Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир

Следы именно таких обстановок и сохранили криогеновые и эдиакарские доломиты. Сами доломитовые кристаллы тоже не вполне обычны: они удлиненные и содержат обильные включения, а зоны роста у них имеют совершенную ромбоэдрическую форму. Особенно хорошо зональность самых ранних (по времени образования) доломитовых кристаллов выявляет катодолюминесцентный анализ тонких срезов образцов морского цемента (рис. 14.3). Тусклые люминесцентные зоны отличаются повышенным содержанием железа и марганца, а яркие — только марганца. Следовательно, во время роста кристаллов ионы этих элементов находились в растворе, что тоже возможно только в бескислородном океане.

Конечно, этот вывод необходимо подтвердить и с помощью других методов — проанализировать, как меняются соотношение I/(Ca+Mg), активного железа (Fe_а) к общему содержанию этого элемента (ΣFe) в породе и другие геохимические показатели, причем не только в доломитах, но и в других отложениях того времени (рис. 13.2б, г, и). Fe_а включает этот элемент в пиритах, а также железо, активное на ранних стадиях диагенеза, т. е. образующее окислы, карбонаты и магнетит. Эмпирически выявлено, что соотношение Fe_а/ΣFe > 0,38 соответствует бескислородным условиям, а Fe_а/ΣFe < 0,22 — кислородным; промежуточные показатели истолковать трудно. Кроме того, высокая доля пиритовой составляющей (Fe_п) в активном железе указывает на сероводородные условия (Fe_п/Fe_а > 0,7–0,8). И все эти вещественные данные свидетельствуют: да, океан позднекриогеновой-эдиакарской поры (740–550 млн лет назад) был доломитовым (с повышенным содержанием магния по отношению к кальцию) и бескислородным — закисным на глубине, сульфидным ближе к поверхности.

Несмотря на неблагоприятную (правда, исключительно с нашей точки зрения) обстановку, своеобразная жизнь протекала и в сероводородных морях. Внушительным прижизненным памятником сероводородным микробным сообществам служат криогеновые доломитовые рифы. Такие рифы совсем не были похожи на постройки губок или кораллов, даже на сооружения цианобактериальных сообществ: гигантскими — до 400 м высотой — крутыми подводными стенами они опоясывали австралийскую часть Гондваны и Лаврентию, не приближаясь к поверхности моря ближе чем на 150 м. Гребни этих «мегалитов» были сложены доломитовыми строматолитами, фундамент — странными каменными пузырями, тоже доломитовыми. И в холодноводных морях развивались подобные сообщества, хотя доломит там, конечно, почти не формировался. Например, на Балтии на сероводородные условия указывают обильные и разнообразные, переполненные кристалликами пирита оболочки и чехлы серных бактерий — коккоидных, возможно, пурпурных и нитчатых зеленых. А вот остатки каких-либо животных в этих отложениях отсутствуют.

Уровень кислорода повышался постепенно, и даже в палеозойскую эру вплоть до начала каменноугольного периода содержание этого газа в атмосфере колебалось от 4 до 13 % (рис. 13.2к). В течение эдиакарского и кембрийского периодов рост содержания кислорода был замедленным, и резкие скачки перемежались с длительными интервалами, когда открытый океан был закисным и сероводородным (рис. 13.2и). Первые такие «всплески» последовали за маринойским и гаскьеским оледенениями (около 635 млн и 580 млн лет назад), остальные отвечали эпизодам, когда захоронение неокисленного органического вещества шло повышенными темпами (540, 530 и 520 млн лет назад). Об этом можно судить по синхронным положительным сдвигам в изотопной подписи углерода (до +4‰) и серы (до +20‰), т. е. по обогащению океана тяжелыми изотопами за счет легких, которые потребляли, соответственно, фототрофы и восстановители сульфата (рис. 13.2в, л). Если рассчитать, каким объемам выделенного кислорода отвечают такие изотопные соотношения, то получится около 4–13 %.

И все-таки большая часть океана оставалась анаэробной. Удивительно, что в таком океане организмы жили и эволюционировали.

Глава 15. Эмбриональная стадия Земли

Не только мощные отложения доломитов по всему миру отражают необычность морских обстановок эдиакарского периода. Особое место среди осадочных пород этого интервала и начала следующего, кембрийского, периода занимают фосфориты. Четвертая часть мировых запасов этого ценнейшего сырья для получения удобрений и горючих веществ (в прежние годы оно использовалось также для производства фотохимических реактивов) сформировалась в то время — 635–500 млн лет назад (рис. 13.2а). Содержание фосфата в пересчете на пентоксид фосфора (Р₂О₅) в месторождениях эдиакарско-раннекембрийского возраста (а их насчитывается более 350) составляет от 15 до 35 %, а запасы пяти самых крупных их них оцениваются более чем в 10¹⁰ кг для каждого (промышленными залежами фосфоритов считаются отложения, содержащие более 9 % пентоксида). Две другие эпохи фосфатонакопления приходятся на пермский период и на юрско-четвертичный интервал.