Земля после нас: Что расскажут камни о наследии человека?

Это один из основополагающих принципов геологии: в последовательности слоев осадочных пород каждый вышележащий слой моложе нижележащего. В конце концов при обсуждении последовательности залегания пластов породы «верхний» фактически стало означать «более молодой», а «нижний» — «более древний», задавая геометрическое направление ходу времени — временной стреле. Следует подчеркнуть, что этот принцип применим только к исходному взаиморасположению наложенных друг на друга осадочных слоев. Впоследствии слои могут наклоняться, искривляться, смещаться, даже переворачиваться вверх дном, но их первоначальный порядок все равно дает косвенное представление о времени.

Данный принцип может широко применяться на Земле и других планетах. Однако это не непреложный закон в том смысле, как, скажем, ньютоновские законы движения. Например, частицы нескольких последовательных тонких слоев осадка через много месяцев и лет после отложения могут перемешаться в результате роющей деятельности животных или роста корней растений. То, что потом захоранивается в виде «слоя», представляет собой диффузный слой, состоящий из неразделимо связанных частиц, которые когда-то образовывали несколько последовательных слоев, но эти исходные слои уже не подлежат вычленению. Следовательно, на этом уровне стрела времени притупляется. Нельзя четко отделить один от другого месяцы и годы, приходится иметь дело с размытыми, интерградационными временными периодами, каждый из которых охватывает столетия или тысячелетия. Но история Земли насчитывает миллионы лет. Поэтому для упрощения и существует эффективный и удобный способ определения хронологической последовательности формирования горных пород — так называемый закон суперпозиции[4].

Итак, после распознания твердых осадочных пород как слоев затвердевших отложений, а фоссилий — как остатков давно умерших организмов, путь к составлению некоторого понятия о земной истории может показаться открытым. Но чтобы разобраться в горных породах и окаменелостях, надо иметь верные представления не столько о суше, сколько о море.

Обращение к океанам — логичный шаг в исследовании этой планеты. Море — вместилище большинства отложений, смытых с суши, и большинство напластований являют собой окаменевшее морское дно с ископаемыми морскими организмами. А значит, чтобы прочесть в геологической летописи историю Земли, надо отважиться на погружение в океанскую бездну. Это непростая для исследования среда. Она может вызвать затруднения даже у технологически подкованных межзвездных путешественников.

Наша собственная цивилизация на протяжении многих тысячелетий обитала рядом с морями и пересекала океаны на утлых суденышках; однако лишь в прошлом веке люди научились погружаться на глубины более нескольких метров, с которых доставали жемчужниц и губки. Ниже этого уровня в океане темно, холодно и господствует сокрушительное давление. Нашим предкам морская пучина казалась невероятно загадочной и абсолютно недосягаемой. Разве не обитают в океанах легендарные, напоминающие спрутов чудовища? Что ж, теперь мы знаем о существовании гигантских кальмаров, хотя нам до сих пор крайне мало известно о биологии этого неуловимого создания. Существует ли жизнь на океанском дне? О ней было известно еще меньше, и многие ученые прошлого считали, что ее там нет. Поэтому обилие причудливых фосфоресцирующих форм жизни, выхваченное прожекторами первых батискафов, стало немалым сюрпризом для океанографов начала прошлого века.

Геологи викторианской эпохи, не ведавшие, что происходит на поверхности дна, в морских глубинах, оказывались на три четверти слепы в своих исследованиях. Большинство осадочных горных пород, ныне находящихся на суше, отложились в морях, зачастую очень глубоких. Изучение этих слоев в отсутствие возможности соприкосновения с морскими глубинами, где можно было бы проверять интерпретации, велось посредством логики и эмпирических правил — ненадежных советчиков, когда имеешь дело с миром природы, в котором так много парадоксальных неожиданностей.

Одним из результатов применения эмпирических правил стало представление о том, что происходит с массами взвешенного материала, приносимого реками в море. Что касается прибрежной зоны, проблем с объяснением не возникало, поскольку зона эта находится в пределах досягаемости. Согласно этому объяснению, часть отложений — более тяжелый и крупнозернистый материал — накапливается у речного устья, постепенно образуя дельты, которые со временем выдвигаются в море, подобно тому, как дельта Миссисипи ныне выдается в Мексиканский залив, а дельта Нила (собственно Дельта, упомянутая в качестве таковой еще Геродотом более 2000 лет назад) — в Средиземное море. Другая часть осадочных пород перераспределяется волнами и приливными течениями вдоль береговой линии, образуя пляжи (на участках побережья, где преобладает волновое воздействие) и приливно-отливные отмели (там, где сосредоточено приливно-отливное воздействие). Пока все гладко: но что происходит глубже?