Великие геологические открытия - Сергей Романовский

Упорное игнорирование принципа Головкинского, ставшего по остроумному замечанию одного исследователя «неприятным открытием для геологов», – явление, конечно, временное. Стратиграфам, как говорится, просто некуда будет деться, и потому только, что этот принцип вытекает из общепринятой на сегодня наукой схемы слоеобразования. Вероятно, его пока относят к той категории принципов, которыми можно поступиться. Но это не более чем иллюзия. Если принцип Головкинского – это все же один из принципов стратиграфии, то он должен служить отправной точкой конкретных исследований, быть исходной позицией ученых, а не предметом бесчисленных и уже повторяющихся по кругу дискуссий.

Поясним все же причины появления возрастного градиента более подробно. Начнем с того, что время изменения конфигурации бассейна осадконакопления, т. е. продвижения береговой линии в глубь континента (трансгрессия) или, напротив, ее отступления (регрессия), должно быть достаточно большим. Тогда существенных перестроек фациальных зон бассейна не происходит, что и приводит к разной палеонтологической датировке литологически однотипных комплексов пород (например, свит или формаций) в удаленных друг от друга разрезах. Важно и то, чтобы скорость накопления осадков была соизмерима со скоростью изменения конфигурации бассейна; тогда в нем длительное время сохраняются неизменными физико-геологические и биологические условия. (Не правда ли, уже яснее просматривается связь между принципами Головкинского и Карпинского? Первый является своеобразной седиментологической базой второго.)

Еще более наглядно чисто седиментологический механизм возрастного скольжения можно пояснить с позиций тектоники плит (ее мы специально будем обсуждать в главе «И все-таки они движутся»), ибо для кинематики процесса не имеет значения, под влиянием каких сил смещаются в пространстве зоны накопления литологически однотипных осадков. Я понимаю, что, не пояснив сути теории тектоники плит, не очень просто ею воспользоваться, чтобы проиллюстрировать не вполне очевидное явление. Получается, что мы пытаемся понять непонятное с помощью еще более непонятного. Поэтому я попробую в данном случае, сохранив суть тектоники плит, воспользоваться этой теорией, представив ее, однако, обычными, всем понятными словами.

Вообразим себе, что мы поднимаемся вверх на эскалаторе метро. Подъем этот занимает обычно 1-2 мин. Ровно на это время мы, пока ехали к выходу, как это ни грустно, стали старше. А во время подъема мы старели постепенно, наш возраст «скользил», и те 1-2 мин, на которые мы постарели, и есть градиент (или приращение) возраста.

Этот факт, собственно говоря, и утверждает тектоника плит. Как в подземном вестибюле метро, где появляются будто бы из-под земли ступени эскалатора, так и в районе срединно-океанических хребтов уже не «будто бы», а точно из-под земли происходит наращивание океанической коры. Этот процесс приводит к раздвигу океанического дна по обе стороны от хребта. Раздвиг этот, конечно, не беспредельный. В местах, где просматриваются на глобусе темно-синие полоски воды (глубоководные желоба), эта кора вновь уходит под землю.

Конечно, пока океаническая кора движется от зоны зарождения к зоне отмирания, она постепенно покрывается все более мощной и все более стареющей толщей осадков. Их возраст, разумеется, удревняется в направлении движения плиты, а вот насколько – это зависит от скорости горизонтального перемещения океанического дна.

Рис. 4 вполне наглядно, как думается, иллюстрирует этот своеобразный осадочный конвеер. Его «платформа» I прошла под «бункером» 1 около 80 – 100 млн лет назад. На ее дне образовался слой осадков мощностью h1 (фактически это не литологический слой, а стратиграфическая единица разреза, поскольку время пребывания платформы под одним бункером порядка 10 млн лет). Под бункером 2 осадки на платформу не поступали. Это время неотложения осадков, чему в разрезе будет соответствовать стратиграфический перерыв. То же произойдет, когда платформа I окажется под бункером 5. Когда платформа I отойдет от бункера 7, в ней уже будут осадки, возраст которых 80 – 100 млн лет. В разрезе будет вскрыта полная (с двумя крупными перерывами) последовательность осадочных образований.

Ясно, что коль скоро возраст кристаллического (базальтового) ложа океанов «скользит» по мере удаления от срединно-океанического хребта, то обязан «скользить» и возраст покрывающих его осадков. Общая тенденция изменения возраста осадков по мере приближения к зоне поддвига литосферной плиты показана на рис. 9.

Теперь, думаю, не только стал понятным смысл принципа Головкинского, стала также ясной его универсальность. Просто так от него отмахнуться более не удастся. Так же, впрочем, как и от принципа Карпинского.

Почему? Потому только, что чем теснее проблемы временнóй упорядоченности геологических событий связываются с процессами, эти события породившими, тем органичнее и методы датировки событий будут выводиться из механизма исходных процессов. Поэтому и принцип Карпинского, и принцип Головкинского – это не надуманное усложнение и без того запутанных проблем стратиграфии, а необходимость, продиктованная нашим знанием хода биологических и чисто геологических часов.

Поскольку эти часы в разных районах Земли показывают, строго говоря, не одно и то же время, а хронологический эталон для геологической истории, т. е. Международная стратиграфическая шкала, является универсальной масштабной линейкой для датировки геологических событий прошлого, то проблема соотнесения подразделений местных стратиграфических схем с этой линейкой оказывается крайне непонятной.

На самом деле, принцип Карпинского утверждает, что обязаны существовать переходные слои между подразделениями Международной стратиграфической шкалы любого ранга, но… только в конкретных разрезах. Принцип Головкинского означает, что границы свиты в достаточно удаленных друг от друга разрезах должны быть диахронными. Если с позиций этих принципов, соединенных воедино, взглянуть на методологические основы Международной шкалы, то следовало бы ее существенно трансформировать, сделав границы подразделений не плоскостными, а объемными – в виде швов, имеющих неопределенную длительность (ведь масштабы скольжения границ в разных районах неодинаковы). Однако «эталон геологического времени» такого не допускает, временные рубежи в Международной шкале «плавать» не должны.

Следовательно, прежде чем соотносить местные подразделения с Международной шкалой (делается это, как легко догадаться, для установления возраста местных стратиграфических единиц), надо умудриться соединить эти два, казалось бы, взаимоисключающих подхода.

Этим целям и служит принцип так называемой хронологической взаимозаменяемости признаков (ХВП). Его предложил в 1974 г. один из самых глубоких стратиграфов последнего времени Сергей Викторович Мейен (1935-1987).

Суть принципа в следующем. Геологи привыкли считать, что чем большее число признаков объекта они учтут и чем больше при этом используют самых разнообразных методов, тем более объективное решение будет получено. Ничего наивнее такой веры нет. Добро бы еще была ясной связь (точнее, взаимосвязь) между признаками. Тогда бы они использовались с разным информационным весом, и это все же принесло бы пользу. Но и этого, конечно, нет. Слепое увеличение числа характеристик объекта чаще приводит просто к информационному шуму.

Это рассуждение имеет самое тесное отношение к стратиграфии. Ведь в любой отрезок геологической истории население планеты было весьма разнообразным, и хотя известны виды, которые жили строго отведенное им время (это так называемые руководящие виды фауны), однако наряду с ними было много и других видов – их дальних и близких соседей по эволюционному древу. Для каждого геологического периода, следовательно, характерны и просто видовое разнообразие фауны, и в то же время определенные упорядоченные последовательности видов (сукцессии). Их строят палеонтологи, и они образуют сменяющиеся во времени ряды. Комбинируя эти ряды, можно получить разные временные рубежи для одних и тех же стратиграфических подразделений.

С другой стороны, если использовать не просто большое число признаков (в частности, видов фауны), но признаков сопряженных (эмпирически выявленные сопряженные комплексы признаков Мейен предложил назвать «синдромами»), то можно как бы примирить такие понятия, как диахронность границ местного подразделения и синхронность подразделений Международной шкалы.

А почему «взаимозаменяемость»? Мейен полагал, что признаки бывают «весомыми», но «несамостоятельными». От объекта к объекту они прослеживаются с помощью менее весомых, но более самостоятельных признаков. Это и есть хронологическая взаимозаменяемость признаков.