Читать книгу "Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога - Маршия Бьорнеруд"

Однажды, проплывая на лодке мимо скалистого мыса Сиккар-Пойнт, Геттон обратил внимание на утес, который был сложен двумя совершенно разными толщами осадочных пород, разделенными отчетливо выраженной поверхностью перерыва: нижняя часть обнажения была образована более темными, почти вертикальными слоями, а верхняя часть — более светлыми, залегающими, как обычно, почти горизонтально (рис. 2). Многие до него проплывали мимо этого мыса, но думали только о том, чтобы порывистый ветер и штормовые волны не разбили их лодку об эти прибрежные камни. Геттон же увидел в утесе не просто опасность, а наглядное свидетельство некогда протекавших здесь геологических процессов. Проанализировав это и другие свои наблюдения, он сделал два поразительно глубоких вывода. Во-первых, нижележащие вертикально напластованные породы представляли собой фрагмент некогда существовавшего горного хребта, морские слои которого были наклонены в результате поднятия земной коры. Во-вторых, срезающая их поверхность отвечала длительному периоду эрозии, во время которого горное сооружение было разрушено, а поверх его реликтов накопились перекрывающие их горизонтально залегающие толщи осадочных пород.

Опираясь на свои оценки скорости эрозии, Геттон утверждал, что образование такого разрыва в напластовании — сегодня известного как угловое несогласие — требует непостижимо длительного интервала времени, почти бесконечного по сравнению с библейским возрастом Земли. Своими простыми, но революционными расчетами Геттон опроверг общепринятое убеждение, что в прошлом наш мир был совершенно другим и что теперь на смену бурному, нестабильному прошлому с его катаклизмами наподобие Всемирного потопа пришло стабильное настоящее. Если исходить из того, что возраст Земли составлял всего несколько тысяч лет, существование глубоких эрозионных долин и мощных толщ осадочных пород действительно можно было объяснить только крупномасштабными катастрофическими событиями. Геттон заменил это мировоззрение основополагающим принципом геологии — униформизмом, основанным на предположении, согласно которому геологические факторы неизменны во времени и, следовательно, геологические процессы в настоящее время протекают так же, как и в далеком прошлом Земли.

Но геологическое воображение Геттона пошло еще дальше. В своем трактате «Теория Земли» (Theory of the Earth), написанном в 1788 г., он сделал даже более дерзкий обобщающий вывод: что этот конкретный пример несогласия напластований был результатом всего лишь одной итерации в бесконечной череде циклов накопления, поднятия, эрозии и нового осаждения осадочных пород на Земле, уходившей в туманную глубь времен. Гениальная догадка Геттона о глубоком времени, радикально изменившая представления людей о прошлом Земли, открыла двери для интеллектуального поиска, приведшего к появлению современной геологии и биологии. Без Геттона и его последователя Чарльза Лайеля, который поколение спустя возвел униформизм в ранг естественнонаучной доктрины в своем внушительном, риторически виртуозном труде «Принципы геологии» (Principles of Geology), Чарльз Дарвин, возможно, не пришел бы к пониманию времени как силы, способной формировать живые организмы путем естественного отбора. (Дарвин взял с собой первый том «Принципов геологии» на борт «Бигля» и изучал его в ходе пятилетней кругосветной экспедиции, поэтому пламенное учение Лайеля о древности Земли, несомненно, повлияло на взгляды британского натуралиста.) Но при всей своей притягательности предложенное Геттоном видение мира как бесконечно повторяющейся петли было в некотором роде химерой, абстракцией, говорившей, по сути, о ненужности тяжелой и кропотливой работы по реконструкции конкретных деталей планетарной биографии. В греческом языке существует полезное различие между двумя понятиями времени: хроносом как хронологической последовательностью, измеримым временем, и кайросом — «подлинным временем», исполненным содержания и смысла, которое проявляется только в нарративе. Геттон дал нам начальное представление о планетарном хроносе, но его калибровка, наполнение кайросом, потребовало титанического труда геологов на протяжении следующих двух столетий.

Ранние попытки преобразовать геологические данные в летопись истории Земли были основаны на предположении о том, что определенные виды пород формировались на всей планете в строго определенные периоды времени. Кристаллические породы, такие как граниты и гнейсы, считались исходными, или «первичными», а слоистые, вроде известняков и песчаников, — «вторичными». Песчаные и гравийные отложения средней связности относили к «третичным», а рыхлые, несцементированные осадки — к «четвертичным» (термин «третичный» продержался до конца XX в., а «четвертичный» сохраняется, хотя и в отличном от изначального смысле, и в современной геохронологической шкале). Однако в то время отсутствовала возможность определить, действительно ли возраст этих разновидностей пород был одинаков в планетарном масштабе.

В начале 1800-х гг. были сделаны первые предварительные калибровки шкалы глубокого времени благодаря проницательности английского строителя каналов Уильяма Смита, который заметил, что при земляных работах в одних и тех же слоях осадочных пород обнаруживаются одинаковые виды ископаемых органических остатков — раковин — и что последовательность этих слоев одинакова по всей Англии (рис. 3). Эти руководящие ископаемые, оказавшиеся такими же характерными для определенных геологических периодов, как дамские шляпки с вуалью или брюки-клеш для культурных эпох, дали возможность проследить лишенные пространственной непрерывности слои сначала на территории Великобритании, а затем и на территории Франции — по другую сторону Ла-Манша. Палеонтологи-любители, такие как знаменитая собирательница окаменелостей Мэри Эннинг из Лайм-Риджис, увековеченная в английской скороговорке She sells sea shells («Она продает ракушки»), внесли неоценимый вклад на ранних этапах формирования геохронологической шкалы. Первоначальные представления, что слои осадочных пород носят глобальный характер и были образованы в результате одинаковых событий по всему земному шару, пришлось отвернуть: долгая история планеты оказалась гораздо сложнее, чем представлял себе Геттон. Однако десятилетия кропотливого труда по составлению карт и сбору, классификации, каталогизации и систематизации данных в конечном итоге привели к установлению глобальной корреляции разрезов осадочных пород в масштабах всей планеты.

Результатом этой работы стала известная нам сегодня геохронологическая шкала, которая, если двигаться в обратной последовательности, от сегодняшнего дня в глубь времен, включает современную кайнозойскую эру, называемую веком млекопитающих, затем мезозойскую эру с ее грозными рептилиями, палеозойскую эру с ее мрачными каменноугольными болотами, тяжело пыхтящими двоякодышащими рыбами и несметными полчищами трилобитов. Изобилие ископаемых форм жизни дало возможность подразделить каждую из вышеуказанных эр на периоды, периоды на эпохи, эпохи на века. Но дальше ученые наткнулись на, казалось бы, неразрешимую загадку, над которой ломал голову и Чарльз Дарвин: под толщей палеозоя, под самым нижним ракушечным слоем кембрийского периода, породы вдруг стали немыми: в них не было обнаружено никаких ископаемых остатков. Складывалось впечатление, будто жизнь в кембрии появилась внезапно, буквально ниоткуда. В отсутствие окаменелостей, которые служили единственным ориентиром для демаркации геологического времени, геологи Викторианской эпохи попросту не располагали нужными инструментами, чтобы прочитать зашифрованные письмена самых древних пород, поэтому всю эту часть земной истории они объединили под общим названием «докембрий». Прошло столетие, прежде чем геологи нашли доказательства того, что докембрийская Земля кишела жизнью и что докембрий составляет почти 90 % всей истории Земли.