На заре жизни. Органический мир докембрия - Игорь Николаевич Крылов Страница 3

Многие месторождения в докембрийских толщах являются совершенно уникальными. Железные руды Кривого Рога и особенно Курского бассейна могли бы обеспечить сырьем металлургическую промышленность всех стран мира в течение многих лет.

В докембрийских породах провинции Катанга (Республика Заир) заключено по меньшей мере четыре уникальных мировых месторождения. Здесь содержится 2/3 мировых запасов кобальта с содержанием элемента в руде до 2–3 % (рентабельной же считается разработка месторождений, если руда содержит 0,1 %, а в некоторых случаях даже 0,05 % кобальта). Кроме того, эти руды содержат до 10–12 % меди (рентабельна разработка медных руд при содержании всего 1–2, а то и 0,5 % металла). Здесь же находится крупнейшее в мире месторождение урана с содержанием U308 до 2–3 %, что превосходит необходимый для разработки минимум в 25–50 раз. К тому же попутно добывается столько золота, что одного его хватило бы для полного покрытия всех расходов на выгодную разработку всех конголезских месторождений.

Можно напомнить здесь и о крупнейшем месторождении золота Витватерсранд (или просто Ранд), расположенном в Южной Африке. Здесь докембрийские породы системы Трансвааль содержат несколько прослоев конгломератов и песчаников, из которых каждый год добывается до 40–50 % мировой добычи золота. Попутно из этих пород извлекают иридий и уран.

В докембрийских породах заключено и одно из наиболее крупных урановых месторождений мира у Большого Медвежьего озера в Канаде. И здесь, кроме урана, содержатся медь, серебро, никель, кобальт и висмут в количествах, вполне достаточных для успешной и выгодной их разработки.

Этот список богатств, таящихся в древнейших породах Земли, можно было бы продолжить. Железные руды Кирунавары (Швеция), Верхнего озера (Канада) и Бихара (Индия); марганцевые месторождения Хингана, Индии, Бразилии, Западной и Южной Африки; никелевое месторождение Сёдбери (Канада), дающее 80 % мировой добычи этого металла, и т. д. Словом, докембрий заслуживает того, чтобы его изучали самым тщательным образом.

Мы уже говорили, что установление возраста горных пород во многом определяет и направление поисков полезных ископаемых. Казалось бы, что методы датировок горных пород по радиоактивным изотопам полностью решают эту проблему.

К сожалению, дело обстоит не просто. Во-первых, в горных породах не так много минералов, в которых содержатся эти изотопы, и находки их в количестве, достаточном для получения убедительных цифр, — скорее редкое исключение, чем правило. Во-вторых, эти минералы за миллионы лет подвергались воздействию различных процессов, которые значительно изменяли их структуру и влияли на распределение в них радиоактивных изотопов и продуктов их распада. Мы говорили, что на скорость радиоактивного распада не влияют никакие внешние воздействия. Но продукты этого распада могут не сохраниться в минерале с изменившейся разрушенной структурой.

В кристаллах атомы, расположенные в строго определенном порядке, слагают так называемую кристаллическую решетку. Атомы, образующиеся при радиоактивном распаде (например, аргона или гелия), застревают в этой решетке. Измененные, разрушенные минералы теряют радиогенные элементы. Это меняет соотношения между первичным изотопом и продуктами его распада — цифра возраста становится меньше, а минерал кажется более молодым. Вполне возможна и обратная картина. В соседнем минерале, кроме своих собственных, могут появиться и новые, привнесенные извне атомы радиогенного аргона или гелия, и анализы могут показать возраст больший, чем он есть на самом деле. В этом, видимо, заключается одно из вероятных объяснений тех огромных цифр — до 15 млрд. лет, — о которых мы упоминали выше.

Эти цифры получены ленинградским ученым профессором Э. Герлингом, обнаружившем на Кольском полуострове, в Мончетундре, горные породы с совершенно необычным на первый взгляд соотношением калия и аргона. Напомню, что возраст всей Земли оценивается в 3,5–4 млрд. лет. А кольские породы были вдвое, а то и втрое старше! Мало того. Существующие представления о возрасте Земли хорошо согласуются с подсчетами астрофизиков, которые оценивают возраст Солнца в 5 млрд. лет, а возраст Вселенной — не более чем в 15–20 млрд. лет. Есть теории, согласно которым всего 12 млрд. лет назад наша Вселенная представляла собой гигантскую сверхплотную ядерную «каплю», начавшую в то время расширяться. Выходит, что эти камни с Кольского полуострова присутствовали при рождении Вселенной?

Последовали многочисленные проверки. Ученые убедились, что возможность лабораторной ошибки или неточностей в вычислениях исключена. И результаты, которые сначала обсуждались в узком кругу специалистов, появились в печати. Сейчас еще трудно сказать, к каким выводам придут ученые. Может быть, мы имеем дело с горными породами, поднявшимися с больших глубин, и их возраст — это возраст внутренней части, сердцевины нашей планеты. Выходит, Земля образовалась не сразу, а как бы в несколько приемов. А может быть, не весь аргон образовался только за счет калия?

Представим себе, что существовали какие-то полностью распавшиеся, так сказать, вымершие элементы. Они-то и были истинными родителями аргона. А мы, сравнивая количество атомов аргона только с количеством атомов калия, получаем заведомо преувеличенные цифры. Такое объяснение помогло бы, очевидно, решить и еще одну загадку, связанную с докембрием. Я уже упоминал, что Н. С. Шатский оценивал продолжительность рифейской эры примерно в 150–200 млн. лет. Он подчеркивал при этом, что по общему типу строения, характеру горных пород и мощности, толщине осадков рифейские отложения в принципе очень похожи на палеозойские. Но определения абсолютного возраста и здесь приводят к ошеломляющим выводам. Они показывают, что рифей длился не менее миллиарда лет. Значит, рифейские толщи накапливались раз в пять медленнее, чем точно такие же песчаники, сланцы и известняки палеозоя. Толща известняков мощностью 1000 м на Урале в девонский период отложилась за какие-нибудь 10–20 млн. лет. Точно такая же по мощности карбонатная толща, известная под названием миньярской свиты, отлагалась на Урале в рифее. Возраст ее нижней части 850 млн. лет, а кровли — 620 млн. лет. Следовательно, отложение миньярской свиты длилось раз в 10–20 больше — свыше 200 млн. лет! Выходит, известковые или на дне рифейских морей накапливались раз в десять медленнее, чем девонские осадки.

Некоторые исследователи, правда, пытаются объяснить эти явления недостаточной изученностью древних осадочных толщ. А может быть, говорят они, геологи просто не замечают каких-то скрытых перерывов в отложении осадка? На это геологи резонно отвечают, что можно ошибиться и раз, и два, и три — но ведь такое явление замедленного осадконакопления наблюдается всюду, где только встречаются докембрийские толщи.

А может быть, не осадок накапливался медленнее, а аргон — быстрее? Пусть цифры безупречны с лабораторной точки зрения. Но отражают ли они действительно абсолютный возраст породы? Если допустить, что в докембрии существовал какой-то дополнительный источник аргона, многие поразительные явления найдут очень простое объяснение.

Но главная трудность в широком применении метода определения возраста пород по радиоактивным изотопам состоит в том, что далеко не каждый камень пригоден для этого. Процессы, воздействовавшие