На заре жизни. Органический мир докембрия - Игорь Николаевич Крылов Страница 2

Это обстоятельство и послужило основой для разделения всей истории Земли на два крупных этапа. Палеозой, мезозой и кайнозой объединяются в фанерозой, или в этап наблюдаемой жизни («фанерос» по-гречески — «явный»), а докембрийские эры относятся к криптозою, или к этапу скрытой жизни («криптос» по-гречески — «тайный»).

Уже беглый взгляд на табл. 1 показывает, что этапы эти явно неравны: фанерозой составляет всего около 1/8 части всей продолжительности геологической истории. Остальное приходится на докембрий.

Что такое докембрий

Когда-то считалось, что Земля существует всего 6000 лет. Однако накопление геологических знаний раскрывало такую сложную цепь исторических событий, что они никак не могли уложиться в невероятно узкие рамки библейского летосчисления. В 1779 г. французский ученый Ж. Бюффон в своей работе «Эпохи природы» уже называет цифру 75 тыс. лет, а М. В. Ломоносов примерно в это же время считает, что надо говорить по крайней мере о сотнях тысяч лет. Шотландский геолог Дж. Геттон в конце XVIII в. и англичанин Ч. Лайель в начале XIX в. рассуждали об очень долгой, может быть бесконечной, истории Земли. Но это были только предположения и догадки.

В прошлом веке уже делались первые попытки строгих математических подсчетов. Выдающийся английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) предложил интересный метод. В то время всеобщим признанием пользовалась гипотеза постепенного охлаждения Земли из первичного огненно-жидкого состояния. Если вычислить ежегодный тепловой баланс Земли и узнать скорость, с какой она теряет теплоту, нетрудно подсчитать, сколько лет назад земная кора была расплавленной. Подсчеты неожиданно дали большую цифру — 100 млн. лет. Это показалось Кельвину настолько невероятным, что впоследствии он уменьшил цифру втрое.

В начале нашего века для определения возраста горных пород был впервые применен метод радиоактивного распада элементов. Принцип его широко известен. Радиоактивные изотопы урана (U238), распадаясь, превращаются в атомы свинца и гелия, радиоактивные изотопы калия (К40) переходят в аргон, рубидия (Rb87) — в стронций и т. д. Радиоактивный распад идет с постоянной для каждого элемента скоростью, на которую не влияют ни температура, ни давление, ни космические излучения, ни магнитные поля. Скорость этого процесса известна, и если мы узнаем, сколько содержится в минерале исходных радиоактивных элементов и продуктов их распада, можно вычислить время образования этого минерала.

Такие подсчеты еще в начале нашего века позволили английскому геологу Холмсу сделать первые определения возраста горных пород. Для каменноугольных отложений была получена цифра 350 млн. лет, для девонских — 380, а для докембрийских даже — 1580 млн. лет. В это же время один из основоположников современной ядерной физики Э. Резерфорд оценил возможный возраст Земли в 3400 млн. лет. Нельзя сказать, что эти данные были сразу же единодушно приняты всеми геологами. Но повторные определения и многочисленные новые цифры, получаемые совершенно независимо в лабораториях различных стран мира, становились убедительнее. Вторая мировая война затормозила исследования, но уже к 1950 г. геохронологическая шкала фанерозоя была полностью заполнена многократно проверенными цифрами. Однако данных об абсолютном возрасте докембрийских пород публиковалось очень мало. И дело было но в недостатке материала. Просто первые результаты определений казались невероятными даже для уверенных в своих выводах физиков. Здесь надо сделать небольшое отступление.

В начале 50-х годов на страницах геологических журналов развернулась дискуссия между академиком Н. С. Шатским и членом-корреспондентом АН СССР (ныне академиком) Б. С. Соколовым о положении верхнего докембрия в общей геологической шкале. Дело в том, что ниже палеонтологически охарактеризованных отложений палеозоя, но выше метаморфических толщ, относимых к архею и нижнему протерозою, во многих странах выделялись толщи, достаточно тесно связанные с кембрийскими отложениями, похожие на них по типу пород, но лишенные органических остатков. В Скандинавии их называли спарагмитами, в Северной Африке — иифра-кембрием, в Америке — альгонкием и т. п.

Н. С. Шатский считал, что верхнепротерозойские отложения Урала, Прибалтики и Сибири и одновозрастные им отложения из других стран следует выделять в самостоятельную группу, сопоставимую по объему с палеозоем или мезозоем. Наиболее полный и типичный разрез (или, как говорят геологи, стратотип) этих толщ находится на Южном Урале, в пределах горной части Башкирии, и поэтому новую группу предлагалось называть рифейской. Рифейские горы — древнее название Урала. Продолжительность рифейской эры он оценивал в 150–200 млн. лет.

Б. С. Соколов полагал, что правильнее было бы выделять не группу, а систему и включать ее в состав палеозоя как первое подразделение палеозойской группы. Такие попытки уже делал в 20-х годах американский геолог А. Грабау, много лет проработавший в Китае и выделивший там докембрийскую синийскую систему палеозоя. Длительность синийского периода Б. С. Соколов оценивал в 1958 г. в 80–90 млн. лет. Следует здесь же заметить, что подобные дискуссии об объеме и положении альгонкия, инфракембрия, синия, рифея и прочих подразделений проводились и в других странах, и в 1958 г. в Париже прошло Международное совещание по проблеме пограничных слоев кембрия и докембрия, на котором от Советского Союза выступали Н. С. Шатский и Б. С. Соколов.

Сначала большая часть геологов поддержала Б. С. Соколова, и Межведомственный стратиграфический комитет — организация, координирующая исследования советских геологов в области стратиграфии (науки о земных слоях), — принял название «синийские отложения» в качестве обязательного для всех геологических карт, издающихся в СССР.

Примерно в это же время геохимики и физики решили наконец опубликовать свои данные о длительности синийского и рифейского этапов истории Земли. Оказалось, что нижняя граница рифея (или синия) приходится на интервал 1550–1600 млн. лет[2] т. е. этот этап длился около миллиарда лет, практически вдвое больше, чем весь фанерозой. Конечно, сравнивать этот этап с периодом невозможно, да и эрой назвать такой огромный отрезок времени можно только с большой натяжкой. Но рифейские отложения — это только верхний докембрий, а древнейшие породы на Земле имеют возраст не менее 4 млрд. лет! В последнее время появлялись даже упоминания о цифрах 8, 9 и 15 млрд. лет, но эти данные нуждаются еще в тщательной проверке.

Следовательно, на долю докембрия приходится не менее 7/8 геологической истории нашей планеты. Сразу же оговоримся: это вовсе не значит, что 7/8 горных пород земной коры являются докембрийскими. Дело в том, что отложения более поздних эпох перекрывали докембрийские толщи широким и иногда достаточно мощным чехлом. Но и на поверхности Земли или на небольшой глубине докембрийских пород совсем немало.

А самое главное, что к этим толщам приурочены огромные богатства. Докембрийские породы заключают 70 % мировых запасов полезных руд, 63 % марганца, 93 % кобальта, 66 % урана, крупные запасы меди, золота, фосфоритов и много других полезных ископаемых. Докембрийские породы нередко представляют собой ценный строительный материал, прочный и красивый. Набережные Невы в Ленинграде, основание Медного всадника, Исаакиевский собор и даже гробница Наполеона в Парижском пантеоне сделаны