А теперь взгляните на свою руку и подумайте о случайном разделении мира позвоночных на пятипалых и четырехпалых, о том, сколько таких случайностей было на нашем с вами пути от кистеперой рыбы. А впрочем, случайность ли это? Ведь они вымерли, четырехпалые-то...
Ледник на экваторе
Котилозавр шел по жизни, переступая пятипалыми конечностями, но обозревая мир тремя глазами. Зачем ему нужен был теменной глаз, унаследованный от первых еще позвоночных моря и первых земноводных стегоцефалов, не со всем ясно: ведь с воздуха ему ничто не угрожало! Впрочем, возможно, он им ничего конкретно не видел - скорее всего это был свето- и теплочувствительный прибор для отслеживания условий освещенности, что было важно для поддержания нужной температуры тела. Карбоновый период шел к концу, и многое вокруг переменилось...
В общем влажный (при всех местных и временных различиях) климат становился суше и прохладнее. В умеренном климате появились настоящие времена года; красавцы кордаиты, предки хвойных, дремучей щеткой вставшие на территории нынешней Северной Евразии, уже оставляли в своей древесине годовые кольца. Но климат все еще был теплый, углеобразование шло споро.
И вот в этом от полюса до полюса зеленом море вдруг появляется странное пятно. На континенте Гондвана, огромном, объединяющем в себе нынешние Африку, Антарктиду, Австралию, Южную Америку и Индию, начинается и растет грандиозное оледенение. Ледяной щит, подобный нынешнему Антарктическому, но в несколько раз превосходящий его по площади! Особенно поражало ученых то, что «бараньи лбы», шрамы на скалах, ледниковые долины и морены встречались в жарких странах, у экватора - в Индии и Африке.
Представители самых разных научных дисциплин - астрономы, физики, геологи и географы - разрабатывали различные модели, объясняющие климатический парадокс пермокарбона. Сейчас ни одну из этих моделей, конечно, нельзя рассматривать в отрыве от теории дрейфа континентов. Альфред Вегенер, ее основоположник, был метеорологом. И если поразившее его сходство в очертаниях противоположных берегов Атлантики послужило ему толчком к началу создания теории, то сами знаменитые реконструкции Гондваны и Пангеи, принесшие ему славу, были основаны на палеонтологических и палеоклиматических данных.
Пермокарбоновое оледенение было одним из главных козырей Вегенера. Он разрубил гордиев узел просто: Южный полюс поместил в самый центр оледенения (Капская провинция Южной Африки). А вокруг собрал, сгруппировал остальные осколки Гондваны. Геологические и геофизические исследования все больше подтверждают правоту основ мобилистской тектонической теории. Но может ли простое передвижение континентов объяснить все причуды земных климатов?
Пока все еще нет. Ничего не может сказать теория дрейфа о причинах недавнего четвертичного оледенения и его отступления - за это время материки не могли сдвинуться больше чем на километры.
Так и с пермокарбоном. Оледенение пришло на теплую, почти не знающую климатических различий и времен года Землю и покинуло ее так же неожиданно. Все это совершилось, конечно, не в один миллион лет, но уже через сорок пять миллионов лет, в пермотриасе, в речках Антарктиды и других частей Гондваны плескались гигантские земноводные лабиринтодонты - очень теплолюбивые твари. Вряд ли перемещение территории Гондваны за все это время превысило пару сотен километров, а климат изменился неузнаваемо!
Это значит, что одного только расположения континентов мало для объяснения великих оледенений и великих же потеплений, когда леса умеренного пояса, рептилии без собственной теплорегуляции тела прекрасно чувствовали себя у полюсов, приспосабливаясь и к мраку многомесячной полярной ночи.
Полярные сияния греют полюса?
Существование обильной жизни у полюсов в полярную ночь в не ледниковые, правда, эпохи, подтверждено последними исследованиями австралийских ученых. Это факт, требующий какого-то объяснения в любом случае.
Нужен небесный механизм, который мог поддерживать приемлемую температуру у полюсов в долгую полярную ночь.
По одной из гипотез, это могли бы быть... полярные сияния. Они и сейчас немного разогревают атмосферу полярных областей. Заряженные частицы, мечущиеся по магнитным силовым линиям Земли, взаимодействуют в приполярных областях с атомами ионосферы и гибнут, излучая слабый свет и... тепло - преображенную энергию солнечных корпускулярных потоков, достигающих Земли при вспышках солнечной активности.
Повышенный приток этой энергии снижает в Арктике и Антарктике высоту тропопаузы - теплого слоя с плюсовой температурой, отделяющего тропосферу от стратосферы. И намного. Если на экваторе тропопауза - на высоте восемнадцати километров, то у полюса - на высоте семи с половиной километров. Этот уровень колеблется в зависимости от состояния солнечной погоды. И возможно, были за долгую историю взаимоотношений Солнца и Земли эпохи, когда Солнце активизировалось особенно сильно, когда тропопауза могла спускаться к самой поверхности. И когда не могло быть в полярных странах жестоких морозов и вечных льдов.
Профессор Д. Мензел, известный американский астроном, подсчитал, что в иные эпохи, например в пермокарбоне, энергия сияний была достаточной, чтобы действительно нагревать приполярные области.
«Неоднородности... в ионных облаках, приходящих с Солнца на Землю,- писал он,- могут приводить к искривлению, а при некоторых условиях даже к разрыву магнитных силовых линий. Когда выпуклая поверхность (система магнитных силовых линий) становится вогнутой, действие поля становится обратным. Вместо того чтобы служить защитным магнитным “зонтом“，оно действует как своеобразная “воронка”, втягивающая вещество».
Д. Мензел дальше пишет, что энергия частиц при этом как бы собирается с огромной области пространства и обрушивается на крошечный полярный «пятачок» - зону действия полярных сияний. Энергия, приходящая в эту зону, может сравняться при этом с энергией остальной солнечной радиации, а то и даже превысить её!
Солнце над болотами
Конечно, «экзотические» гипотезы появляются не от хорошей жизни. Загадка пермокарбона - одна из самых волнующих в исторической геологии, и ничего нет удивительного, что необычайное пытаются объяснить необычайным же.
Только ли пятно льда на теплой Земле поражает воображение ученых?
Английского палеоботаника Сьюорда «поражает однообразие характера растительности, следы которой мы видим в отложениях Шпицбергена, Северной Америки, Европы и Австралии». Во-первых, это означает, что вся суша была тогда единой или почти единой. Во-вторых, весь период интенсивного накопления углей, почти весь карбон (кроме пермокарбона с его оледенением), по всей Земле держалась примерно одна температура, иначе этого однообразия, никогда больше не повторившегося на планете, не объяснишь. Но территория и температура - этого мало. Растениям нужен еще и свет, иначе прекращается процесс фотосинтеза: длительная тьма, пусть теплая, для леса то же, что и зима. В полярную ночь, даже теплую, они остановились бы в своем росте, и в их древесине остались бы годовые кольца. А колец почти весь карбон нет.
Световая загадка мучает палеоботаников давно. И. Вальтер по этому поводу писал полвека назад: «Можно было бы предположить, что все каменноугольные растения были однолетними, - но против этого говорит различная величина древовидных форм. Нельзя, конечно, допускать, что сигиллярии, лепидодендроны или кордаиты в 3 метра толщиною вырастали в такой же промежуток времени, как и экземпляры в 10 сантиметров толщины».
И. Вальтер делает поразительное заключение: раз рост растений не зависит от климата и широты, значит, они росли не так, как растут теперешние леса. По мнению И. Вальтера, они росли в воде подобно водорослям. Даже в карбоне, уже сформировав огромное число видов, растения все еще не решались окончательно выйти на сушу, оставаясь в зоне приливов и отливов океана. Поспешу предупредить недоумение читателя, знакомого с обстоятельствами выхода растений на сушу. И. Вальтер, талантливый палеонтолог, в этом случае неправ. Десятки палеонтологов кинулись исследовать каменноугольные окаменелости и убедились: нет, все в порядке. Леса были лесами, между корнями деревьев росли кое-где грибы и мхи, а этого в воде точно не бывает. Во многих лесах деревья росли действительно «по колено» в воде - в болотах, в приморских зарослях, похожих на современные мангры, но не «с головой»: фотосинтез был воздушный.
