Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед

Крупномасштабная химическая дифференциация Земли на металлическое ядро и перекрывающую его каменную оболочку — мантию — должна была произойти в самом начале существования нашей планеты. Что касается возникновения земной коры, то это уже другая история. Мы знаем, что и она тоже образовалась в результате плавления, но в этом случае расплавленные материалы, в отличие от расплавленного железа, обладали меньшей плотностью, чем породы окружающей мантии, и поднимались к поверхности. Этот процесс все еще продолжается и в наше время. Лавы, изливающиеся в наши дни из вулканов, являются результатом процессов плавления, происходящих в мантии и, застывая, они образуют новый материал земной коры. Земная кора, в частности континентальная кора, выросла на протяжении истории Земли, хотя ученые спорят, был ли ее рост непрерывным или эпизодическим, а также изменялась ли его скорость во времени.

Геология — древняя наука. В примитивной форме ею занимались первобытные люди, когда искали месторождения таких пород, как кремень или обсидиан, из которых потом изготавливали (путем отщепления) орудия с острыми краями, необходимые для охоты или вскапывания земли и разделки туш животных. Поиски месторождений негорючих и горючих полезных ископаемых, дающих материалы и энергию, необходимые для функционирования современного общества, по-прежнему являются важнейшей задачей для геологов. Не менее важным, независимо от возможности немедленного практического применения, является познание процессов, происходящих в Земле. В конце концов, геология окружает нас каждый день и на каждом шагу, хотя, вероятно, нелегко распознать этот факт, живя в сердце большого города. Но посетив Великий каньон или Йосемитскую долину, вы приобретете совершенно новый опыт, особенно если хотя бы немного познакомитесь с геологией. Увидеть, что красота Йосемитской долины с ее водопадами, низвергающимися крутыми каскадами, это плод работы возвышающихся над нею ледников, изрезавших породы горной цепи Сьерра-Невада во время недавнего оледенения, или понять, что моря наступают и отступают, потому что много миллионов лет назад отложили слои осадочных пород, ныне обнаженные в стенах Большого Каньона, — все это большинство людей будут переживать снова и снова.

Чтобы прийти к современному пониманию строения Земли и ее истории, геологам пришлось побывать историками, детективами, исследователями-первопроходцами, инженерами и, в первую очередь, пытливыми наблюдателями. А в наши дни им все больше приходится быть биологами, физиками, химиками и математиками, потому что изучение Земли охватывает все эти области знания. Поиск ответов на вопросы, которые поднимают науки о Земле, буквально не дает камням покоя.

Глава 2. ПЕРВЫЕ ДНИ

Ветхий завет сообщает, что Земля была сотворена за семь дней. Большинство геологов полагает, что даже Бог не смог бы выполнить такую задачу за столь короткое время. Тем не менее, это событие должно было произойти довольно быстро (в геологическом смысле). А насколько быстро — это очень важно, поскольку куски вещества, которые скапливались и слипались в комья, образуя Землю, несли с собой кинетическую энергию, и по мере того как эти обломки сталкивались с разрастающейся Землей, их кинетическая энергия превращалась в теплоту. Количество теплоты, накапливавшееся в недрах быстро растущей Земли, вместо того, чтобы излучаться с поверхности в космическое пространство, и определяло, насколько горячей была Земля в конце первоначального периода ее образования за счет захвата вещества первоначального газопылевого скопления. Чем быстрее протекал этот процесс, тем больше тепла сохранялось и накапливалось в новообразованной Земле и тем горячее становилась она. Без сомнения, первоначальная Земля была очень горячей, хотя об этом этапе ее истории у нас очень мало информации. Была ли внешняя часть Земли полностью расплавлена? Был ли на Земле магматический океан, аналогичный океану, который, по мнению многих геологов, существовал на Луне? Была ли когда-либо вся Земля в расплавленном состоянии?

Все эти точки зрения имеют своих сторонников, но нет никаких определенных и однозначных данных, которые свидетельствовали бы в пользу какой-либо из них. К несчастью, но неизбежно, по мере нашего углубления в прошлое Земли геологические факты и ключи к истории Земли становятся все более скудными и их все труднее интерпретировать. В самом начале, как уже было отмечено в предыдущей главе, и Земля, и другие планеты нашей солнечной системы образовались из кусков и обломков, вращавшихся вокруг первоначального Солнца. Земля разрасталась, захватывая все вещество, находившееся вокруг, пока не достигла за несколько миллионов лет — не более десяти — приблизительно своего нынешнего размера. Хотя мы и не знаем точно, как быстро она стала такой, как сейчас, у нас все же есть данные о характере вещества, из которого она образовалась. Эту информацию мы получаем на основе изучения метеоритов.

МЕТЕОРИТЫ И ЗЕМЛЯ