Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

Гангнус Александр Александрович

Потом баланс природного равновесия вновь пришел в норму - вплоть до мелового периода. Сто миллионов лет назад на Земле произошла пятая атмосферная революция. Памятники ей - сахарно-белые меловые скалы на берегах Англии, Русской равнине и во многих других районах мира.

Меловая революция

Мел. Не случайно совпадают названия очень важного геологического периода и мягкой горной породы, известной любому первокласснику. Проводя с мягким хрустом этим белым бруском по черной классной доске, школьник не просто пишет слова, цифры, а размазывает по плоскости остатки раковин мельчайших морских животных - фораминифер и развалины хрупких панцирей одноклеточных подвижных жгутиконосных водорослей - кокколитофор. Мел - новая эпоха отложения извести в мелководных шельфовых морях прошлого. Многие из этих отложений поднялись потом над водой, и из белого мучнистого ила образовались гигантские толщи меловых известняков.

В главе «Суперхрон»

первой половины этой книги рассказано о том, как интерпретируют повышенное отложение известняков в мелу современные тектонисты. В ходе некоего «суперхрона», грандиозного цикла циркуляции в толще мантии Земли, к поверхности раз в полмиллиарда лет поступает сгусток углеродсодержащих лав, из вулканов извергается необычно много углекислого газа. Но по схеме Симпсона в мелу все было не совсем так. Именно тогда, по его мнению, мельчайшие представители двух царств живого мира планеты совершили некоторое насилие над естественным химическим равновесием между океаном и атмосферой. Они отлагали, как он считал, под конец мела известь в условиях уже не избытка, как это бывало прежде, а недостатка углекислого газа. Они обеднили углекислотой сначала океан (ведь углекислота идет на образование извести), а затем, поскольку океан жадно поглощает атмосферную углекислоту, и воздух. В результате этого позднемелового «насилия» кислородно-углекислый обмен в природе держится именно с тех пор все более «на волоске»: углекислого газа в воздухе содержится очень мало, ровно столько, сколько успевают выделить животный мир, вулканы, человек с его техникой, прежде чем растения Земли жадно впитают его и разложат на углерод и кислород. Именно с этого времени начинается медленное повсеместное охлаждение климата Земли, с временными катастрофическими разогревами типа выброса метана в начале эоцена.

Геологи заканчивают мелом последнюю древнюю эру Земли - мезозой. Следующий за ним третичный период - уже в «нашей» эре, в кайнозое; в его лесах мы чувствовали бы себя как дома: столько знакомых растений мы бы видели вокруг. Третичных животных, хотя и очень непривычного облика, даже непосвященный признал бы за самых обычных «зверюг»: это были млекопитающие, об эволюции которых говорилось в предшествующей главе.

С меловым периодом навсегда ушли в прошлое ящеры-гиганты - и сухопутные, и водоплавающие, и летающие. В море вымерли ведущие группы беспозвоночных - аммониты, белемниты, многие губки. В меловом периоде во многих местах планеты теряют свое господствующее положение голосеменные растения. Очень быстро появились и захватили огромные пространства широколиственные леса, травы - покрытосеменные растения, главным оружием которых в борьбе за существование был новоизобретенный цветок.

Немецкий палеонтолог А. Мюллер выделил две основные эпохи великого вымирания - пермотриас и конец мела. Вымирали не виды, а целые роды и безвозвратно уходили в земные пласты в качестве окаменелостей.

Геологический термометр

Известный физик и астроном Гарольд Юри в 40-х годах проводил эксперименты с изотопами кислорода. Эти изотопы, например самые распространенные ₁₆О и ₁₈О, во всем похожи друг на друга, но второй тяжелее, и этого достаточно, чтобы в природе в некоторых случаях происходило их разделение, накопление одного относительно другого. Один из таких случаев - это уже знакомая нам реакция, используемая живыми организмами моря для построения своих скелетов и панцирей-раковин,- кристаллизация карбоната кальция СаСОз. Редкий, более тяжелый, а значит, несколько более энергичный изотоп 018 легче переходит в кристаллы, его больше накапливается в раковинках, чем в окружающей воде. Но самое интересное другое. Изотоп этот концентрируется в раковинах животных несколько активнее при нуле градусов, чем, скажем, при двадцати пяти градусах Цельсия. «В моих руках внезапно оказался геологический термометр»,- писал Г. Юри в 1946 году. Прошло десять лет, прежде чем градусник прошлого заработал. Он подтвердил существование низких температур в районе пермокарбонового оледенения в Австралии и очень теплых условий в мелу. Те самые меловые отложения, которые были образованы фораминиферами и другими раковинными организмами и вызвали пятую атмосферную революцию на Земле, сами рассказали о своем житье-бытье.

Температура в течение мела менялась, падала, хотя все время была гораздо выше современной, даже в глубинах океана. Особенно интересными оказались измерения древних температур по анализам пресноводных, озерных ракушек. Дело в том, что озера равномернее прогреты, чем моря, их температура ближе к температуре воздуха. Значит, показания озерных организмов достовернее рассказывают о климате. Температурные записи, прочитанные в пресноводных североамериканских известняках, показаны на рисунке: триста четырнадцать анализов нарисовали плавную синусоиду содержания тяжелого изотопа. Возрастая от девонского периода (а возможно, еще с кембрия - третьей революции) до революции пермокарбона (температура падает), содержание ₁₈О вновь достигло девонского уровня именно в мелу. С тех пор температура опять

понижалась, и к нашим дням при всех ее колебаниях она упала уже на пятнадцать градусов; и, судя по рисунку кривой, нас, возможно, ждут впереди еще большие холода. Нынешнее небольшое потепление, считают географы, которое, впрочем, может продлиться десяток тысяч лет, является «межледниковьем»; следующий этап наступления ледников, судя по показаниям пресноводных известняков прошлого, может превзойти все предыдущие, если... если в дело не вмешается шестая атмосферная революция, вызванная в наши дни успехами или просчетами человеческой цивилизации. Но об этом несколько дальше. Здесь только нужно подчеркнуть: молодая наука об изотопах и их приключениях в истории Земли - ядерная геология сделала первые шаги и от нее можно еще ожидать очень много интересного, откровений как о прошлом, так и о будущем нашей планеты.

Так меняется климаты в Северной Америке в ходе геологической истории, судя по содержанию тяжелого изотопа кислорода в озерных отложениях

Птеранодон

Птеранодон взлетал с трудом,

Но если уж летел,

То долго в небе голубом

Парил и кожаным крылом

Об воздух шелестел.

Он был как сказочный дракон,

Ужасен и велик.

горел в глазах его огонь,

Змеей шипел птеранодон,

И пламенел язык.

Как планер, в небе он висел,

Не шевеля крылом.

Парил дракон во всей красе,

И на него глядели все,

И он глядел...

орлом!

Птеранодон

На плывущих континентах

Пятая атмосферная революция Земли произошла не сама по себе: и отложение мела, и изъятие из воздуха излишков углекислого газа - все это было порождено революцией биологической, вспышкой жизнедеятельности мельчайших водорослей и фораминифер. А куда дальше поведет нас причинная цепочка? Что управляло самим этим процессом? Почему меловой период породил меловые толщи на огромных пространствах? Ведь и эти водоросли, и фораминиферы - организмы древние, но прежде они не позволяли себе так размножаться и производить революции планетарного масштаба.

Каждый период истории Земли порождал свои, свойственные только ему типичные географические достопримечательности. В пермотриасе это были бесчисленные лагуны типа Кара- Богаз- Гол а, только гораздо больших размеров. В них откладывались соли. Но зато в пермотриасе почти не было мелких шельфовых морей, чем и объясняется, возможно, бедность этого периода мелководными морскими животными.

В мелу все было наоборот. Лагун, накапливающих соли, не было вовсе, а огромные пространства материков по нескольку раз погружались под уровень океана, став мелкими шельфовыми морями, кишевшими жизнью и быстро заполнявшимися ракушечно-водорослевым илом - сырьем для будущих меловых толщ. Может быть, именно эта геологическая причина - наступление моря - и лежит в основе меловой атмосферной революции? С ней же и с другими геологическими событиями этого времени некоторые ученые связывают и прочие меловые события, великие вымирания в том числе.

Уже Леонардо да Винчи говорил о том, что нынешние горы были морским дном. По слоям морских окаменелостей, перемежающимся со слоями «сухопутных» отложений, можно было судить о том, что граница суши и моря путешествовала на нашей планете очень прихотливо. И когда данные палеонтологов показали, что некогда все материки южного полушария составляли единое биосферное целое, то для того, чтобы объяснить нынешнее их состояние, геологи поступили очень просто: «погрузили» огромные куски континентов в воду. И были очень удивлены, когда первые же данные морской геологии и геофизики принесли известие: кора под океаном принципиально иная, нежели на материках. Она намного примитивнее, проще, моложе, и там нет ничего похожего на рельеф застигнутого катастрофой материка. Геологи были удивлены, несмотря на то что теория, предсказывающая это открытие, уже существовала - теория дрейфа материков А. Вегенера. Граница материка и океана - очень устойчивое геологическое образование. Природа скорее сдвинет весь огромный континентальный массив, чем посягнет на этот рубеж.