Капли девонского дождя - Рудольф Константинович Баландин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Эти часы — радиоактивные минералы. Современные приборы помогают отыскать в горных породах мельчайшие частички радиоактивных веществ. Умелый исследователь, изучив их, определит возраст горной породы почти так же уверенно, как сию минуту на циферблате обыкновенных часов.
Удивительны радиоактивные минералы! Они словно живые. Их атомы стареют со временем.
Обычно неживые предметы не способны сами по себе, без посторонней помощи, излучать тепло. Если раскалить камень, он затем постепенно остывает до тех пор, пока температура его не сравняется с температурой окружающей среды. Лишь живые существа непрерывно вырабатывают тепло, противятся вечному стремлению неживой природы к остыванию.
Радиоактивные минералы тоже «горят», накапливают тепло, противятся остыванию. И, словно клетки живых существ, их атомы отмирают один за другим.
Каждый атом урана после долгих изменений превращается в атом изотопа свинца. При этом он излучает тепло и выделяет гелий. Атом за атомом расщепляются непрерывно. И атом за атомом возникают свинец и гелий. Чем дольше работают урановые «часы», тем больше образуется свинца и гелия, тем меньше остается урана.
Физики в своих лабораториях пытались затормозить или ускорить ход атомных часов. Тщетно! Ни огромные давления, ни стремительные удары, ни изменения температуры (от –270 до +7000° по Цельсию) не могли воздействовать на эти превосходные «времяуловители».
Скорость радиоактивного распада остается постоянной: за четыре с половиной миллиарда лет половина общего количества атомов урана переходит в гелий и свинец. Подобные превращения (но с другими скоростями) идут во всех радиоактивных элементах.
Частички радиоактивного минерала начинают отмерять время в тот самый момент, когда расплавленная (или распыленная) горная порода каменеет. Радиоактивные частички оказываются в каменном тайнике, замурованные в прочном каземате.
Они не могут покинуть свою темницу. И, распадаясь, образуют новые минералы, накапливают их возле себя. С каждым годом откладывают горсть новых атомов. Чем больше их накопилось, тем больше прошло времени. Атомные часы работают.
Чтоб определить по этим часам возраст слоя (с того момента, как он затвердел), следует раздробить образец горной породы, добраться до «хранилища времени» и подсчитать, сколько там осталось радиоактивного минерала (например, урана-238) и сколько образовалось устойчивого минерала (например, изотопа свинца-206).
Известна формула, позволяющая по этим данным определить возраст образца горной породы. (Она просто и понятно выводится в книге П. Харлея «Возраст Земли».)
Имеются самые разные «радиоактивные часы». Одни из них отсчитывают миллиарды лет (например, ураново-свинцовые, калиевые или ториевые), другие — миллионы (один из изотопов урана), третьи — десятки тысячелетий (радиоактивный углерод).
Теперь проверены показания множества атомных часов, заключенных в самых разных породах. Подсчитано, что гранитам Балтики два миллиарда лет. Породы почти того же возраста встречаются на Украине. А в Южной Африке обнаружили и более древних «стариков» — до 2,6 миллиарда лет!
Другие атомные часы, отмеряющие небольшие промежутки времени, помогают археологам. Например, с помощью их подсчитан возраст деревянной ладьи из гробницы египетского фараона Сезостриаса III — 3621 год.
Атомные часы — самые точные, самые равномерные в геологии. Они позволяют геологам измерять время привычными, ровными единицами — годами. Поэтому их называют абсолютными. Возраст пород, вычисленный (в десятках, тысячах, миллионах лет) по этим «часам» (или по количеству годовых слоев в озерных или морских отложениях), называется «абсолютным геологическим временем».
Время — жить, время — умирать
Все часы, с которыми мы познакомились, подарены геологам химиками, физиками, астрономами. Но есть у геологов и собственные часы «оригинальной конструкции». Главная их особенность — неравномерный ход. Иной раз отмеряют они короткие промежутки времени, другой раз — длинные. Никакой устойчивости!
Эти часы — палеонтологические.
Каждый слой содержит свои особенные, подчас неповторимые остатки живых существ. По ним видно, как изменялось в течение истории Земли все живое на ней.
Миллионы, миллиарды лет нашу планету покрывает тонкая пленка жизни. Растения, животные, микробы — все они вместе, словно гигантский организм, изменяются со временем. Одни из них умирают (миллионы живых существ!), другие рождаются.
В самых древних слоях не удается отыскать следов жизни. Это — первый этап истории.
Следующие слои сохранили остатки бактерий и простейших водорослей. Это — второй этап истории нашей планеты.
Появились многоклеточные водоросли — третий этап. Возникли черви, губки, медузы — четвертый. И так далее.
Такими часами, конечно, не отсчитаешь столетия. Эти часы не имеют цифр. И все-таки до сих пор именно по ним определяется геологическое время. Ведь главное — не арифметический счет годов. Главное — отмечать важнейшие этапы жизни Земли. А затем уже можно сравнить, какой из них продолжительнее, а какой короче.
Атомные часы похожи на механические, обычные наши часы. Они равнодушно, равномерно отсчитывают одинаковые промежутки времени.
Но какая польза от башенных курантов, которые терпеливо отзванивают каждые полчаса в безлюдном городе? Какая польза от стенных ходиков, стучащих в заколоченном наглухо доме?
Так же бесцельны и атомные часы, если показания их не связываются с историей Земли. Они только дополняют геологический календарь, где счет ведется от одной знаменательной даты к другой.
Геологический календарь
Самые большие отрезки геологического времени называются эрами. Они дробятся на отрезки поменьше — периоды.
Если эры можно уподобить годам, то периоды будут словно месяцы.
Кроме этого, есть и геологические недели, дни и даже часы.
Вот геологический календарь.
Продолжительность эр, а также периодов и других отрезков геологического времени самая различная. Живые существа не изменяются равномерно, как часовой механизм.
И в нашей жизни так случается. За один день можно пережить и прочувствовать больше, чем за иные десятки, сотни дней. Да и каждый из людей живет по-особенному: один успевает совершить за год множество дел, а другому десятилетия тянутся долго, скучно, бесцельно.
Свойства геологического времени изучены еще очень неполно. Но есть одна закономерность, на которую нельзя не обратить внимания: геологические эры с приближением к нашим дням становятся короче и короче. Словно время жизни Земли летит все скорее и скорее.
Для того чтоб после бактерий появились первые многоклеточные организмы, потребовалось более 1300 миллионов лет. На создание после этого первых пресмыкающихся природа затратила «всего лишь» 335 миллионов лет, на создание млекопитающих — 155 миллионов лет. А становление человека прошло почти мгновенно, за «какой-нибудь» один миллион лет.
Непрерывно ускоряются темпы развития живой пленки Земли.
Все быстрее появляются новые виды животных.
Даже накопление осадков в морях, по-видимому, убыстряется (вспомните главу о песочных часах).
События, на которые
