, на расстоянии примерно половины светового года от Солнца. Оно не цельное, разумеется, а состоит из нескольких десятков (а возможно и сотен) миллиардов ледяных и каменных обломков различного размера и веса, медленно обращающихся вокруг Солнца (которое оттуда кажется просто еще одной звездой).
Это облако все время подвергается гравитационным воздействиям Млечного Пути (а изредка, возможно, - и воздействию случайно прошедшей близко к Солнцу звезды), и эти воздействия то и дело выталкивают тот или иной обломок с его орбиты и переводят на другую, двигаясь по которой этот обломок устремляется внутрь Солнечной системы - и тогда он становится кометой. Обойдя Солнце, он уходит назад, в облако Оорта, чтобы снова появиться через сотни или тысячи лет. Такие кометы называются долгопериодическими, и именно их изучение привело Мелотта и Мюллера к их гипотезе Немезиды. Они предположили, что забросить такую комету внутрь Солнечной системы могут не только массивные далекие звезды, но и небольшая, но близкая к Солнцу звезда, если она время от времени проходит рядом с облаком Оорта. Такая звезда в каких-то особенно близких прохождениях может так толкнуть обломок, что он устремится не просто внутрь Солнечной системы, а прямо на Землю - и тогда его удар вызовет на Земле биологическую катастрофу. Периодическое повторение таких катастроф в этой гипотезе объясняется легко и непринужденно: периодическим движением такой звезды.
Гипотеза Немезиды продержалась более четверти века, и все это время с ней спорили и соглашались, опровергали и пытались проверять, пока наконец совсем недавно, в июле 2010 года, ее не похоронил один из ее создателей. Мелотт заявил, что произвел тщательное изучение двух огромных новейших каталогов эволюции биологического разнообразия за последние 500 миллионов лет и пришел к выводу, что катастрофы происходили «почти точно» каждые 27 миллионов лет. Между тем Немезида, если она существует, должна была несколько менять время своих встреч с облаком Оорта, поскольку ее движение тоже искажается воздействием Млечного
Пути. Расчеты этого искажения, -продолжает Мелотт, - показали, что Немезида никак не могла сближаться с облаком Орта в точности каждые 27 миллионов лет. Значит, катастрофы вызывались другими причинами. Поэтому надобность в гипотезе Немезиды попросту исчезает.
Как ни странно, самым резким противником Мелотта оказался его давний соавтор Ричард Мюллер (успевший за прошедшее время даже выпустить ставшую бестселлером книгу «Немезида, звезда смерти»). «Я готов согласиться почти со всем, что говорит Мелотт, -сказал Мюллер, - но я думаю, что он преувеличивает точность палеонтологических каталогов. Геологические данные дают лишь приблизительное представление о том, когда именно происходили эти катастрофы. А коль скоро так, то гипотеза Немезиды все еще сохраняет силу».
В конце концов, стороны пришли к соглашению, что решение спора следует предоставить будущему. В ближайшие годы должны начаться систематические наблюдения звезд с помощью новых телескопов, чувствительность которых достаточна, чтобы обнаружить Немезиду, если она существует. «Тогда и поговорим», - предложил Мелотту Мюллер. «Да, это будет решающая проверка», - согласился Мелотт.
Увы, в затихший было спор тут же вмешался третий участник - планетолог Джон Матезе. Десять лет назад, когда гипотеза Немезиды еще была в полной силе, он вместе с коллегой Даниэлем Уитмайром выдвинул альтернативную ей теорию «невидимого Юпитера». В теории Матезе-Уитмай-ра смертоносные кометы швыряла в сторону Земли не звезда, обращающаяся по орбите снаружи облака Оорта, а невидимая из-за дальности и тусклости планета размером с Юпитер (они назвали ее Тихэ), орбита которой проходит почти рядом с этим облаком. Предлагая эту гипотезу, авторы исходили из имевшихся тогда данных о долгопериодических кометах. В ту пору их гипотеза была принята в штыки. Сейчас, на фоне «отречения» Мелотта от гипотезы Немезиды, особенно впечатляюще прозвучало неожиданное заявление Матезе, что он продолжает верить в наличие невидимой планеты, которая регулярно бомбардирует Землю кометами из облака Оорта.
В статье, опубликованной в конце 2010 года, Матезе пишет, что они с Уит-майром произвели повторный, более строгий анализ всех долгопериодичес-ких комет, собрав все данные о них вплоть до 1898 года. Это позволило им удвоить список «подозреваемых» и довести число проанализированных комет до 100. В своем анализе они исходили из следующих соображений. Дол-гопериодические кометы, «вытолкнутые» из облака Оорта, образуют две группы: те, что вытолкнуты влиянием Млечного Пути, и те, которые - возможно - испытали влияние невидимой планеты. В каждом случае комета получит иной начальный толчок и потому будет двигаться по определенной орбите. Изучая параметры этих орбит, можно выявить, к какой группе относится та или иная комета.
Матезе и Уитмайр проделали этот анализ и обнаружили, что около 20% орбит нельзя объяснить воздействием Млечного Пути. Эти орбиты, по утверждению Матезе, имеют именно такие параметры, какие должны иметь орбиты долгопериодических комет, выброшенных из облака Оорта регулярно навещающей его невидимой планетой. По этим данным, - пишет Матезе, - можно оценить пределы массы такой планеты. Она не способна очень уж превосходить Юпитер, потому что тогда число выброшенных ею комет было бы много больше 20%, но она не может быть и много меньше Юпитера, потому что тогда это число было бы меньше 20%. Строгие расчеты привели Матезе и Уитмайра к выводу, что масса невидимой планеты на 30% больше массы Юпитера.
Любопытно, что данные, полученные Матезе и Уитмайром сейчас, на 100 кометах, в точности повторяют те, которые они получили 10 лет назад, анализируя вдвое меньшее числое «подозреваемых». По мнению некоторых комментаторов, этот факт усиливает гипотезу. Тем не менее даже сам Матезе вынужден признать, что имеющиеся сегодня астрономические данные не дают ни малейших оснований полагать, что за облаком Оорта имеется такая огромная планета. Однако Матезе, как и Мюллер, относит этот факт на счет недостаточной чувствительности нынешних приборов. Он надеется, что новый телескоп НАСА, который должен быть запущен в ближайшее время для наблюдений в инфракрасных лучах, сумеет в ближайшие 5-10 лет уловить тусклое свечение «невидимого Юпитера» и обнаружить наконец виновника регулярных биологических катастроф на Земле.
А вот палеонтолог Уильям Бэйрд в этом совсем не уверен, и притом отнюдь не по астрономическим причинам, а по своим, палеонтологическим. Он считает, что все эти гипотезы основаны на недоразумении, начало которому положила еще статья Сепкоски и Раупа. Недоразумение это, - говорит Бэйрд, - состоит в предположении, будто биологические катастрофы и впрямь повторяются со строгой периодичностью 27 миллионов лет. Ничего подобного! - восклицает Бэйрд. Авторы этих гипотез усердно создают впечатление, будто цифра «27 миллионов лет» признана всеми учеными и является надежно подтвержденной истиной. Но в действительности ее повторяют из статьи в статью лишь немногие авторы, причем преимущественно - физики и астрономы. Большинство палеонтологов с этим совершенно не согласны, причем сразу по двум причинам.
Во-первых, в палеонтологии уже достаточно надежно установлено, что биологические катастрофы прошлого имели по меньшей мере три разных механизма: удар метеорита (как в случае гибели динозавров), вулканизм (в случае второй и третьей катастрофы из «Большой Пятерки») и, наконец, глубокое похолодание (катастрофа, произошедшая примерно 40 миллионов лет назад). Крайне трудно (если вообще возможно) придумать такой общий физический процесс, который повторялся бы раз за разом, но при каждом повторении действовал бы по совершенно иному механизму: один раз с помощью метеорита, другой раз - посредством усиления земного вулканизма, а третий - с помощью обледенений.
А во-вторых, - говорит Бэйрд, -если бы даже такой периодический или даже квазипериодический процесс существовал, он не мог быть причиной всех минувших катастроф, потому что сами эти катастрофы отнюдь не имеют такой периодичности. Бэйрд сопоставляет два списка: даты катастроф, используемые авторами различных физических гипотез и отстоящие друг от друга точно на 27 миллионов лет, и те реальные даты, которые установлены современной палеонтологией, - и наглядно демонстрирует, что даты второго списка (за исключением 2-3 случаев) ни разу не совпадают с датами первого и порой отстоят от них на 8-10 миллионов лет.
Положит ли эта «занимательная хронология» конец гипотезам о невидимых спутниках нашего Солнца?
В споре между двумя объяснениями повторяющихся биологических катастроф на Земле - астероидным и вулканическим - прибавился новый аргумент. Американские геологи изучили район Западной Сибири от Урала до Байкала (так называемые «Сибирские траппы), где примерно 250 миллионов лет назад происходили сильнейшие и длительные вулканические извержения (одновременно такие же происходили в «Деканских траппах» в Индии) и обнаружили в пузырьках внутри застывшей древней лавы огромное количество фтора и хлора, захваченных лавой при выпирании из земли. Можно думать, еще большее количество этих газов было выброшено этими извержениями в атмосферу. Ядовитые кислотные дожди, порожденные длительным извержением фтора и хлора, могли, в принципе, стать причиной великой Пермской биологической катастрофы, произошедшей как раз 250 миллионов лет назад и уничтожившей 90% тогдашней жизни. Все зависело, однако, от того, сколько столетий могла держаться повышенная концентрация газов в атмосфере. Ответить на этот вопрос пока не представляется возможным.