Геологические часы - Александр Олейников

При внимательном изучении видно, что каждый дворик состоит из нескольких обособленных концентрических колец. Их происхождение объясняется различной дальностью полета альфа-частиц, образующихся при радиоактивном распаде вещества, из которого состоит минеральное-включение. Теоретически доказано, что степень окрашенности колец дворика должна быть пропорциональна времени, на протяжении которого осуществлялась бомбардировка вмещающего минерала радиоактивными частицами.

Значит, если удастся с достаточной точностью установить скорость изменения окраски плеохроичных ореолов, можно будет и этот метод взять на вооружение геохронологии. Но окрашенные зоны вокруг радиоактивных включений быстро разрушаются при нагревании. Следовательно, их можно использовать и для того, чтобы определять продолжительность тепловых воздействий, которым подвергалась горная порода за свою историю.

А может быть, и обычный поляризационный микроскоп послужит геохронологическим исследованиям? Неужели для того, чтобы определить, например, количество содержащегося в минерале аргона, непременно нужно произвести дорогостоящий химический анализ? В ответ на это московский ученый Ефрем Александрович Кузнецов предложил новый способ измерения абсолютного возраста - по оптическим свойствам минералов, определяемым с помощью поляризационного микроскопа.

Исследуя климаты древних эпох и нашего времени, специалисты разгадали размеренную смену климатических циклов. Через 3, 11, 30 и 90 лет повторяются на Земле различные изменения природной обстановки. Через 1800 лет наступают многоводные эпохи увлажнения, давшие начало мифам о всемирном потопе. Ритмы эти объединяются в более крупные, насчитывающие десятки и сотни тысяч лет, а те в свою очередь подчиняются циклам несравнимо большей протяженности, исчисляемым десятками и сотнями миллионов лет.

Однако несмотря на множество методов, еще не все границы между геологическими системами установлены с полной достоверностью. Не только радиоизотопные, но иногда даже традиционные палеонтологические методы, случается, не позволяют однозначно наметить рубеж между геологическими подразделениями.

Еще большие сложности вызывает проблема разделения докембрийских толщ, которые в большинстве случаев не содержат ископаемых животных и растении. Для них предложено множество классификации, каждая из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. Необходимо выполнить огромный объем исследований, чтобы с учетом абсолютного возраста движений земной коры, которые отражены в эпохах формирования гранитов, внедрения магмы и образования руд, создать шкалу геологического возраста, приемлемую для всех частей земного шара.

Во всех этих областях для геохронолога работы - непочатый край.

А дальнейшее развитие астрономии, астрофизики и астрогеологии выдвигает перед исследователями новую проблему - привести геохронологическую шкалу в соответствие с естественными этапами жизни планеты. Если удастся облечь в стройную систему колоссальное количество сведений, добытых палеозоологами, палеоботаниками, геологами и астрономами, это, вероятно, позволит внести некоторые уточнения и в схему подразделения земных слоев. Эти изменения коснутся прежде всего наиболее крупных геологических единиц, по объему приблизительно соответствующих космическому году. Основные черты подобной перестройки уже намечаются. Все большее число фактов ложится на чашу весов тех гипотез, которые предполагают связь закономерностей геологического развития Земли с космическими процессами.

Наша планета - частица Вселенной, и все значительные события, происходившие и происходящие в Галактике и Солнечной системе, безусловно должны оказывать влияние на становление и развитие Земли. Космические силы - наиболее вероятный источник глобальных циклических процессов. Подчиняясь их воздействию, перемещаются блоки земной коры, наступают моря, вздымаются горные цепи, активизируется вулканическая деятельность, меняется климат. Мы еще не знаем точно, какова истинная продолжительность космического года. Но есть основания полагать, что дальнейшие астрономические исследования и познание геологической летописи позволят дать ответ на этот вопрос.

По всей вероятности, фанерозойский этап развития Земли будет подразделяться не на три, как это принято сейчас, а на четыре эры, соответствующие циклам обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики. При этом в состав фанерозоя, возможно, придется дополнительно включить верхневендские отложения, охарактеризованные остатками достаточно высокоразвитых организмов.

Если удастся привести шкалу относительного геологического времени в соответствие с закономерностями движения Солнечной системы, получит новое объяснение факт неодинаковой продолжительности различных геологических периодов, свидетельствующий, по-видимому, о том, что космический путь Солнечной системы совершается не по круговой, а по эллиптической орбите.

Циклы горообразования, магматической активности и глобальных оледенении, на первый взгляд, не имеют прямой связи друг с другом. Но будучи зависимыми от факторов, имеющих общую первопричину, они могут рассматриваться как проявления различных сторон одного общего процесса. И тогда сопоставление кривых, описывающих каждое из этих геологических явлений, позволит выявить скрытые закономерности эволюции земной коры. Любые крупные события, сопровождающие развитие литосферы, воздействуют и на все другие геологические оболочки планеты. Они влияют и на положение уровня Мирового океана, и на изотопные характеристики природных вод, и на газовый состав атмосферы, и на развитие органического мира. С другой стороны, колебания уровня океанов приводят к изменению условий осадконакопления, причем не только в морских бассейнах, но и на континентах; перемены в составе атмосферы ощутимо преобразуют характер процессов выветривания; водная и газовая оболочки планеты оказывают воздействие на существование биоса, а животные и растения в свою очередь активно влияют на баланс среди своего обитания. Очень сложна эта совокупность прямых и обратных зависимостей, присущая развитию геосфер, но необходимо изучить ее во всей полноте и многообразии.

Взглянув на принятую ныне геохронологическую таблицу, можно заметить, что протяженность различных геологических событий, имевших место на протяжении истории Земли, по мере приближения к нашим дням сокращается. Создается впечатление, что геологические процессы как бы ускоряются во времени. В пользу такого заключения, по-видимому, свидетельствуют и результаты радиометрического определения возраста горных пород.

Непрестанно улучшаются методы геохронометрии, уточняются значения периодов полураспада различных радиоактивных изотопов, и все более совершенной становится шкала абсолютного геологического возраста Земли. Но в основе большинства геохронометрических построений лежит предположение о том, что одна из фундаментальных физических величин - гравитационная постоянная - неизменна во времени. А что если эта величина не является незыблемой константой и постепенно изменяется? Доводы в пользу такого предположения имеются. И если это подтвердится, в шкалу абсолютного возраста будут внесены соответствующие поправки.

Повышает надежность своих методов и магнитометрическая стратиграфия, стремясь использовать древние природные компасы для синхронизации геологических событий, происходивших на разных материках. Связать изменения палеомагнитных характеристик с параметрами космической орбиты Солнечной системы - задача ближайшего будущего.

На новую ступень своего развития выходят и палеонтологические исследования. Древние животные и растения представляют собой едва ли не самый чуткий прибор, позволяющий зафиксировать сигналы, возникающие в природе под воздействием сил Космоса. Выявляется, что генетические механизмы, управляющие развитием органической жизни, также подчинены влиянию циклических процессов, генератором которых служат космические и связанные с ними планетарные события. Продолжительность существования тех или иных видов ограничена определенными отрезками времени, по истечении которых на смену старому таксону приходит новый. Различна скорость эволюции внутри отдельных групп растений и животных, но биологическое время каждой из групп подразделяется на соразмерные интервалы - кванты времени (фазы, или, как сейчас говорят, «хроны»), соответствующие зональным стратиграфическим подразделениям.

Некоторые виды, казалось бы, не подчиняются этой закономерности и сохраняют свой внешний облик в бесчисленном множестве поколений, существование которых исчисляется многими миллионами и даже десятками миллионов лет. Но применение математических методов позволяет установить, что и в этом случае идет ступенчатое изменение биологических признаков и что на различных стратиграфических уровнях мы имеем дело с совершенно различными организмами.