Живое прошлое Земли

Нам придется постоянно пользоваться названиями периодов и систем при рассказе о времени жизни тех или иных растений, или животных, или об отложениях, в которых найдены их остатки. Поэтому обратим особое внимание именно на эти подразделения шкалы. Для периодов самой молодой, кайнозойской эры сохранили старые названия - третичный и четвертичный. Четвертичный период длится до сих пор, а более древний, третичный часто делят на два: палеогеновый - древний и неогеновый - новый. Мезозойскую эру составляют три периода: молодой меловой (названный так по преобладающим меловым породам этого возраста в Англии, где впервые был установлен); юрский (названный по горам Юра в Европе); самый древний, триасовый ("из трех частей"). Палеозойскую эру делят на шесть периодов: пограничный с триасовым - пермский (названный по красноцветным породам окрестностей города Пермь); каменноугольный, или карбон (названный по местонахождениям каменного угля); девонский (его отложения впервые изучены в графстве Девоншир в Англии); силурийский (названный по древнему племени силуров, жившему некогда на полуострове Уэллс); ордовикский (тоже названный по имени древнего племени); самый древний - кембрийский (названный по Кембрийским горам полуострова Уэллс). Эти три эры сейчас ученые нередко объединяют под общим названием "фанерозой". В более древних отложениях остатки организмов чрезвычайно редки и приурочены к древним эрам, названным протерозой и архей. Изучение остатков живых организмов в еще более древних отложениях сейчас только начинается. Очень важно для хорошего понимания дальнейшего твердо запомнить названия периодов. Повторим их в обратном порядке, от самых древних к самым молодым, называя сокращенно, как это обычно делают геологи: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь - протерозой; триас, юра, мел - мезозой; третичный, четвертичный - кайнозой. Выяснив возраст слоев относительно друг друга, крайне интересно узнать, когда, сколько лет назад образовался слой, когда жили те животные или растения, остатки которых обнаружены в слоях. Оказывается, узнать это тоже можно, применяя сложнейшие физические методы. При распаде ядер тяжелых элементов в глубинах Земли образуются легкие радиоактивные элементы, в составе магматических расплавов поднимающиеся на земную поверхность. Здесь каменные расплавы остывают, из них кристаллизуются минералы, образуя горные породы. И тотчас же начинается распад радиоактивных элементов, входящих в состав минералов, образуются стабильные атомы. Значит, зная время распада радиоактивных и "выход" при этом нерадиоактивных элементов, можно по их концентрации определить время начала застывания каменного расплава. Чаще всего такие измерения делают для радиоактивного изотопа калия, измеряя количество образовавшегося при распаде инертного газа аргона. Этот метод называют калий-аргоновым. Период, за который остается лишь половина исходного количества радиоактивного калия - 12000 млн. лет, достаточно хорош только для древних пород. Он неприменим для самых интересных для нас осадочных пород, в состав которых входят обычно минералы, давно образовавшиеся. Так что возраст осадочных пород можно определять косвенно, сравнивая с окружающими изверженными, например с возрастом лавы, излившейся из жерла древнего вулкана и перекрывшей только образовавшиеся осадочные отложения. Если очень повезет, в такой лаве можно даже найти отпечатки сгоревших ракушек или листьев растений. Вот тут можно достаточно точно определить возраст лежащего под лавой осадочного слоя. На основании возрастных анализов создана единая шкала времени для фанерозоя. Разработка шкалы продолжается, цифры возрастов уточняются, и мы будем пользоваться пока средними величинами, принятыми отечественными геологами.

Самые древние породы, возраст которых пока определен на Земле, насчитывают 4,5 млрд. лет. Для недавних, с точки зрения истории Земли, событий возраст определяют другими точными методами, например по распаду радиоактивного изотопа углерода. Этот изотоп поступает в живой организм при жизни; после гибели организма поступление изотопа углерода прекращается, начинается распад уже имеющегося. Зная период полураспада - 5730 лет - можно по концентрации оставшегося изотопа углерода рассчитать точный возраст. Но для древних пород этот метод неприменим. Если возраст остатка организма более 40 тыс. лет, то в нем уже почти отсутствует радиоактивный углерод. Самое главное, что метод позволяет определить непосредственно время образования древнего болота, гибели животного, возраст уголька из костра первобытного человека. Как бы облегчилась работа палеонтологов и стратиграфов (изучающих древние слои земной коры), если бы можно было сразу и точно определять время образования любого, даже древнего, пласта! Но разработка таких методов - дело будущего.