Великие геологические открытия
Шрифт:
На самом деле, принцип Карпинского утверждает, что обязаны существовать переходные слои между подразделениями Международной стратиграфической шкалы любого ранга, но… только в конкретных разрезах. Принцип Головкинского означает, что границы свиты в достаточно удаленных друг от друга разрезах должны быть диахронными. Если с позиций этих принципов, соединенных воедино, взглянуть на методологические основы Международной шкалы, то следовало бы ее существенно трансформировать, сделав границы подразделений не плоскостными, а объемными – в виде швов, имеющих неопределенную длительность (ведь масштабы скольжения границ в разных районах неодинаковы). Однако «эталон геологического времени» такого не допускает, временные рубежи в Международной шкале «плавать» не должны.
Следовательно,
Этим целям и служит принцип так называемой хронологической взаимозаменяемости признаков (ХВП). Его предложил в 1974 г. один из самых глубоких стратиграфов последнего времени Сергей Викторович Мейен (1935-1987).
Суть принципа в следующем. Геологи привыкли считать, что чем большее число признаков объекта они учтут и чем больше при этом используют самых разнообразных методов, тем более объективное решение будет получено. Ничего наивнее такой веры нет. Добро бы еще была ясной связь (точнее, взаимосвязь) между признаками. Тогда бы они использовались с разным информационным весом, и это все же принесло бы пользу. Но и этого, конечно, нет. Слепое увеличение числа характеристик объекта чаще приводит просто к информационному шуму.
Это рассуждение имеет самое тесное отношение к стратиграфии. Ведь в любой отрезок геологической истории население планеты было весьма разнообразным, и хотя известны виды, которые жили строго отведенное им время (это так называемые руководящие виды фауны), однако наряду с ними было много и других видов – их дальних и близких соседей по эволюционному древу. Для каждого геологического периода, следовательно, характерны и просто видовое разнообразие фауны, и в то же время определенные упорядоченные последовательности видов (сукцессии). Их строят палеонтологи, и они образуют сменяющиеся во времени ряды. Комбинируя эти ряды, можно получить разные временные рубежи для одних и тех же стратиграфических подразделений.
С другой стороны, если использовать не просто большое число признаков (в частности, видов фауны), но признаков сопряженных (эмпирически выявленные сопряженные комплексы признаков Мейен предложил назвать «синдромами»), то можно как бы примирить такие понятия, как диахронность границ местного подразделения и синхронность подразделений Международной шкалы.
А почему «взаимозаменяемость»? Мейен полагал, что признаки бывают «весомыми», но «несамостоятельными». От объекта к объекту они прослеживаются с помощью менее весомых, но более самостоятельных признаков. Это и есть хронологическая взаимозаменяемость признаков.
Если эту (авторскую) трактовку принципа Мейена приблизить к проблеме временной упорядоченности геологических событий, то станет более ясной цель его использования – надо выбрать такую систему взаимосвязанных характеристик объекта, которая даст возможность без утраты его индивидуальных черт в рамках местной схемы привязать данный объект к Международной шкале по возможности однозначно.
Итак, рядом принципов стратиграфия поступиться никак не может. Одними потому, что без них не обойтись при расчленении земной коры на последовательную цепь событий (принципы Стенона и Смита), другими – поскольку без них невозможно увязать механизмы осадконакопления с темпами изменения видового разнообразия в пределах бассейна, а в конечном итоге точно датировать конкретное стратиграфическое подразделение (принципы Головкинского и Карпинского). Наконец, нельзя поступиться и принципом Мейена, поскольку без него невозможно местную изменчивость видов соотнести с неизменными эталонами Международной стратиграфической шкалы.
Все вместе эти принципы как бы задают ход геологических часов, постичь который и помогло обсуждаемое нами великое геологическое открытие. Почти за два столетия, промелькнувших со времени работ Кювье и Смита, это открытие, разумеется, претерпело сильные изменения. Основоположники биостратиграфии теперь бы не узнали своего детища. Но даже радикальные технические перемены (методы радиологического определения возраста горных пород; методы электронной микроскопии, обнаруживающие следы жизни чуть ли не на клеточном уровне в породах, возраст которых приближается к 4 млрд лет) не изменили главного, а именно, мистического преклонения геологов перед своим – геологическим –
Нам поэтому не обойтись без того, чтобы не порассуждать на традиционную и очень любимую геологами тему – о Времени.
Гипноз геологического времени
Давайте договоримся: геологический процесс будем считать одновременным, если совпадают геологические датировки его начала и конца. Это определение, конечно, противоречит физической стороне явлений. И тем не менее с геологических позиций оно представляется единственно возможным. На самом деле, если представить себе протекание любого процесса в обычном физическом времени, то его начало и конец никогда не совпадут уже хотя бы потому, что мы имеем возможность точно отметить на часах начало и завершение процесса и тем самым оценить его длительность.
Отличие любого сугубо геологического процесса состоит в том, что ни палеобиологические (палеонтологические), ни даже радиологические часы не показывают собственно время его протекания; с их помощью удается лишь упорядочить события и собственно стратиграфическими методами соотнести их между собой (не без участия только что обсужденных нами принципов) и с Международной стратиграфической шкалой, или со шкалой геологического времени.
Почему «геологического»? Ничего особенно глубокомысленного за этим прилагательным не стоит. Время называют геологическим только из-за специфики его фиксации: оно, как уже отмечалось, не может быть измерено непосредственно, о нем всегда судят по косвенным характеристикам объектов. Говоря короче, время в стратиграфических классификациях является выводной характеристикой; не оно лежит в основе рассуждении о синхронности или асинхронности образования подразделений местных стратиграфических схем, а наоборот, – время как научная категория появляется лишь тогда, когда синхронность (или асинхронность) доказана иными методами, прежде всего палеонтологическими.
Во вводной главе к этой книжке я уже отметил, что невообразимая растянутость геологической истории нашей планеты создает иллюзию чуть ли не физического существования времени как некоей материальной субстанции, способной только за счет практически неограниченно длительного воздействия на объекты трансформировать их до неузнаваемости.
Попробуйте представить себе, например, такой процесс. На внешнем склоне Японского желоба с судна «Гломар Челленджер» была пробурена скважина № 436. Ее глубина составила 397,5 м, не считая, конечно, толщи воды. Глубже 360 м в разрезе скважины отмечены глины мощностью 20 м. Они не содержат никакой органики. Временн'oй же интервал эти глины представляют громадный – от начала палеогена до среднего миоцена, т. е. его продолжительность 40-50 млн лет. Если поделить мощность толщи (20 м) на время ее формирования (45 млн лет), то получим хотя бы приблизительную оценку скорости осадкоиакопления. Она окажется равной 0,000044 см/год, или 0,5 мкм/год.
Как себе представить такую величину? Очень просто. В обычной городской квартире в зимние месяцы (при закрытых окнах!) такой слой пыли накапливается менее чем за неделю. Теперь понятно также, сколь свободны от терригенной взвеси глубоководные зоны океана и сколь при этом громадна созидательная роль геологического времени, способного при таких исчезающе малых скоростях осадконакопления зафиксировать в разрезе через 45 млн лет толщу глин мощностью 20 м.
Такие временные масштабы, конечно, могут смутить. Время начинает как бы гипнотизировать исследователей, и те в полусомнамбулическом состоянии пускаются в глубокомысленные философские изыски из области пространственно-временной мистики. Докапываются до релятивистских корней геологического времени. Препятствие, мешающее наконец-то разрешить все проблемы стратиграфии, видят «в движущихся часах». Обрушиваются на тех, кто по старинной наивности верит в «абсолютное ньютоновское время». Не ведая, как говорится, что творят, с помощью традиционного приема философически мыслящих натуралистов, именуемого «переодеванием старых истин в новые слова», конструируют (ни много ни мало) «метрику геологического времени в виде абстрактной модели, отражающей свойства реального времени». Спасение погрязшей в неразрешимых проблемах стратиграфии видят в том, чтобы не покорять раздельно пространство и время, а ринуться сразу в «пространственно-временной континуум» и уж там, не торопясь, изучать «ритмическую природу времени». Каково?!