Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Может показаться безответственным, что первым двум миллиардам лет истории Земли — почти половине времени ее существования — посвящается всего одна короткая глава. Знаний, которые накопили ученые об этом периоде, хватит, чтобы заполнить целые книги, но мы все еще знаем гораздо меньше, чем хотелось бы. Проблема не в недостатке усилий, а в том, что почти все породы, сформированные в первый миллиард лет, и даже многие из тех, что образовались в течение второго миллиарда лет, либо полностью разрушились, либо как минимум сильно изменились. Эрозия стерла древние хребты; столкновения между литосферными плитами заталкивают поверхностные породы вглубь планеты, нагревая, сминая и изменяя их почти до неузнаваемости. В некоторых случаях это происходило неоднократно. В результате в геологической книге возникают пробелы, которые значительно усложняют задачу чтения летописи горных пород в наиболее древних частях земной коры. Несмотря на это, мы знаем многое.

Для геологов поиск самых древних пород сродни поиску Святого Грааля. Сейчас рекорд принадлежит группе пород на восточном берегу Гудзонова залива в Канаде. Если отправиться туда коротким северным летом, бросив вызов тучам комаров, вы сможете сесть на обнажения этих серых непримечательных камней и созерцать окружающий молчаливый ландшафт — бесплодный, но красивый. Однако сами скалы отнюдь не безмолвны: постепенно они рассказывают о своей долгой истории. Это часть формации, известной геологам под названием «пояс Нуввуагиттук» (зубодробительное название из местного инуитского языка), которая датируется временем 4,28 миллиарда лет назад. Это означает, что породы образовались во время катархея — меньше, чем через 300 миллионов лет после рождения самой планеты.

Возраст самых древних известных пород постепенно увеличивается. Когда я был студентом, им было 3,6 миллиарда лет, и держать в руках кусок земной коры такой древности было настоящим чудом (и это по-прежнему так). Я помню, как один всемирно известный профессор, специализирующийся на докембрийских породах, сказал нам, что вряд ли удастся найти породы существенно старше 3,6 миллиарда лет. Он рассказывал, что более старая кора, вероятно, существует, однако она неузнаваема: геологические процессы трансформировали и плавили ее на протяжении всей долгой истории Земли. Однако методы радиоизотопного датирования совершенствовались, а геологи стали понимать, что в перекрученных и деформированных массах древних метаморфических пород могут сохраниться остатки еще более ранних пород земной коры; так что в геологической литературе стали появляться все большие числа. Сначала фрагменты метаморфизованного дна древнего океана рядом с формацией Исуа в западной Гренландии показали возраст около 3,8 миллиарда лет. Затем датировка некоторых прослоек метаморфических гнейсов на северо-западе Канады дала 3,9 миллиарда лет. Более подробные исследования тех же обнажений показали, что они на самом деле являются смесью различных пород, образовавшихся в разное время, а перемешались, возможно, при древнем столкновении литосферных плит. Самым старым частям в этой смеси оказалось чуть больше 4 миллиардов лет. А затем, в 2008 году, появилась новость о возрасте скал на восточном берегу Гудзонова залива — 4,28 миллиарда лет.

По поводу этого рекордного показателя все еще ведутся споры^[29]. Ученые, которые вели анализ, применили необычный подход: примененный ими метод датирования обычно не используется для земных пород. Поэтому некоторые геологи хотели бы получить подтверждение возраста с помощью других методов. Однако в любом случае эти данные четко говорят: даже если образцы с Гудзонова залива кристаллизовались не 4,28 миллиарда лет назад, а попозже, то результаты анализа демонстрируют, что они содержат материал-предшественник, который обладает таким возрастом. Химический анализ также показывает, что эти породы, хотя и подвергались метаморфизму, изначально были вулканическими. Таким образом, независимо от интерпретации даты этих пород, имеющиеся данные указывают, что на Земле уже как минимум 4,28 миллиарда лет назад шли корообразующие вулканические процессы.