Краткая история планеты Земля. Горы, животные, огонь и лед

После того как в двух последних главах мы отвлеклись на тектонику плит и геологическое время, пора возвратиться к моменту геологической истории Земли, где мы ее оставили, а именно к концу протерозойской эры. Следующим крупным подразделением геологического времени (опять посмотрим на рис. 1.1) является палеозойская эра, которая началась кембрийским периодом около 540 миллионов лет назад. Для порядка следует отметить, что остается некоторая неопределенность в отношении точного возраста границы между протерозоем и кембрием. Даже последние оценки ее колеблются между 530 и 600 миллионами лет. Такая изменчивость является составной частью естественного прогресса науки, а отнюдь не признаком слабости научного подхода, как думают некоторые. Причины этой неопределенности лежат как в технических трудностях датировки пород, так и в поисках подходящих образцов, характеризующих эту границу (поскольку не все породы могут быть датированы). Существует также проблема, куда конкретно поместить физическую границу в данной последовательности осадочных пород. Принятое здесь значение в 540 миллионов лет основывается на тщательной ураново-свинцовой датировке кристаллов циркона, извлеченных из слоя вулканического пепла, найденного в осадках из провинции Юннань, Китай. Точность определения возраста самого слоя пепла сомнений не вызывает. Неопределенность состоит в том, что неясно, как располагается сам этот слой относительно действительной границы. Палеонтологи на основании содержания в породах различных ископаемых остатков организмов сделали вывод, что осадки, залегающие непосредственно выше и ниже этого слоя пепла, отложились очень близко к началу кембрийского периода (кембрия) — первого периода палеозойской эры. Но независимо от точной даты с начала кембрия и ближе к нашему времени геологическая история Земли неразрывно связана с историей жизни на нашей планете, сага о которой рассказывается ископаемыми остатками, сохранившимися в породах.

ОКАМЕНЕЛАЯ ЛЕТОПИСЬ

Окаменелости, используемые геологами для прослеживания путей эволюции и реконструкции моделей климата Земли, дошли до нас в различных формах. Некоторые остались почти неизменными по сравнению с их первоначальным состоянием, как, например, скелеты саблезубых тигров, открытые в смоляных карьерах около Ла-Бриа в районе Лос-Анджелеса, но большей частью они в разной степени изменены химическими реакциями при сохранении внешнего вида. Наиболее распространенными окаменел остями являются твердые части животных, сложенные обычными минералами, — кости или зубы, состоящие из фосфатных минералов, и раковины, сложенные карбонатом кальция. Мягкие ткани обычно разлагаются слишком быстро, чтобы от них что-нибудь сохранилось, хотя в некоторых видах среды осадконакопления они тоже сохраняются. И это большая удача, потому что большинство докембрийских и раннекембрийских животных были мягкотелыми и их остатки имеют критическое значение для понимания природы кембрийского взрыва.

Химические реакции, которые резко изменяют минеральный и химический составы остатков — как твердых, так и мягких их частей, — обычно оставляют нетронутой морфологию и внутреннюю структуру растений или животных. В типичных случаях реакции происходят после погребения организма в осадках, когда циркулирующая в осадке вода, несущая растворенные в ней минералы, реагирует с первичным материалом погребенного организма, трансформируя его. Хорошим примером такой реакции является окаменевшее дерево, которое сохраняет тончайшие детали своего первоначального строения — годичные кольца и т. п., несмотря на тот факт, что целлюлоза и другие химические компоненты первоначального дерева полностью замещены кремнеземом — той самой составной частью, которая слагает обычный минерал кварц. Как показывает само название, в данном случае древесина была превращена в камень.

Некоторые очень ценные ископаемые вообще являются остатками не организмов, а их следов — это борозды после проползших червей, царапины крабов, отпечатки следов динозавров. Подобно опытному следопыту, который может определить пол, рост и вес человека по не слишком отчетливым следам, некоторые палеонтологи умудрились насобирать по мелочам огромное количество информации о древних организмах и их поведении по такого рода остаткам. Их работа гораздо труднее, чем работа следопыта, поскольку во многих случаях вообще неясно, какое животное оставило данный след.