Тайны прошлого в глубинах времен - [18]

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.