Читая каменную летопись Земли... - Александр Конюхов

Зоопланктон и рыбы, питающиеся фитопланктоном, а также другие рыбы и кальмары, живущие за счет зоопланктона и мелкой рыбешки, сохраняются чаще всего в виде отпечатков в породах, редко можно найти части скелета (например, зубы акул). Мезозойские родственники кальмаров — белемниты являлись одной из широко распространенных в юрское и меловое время групп морских организмов. Она хорошо изучена благодаря особому кальцитовому ростру — элементу хвостовой части организма, часто сохраняющемуся в окаменелом состоянии. По их находкам устанавливается возраст вмещающих отложений.

Широко распространены и бентосные, т. е. живущие на дне, организмы: моллюски, мшанки, известь выделяющие водоросли, морские ежи и лилии, кораллы, полихеты и др. У большинства из них тело защищено наружными известковыми покровами, другие имеют внутренний карбонатный скелет, у третьих (водорослей) метаболизм сопровождается выделениями извести. После гибели организмов минеральные форменные элементы оставались на дне, где при благоприятных условиях накапливались огромные массы карбонатных остатков, которыми сложены пласты и мощные толщи известняков.

Бентосом особенно плотно населен шельф — затопленный морскими водами край континента, и прежде всего его прибрежная зона с глубинами дна до 60–70 м. Это область с активным гидродинамическим режимом, где действуют штормовые волны, океанская зыбь, приливно-отливные и разрывные течения. Все они воздействуют на донные осадки, перемещая отдельные его компоненты. Особенно велика роль штормовых волн и зыби, разрушающих и перетирающих в зоне прибоя огромные массы крупнозернистого материала, в том числе раковины, кусочки кораллов и др. Образующиеся при этом разнокалиберные обломки раковин и другие фрагменты организмов получили название органогенного детрита. В количественном отношении детрит обычно преобладает над целыми, с ненарушенной структурой, скелетными остатками, хотя такие устойчивые образования, как коралловые и водорослевые рифы, устричные и другие банки, строматолитовые постройки, как правило, переходят в ископаемое состояние, претерпев лишь частичное разрушение.

Органогенный детрит, имея самые разные размеры, разбивается на те же гранулометрические классы, что и обломочные частицы. Крупные глыбы и отдельные обломки строматолитов или коралловых рифов по форме и размерам нередко соответствуют обычным валунам. Остроугольные обломки, встречающиеся в зоне осушки в лагунах аридных областей, называются интеркластами. Большинство современных органогенных построек сложено пористым, малопрочным материалом. Из них не получается хорошо окатанных, полированных галек. В то же время очень широко распространен карбонатный детрит гравийной и песчаной размерности. Та карбонатная галька, которой изобилуют морские побережья, образовалась из древних плотных и прочных известняков и доломитов, т. е. по своему генезису является обломочной.

Органогенные частицы карбонатного и кремнистого состава не так сильно разнятся по свойствам и поведению в разных средах, как терригенные частицы, о которых говорилось выше. Они сохраняют однородный минеральный и химический состав, попадая в разные гранулометрические фракции. Если обломочные терригенные частицы вездесущи, то органогенный детрит принадлежит водной среде, как и те организмы, производными от которых он является. В основном карбонатный и кремнистый материал «путешествует» водным путем, используя такие транспортные средства, как волны, течения, мутьевые и зерновые потоки.

Существуют, однако, «пассажиры», которые предпочитают воздушный транспорт. Это частицы вулканического происхождения. Они также могут иметь самые разные размеры. При этом самые крупные — глыбы и вулканические бомбы, называемые лапилли, встречаются лишь вокруг жерла вулкана, из которого они были выброшены при извержениях. Это камни неправильной формы со спекшейся ноздреватой поверхностью и застывшие в воздухе сгустки магмы. Для них характерны самые причудливые очертания, черный цвет, оплавленные края, сложная система каверн и канальцев.

Основные продукты извержений — вулканический пепел и пемза могут разноситься на огромные расстояния потоками ветра. Естественно, что большая часть этого вещества оседает в радиусе нескольких десятков — первых сотен километров от вулкана. Однако при некоторых сильнейших извержениях, когда выбросы направлены вверх и не отклоняются ветром, огромные массы тонких частиц поднимаются в верхние слои стратосферы и огибают весь земной шар, сначала в пределах определенной широтной зоны, а затем, распространяясь и над другими районами, от полюса до полюса. Именно таковым было в недавнем прошлом извержение мексиканского вулкана Эль-Чичон, вызвавшее необычные атмосферные явления, похожие на северное сияние, но наблюдались они в средних широтах (в частности, осенью 1984 г. в Париже). Это эксплозивное извержение большой силы привело к изменению в последующие два года климата во многих странах, и прежде всего расположенных в пределах Тихоокеанского кольца.

Пепел — это в основном частички вулканического стекла с размерами от мелкопесчаных до пелитовых. В зависимости от силы вулканического извержения и направления ветра они покрывают черным шлейфом территорию, засыпая посевы, вызывая пожары и гибель людей. Этот воздушный десант опускается и над морем, где вулканические частицы подхватываются волнами, течениями и разносятся наряду с другим материалом, терригенным и органогенным. Большинство частиц вскоре достигает дна, где на огромных пространствах образуется пласт или прослой, датирующий вмещающие осадки.

Таковы три основных источника осадочного материала, из которого построена верхняя оболочка стратисферы, получившая название земной коры. В современных и плейстоценовых рыхлых осадках встречаются и редкие следы космических «пришельцев». Это мелкие, различимые только под электронным сканирующим микроскопом шарики — продукты сгорания в земной атмосфере метеоритов и других мелких небесных тел. Их, как правило, наблюдают при исследовании глубоководных океанических осадков, отличающихся очень низкими скоростями накопления.

Время и место действия

Со времени возникновения на Земле биосферы у ее поверхности сталкивались три потока частиц — обломочных, органогенных и вулканических. Сочетание этих трех начал определяло облик будущей породы. На суше всегда господствовал обломочный материал, в водной среде — органогенный. Вулканические частицы в большинстве случаев оставались экзотической «приправой» к основному «блюду» из терригенных или карбонатных зерен и лишь в областях с высокой тектонической активностью, а таковые, как правило, расположены на границе континента и океана (точнее, на конвергентных границах литосферных плит), начинали играть заметную, иногда ведущую роль.

Жизнь изначально возникла в океане, а уж потом через многие сотни миллионов лет завоевала сушу. Эволюция живых существ шла в основном неспешно, лишь на определенных рубежах совершая драматические скачки. Многие из живших на том или ином этапе развития жизни организмов вообще исчезли бесследно. Сведения о других, а таких большинство, мы черпаем, изучая отпечатки, раковины и другие форменные элементы, а если говорить о колониальных формах — то органогенные постройки, конструкция которых менялась по мере исчезновения одних видов и распространения других. Среди обитавших давным-давно организмов встречаются виды, существующие и сегодня. Это геологические «долгожители». В целом же в калейдоскопе сменявших друг друга форм исследователь находит не так уж много тех, что сохранились и в современную эпоху. Каждый геологический век был отмечен определенным набором ископаемых форм организмов, и, чем больше вымерших видов с ним связано, тем точнее палеонтологи могут датировать вмещающие эти формы слои. Таким образом, когда вместе с обломочными частицами на дно поступают органические остатки, сформированные из них отложения оказываются как бы мечеными. Осадки, содержащие подобные маркеры, получают своего рода удостоверение личности. Сопоставляя подобные данные, геологи могут определить возраст отложений.

Узнаваемые органические формы, по которым можно датировать осадки, появились на поверхности планеты с геологической точки зрения не так уж давно, всего 1,2–1 млрд лет назад. Поистине разнообразным органический мир стал в более поздние геологические эры, например палеозойскую, начало которой относится к рубежу 0,6 млрд лет назад. Более древние, докембрийскис образования почти не содержат надежных биологических маркеров, и расчленять их по возрасту по-прежнему чрезвычайно трудно. Надо сказать, что далеко не все молодые осадочные толщи удастся датировать палеонтологическими методами.