О53 олейников А. Н. Геологические часы. — 3-е изд. , перераб и доп. — Л. : недра, 1987. — 151 С. , ил.

НАУЧНО-ПОПУЛЯРHOЕ ИЗДАНИЕ

 

А.Н.Олейников

 

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

 

Издание третье, переработанное и дополненное

О53

УДК 550.93(023.11)

1904040000 — 312

O-------------------------355 — 88

043(01)-87

О53 Олейников А. Н. Геологические часы. — 3-е изд., перераб и доп. — Л.: Недра, 1987. — 151 с., ил.

 

Популярно рассказано о появлении и строении нашей планеты; о животных и растениях, населявших Землю в раз­личные эпохи ее развития; о стремлении людей с незапамятных времен проникнуть в глубь земной истории; о разнообразных способах, позволяющих разгадать время рождения земных слоев; о тернистом пути от умозрительных средневековых построений до современной теории, от мифа до строгих научных гипотез. Третье издание (2-е изд. — 1975 г.) дополнено и уточнено в соответствии с вновь появившимися данными.

Для читателей, интересующихся геологией. Представит интерес также и для учащихся старших классов.

 

Рецензент — канд. геол.-минерал, наук Э. А. Новиков (Ин-т соц.-эконом. проблем АН СССР)

Издательство «Недра», 1987

РОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ

О появлении на свет планеты,

Играющей немаловажную роль

В жизни читателя

 

Древние иранские мифы рассказывают, что мир был сотворен 12 тыс. лет назад. Вавилонские жрецы, достигшие огромных успехов в математике и астрологии, считали, что возраст Земли около 2 млн. лет. Трактуя различные сведения, собран­ные в Священном писании, средневековые теологи неодно­кратно пытались вычислить возраст Земли. Изучив текст Библии, архиепископ Иероним пришел к заключению, что мир был сотворен за 3941 год до начала современного летосчисления. Его коллега Феофил — епископ антиохский увеличил этот срок до 5515 лет. Августин Блаженный при­бавил к нему еще 36 лет, а ирландский архиепископ Джеймс Ашер, явно неравнодушный к точным цифрам, высказал предположение, что мир был создан в утренние часы 26 октября 4004 г. до рождества Христова.

Шли годы. Поэтические легенды древности и символи­ческие трактаты средневековья не могли более удовлетворять насущные требования человечества и уступили место стро­гой научной формулировке, беспристрастному анализу, вере в материальность мира. Но по-прежнему людей продолжали интересовать вопросы: как образовалась наша планета и какие силы породили этот голубой шар с его горами и ре­ками, льдами полюсов и огнем недр?

Поскольку никому не удастся проникнуть в далекое прош­лое и воочию наблюдать рождение Земли, остается доволь­ствоваться более или менее достоверными предположениями, догадками, гипотезами — путь трудный и часто неблагодар­ный. Так шахматист шаг за шагом восстанавливает после­довательность ходов, которые могли привести к сложившейся на доске позиции. А может быть, таких путей было несколько? Значит, надо накапливать новые сведения в дополнение к огромным запасам фактов, уже хранящихся в арсенале науч­ных знаний.

Ушли в прошлое первые попытки объяснить происхожде­ние Земли. Одни из них строились на религиозных преда­ниях, другие, возможно, имели научный смысл, но были написаны иносказательным языком. Не расшифрованные, они кажутся сегодня набором мистических фраз.

Идеи о том, что Земля возникла в результате естественных процессов, высказывали в XVII столетии французский мате­матик Рене Декарт и президент Берлинской академии наук, математик и философ Готфрид Лейбниц. Но лишь в XVIII веке были предложены первые научные концепции, которые можно считать космогоническими гипотезами в современном понимании этого термина. Их авторами были немецкий фи­лософ Иммануил Кант и французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас.

Согласно гипотезе Лапласа на месте Солнечной системы некогда существовала огромная раскаленная газовая туман­ность. Под действием охлаждения и взаимного тяготения газовых частиц она начала постепенно сжиматься и, вра­щаясь, приобрела уплощенную, приплюснутую форму. Но эти же процессы вызвали увеличение центробежной силы. От сгустка материи отделилось газовое кольцо, которое разорва­лось, а затем сгустилось в шар, продолжавший вращение вокруг центра туманности. Сжатие ядра туманности не пре­кращалось. От ее экватора отрывались все новые и новые кольца, сгущавшиеся в шаровидные планеты. Подобным же образом, отделяясь от планет, возникли их спутники. А уплотнившаяся центральная часть туманности в конечном итоге превратилась в звезду, снабжающую дочерние пла­неты светом и теплом.

Кант выдвинул свои предположения раньше Лапласа, но опубликовал их анонимно. Поэтому долгое время не было известно, кто же автор гипотезы. В отличие от Лапласа, Кант считал, что в планетную систему сгустились не раска­ленные газы, а холодные космические частицы. При этом пер­вым образовалось Солнце, а планеты сформировались не­сколько позднее.

Почти столетие гипотезы Канта и Лапласа служили обще­признанным объяснением становления Солнечной системы. Только с конца прошлого века стали появляться некоторые дополнения к ним и делаться попытки взглянуть на образо­вание Земли и других планет с иных позиций.

Так, в 1905 г. американские ученые астроном Форест Мультон и геолог Томас Чемберлин предположили, что мимо Солнца некогда прошла другая звезда, притяжение которой вызвало на поверхности нашего светила мощные приливы. С гребней приливных волн по направлению к проходящей звезде стали отделяться бесформенные хлопья солнечной материи. Охлаждаясь, эта материя образовала небольшие сгущения — «планетезимали». Некоторые из таких сгущений, слившись воедино, превратились в протопланеты, одной из которых была прото-Земля. Поначалу Земля была значи­тельно меньше, чем ныне; ее размеры постепенно увеличи­вались за счет мелких планетезималей и метеоритов.

В 1919 г. английский физик Джеймс Джине, проанализи­ровав весь накопленный к тому времени материал по астро­физике и небесной механике, опубликовал работу «Проблемы космологии и звездной динамики», в которой предложил еще одну схему образования Солнечной системы. Подобно своим предшественникам, Джине считал, что Солнце было сначала одинокой звездой. Блуждая в просторах Вселенной, оно встретило на своем пути другую звезду. Под действием силы ее притяжения огромная масса вещества выплеснулась из Солнца и в сигарообразной форме протянулась навстречу этой звезде. Но звезда прошла мимо, а гигантская струя раскаленного солнечного вещества раздробилась на части, и при охлаждении из них возникли планеты.

Долгое время эта гипотеза считалась очень удачной. Но слишком мала вероятность подобной встречи звезд. Сам Джине полагал, что такая встреча может произойти только в одном случае из триллиона звездных сближений. К тому же выяснилось, что расчеты исследователя не могли объяснить происхождение комет, спутников планет и особенности дви­жения некоторых планет, относящихся к группе Юпитера.

Развивая идеи Джинса, английский геофизик Харолд Джефрис предположил, что выброс солнечного вещества произошел не в результате сближения двух звезд, а вследствие удара, который нанесла Солнцу звезда, задевшая его по касательной. Но такое столкновение, по-видимому, еще менее вероятно, чем возможность самого прохождения вблизи Солн­ца другой звезды.

Когда же в конце 30-х годов появилось сообщение швед­ского астронома Эрика Хольмберга об открытии плането-подобных спутников звезд, и вслед за тем советские и амери­канские исследователи установили, что собственные планеты может иметь приблизительно каждая десятая звезда, распо­лагающаяся на удалении от Солнца до 16 световых лет, гипотеза Джинса и другие построения, предполагавшие уни­кальность Солнечной системы, утратили свое значение. А после того как в 1942 г. советский геофизик и астроном Николай Николаевич Парийский произвел расчеты, доказав­шие, что нынешние траектории планет не могли бы сформи­роваться, если бы планетные тела образовались из газовой струи, выброшенной из Солнца, идеи Джинса — Джефриса были окончательно оставлены.

В 1944 г. советский академик Отто Юльевич Шмидт пред­ложил другую гипотезу рождения планет. По его гипотезе Солнце, проходя сквозь межзвездное облако пыли и газов, увлекло за собой часть этого облака. Захваченные притя­жением пылевые и газовые частицы вращались вокруг Солнца в одной плоскости, сталкивались, образовывали скопления. Мелкие частицы сливались друг с другом, более крупные притягивали к себе мелкие и, обрастая ими, непрерывно

увеличивались в размере. Так постепенно росли будущие планеты. Математический аппарат, использованный в доказа­тельствах Шмидта, сомнений не вызывал. Но захват звездой газопылевого облака — явление почти столь же маловероят­ное, как столкновение двух звезд, летящих в космическом пространстве.

Другой советский ученый, академик Василий Григорьевич Фесенков, объяснил происхождение Солнечной системы по-иному. Судя по сходству химического состава земной коры и солнечной атмосферы, Земля и другие планеты вполне могли иметь «солнечное» происхождение. По-видимому, Солн­це некогда вращалось вокруг своей оси значительно быстрее, чем теперь. Вследствие такого вращения в экваториальной части светила возник вырост, от которого стали отделяться планеты. Утолщение на теле Солнца имело сравнительно невысокую температуру. Поэтому газы новорожденных планет не рассеивались в мировом пространстве и сами планеты сравнительно быстро охлаждались. Постег лно удаляясь от Солнца, они заняли свое нынешнее положение.

В 1950 г. известный американский исследс атель Дж. П. Кой-пер высказал предположение, что Солнце входило ранее в систему двойной звезды. Одна из этих звезд рассеялась в пространстве и стала материалом для газопылевого облака, из которого затем сформировались планеты.

В последующие годы было предпринято немало попыток дать более строгое объяснение возможным процессам обра­зования Солнечной системы. Появились новые идеи о воз­рождении и развитии модели Канта — Лапласа на основе современных достижений космической электродинамики. Пред­ложено оригинальное объяснение причин турбулентных дви­жений космического вещества, вызываемых конвекцией. Вы­сказаны интересные мысли о закономерностях сжатия про-топланетного облака; предполагается, что толчком, нарушив­шим равновесие первичной газопылевой туманности, явился взрыв сверхновой звезды...

Многочисленным гипотезам о происхождении Земли посвя­щена обширная литература, содержащая бурную полемику, доводы за и против, остроумные доказательства, строгую критику. Большинство ученых, занимающихся проблемами космогонии, полагают, что Солнечная система сформирова­лась из прародительского космического облака, в котором возникли некие центры сгущения вещества. Но у астро­номов, геологов и физиков еще не сложилось единого мнения о причинах образования нашей планеты, и ни одна из пред­ложенных гипотез не может в полной мере объяснить строения Солнечной системы. Можно с уверенностью сказать, что вопрос о том, как произошла Земля, еще ждет своего реше­ния.

Для того чтобы найти верный ответ на этот вопрос, пред­стоит разрешить еще немало загадок, заданных природой. Видное место среди них занимает проблема времени. Сколько миллионов или миллиардов лет длилось формирование земных слоев? Можно ли оценить во времени процесс становления Земли как планеты? Какими часами измерить продолжи­тельность жизни Солнечной системы? Сколько лет Земле?

КАМЕННАЯ РУКОПИСЬ

Об окаменелостях,

ЛЕСТНИЦА ЖИЗНИ

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ КАЛЕНДАРЬ

ЛЕТОПИСЬ ДРЕВНИХ СКАЛ

ПЛАСТЫ РАССКАЗЫВАЮТ

СОЛЬ ОКЕАНА

 

ТАИНСТВЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

 

ВЕЧНЫЕ ЧАСЫ

О появлении новых элементов и о нескольких способах определения возраста земных слоев

 

Специалистам, занимающимся установлением возраста древ­них отложений, пришлось иметь дело с огромным разно­образием горных пород. Одни породы являются первичными продуктами земных недр, другие возникли в результате их разрушения и изменения.

При процессах выветривания образуются глины, пески и галечники; в водных бассейнах происходит химическое осаждение солей; в итоге жизнедеятельности организмов могут формироваться известняки, кремнистые породы и за­лежи каменного угля. Все эти породы называются осадоч­ными.

Расплавленная магма, внедряясь из глубин Земли в толщу земной коры и застывая в ней, дает породы, получившие название интрузивных (граниты, сиениты, габбро и др.). Если же магме удается достигнуть земной поверхности, обра­зуются вулканогенные породы: эффузивы (застывшие потоки лавы) и туфы (вулканический пепел и продукты его пере­работки). Интрузивные и эффузивные породы называют маг­матическими.

Под действием давления, высокой температуры и хими­чески активных веществ магматические и осадочные обра­зования могут совершенно изменить свой облик и перейти в перекристаллизованное состояние. Таковы, например, гней­сы, кристаллические сланцы, мраморы. Эти породы названы метаморфическими.

Каждому типу пород присущ своеобразный комплекс ми­нералов. Различно происхождение этих минералов, различна их история. Химические компоненты, входящие в состав вещества минералов, ведут себя по-разному. Поэтому, ставя перед собой задачу определить возраст горной породы, необ­ходимо тщательно изучить ее происхождение и выбрать из арсенала научных методов те, которые могли бы обеспе­чить наибольшую достоверность ожидаемых результатов.

Как известно, радиоактивность может проявляться в двух основных формах, получивших название альфа (а)- и бета (0)-распада. При альфа-распаде ядро радиоактивного эле­мента испускает альфа-частицу — ядро атома гелия, состоя­щее из двух протонов и двух нейтронов, и один квант гамма-излучения. При бета-распаде ядро излучает бета-частицу, которая представляет собой электрон, и нейтрино. Оба вида распада сопровождаются нагреванием окружающего ве­щества. Кроме того, ядро может иногда захватывать электрон с ближайшей электронной оболочки, излучая при этом ней­трино. На изучении этих процессов и построены главнейшие методы абсолютной геохронологии.

Одним из первых способов определения абсолютного воз­раста был уже упоминавшийся свинцово-изотопный метод, основанный на изучении процессов распада изотопов уран-238, уран-235 и торий-232. По соотношению этих элементов и изотопов свинца, образующихся в результате их радио­активного распада, удается с высокой точностью установить время появления горной породы.

Однако урановые и ториевые минералы недостаточно стой­кие, легко разрушаются и, кроме того, не так уж часто встре­чаются в природе. Это поначалу накладывало существенные ограничения на использование свинцового метода. Но по­скольку содержание урана и тория в горных породах не оставалось постоянным в ходе геологической истории, из­менения эти неизбежно должны были отразиться и на соот­ношении продуктов их распада. Следовательно, совершенно необязательно, чтобы в минералах непременно присутство­вали уран и торий. Достаточно, если нам будет известен, например, изотопный состав содержащегося в минерале свинца.

Природный свинец представляет собой смесь четырех изотопов, из которых три (свинец-206, -207, -208) являются продуктами радиоактивного распада. Анализы показывают, что в образующихся ныне слоях эти изотопы содержатся в отношении

²⁰⁴Pb:²⁰⁶Pb:²⁰⁷Pb:²⁰⁸Pb=1:19,04:15,69:39,00.

В отложениях минувших эпох это соотношение изме­няется: чем древнее горная порода, тем меньше в ней радио­генных изотопов свинца.

По известной нам скорости распада материнских элемен­тов нетрудно вычислить, какое количество каждого изотопа должно присутствовать в породах того или иного возраста. Если же установить, в каком соотношении пребывают изо­топы свинца в интересующем нас минерале, можно решить и обратную задачу: по количеству изотопов установить время образования породы.

Свинец неплохо исполняет роль «метрического свидетель­ства» горных пород, особенно в тех случаях, когда прихо­дится иметь дело с большими залежами, насыщенными этим элементом. Но распространен свинец в земной коре неравно­мерно. При сравнении результатов многочисленных анали­зов было замечено, что в одних местах количество свинца по отношению к урану и торию явно занижено, а в других — чрезмерно завышено.

В СТЕНАХ ЛАБОРАТОРИИ

НЕОЖИДАННЫЕ ЗАТРУДНЕНИЯ

СОВСЕМ НЕДАВНО

ДРЕВНИЕ КОМПАСЫ

ПОЧЕМУ ОНИ ВЫМЕРЛИ?

ВОЗДУХ, КОТОРЫМ МЫ ДЫШИМ

ПУЛЬС ГАЛАКТИКИ

 

КОЛЬЦА ВРЕМЕНИ

КОСТИ ОБРЕТАЮТ ГОЛОС

ВОЗРАСТ КАМНЯ

 

СЛОВО БЕРЕТ АСТРОНОМИЯ

 

ДОРОГА НЕ КОНЧАЕТСЯ

О поисках и перспективах

 

Сложным и исполненным противоречий предстает перед нами развитие дисциплин, составляющих геохронологию. С тех пор как в VI веке до нашей эры древнегреческий ученый Ксенофан из Колофона впервые понял, что ископаемые останки жи­вотных, заключенные в горных породах, отражают измене­ния в геологической жизни планеты, палеонтология прошла трудный путь. Несправедливо забытые на протяжении двух тысячелетий идеи вновь воскресли и получили блестящее развитие в трудах ученых XIX и XX веков.

Еще за четыре с лишним столетия до нашей эры древне­греческий историк Геродот полагал, что наносы, отложив­шиеся в долине Нила, могут служить мерой для установления продолжительности доисторического времени. И опять потре­бовалось более двадцати веков, чтобы человечество снова вернулось к той же мысли.

Немало трудностей пришлось испытать и биологам, шед­шим независимой от геологов дорогой. В жестокой борьбе с косностью познавало человечество законы взаимоотноше­ния живой материи и окружающей среды. Слезами и кровью оплачены победы учения о естественном отборе, наследст­венности и эволюции животного и растительного мира. И сегодня в ряду тех, кто самоотверженным трудом внес свою лепту в становление науки о возрасте Земли, по праву зани­мают место имена последователей Ламарка, Дарвина и Мен­деля.

Высказанные Декартом, Лейбницем и Бюффоном смелые мысли о том, что образование Земли произошло в результате продолжительных естественных процессов, проторили тропу научно обоснованным космогоническим теориям.

Но великий физик Ньютон объявил, что, согласно его расчетам и Библии, земной шар должен был появиться на свет 6030 лет назад. И почти 200 лет после этого заявления, попеременно испытывая горечь поражений и счастье удач, шла физика в поисках истины, пока не открыла возможности устанавливать возраст минералов по радиогенным элементам. Это заставило увеличить сроки, определенные Ньютоном, почти в миллион раз.

С тех пор наука о возрасте Земли прочно встала на ноги. Она постигла искусство устанавливать время рождения кристаллических горных пород, определять сроки произошедших с ними изменений, выяснять зависимость их возраста от характера геологической обстановки, в которой породы обра­зовались.

Она научилась определять тщательно замаскированный природой возраст осадочных пород. Изучая состав осадков, отложившихся на дне водоемов, радиологи умеют теперь устанавливать все многообразие форм, в которых существуют содержащиеся в породах материнские радиоактивные эле­менты: калий, рубидий, уран и торий.

Выпадая из морской воды, известковые осадки захваты­вают с собой свинец. Выяснив изотопные составы свинца, присущие каждой из прошлых геологических эпох, остается сравнить с ними результаты анализа породы и получить ответ, к какому времени следует отнести образование иссле­дуемой толщи известняка. Но вместе с осажденным свинцом в породах накапливается также некоторое количество радио­генного свинца, возникшего за счет распада ничтожных количеств урана и тория, содержащихся в породе. Сколь ни мало их содержание, но оно влияет на оценку возраста. И разрабатываются точные методы, позволяющие устранить влияние этой помехи.

Огромную популярность во всем мире завоевал аргоновый метод определения возраста. Современная техника позволяет обнаружить в породе и измерить самые ничтожные коли­чества аргона. Даже стотысячная доля кубического милли­метра этого элемента не ускользает от чуткой аппаратуры. А это значит, что с помощью аргонового метода, может быть, удастся устанавливать возраст отложений с точностью до 100 тыс. лет.

По глаукониту, сильвину и другим минералам опреде­ляется длительность геологических событий. Но сильвин очень часто подвергается перекристаллизации, в результате которой происходит почти полная потеря накопленного породами ар­гона. Значит, надо обратить внимание на поиски таких при­знаков, которые позволили бы выбирать из множества имею­щихся образцов именно те, которые наиболее пригодны для анализа. Для сильвина нашли подобные приметы, и теперь известно, что наилучшие результаты обычно дают крупные кристаллы с характерными «лодочками» роста на нижней грани.

Но большинство осадочных пород не содержит ни глау­конита, ни сильвина. В этом случае в ход идут мельчайшие чешуйки гидрослюдистых минералов, зародившиеся в породе во время ее образования.

В последние годы в некоторых лабораториях для опре­деления абсолютного возраста стали использовать еще одну минеральную группу — пироксены. Однако эти минералы, ти­пичные для магматических и метаморфических пород, содержат довольно большое количество «чужого» аргона, и происхождение присутствующего в них калия пока еще тоже не вполне ясно. Но радиологи начинают изучать их «язык», и, возможно, им посчастливится найти ключ к его толко­ванию, что поставит на службу геохронологии и этот класс минералов.

Еще предстоит поближе познакомиться с многочислен­ными родственниками урана. Семейство дочерних элементов урана крайне многообразно. Интересные результаты были по­лучены при исследовании одного из членов этого семейства — иония (Th). Некоторое количество иония постоянно осажда­ется вместе с тонкими глинистыми осадками, падающими на дно океана. Опустившись на дно, ионий начинает посте­пенно разлагаться. При этом период его полураспада равен 84 тыс. лет.

Если поднять с океанического дна колонку грунта и измерить, какое количество иония содержится в каждом из тончайших пропластков донного осадка, то выяснится, что содержание этого элемента постепенно уменьшается с глуби­ной. Эта закономерность вполне может быть использована для определения скорости формирования отложений морского дна и, вероятно, позволит создать возрастные карты для огромных площадей подводного царства, покрытых одно­образным чехлом илов, время образования которых до сих пор остается загадкой. Может быть, этот способ пригодится и при выяснении возраста бывших морей, воды которых в недавнее время захватывали территорию нынешних кон­тинентов.

Все новые и новые изотопы находят применение при определении абсолютного возраста.

При изучении разнообразных объектов используется ме­тод измерения времени по свинцу-210. Он позволил выяснить скорости смешения океанических вод и воздуха атмосферы, интенсивность выпадения осадков и рост снежного покрова Антарктики, возраст урановых месторождений в Альпах и историю минералов из вулканических фумарол Везувия и Долины Десяти Тысяч Дымов на Аляске.

Для исследования скорости накопления осадочных пород применяются протактиний-231 и торий-230. С помощью этих же изотопов сравнивается возраст удаленных друг от друга геологических разрезов и уточняются эпохи нашествия хо­лода.

Два «брата» — уран-234 и уран-238 — нашли применение при датировании новейших морских и озерных отложений.

При изучении метеоритов пущены в дело «вымершие» изотопы: иод-129, ксенон-129, свинец-205 и плутоний-244. Для определения возраста редкоземельных минералов оказа­лась пригодной пара самарий-147 — неодим-143. С помощью самарий-неодимового метода удалось обнаружить закономерные изменения изотопных характеристик, отражающих про­цессы эволюции Земли, и на основании изучения молодых вулканогенных пород, излившихся на дно океана, уточнить строение их источника — мантии нашей планеты.

Используя «привычку» минералов сохранять продукты ядерного деления, советские ученые Виталий Григорьевич Хлопин и Эрих Карлович Герлинг предложили ксенон-урано­вый метод. А свойство осколков ядерного деления оставлять на пути своего прохождения в минералах тончайшие следы — треки — позволяет с помощью электронного микроскопа ввести в практику еще один многообещающий способ оценки возраста — по количеству, форме и ориентировке треков. Исследование соотношений изотопов позволило уточнить представления о происхождении метеоритов, выявить ха­рактерные особенности развития земной коры и мантии, проверить гипотезы о строении и эволюции интрузивных и вулканогенных пород.

Специалисты уже давно научились определять возраст метеоритов. Но было совершенно невозможно установить время, когда небесный камень прорвался сквозь заслон ат­мосферы к земной поверхности. С огромной силой ударяя в каменную оболочку Земли, метеориты нередко проходят сквозь толщу отложений нескольких эпох, и выяснить время их падения казалось немыслимым. Радиоуглеродный метод помог ответить и на этот вопрос.

Время образования почв, периоды изменения темпера­туры вод, эпохи и пути миграции вымерших животных, воз­раст вулканических извержений, периоды наступлений ледни­ков — в решении всех этих вопросов может принять участие изотопная геохронология.

Но кроме «земных» изотопов на поверхность планеты постоянно поступают радиоактивные изотопы космического происхождения. Продолжительное время, во всяком случае уже несколько миллионов лет, скорость их притока на Землю сохраняется неизменной. В последние годы к ним добави­лись новые искусственные источники радиоактивности: ядер­ные взрывы и отходы ядерных установок. Значительная часть всех этих веществ попадает в океаны, занимающие семь десятых площади земного шара.

Тритий, бериллий-10, утлерод-14, алюминий-26, хлор-36, кремний-32 — все эти изотопы, порожденные деятельностью человека и космосом, также могут быть использованы и в геохронологии. Уже сегодня существуют точные методы, поз­воляющие определять их содержание. По-видимому, и не­долговечные и долгоживущие представители этого сообще­ства вскоре найдут свое применение, например в океано­графических исследованиях.

Уже говорилось, что для детального изучения горных пород из них изготовляют тонкие прозрачные пластинки — шлифы. Если поместить шлиф под микроскоп, можно уви­деть сложную картину внутреннего строения породы. Обломки минералов; микроскопические кристаллы; минералы срос­шиеся; минералы, разъедающие друг друга... И внутри не­которых из них можно встретить радиоактивные включения. Вокруг таких включений часто наблюдаются окрашенные ореолы. Их называют плеохроичными (т. е. многокрасочными) двориками.

При внимательном изучении видно, что каждый дворик состоит из нескольких обособленных концентрических колец. Их происхождение объясняется различной дальностью полета альфа-частиц, образующихся при радиоактивном распаде вещества, из которого состоит минеральное включение. Теоре­тически, доказано, что степень окрашенности колец дворика должна быть пропорциональна времени, на протяжении ко­торого осуществлялась бомбардировка вмещающего мине­рала радиоактивными частицами.

Значит, если удастся с достаточной точностью установить скорость изменения окраски плеохроичных ореолов, можно будет и этот метод взять на вооружение геохронологии. Но окрашенные зоны вокруг радиоактивных включений быстро разрушаются при нагревании. Следовательно, их можно использовать и для того, чтобы определять продолжи­тельность тепловых воздействий, которым подвергалась гор­ная порода за свою историю.

А может быть, и обычный поляризационный микроскоп послужит геохронологическим исследованиям? Неужели для того, чтобы определить, например, количество содержащегося в минерале аргона, непременно нужно произвести дорого­стоящий химический анализ? В ответ на это московский ученый Ефрем Александрович Кузнецов предложил новый способ измерения абсолютного возраста — по оптическим свойствам минералов, определяемым с помощью поляриза­ционного микроскопа.

Исследуя климаты древних эпох и нашего времени, спе­циалисты разгадали размеренную смену климатических цик­лов. Через 3, 11, 30 и 90 лет повторяются на Земле различные изменения природной обстановки. Через 1800 лет наступают многоводные эпохи увлажнения, давшие начало мифам о всемирном потопе. Ритмы эти объединяются в более крупные, насчитывающие десятки и сотни тысяч лет, а те в свою оче­редь подчиняются циклам несравнимо большей протяжен­ности, исчисляемым десятками и сотнями миллионов лет.

Однако несмотря на множество методов, еще не все границы между геологическими системами установлены с пол­ной достоверностью. Не только радиоизотопные, но иногда даже традиционные палеонтологические методы, случается, не позволяют однозначно наметить рубеж между геологи­ческими подразделениями.

Еще большие сложности вызывает проблема разделения докембрийских толщ, которые в большинстве случаев не содержат ископаемых животных и растений. Для них пред­ложено множество классификаций, каждая из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. Необходимо выпол­нить огромный объем исследований, чтобы с учетом абсолют­ного возраста движений земной коры, которые отражены в эпохах формирования гранитов, внедрения магмы и обра­зования руд, создать шкалу геологического возраста, прием­лемую для всех частей земного шара.

Во всех этих областях для геохронолога работы — непо­чатый край.

А дальнейшее развитие астрономии, астрофизики и астро­геологии выдвигает перед исследователями новую проблему — привести геохронологическую шкалу в соответствие с естест­венными этапами жизни планеты. Если удастся облечь в стройную систему колоссальное количество сведений, добы­тых палеозоологами, палеоботаниками, геологами и астро­номами, это, вероятно, позволит внести некоторые уточне­ния и в схему подразделения земных слоев. Эти изменения коснутся прежде всего наиболее крупных геологических еди­ниц, по объему приблизительно соответствующих космиче­скому году. Основные черты подобной перестройки уже наме­чаются. Все большее число фактов ложится на чашу весов тех гипотез, которые предполагают связь закономерностей геологического развития Земли с космическими процессами. Наша планета — частица Вселенной, и все значительные события, происходившие и происходящие в Галактике и Солнечной системе, безусловно должны оказывать влияние на становление и развитие Земли. Космические силы — наи­более вероятный источник глобальных циклических процес­сов. Подчиняясь их воздействию, перемещаются блоки земной коры, наступают моря, вздымаются горные цепи, активизи­руется вулканическая деятельность, меняется климат. Мы еще не знаем точно, какова истинная продолжительность косми­ческого года. Но есть основания полагать, что дальнейшие астрономические исследования и познание геологической ле­тописи позволят дать ответ на этот вопрос.

По всей вероятности, фанерозойский этап развития Земли будет подразделяться не на три, как это принято сейчас, а на четыре эры, соответствующие циклам обращения Солнеч­ной системы вокруг центра Галактики. При этом в состав фанерозоя, возможно, придется дополнительно включить верхневендские отложения, охарактеризованные остатками достаточно высокоразвитых организмов.

Если удастся привести шкалу относительного геологиче­ского времени в соответствие с закономерностями движения Солнечной системы, получит новое объяснение факт неодина­ковой продолжительности различных геологических периодов, свидетельствующий, по-видимому, о том, что космический путь Солнечной системы совершается не по круговой, а по эллипти­ческой орбите.

Циклы горообразования, магматической активности и гло­бальных оледенений, на первый взгляд, не имеют прямой связи друг с другом. Но будучи зависимыми от факторов, имеющих общую первопричину, они могут рассматриваться как проявления различных сторон одного общего процесса. И тогда сопоставление кривых, описывающих каждое из этих геологических явлений, позволит выявить скрытые закономер­ности эволюции земной коры.

Любые крупные события, сопровождающие развитие лито­сферы, воздействуют и на все другие геологические оболочки планеты. Они влияют и на положение уровня Мирового океана, и на изотопные характеристики природных вод, и на газовый состав атмосферы, и на развитие органического мира. С другой стороны, колебания уровня океанов приводят к изменению условий осадконакопления, причем не только в морских бассейнах, но и на континентах; перемены в составе атмосферы ощутимо преобразуют характер процессов вывет­ривания; водная и газовая оболочки планеты оказывают воздействие на существование биоса, а животные и растения в свою очередь активно влияют на баланс среды своего обита­ния. Очень сложна эта совокупность прямых и обратных за­висимостей, присущая развитию геосфер, но необходимо изу­чить ее во всей полноте и многообразии.

Взглянув на принятую ныне геохронологическую таблицу, можно заметить, что протяженность различных геологических событий, имевших место на протяжении истории Земли, по мере приближения к нашим дням сокращается. Создается впечатление, что геологические процессы как бы ускоряются во времени. В пользу такого заключения, по-видимому, сви­детельствуют и результаты радиометрического определения возраста горных пород.

Непрестанно улучшаются методы геохронометрии, уточня­ются значения периодов полураспада различных радиоактив­ных изотопов, и все более совершенной становится шкала абсолютного геологического возраста Земли. Но в основе большинства геохронометрических построений лежит пред­положение о том, что одна из фундаментальных физических величин — гравитационная постоянная — неизменна во вре­мени. А что если эта величина не является незыблемой кон­стантой и постепенно изменяется? Доводы в пользу такого предположения имеются. И если это подтвердится, в шкалу абсолютного возраста будут внесены соответствующие по­правки.

Повышает надежность своих методов и магнитометриче­ская стратиграфия, стремясь использовать древние природ­ные компасы для синхронизации геологических событий, происходивших на разных материках. Связать изменения палео-магнитных характеристик с параметрами космической орбиты Солнечной системы — задача ближайшего будущего.

На новую ступень своего развития выходят и палеонтоло­гические исследования. Древние животные и растения пред­ставляют собой едва ли не самый чуткий прибор, позволяющий зафиксировать сигналы, возникающие в природе под воздей­ствием сил Космоса. Выявляется, что генетические меха­низмы, управляющие развитием органической жизни, также подчинены влиянию циклических процессов, генератором ко­торых служат космические и связанные с ними планетарные события. Продолжительность существования тех или иных видов ограничена определенными отрезками времени, по исте­чении которых на смену старому таксону приходит новый. Различна скорость эволюции внутри отдельных групп расте­ний и животных, но биологическое время каждой из групп подразделяется на соразмерные интервалы — кванты времени (фазы, или, как сейчас говорят, «хроны»), соотве