По холодным следам - Рудольф Константинович Баландин

упавшего в воду камня. Они достигают отдаленных районов не вдруг. И за то время, пока они распространяются все шире и шире (обычно в полосе одной климатической зоны), в центре, откуда они вышли, обстановка может измениться. Не исключено их полное вымирание у себя на родине и сохранение лишь в отдельных районах. Поэтому остатки одних и тех же мамонтов Азии и Америки могут встречаться в слоях разного возраста. Ведь мамонты переходили из Азии на Аляску. Ко времени их процветания в прериях и тайге, окружающей Великие озера, они могли полностью исчезнуть в неуютных нагорьях Сибири.

Возможно, одни и те же виды образуются независимо в нескольких районах. Так, первобытный человек вовсе не обязательно произошел от одного предка. Есть мнения о «двух ветвях» предков человека, давших начало современным расам. Некоторые антропологи предполагают несколько таких ветвей. Тогда родословное древо современного человечества уподобляется настоящему дереву с разветвленными корнями, соединяющимися в единый ствол — Homo sapiens, человек разумный.

Правда, проследить родословную человека нелегко. Она до сих пор не выяснена полностью. Лучше обстоит дело с орудиями труда.

Каменные палеолитические орудия разных народов на разных континентах обнаруживают очень много общего. Первые орудия грубо оббиты, неровны, часто получены случайными сколами, однообразны. Затем, этап за этапом, идет улучшение их качества, красоты, орудия становятся разнообразнее.

Более сложные и совершенные произведения следуют за простыми и несовершенными. И поэтому одни и те же этапы развития каменных орудий отмечаются и у бушменов Африки, и у аборигенов Австралии, и у индейцев Америки, и у древних жителей Европы.

Предположим, вы нашли каменные рубила, обработанные так, как это делали в верхнем палеолите. Одно рубило — под Москвой, другое — в американских прериях, третье — в африканской саванне, четвертое — в Новой Зеландии.

Можно ли утверждать, что эти рубила изготовлены одновременно? Можно. Ведь все орудия изготовлены в одно и то же «археологическое время», в эпоху верхнего палеолита.

Но как признать одновременность появления этих орудий, если, скажем, в Европе рубило изготовлено сорок тысяч лет назад, в Америке — двадцать, в Африке — десять, а в Новой Зеландии — тысячу лет назад? Выходит, «астрономическое» время появления этих орудий разное.

«Археологическое» время не совпадает с «астрономическим». Первое показывает как бы местное время для отдельных районов. А второе — всеземное время, солнечное.

То же и с «палеонтологическим» временем, отмечающим появление, расцвет, вымирание различных видов животных и растений. Спорово-пыльцевые диаграммы — один из видов «палеонтологических часов». Если в нескольких районах получены сходные спорово-пыльцевые диаграммы, значит, можно говорить о палеонтологической одновременности событий. Но из этого вовсе не следует, что события происходили в один и тот же год — одновременно по «астрономическим часам».

Однако сравнительно недавно ученым открылись пути для преодоления трудностей, связанных с расхождениями в показаниях разных «геологических часов».

Всеземное время

В начале нашего века для каждого более или менее значительного района существовали свои собственные «геологические часы» (так мы условились называть любой способ определения последовательности событий прошлого: палеонтологические остатки, ступени террас, слои горных пород).

Как сопоставить между собой показания всех «геологических часов» для всей Земли?

До нашего века попытки изобрести такие всеобщие часы кончались неудачей. Правда, для последних тысячелетий оказалось возможным подсчитывать астрономические годы по ленточным глинам, по годовым слоям. Но уж слишком мал измеряемый интервал.

Любые измерения невозможны без ошибок, неточностей. Даже для истории четвертичного периода несколько тысячелетий не имеют существенного значения. Но что делать, если невозможно сравнить историю нескольких районов, а расхождение часов достигает сотен тысячелетий?

В 1909 году появилась книга Джона Джоли с названием «Радиоактивность в геологии». Идеи физиков о радиоактивном распаде атомов из лабораторий перешли в геологию. Один из основателей современной геохимии В. И. Вернадский опубликовал несколько работ о значении исследований радиоактивности для познания Земли. В России по его инициативе была организована радиевая экспедиция (1909 год), а позже — Радиевый институт.

Родилась новая наука — радиогеология.

При радиоактивном распаде излучается тепло. Количество радиоактивных атомов в земной коре очень велико. Распад их происходит постоянно. По некоторым подсчетам, излучаемого при этом распаде тепла должно хватить на то, чтобы плавить земную кору, вспучивать горные гряды и прогибать каменную твердь на многие километры.

Геологи очень обрадовались. Наконец-то найден основной источник энергии Земли, главная сила, направляющая течение геологических процессов!

Но радость была преждевременной. Позже выяснилось, что значение радиоактивности в жизни Земли было сильно преувеличено. Сказалась излишняя увлеченность новыми идеями.

Значительно счастливее сложилась судьба других идей радиогеологии, связанных с измерением геологического времени в годах, или, говоря иначе, с абсолютной геохронологией.

Радиоактивные минералы оказались превосходными часами. Распад этих минералов («ход часов») идет непрерывно. На него не влияют как будто физические и химические воздействия извне. Чем не идеальные часы! Единственная сложность: радиоактивные часики ничтожно малы, порою и в микроскоп неразличимы. Узнавая по ним время, приходится проделывать исключительно сложные лабораторные исследования и непростые расчеты.

Геофизическая техника за последние десятки лет развивается так быстро (как и вся техника вообще), что замеры времени по «радиоактивным часам» давно перестали удивлять даже неспециалистов.

Суть этих измерений вы, наверное, знаете. Если распадаются атомы какого-то элемента, накапливаются продукты распада. Чем больше их, тем больше распалось атомов. Зная скорость распада (она постоянна, зависит лишь от строения атома) и измерив количество продуктов распада, можно подсчитать, за какой срок они накопились.

Предположим, некогда остыла и затвердела вулканическая лава, содержащая кристаллики радиоактивных минералов. Кристаллики будут распадаться, а продукты распада — накапливаться в окружающих кристаллах. «Часы» пущены в ход.

Правда, дело осложняется тем, что продукты распада подчас просачиваются из минерала. Тогда определяемый возраст будет занижен. А если в минерале и без того содержались те элементы, которые образуются при распаде, то измерения возраста дадут завышенное значение.

Радиоактивный распад атомов разных химических элементов идет с различной скоростью. То есть каждые «радиоактивные часы» идут по-своему. Показатель их хода — период полураспада: то время, за которое распадается половина всех атомов этого радиоактивного элемента.

Например, период полураспада изотопа рубидия-87 равен пятидесяти миллиардам лет. За всю жизнь Земли (около пяти миллиардов лет) распалось всего лишь пять процентов содержащегося в ней рубидия-87. Эти «часы» идут слишком медленно.

Есть другие изотопы, распад которых происходит в несколько дней или часов. Для измерения геологического времени такие скорости слишком велики.

Геофизики ищут для пород, образовавшихся в разное время, наиболее подходящие «радиоактивные часы». Для геологов-четвертичников пришлось подбирать специальные часы — изотопные. Они основаны на измерении содержания радиоактивных изотопов углерода-14.

Этот изотоп образуется в атмосфере