Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога - [29]

(или датирование по трекам распада), который изначально был разработан нефтегазовыми компаниями для реконструкции термальной истории осадочных пород, чтобы определить, могло ли в них в свое время происходить образование нефти или природного газа (осадочные отложения должны быть достаточно нагреты, чтобы органическое вещество «приготовилось» в них должным образом, но не слишком горячими, чтобы оно не выгорело).

В основе трекового датирования лежит тот факт, что широко распространенный изотоп урана ²³⁸U не только радиоактивен, но и имеет нестабильное ядро, которое спонтанно распадается с известной скоростью и с выбросом энергии. Эти высокоэнергетические события повреждают изнутри структуру кристалла. Используя микроскоп с большим увеличением, можно разглядеть эти повреждения, или треки распада, внутри урансодержащих кристаллов, таких как циркон (который в очередной раз подтверждает свой статус сокровища для геохронологов) и апатит (минерал, присутствующий в зубах и костях). Для каждого урансодержащего минерала характерна конкретная температура, при нагревании выше которой его кристаллическая решетка способна исцелить саму себя и стереть эти шрамы, подобно «волшебному экрану», стирающему все рисунки, если его хорошо потрясти. Но, если минерал находится ниже этой температуры, все повреждения остаются запечатленными в кристаллах. Таким образом, подсчитав плотность треков распада в данном объеме минерала, можно определить, сколько времени прошло после его остывания до определенной температуры и, следовательно, с того момента, когда он оказался на соответствующей глубине. Термохронология на основе треков распада для гималайских пород показывает, что современная скорость поднятия, оцененная на основе нескольких десятилетий спутниковых наблюдений, соответствует скорости поднятия в геологическом масштабе времени[32].

Остатки былых времен

Другой способ узнать, сколько материала было «сострижено» эрозией с гор, — посмотреть на объемы отложений, которые накапливаются у их подножий, подобно обрезкам волос на полу в парикмахерской. В Гималаях бо́льшая часть эродированного обломочного материала скопилась в двух гигантских «свалках» на морском дне: конусе выноса Инда и конусе выноса Ганга и Брахмапутры (который также называется Бенгальским конусом), куда эти реки на протяжении 50 млн лет выносят обломки гор. На картах Мари Тарп эти конусы похожи на два длинных языка, вытянутых от побережья далеко в Индийский океан. Бенгальский конус выноса является самым большим в мире: от общего устья Ганга и Брахмапутры на побережье Бангладеш (которое само полностью образовано из обломочного материала, принесенного с гор) его язык простирается на юг более чем на 3000 км. Если наложить этот конус на континентальную часть США, он растянется от канадской границы до Мексики, причем почти половину этого расстояния его толщина будет превышать 6,5 км.

Бурение и геофизическая разведка конуса выноса Инда[33] и Бенгальского конуса[34] позволяют нам увидеть перевернутую вверх дном импрессионистскую летопись выветривания Гималайских гор, где измельченные обломки пород, некогда венчавших вершины новорожденных гор, образуют самые нижние слои в огромной толще глубоководных отложений. По оценкам ученых, объем одного только Бенгальского конуса выноса[35] составляет 12,5 млн куб. км — это больше, чем современный объем Тибетского нагорья, находящийся выше уровня моря[36]. Это означает, что за все время существования Гималаев эрозия «состригла» с них больше материала, чем тот, из которого в настоящее время сложена эта высочайшая горная система Земли. В свете этого факта ответить на, казалось бы, элементарный вопрос Дилана (и Геттона): «Сколько лет может простоять гора, прежде чем ее смоет в море?» — становится еще сложнее. О каких горах идет речь? Гималаи существуют вот уже 55 млн лет, но на самом деле сегодня мы видим далеких потомков изначальных древних гор, чьи обломки сейчас лежат на дне Индийского океана.

Эфемерная природа гор, как и любого другого ландшафта, — одна из причин того, почему несогласия в стратиграфической летописи, такие как знаменитое несогласное напластование Геттона на мысе Сиккар-Пойнт, таят в себе такую притягательность. Верхний несогласный пласт погребает под собой и надежно сохраняет древние рельефы, позволяя нам увидеть поверхность давно исчезнувшей Земли ранних эонов. Регион Барабу-Хиллс в Висконсине, мекка для геологов (и родина недавно почившего знаменитого Цирка братьев Ринглинг, Барнума и Бейли — «Величайшее шоу на Земле»), представляет собой один из наиболее замечательных примеров палеотопографической консервации на планете. Около 1,6 млрд лет назад, в докембрии, здесь сформировался горный пояс, который в раннем палеозое, когда современный регион Великих озер оказался на дне моря, был погребен под сотнями метров морских отложений. Сегодня эрозия палеозойских пород достигла такой стадии, когда граница несогласия между образованиями докембрийского и палеозойского миров во многих местах вышла на поверхность. Давным-давно погребенные горы постепенно эксгумируются, и современная земная поверхность все больше приближается к той, что была здесь в позднем протерозое. Интересно, что этот древний ландшафт послужил источником вдохновения для двух великих мыслителей-натуралистов: Джона Мьюра, чья семья иммигрировала сюда из Шотландии, когда он был еще ребенком, и основоположника экологической этики Олдо Леопольда, чей «Календарь песчаного графства» (Sand County Almanac)