Капли девонского дождя

И все-таки солнечные часы очень помогают геологам. Особенно удобны они для подсчета последних десятков тысячелетий жизни Земли. Слоистые отложения ледниковых озер — следы минувших годов. Каждый оборот Земли вокруг Солнца запечатлен в камне. Геологические даты теперь можно выражать в привычных нам годах, столетиях. Одна беда: эти даты относятся лишь к последней геологической эпохе.

Неутомимые летописцы

Самые точные часы совсем недавно получили геологи в подарок от физиков. Удивительные часы, которым не страшны ни вода, ни сушь, ни жара, ни холод. Их ровный ход, как полагают, не может изменить ничто на свете.

Эти часы — радиоактивные минералы. Современные приборы помогают отыскать в горных породах мельчайшие частички радиоактивных веществ. Умелый исследователь, изучив их, определит возраст горной породы почти так же уверенно, как сию минуту на циферблате обыкновенных часов.

Удивительны радиоактивные минералы! Они словно живые. Их атомы стареют со временем.

Обычно неживые предметы не способны сами по себе, без посторонней помощи, излучать тепло. Если раскалить камень, он затем постепенно остывает до тех пор, пока температура его не сравняется с температурой окружающей среды. Лишь живые существа непрерывно вырабатывают тепло, противятся вечному стремлению неживой природы к остыванию.

Радиоактивные минералы тоже «горят», накапливают тепло, противятся остыванию. И, словно клетки живых существ, их атомы отмирают один за другим.

Каждый атом урана после долгих изменений превращается в атом изотопа свинца. При этом он излучает тепло и выделяет гелий. Атом за атомом расщепляются непрерывно. И атом за атомом возникают свинец и гелий. Чем дольше работают урановые «часы», тем больше образуется свинца и гелия, тем меньше остается урана.

Физики в своих лабораториях пытались затормозить или ускорить ход атомных часов. Тщетно! Ни огромные давления, ни стремительные удары, ни изменения температуры (от –270 до +7000° по Цельсию) не могли воздействовать на эти превосходные «времяуловители».

Скорость радиоактивного распада остается постоянной: за четыре с половиной миллиарда лет половина общего количества атомов урана переходит в гелий и свинец. Подобные превращения (но с другими скоростями) идут во всех радиоактивных элементах.

Частички радиоактивного минерала начинают отмерять время в тот самый момент, когда расплавленная (или распыленная) горная порода каменеет. Радиоактивные частички оказываются в каменном тайнике, замурованные в прочном каземате.

Они не могут покинуть свою темницу. И, распадаясь, образуют новые минералы, накапливают их возле себя. С каждым годом откладывают горсть новых атомов. Чем больше их накопилось, тем больше прошло времени. Атомные часы работают.

Чтоб определить по этим часам возраст слоя (с того момента, как он затвердел), следует раздробить образец горной породы, добраться до «хранилища времени» и подсчитать, сколько там осталось радиоактивного минерала (например, урана-238) и сколько образовалось устойчивого минерала (например, изотопа свинца-206).

Известна формула, позволяющая по этим данным определить возраст образца горной породы. (Она просто и понятно выводится в книге П. Харлея «Возраст Земли».)

Имеются самые разные «радиоактивные часы». Одни из них отсчитывают миллиарды лет (например, ураново-свинцовые, калиевые или ториевые), другие — миллионы (один из изотопов урана), третьи — десятки тысячелетий (радиоактивный углерод).

Теперь проверены показания множества атомных часов, заключенных в самых разных породах. Подсчитано, что гранитам Балтики два миллиарда лет. Породы почти того же возраста встречаются на Украине. А в Южной Африке обнаружили и более древних «стариков» — до 2,6 миллиарда лет!

Другие атомные часы, отмеряющие небольшие промежутки времени, помогают археологам. Например, с помощью их подсчитан возраст деревянной ладьи из гробницы египетского фараона Сезостриаса III — 3621 год.

Атомные часы — самые точные, самые равномерные в геологии. Они позволяют геологам измерять время привычными, ровными единицами — годами. Поэтому их называют абсолютными. Возраст пород, вычисленный (в десятках, тысячах, миллионах лет) по этим «часам» (или по количеству годовых слоев в озерных или морских отложениях), называется «абсолютным геологическим временем».

Время — жить, время — умирать

Все часы, с которыми мы познакомились, подарены геологам химиками, физиками, астрономами. Но есть у геологов и собственные часы «оригинальной конструкции». Главная их особенность — неравномерный ход. Иной раз отмеряют они короткие промежутки времени, другой раз — длинные. Никакой устойчивости!

Эти часы — палеонтологические.

Каждый слой содержит свои особенные, подчас неповторимые остатки живых существ. По ним видно, как изменялось в течение истории Земли все живое на ней.

Миллионы, миллиарды лет нашу планету покрывает тонкая пленка жизни. Растения, животные, микробы — все они вместе, словно гигантский организм, изменяются со временем. Одни из них умирают (миллионы живых существ!), другие рождаются.