Окаменевшее время может обмануть
Ученому-геологу приходится постоянно быть настороже – ведь даже самые привычные и уважаемые методы научного исследования могут неожиданно подвести или показать неверные результаты.
В современной науке широко применяется так называемый палеонтологический метод определения возраста горных пород. Он базируется на "руководящих ископаемых" – окаменелостях животных и растений, время жизни которых хорошо известно, а сами они встречаются достаточно широко в географическом отношении.
Существует даже целая отрасль геологии – биостратиграфия, занимающаяся сопоставлением ископаемых, времени их жизни и вмещающих их горных слоев. Казалось бы, действительно просто – подошел к горе, нашел двух аммонитов, и все ясно: нижний из келловейского века (например, из "понедельника"), верхний из оксфордского века (например, из "вторника"). Значит, в этом месте геологическая история запечатлена в объеме двух ярусов (веков), или будем условно считать в виде временного диапазона с "понедельника" до "вторника".
Однако на самом деле все не так-то просто. Проблемы начинаются при попытке проследить одновозрастные уровни в масштабах планеты или даже просто достаточно крупных регионов. Дело в том, что даже самые удобные формы жизни, существовавшие на планете очень короткое время и расселившиеся максимально широко, не присутствовали во всех местах своего ареала одновременно.
Действительно, согласно теории Дарвина, появлению нового вида может предшествовать изменение каких-то условий окружающей среды в каком-то конкретном месте Земли. Далее, из этого места (с этого острова или этой части моря) новый биологический вид начинает освоение Земли, и ему требуются десятки, иногда сотни тысяч лет для достижения этой цели.
Иными словами, биологический вид не может возникнуть сразу на всей планете. В древних, как и в современных биогеоценозах, все пищевые связи уже выстроены и найти в них место можно в большинстве случаев только одним способом – вытеснив менее приспособленных. На эту борьбу уходит время, вычислить которое можно лишь путем сравнения биостратиграфических датировок с данными, полученными другими методами.
Особенно хорошо это видно при сопоставлении шкал времени, построенных по данным биостратиграфии и магнитостратиграфии. Время от времени северный и южный магнитные полюса Земли меняются местами. Такие явления называются инверсиями и случаются в истории Земли многократно, но главное – инверсии развиваются практически моментально и затрагивают всю планету. При смене полюсов во всех накапливающихся слоях осадков все ферро-магнитные минералы, подобно стрелке компаса, разворачиваются вдоль новых силовых линий магнитного поля Земли. Главное достоинство магнитостратиграфического метода в одновременности и глобальности смены полярности магнитного поля Земли.
Как показали исследования российских ученых - профессора Е.Ю.Барабошкина из МГУ имени М.В.Ломоносова и профессора А.Ю.Гужикова из СГУ имени Н.В.Чернышевского, данные био- и магнитостратиграфических шкал для меловых отложений юга Европы и Азии, включая Россию и страны СНГ, существенно разнятся. На рисунках видно, что красные линии, соединяющие одноименные фазы намагниченности, не совпадают с зелеными линиями, соединяющие одноименные биостратиграфические границы.
Постараюсь пояснить ситуацию предельно просто. Допустим, аммонит "А" выплыл, например, из Лондона в "понедельник", доплыл в район Саратова во "вторник", на Кавказе очутился в "среду", а Туркмению он освоил в "четверг". При этом во вторник в Лондоне он уже вымер, и там жил новый аммонит "Б", а в Саратове в этот момент – все еще аммонит "А". Очевидно поэтому, что точность расчленения геологического разреза по фауне и флоре не может считаться абсолютной.
Еще одна интересная ситуация связана с конденсацией геологических слоев. Конденсированные слои хорошо известны любителям окаменелостей, потому что почти целиком состоят из остатков фауны. Это вовсе не значит, что во время формирования данного слоя все эти животные собрались в одном месте, чтобы дружно окаменеть. Более того, зачастую в одном слое можно обнаружить окаменелости из разных или "соседних" времен. Все это происходит в результате разрушения накопившегося осадка и перезахоронения фоссилий.
В качестве примера давайте посмотрим на снег. Допустим, в один из зимних понедельников на свежевычищенный дворником асфальт выпал снег и в нем замерз воробей. Во вторник выпал новый слой снега, в котором замерз уже голубь. В среду опять шел снег, и в него упала шишка. А в четверг случилась оттепель, снег растаял и к пятнице на асфальте лежали воробей, голубь и шишка. Все вместе они оказались засыпаны субботним снегопадом, убирая последствия которого дворник найдет воробья, голубя и шишку. Но мы с вами уже понимаем, что эта "компания" подобралась не в субботу, а в течении всей недели.
Вот так же и палеонтологи часто наблюдают разновозрастные остатки в одном слое. Процесс этот называется конденсацией, а слой – конденсированным. Слои осадочных пород могут быть разрушены в силу целого ряда причин. Они могут быть химически растворены или, например, механически перемещены (силой ветра, воды). В итоге каменная летопись Земли оказывается довольно запутанной и ее познание превращается в настоящее детективное расследование.
Стоит отметить, что добавляет проблем биостратиграфическому методу и неполнота геологической летописи, от которой никуда не денешься. В итоге можно сказать, что в большинстве случаев точность датировки горных пород по окаменелостям начинается примерно с одного миллиона лет.
Об авторе
Руслан Рустемович Габдуллин
Родился 20 апреля 1974 года в г. Москве. Автор 106 научных работ, в том числе монографий, учебных пособий и научно-популярных книг. Кандидат геолого-минералогических наук, доцент, доцент кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета, заместитель декана по научной работе факультета глобальных процессов МГУ имени М.В. Ломоносова. Ответственный секретарь журнала "Вестник МГУ. Серия 4. Геология", заместитель главного редактора журнала "Вестник МГУ. Серия 27. Глобалистика и геополитика".
mosgorsun@rambler.ru
