Тайны прошлого в глубинах времен - Ефремов Иван Антонович. Страница 12

Поэтому, если мы не нашли материковых отложений в летописи древнего палеозоя, это еще не доказывает отсутствия в то время материков. Если не обнаружены разнообразные материковые осадки в верхнем палеозое, то и этот факт не может служить указанием на особенный характер материков того времени, их очень низкое расположение в отношении уровня морей.

Данная избирательность сохранения ископаемых остатков древней жизни сильнейшим образом отзывается на полноте наших представлений о многообразии и изменчивости животных и растений прошлых геологических эпох.

За сотни миллионов лет сменились триллионы поколений жнвотиых и растений. Это неисчислимое количество живых существ обусловило накопление колоссальных биомасс, частично перешедших в летопись, и дало возможность создания общей картины развития жизни на Земле. Несмотря ни на что, общее количество сохранившихся ископаемых остатков чудовищно велико.

Новые методы исторической геологии

Одно и то же явление существенно изменяет свой характер в зависимости от времени, в котором оно протекает, и это особенно важно тогда, когда мы имеем дело с геологическим или астрономическим временем огромной длительности.

Самый простой способ определения геологического времени при помощи палеонтологии — по остаткам ископаемых животных и растений неточен и страдает многими существенными недостатками.

Применение новейших методов физики и химии в исторической геологии составляет главный стержень будущего этой науки и прежде всего открывает новые возможности в измерении геологического времени.

Уже довольно давно известен способ исчисления абсолютного геологического времени по радиоактивному распаду содержащихся в некоторых редких минералах урана или тория и превращения их или радия в свинец и гелий. Этот способ дал возможность впервые вычислить возраст Земли и грубо определить относительную длительность важнейших периодов геологической истории земной коры.

С дальнейшим развитием физики выяснилось, что почти каждый химический элемент имеет по несколько изотопов — разновидностей с одинаковыми зарядами ядер. Многие изотопы радиоактивны и могут служить для измерения абсолютного времени по скорости своего распада. Уже применяются и служат проверкой урановых геологических часов изотопы калия, рубидии и углерода.

Но радиоактивные вещества распадаются с различной скоростью. Поэтому, если время их возникновения, появления в данной горной породе, морском осадке, животных или растительных остатках было не настолько древним, чтобы элемент мог успеть нацело распасться, мы можем измерять с довольно большой точностью разные отрезки геологического времени.

Например, радиоактивный C 14, возникающий под воздействием космического излучения в верхних слоях атмосферы из обычного C 12, распадается наполовину или, как говорят физики, обладает периодом полураспада в 18 тыс. лет. Очевидно, что этим изотопом мы можем измерять время геологически недавнее, а исторически очень древнее. Так, с помощью анализов был установлен возраст костей мастодонтов, древесины в ископаемых торфяниках, предметов материальной культуры человека разных народов и времен, вещей в гробницах фараонов, зерен пшеницы из Вавилона и т. д. Полученные цифры показали малое расхождение с историческими свидетельствами, например, с датами древнеегипетской истории, вычисленными астрономически по указаниям на затмения Солнца, луны и восхождения звезд.

Радиоактивный изотоп ионий обладает периодом полураспада в 300 тыс. лет и может послужить для измерения геологических отложений позднечетвертичного времени. С помощью иония ведутся любопытные работы по определению возраста осадков на дне ряда морей и океанов, показавшие, как относительно недавно появились некоторые океанские образования.

Как бы ни были еще несовершенны эти методы, очевидно, что за ними огромное будущее. С развитием физико-химических исследований удастся подобрать большое количество изотопов с самыми различными периодами полураспада, с помощью которых мы измерим геологическое время в разных эпохах прошлого Земли. Значение этого для познания истории Земли и жизни не требует пояснения.

Не только время может быть измерено при помощи радиоактивных изотопов. Изотопический состав какого-либо элемента, иными словами, процентное соотношение разных его изотопов в каком-либо минеральном образовании (руде, горной породе и т. п.) может многое сказать нам об условиях, в которых образовывался минерал.

Недавно разработан способ определения температуры окружающей среды по содержанию радиоактивного изотопа O 18. Пользуясь этим, еще ждущим дальнейшего усовершенствования методом, мы можем, например, по ископаемым раковинам моллюсков, некогда обитавших в древнем море, установить его температуру. Нет сомнения, что физические методы определения времени, температуры, даже освещенности и давления будут сильно усовершенствованы. Тогда отложения горных пород и окаменелые палеонтологические остатки заговорят для нас совершенно иным языком — не косвенных сопоставлений и удачных догадок, а прямыми указаниями на период времени и общие физические условия, при которых они формировались.

Такова роль физики радиоактивных веществ и вообще физико-химии изотопов в будущем для геологии. Но не только этот раздел физики приобретает важное значение для познания нашей планеты. Разнообразные геофизические исследования уже сейчас подходят к решению больших задач геологии. Пока единственным способом познания глубин Земли является изучение преломления и отражения поперечных сейсмических волн. Эти колебания земной массы возникают в результате землетрясений и, пронизывая всю толщу земли, ведут себя по-разному на разных глубинах. По характеру прохождения волн можно судить о физическом состоянии и строении вещества, залегающего в недоступных недрах планеты на глубинах в тысячи километров. Можно производить искусственные сильные сотрясения с образованием поперечных сейсмических волн путем взрывов.

Менее глубокие зоны земной коры изучаются другими способами. Наблюдения над качанием очень чувствительных маятников, тщательно изолированных от всех внешних воздействий, устанавливают разницу между силой тяжести, вернее, ускорением силы тяжести в различных участках земной коры. По этому мы можем судить о различной плотности и других свойствах пород, образующих земную кору на глубинах до 120 км. Такие же и еще большие глубины достижимы для электрических зондирований земной коры постоянным током, которые также подводят нас к представлению о строении пород в основании гранитного слоя. Методы электрического и маятникового исследования еще несовершенны, однако дальнейшая работа в этом направлении обещает интересные открытия.

Еще в 1944 году я написал фантастическую повесть «Тень минувшего», высказав в ней, казалось, совершенно невозможную идею о существовании световых отпечатков-фотографий на поверхности различных слоев земной коры. Прослеживая отпечатки и перенося их на обычную фотографию, герой повести, ученый Никитин, получил изображения неслыханной древности — берега силурийского моря, каменноугольного болота, гигантского хищного динозавра…

Через два года оказалось, что идея отпечатков на поверхности горных пород не столь уже «безумна», так как физиком Габором была разработана теория голографии, т. е. как раз получение изображений в натуральных цветах без помощи фотоаппаратов и пластинок. Практическая неосуществимость голографии (как и «теней минувшего» в моей повести) вызывалась отсутствием в те годы достаточно мощного источника света. Теперь, с изобретением лазера, голография становится осуществимой, и кто может поручиться, что несколько лет спустя геологи в самом деле не станут, проявлять «тени минувшего» в осадочных горных породах,

К физическим исследованиям Земли как планеты, небесного тела примыкает астрофизика. Изучение развития разновозрастных планет, звезд, метеоритов дает нам возможность в известной мере восстановить ту часть истории Земли, которая не записана в геологической летописи — слоях земной коры и относится к эпохе начального образования Земли.