Тайны прошлого в глубинах времен - Иван Ефремов

Среди динозавров оказались виды исполинских зауропод, обитавших на морских побережьях. Также были найдены раковины моллюсков, крупные черепахи морского типа.

Итак, вместо предсказываемой пустыни в Монголии существовала огромная заболоченная низменность в непосредственной близости от моря. Остатки болотных лесов были обнаружены почти повсеместно. Успехи монгольской экспедиции показали, что новое направление в палеонтологии и исторической геологии намечено в общем верно.

Почти до середины нашего века особенно в зарубежной геологии процессы, разрушающие слои горных пород, стирающие и уничтожающие листы геологической летописи, почти не подвергались исследованию. Тем самым неполнота геологической летописи не могла быть раскрытой и оставалась неким символом, удобным для прикрытия слабо обоснованных построений как в исторической геологии, так и в палеонтологии. Только у нас профессор М. М. Тетяев первым обратил внимание на диалектическое единство геологических явлений.

Сформулируем основные выводы:

1. Теперь известно, что геологическая летопись получается в результате непрерывного, но противоречивого процесса накопления и уничтожения.

2. Неполнота геологической летописи закономерна и стоит в прямой связи с колоссальной длительностью геологического времени.

3. За сотни миллионов лет, протекших со времени образования первых глав великой книги природы, очень большое количество уже отложенных осадочных толщ было поднято на поверхность материков и уничтожено денудацией. Можно прямо сказать, что чем более древни листы и главы геологической летописи, тем больше они повреждены временем.

Эта разрушительная роль времени далеко не всегда ясно осознается исследователями и еще меньше осознается, что разрушение осадочных пород все время идет по определенному пути, избирательно уничтожая осадки определенных категорий, определенных фаций.

Очевидно, что в ходе геологических процессов преимущественно сохраняются большие массы осадочных толщ — результаты длительного накопления на больших пространствах. Все маленькие области осадконакопления, отложившие небольшие слои пород, исчезают в чудовищно длительном круговороте изменений поверхности Земли.

Поэтому в геологической летописи преимущественно избирательно сохраняются одни типы осадков, или фации, и также избирательно выпадают другие. Исходя из этих соображений, нетрудно представить, что из наиболее древних листов геологической летописи должны выпасть все материковые отложения, а также пространственно небольшие отложения бухт, заливов, прибрежных отложений и отложений мелкого моря.

В более поздних листах геологической летописи, скажем, относящихся к концу палеозойской или началу мезозойской эры, могут сохраниться не только морские и прибрежные осадки, но и отложения больших озер, дельт (устьев) рек, т. е. уже часть материковых фаций. Еще позже, от конца мезозойской эры и начала кайнозойской, могут дойти до нас уже более разнообразные материковые отложения и все мелкие морские.

Именно с такими соотношениями мы сталкиваемся в действительности. Мы не знаем материковых осадков в геологической летописи древнепалеозойских отложений (500 — 600 млн. лет назад). От этого времени сохранились только огромные толщи морских отложений. В верхнем палеозое (300 — 200 млн. лет назад) известны уже типичные дельтовые материковые отложения и отложения больших материковых впадин, а также отмечено разнообразие мелководных морских осадков. В мезозойскую эру (100 миллионов лет назад) и особенно в кайнозойских (50 миллионов лег назад) отложениях разнообразие сохранившихся отложений еще более возрастает.

Таким образом, из противоречивого процесса образования геологической летописи, создающего, с одной стороны, все новые слои, а с другой — разрушающего старые, выявлена относительность значения ее документов.

Поэтому, если мы не нашли материковых отложений в летописи древнего палеозоя, это еще не доказывает отсутствия в то время материков. Если не обнаружены разнообразные материковые осадки в верхнем палеозое, то и этот факт не может служить указанием на особенный характер материков того времени, их очень низкое расположение в отношении уровня морей.

Данная избирательность сохранения ископаемых остатков древней жизни сильнейшим образом отзывается на полноте наших представлений о многообразии и изменчивости животных и растений прошлых геологических эпох.

За сотни миллионов лет сменились триллионы поколений жнвотиых и растений. Это неисчислимое количество живых существ обусловило накопление колоссальных биомасс, частично перешедших в летопись, и дало возможность создания общей картины развития жизни на Земле. Несмотря ни на что, общее количество сохранившихся ископаемых остатков чудовищно велико.

Новые методы исторической геологии

Одно и то же явление существенно изменяет свой характер в зависимости от времени, в котором оно протекает, и это особенно важно тогда, когда мы имеем дело с геологическим или астрономическим временем огромной длительности.

Самый простой способ определения геологического времени при помощи палеонтологии — по остаткам ископаемых животных и растений неточен и страдает многими существенными недостатками.

Применение новейших методов физики и химии в исторической геологии составляет главный стержень будущего этой науки и прежде всего открывает новые возможности в измерении геологического времени.

Уже довольно давно известен способ исчисления абсолютного геологического времени по радиоактивному распаду содержащихся в некоторых редких минералах урана или тория и превращения их или радия в свинец и гелий. Этот способ дал возможность впервые вычислить возраст Земли и грубо определить относительную длительность важнейших периодов геологической истории земной коры.

С дальнейшим развитием физики выяснилось, что почти каждый химический элемент имеет по несколько изотопов — разновидностей с одинаковыми зарядами ядер. Многие изотопы радиоактивны и могут служить для измерения абсолютного времени по скорости своего распада. Уже применяются и служат проверкой урановых геологических часов изотопы калия, рубидии и углерода.

Но радиоактивные вещества распадаются с различной скоростью. Поэтому, если время их возникновения, появления в данной горной породе, морском осадке, животных или растительных остатках было не настолько древним, чтобы элемент мог успеть нацело распасться, мы можем измерять с довольно большой точностью разные отрезки геологического времени.

Например, радиоактивный C 14, возникающий под воздействием космического излучения в верхних слоях атмосферы из обычного C 12, распадается наполовину или, как говорят физики, обладает периодом полураспада в 18 тыс. лет. Очевидно, что этим изотопом мы можем измерять время геологически недавнее, а исторически очень древнее. Так, с помощью анализов был установлен возраст костей мастодонтов, древесины в ископаемых торфяниках, предметов материальной культуры человека разных народов и времен, вещей в гробницах фараонов, зерен пшеницы из Вавилона и т. д. Полученные цифры показали малое расхождение с историческими свидетельствами, например, с датами древнеегипетской истории, вычисленными астрономически по указаниям на затмения Солнца, луны и восхождения звезд.

Радиоактивный изотоп ионий обладает периодом полураспада в 300 тыс. лет и может послужить для измерения геологических отложений позднечетвертичного времени. С помощью иония ведутся любопытные работы по определению возраста осадков на дне ряда морей и океанов, показавшие, как относительно недавно появились некоторые океанские образования.

Как бы ни были еще несовершенны эти методы, очевидно, что за ними огромное будущее. С развитием физико-химических исследований удастся подобрать большое количество изотопов с самыми различными периодами полураспада, с помощью которых мы измерим геологическое время в разных эпохах прошлого Земли. Значение этого для познания истории Земли и жизни не требует пояснения.

Не только время может быть измерено при помощи радиоактивных изотопов. Изотопический состав какого-либо элемента, иными словами, процентное соотношение разных его изотопов в каком-либо минеральном образовании (руде, горной породе и т. п.) может многое сказать нам об условиях, в которых образовывался минерал.

Недавно разработан способ определения температуры окружающей среды по содержанию радиоактивного изотопа O 18. Пользуясь этим, еще ждущим дальнейшего усовершенствования методом, мы можем, например, по ископаемым раковинам моллюсков, некогда обитавших в древнем море, установить его температуру. Нет сомнения, что физические методы определения времени, температуры, даже освещенности и давления будут сильно усовершенствованы. Тогда отложения горных пород и окаменелые палеонтологические остатки заговорят для нас совершенно иным языком — не косвенных сопоставлений и удачных догадок, а прямыми указаниями на период времени и общие физические условия, при которых они формировались.