Тайны прошлого в глубинах времен - Иван Ефремов

Причины постепенного изменения характера геологических процессов, как и причины смены эпох эпейрогенеза, спокойствия и возникновения оледенений, чрезвычайно интересуют современную научную мысль. Десятки самых разнообразных теорий пытаются объяснить эволюцию земной коры и примирить противоречия, имеющиеся в фактическом материале геологической практики.

Считают, что прежде сила солнечного излучения была гораздо значительнее и больше была скорость вращения нашей планеты. Равным образом существуют теории смещения полюсов, отрыва луны, удара луны, изменений наклона земной оси. Большое значение по-прежнему придается теории передвижения материков.

Основным недостатком всех этих теорий, так же как и в объяснении тектонических явлений, служит привлечение внешних сил из космоса.

Фактический материал, даваемый геологической летописью, противоречит всякому значительному изменению космической обстановки.

Астрономическая наука отвергает колоссальные изменения в существовании Земли как планеты. Достаточно точные данные астрофизики определенно указывают на то, что сила солнечного излучения не подверглась существенным изменениям за все время существования геологической летописи.

Остатки древнейших животных и растений, в особенности наземных, показывают, что эти сложные и нежные организмы ничем не отличаются в общих, главных принципах своего устройства от современных, и, следовательно, физические условия нашей планеты в основных своих выражениях — давлении, солнечном излучении, силе тяжести, характере атмосферы — вполне соответствовали современным. Строение осадочных пород самых ранних страниц летописи не показывает значительных отклонений от современных типов осадков, следовательно, говорит о том же.

Мы видим выше, что сила солнечного излучения и сила тяжести представляют собою основные движущие силы механизма геологических процессов. Если эти силы заметно не изменялись, то значит претерпела изменения третья главная составляющая сила — колебательные, тектонические движения земной коры, обусловленные физико-химическими процессами в глубинах нашей планеты. По-видимому, именно это и является причиной изменения характера геологических процессов. Мы не знаем еще, какие изменения вещества; происходят в глубинах Земли и можем только предполагать, что они связаны, с одной стороны, с переходом вещества из одних молекулярных форм в другие и, с другой стороны, с процессами радиоактивности и вообще превращениями элементов. Дальнейшие успехи физико-химии и физики атома, безусловно, прольют свет на эти недоступные нам сейчас стороны существования нашей планеты.

Несколько особняком стоит вопрос о громадных оледенениях, периодически повторяющихся в истории Земли, Но и для объяснения этих явлений можно обойтись без привлечения каких-то особенных катастрофических перемен.

Экспериментальные исследования показали, что самое наличие больших, высоко поднятых материковых площадей среди океанов создает условия для повышенной влажности климата и может привести к образованию оледенения. Вспомним, что все периоды оледенений совпадают с конечными, максимальными этапами эпох эпейрогенеза, эпох усиления материковых поднятий и это совпадение, конечно, не случайно. С другой: стороны, имеются астрономические причины, обусловливающие существование периодов известного похолодания.

В небольшой брошюре мы не имеем возможности подробно разобрать эти причины. Перечислим их коротко: a) наклон круга, по которому движется Солнце (эклиптика), колеблется каждые 40 тыс. лет на 2,5° и в зависимости от этого изменяется продолжительность и сила действия солнечных лучей в высоких широтах; b) колебание земной оси, в результате которого получается предварение равноденствий, с периодом в 20 тыс. лет; c) эксцентриситет земной орбиты, обусловливающий то удаление, то приближение к Солнцу, меняется с периодом в 91 тыс. лет, соответственно с чем изменяется длина летних полугодий в южном и северном полушариях и, наконец, d) колебания полюсов, или нутация, периодически достигающие известного максимума.

Астрономические вычисления показали, что, хотя в деятельности каждый из перечисленных фактов имеет сравнительно малое значение для климата нашей планеты, но в случае совпадения всех факторов влияния астрономических причин вполне достаточно для образования ледяных покровов, тем более если оно совпадает с периодом поднятия материков и переменами в океанических течениях. Так, астрономы вычислили длительность последнего оледенения, начавшегося около миллиона лет тому назад, и установили четыре периода максимального развития ледников. Эти вычисления точно совпали с данными геологов.

Неполнота геологической летописи

С изучением великой книги природы все более ясно вырисовывается перед нами грандиозная картина постепенных превращений поверхности Земли как единый, но многосторонний процесс смены поднятий и опусканий, размывов и осадконакоплений, переноса и отложения.

Органический мир нашей планеты также участвовал в ходе изменений, изменяясь сам. Живые существа, обитающие на поверхности нашей планеты и образующие ее живую оболочку, подчиняются тем закономерностям и процессам, которые действуют в этой оболочке — биосфере. Но их остатки, преимущественно твердые — кости, зубы, раковины, древесина, попадают в рыхлые осадки, которые затвердевают, превращаясь в осадочные горные породы: песчаники, известняки и глины. Окаменевая, или, как говорят, фоссилизируясь, остатки животных или растений становятся составными частями горных пород. Следовательно, превращаясь в окаменелости, живые организмы из составных частей биосферы (живой оболочки Земли) становятся частями каменной оболочки Земли (литосферы) и подчиняются закономерностям геологических процессов.

Без познания закономерностей образования геологической летописи нельзя раскрыть до конца эволюцию органического мира. Нельзя понять ни закономерностей сохранения остатков животных и растений, ни подлинного значения доходящих до нас документов.

Огромные пробелы в напластованиях горных пород, отсутствие прямых связей между различными ископаемыми животными и растениями, как бы внезапно появляющимися и также внезапно исчезающими, неизбежно приводили к теории катастроф и признанию актов многократного творения жизненных форм, т. е. к идеалистическому отрицанию эволюционного процесса.

Теперь известно, что неполнота, пробелы в документации истории Земли и жизни возникли закономерно как следствие геологических процессов. Еще в 1940 году было намечено новое направление в исторической геологии и палеонтологии, названное «тафономией» или учением о закономерностях захоронения органических остатков в слоях осадочных пород, а также закономерностях сохранения самих пород в течение геологического времени.

С самых первых шагов исследований, еще в 20-х годах нашего столетия, мы столкнулись с полной загадочностью в вопросах образования очень немногих, тогда мало известных на территории СССР мест залегания окаменелых остатков древнейших наземных позвоночных или, как их называют геологи, местонахождений. Постепенно, год за годом росло число местонахождений, открывались новые животные и целые фауны на разных уровнях геологического времени. В Астраханской области, на горе Богдо, удалось найти остатки древнейших земноводных — стегоцефалов. Эти остатки залегали в известняках, образовавшихся на дне илистой морской бухты триасового времени, около 150 млн. лет тому назад.

Земноводные не могут жить в морской воде, от воздействия соленой воды на их незащищенную кожу нарушается обмен веществ и животные погибают. Значит, остатки земноводных были принесены в морскую бухту откуда-то издалека. Следовательно, мало найти ископаемых в той или другой породе, надо еще понять, как они туда попали, чтобы решить, жили они здесь же или попали сюда далекими странниками. Странниками живыми или мертвыми?

Два последующих года пришлось посвятить изучению северных районов европейской части Союза. Здесь нам повезло, удалось открыть богатейшие местонахождения хорошо сохранившихся древнейших земноводных. Черепа и кости этих животных, хотя и заключенные в твердый песчаник, оказались так прочны и свежи, что можно было, очистив их от породы, изучать как скелеты ныне живущих животных.

Материалы эти впоследствии позволили ленинградскому анатому профессору А. П. Быстрову и мне написать книгу по анатомии древних земноводных, в которой строение скелета столь древних животных было разобрано с небывалой полнотой.

Но самым поразительным было то, что пласт серого песчаника, содержавший кости этих земноводных, оказался распространенным на огромной площади в тысячи квадратных километров от Мезени до Унжи и от Северной Двины до Дона. Колоссальное количество животных было захоронено здесь 170 миллионов лет назад в какой-то относительно короткий промежуток времени. Таким образом, оказалось, что палеонтологические остатки животных столь большой древности, вовсе не являются величайшей редкостью как это нам представлялось ранее. Наоборот, эта гигантская область захоронения — «поле смерти», по своим масштабам соизмерима с крупными геологическими процессами.