Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед - Дж. Д. Макдугалл

Обратите внимание, что характер изменения уровня моря в плейстоцене сильно упрощен: на самом деле на протяжении последних нескольких миллионов лет происходили многочисленные флуктуации уровня моря, о чем рассказывается в главе 12.

Глава 11.

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ, ГОРЫ И ЛЕД: КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРА

Кайнозойская эра по стандартам предшествующих очень коротка. Тем не менее, поскольку она является последним взмахом косы геологического времени, мы многое знаем о ней. Все еще сказываются географические последствия движения литосферных плит, а растительная и животная жизнь, развившаяся в течение кайнозоя, — это знакомые нам фауна и флора современных равнин, лесов и морей. Короче говоря, мир кайнозоя легко распознаваем и удобен, с ним легче иметь дело, чем с более удаленными от нас во времени мирами с их незнакомыми нам обитателями и беспорядочно передвинутыми континентами и океанами.

Одной из причин того, что мы так много знаем о кайнозое, является то, что океанические бассейны в своих отложениях содержат полную хронику ее истории. Все океанское дно старше 200 миллионов лет, а значительная часть более молодого подверглась субдукции, снова погрузилась в мантию Земли. Однако большая часть океанического дна, образовавшегося в кайнозойскую эру 66 миллионов лет назад, все еще доступна для изучения. И хотя мы знаем, что глубокое море это не такое уж спокойное место, как когда-то думали, с медленным дождем остатков, оседающих на дно и накапливающихся там без каких-либо нарушений их залегания, оно тем не менее дает нам замечательно полную хронику событий, отразившихся в осадках, за всю эру. Одним из великих достижений наук о Земле в двадцатом веке явились организация и выполнение Проекта глубоководного бурения — огромного по масштабам научного предприятия, выполненного частью и для того, чтобы записать эту хронику. Сегодня, более четверти столетия спустя после его начала, этот проект получил уже другое название и цели его еще более расширились, чем в начале, но задачи его в главном остались те же — получить непрерывную серию образцов керна из океанского дна, которые помогут нам понять историю Земли. Сотни геологов со всего мира соперничают друг с другом за возможность провести на море два месяца на борту бурового судна, работая по часам, чтобы изучить, описать и проанализировать образцы керна по мере их поступления на палубу. В конце концов этот керн доставляется в одно из трех хранилищ в Соединенных Штатах — в Калифорнийском университете в Ла-Джолла, в Колумбийском университете в Нью-Йорке и в Техасском университете Эй-энд-Эм в Коллидж-Стэйшн, где они подвергаются дальнейшему изучению и хранятся в замороженном виде для будущих исследований. Эти керновые «библиотеки» являются бесценным источником материалов, документирующих историю Земли и находящихся всегда под рукой, когда появляются новые идеи или методы анализа. Хорошим примером может послужить вопрос о том, что произошло на границе мела и третичного периода. Как рассказывалось в предыдущей главе, открытие избытка иридия в отложениях, соответствующих этой границе, привело к предположению о столкновении Земли с крупным небесным телом 66 миллионов лет назад. Но показать, что это событие имело глобальный характер, а не было какой-то местной геохимической аномалией, не имеющей отношения к столкновению, можно было только на основании исследования керна скважин по всему миру. И большая часть этого материала была получена в результате выполнения Проекта глубоководного бурения.

Независимо от точной природы событий, которыми закончилась мезозойская эра, они отметили крупнейший поворотный момент в истории Земли. Как на суше, так и на море радикально изменился весь ход эволюции. И хотя кайнозойская эра занимает только полтора процента истории Земли, действие тектоники плит, даже с присущей ей медлительностью, значительно изменило физическую географию нашего мира в течение кайнозоя. В начале ее все еще существовал пролив-океан Тэтис, о котором рассказывалось в главе 9, служа проводником для циркуляции воды в широтном направлении. Ни Гималаев, ни Альп еще не было. Климат был гораздо теплее, чем сейчас: имеются ископаемые остатки организмов, свидетельствующие о субтропических условиях на широте северного полярного круга. Млекопитающие, Хотя они и существовали на протяжении всей мезозойской эры, все еще играли второстепенную роль в биологическом царстве. И все же это положение должно было вскоре измениться.

Одной из поистине удивительных особенностей кайнозоя является возможность — в силу столь обильной информации — проследить причинно-следственные связи с гораздо большей убедительностью, чем это было в отношении предыдущих эр. Совершенно ясно, что даже скромные перемещения литосферных плит в течение кайнозоя вызвали изменения климата мирового масштаба, которые, в свою очередь, оказали воздействие на ход биологической эволюции. В учебниках по исторической геологии о более ранних подразделениях геологической шкалы времени рассказывается часто в виде отдельных рассказов о важнейших физических и биологических событиях, помещенных в разных разделах, — тут о горообразовательных процессах, там о вулканизме; в океанах достигли расцвета такие-то и такие-то организмы, на суше такая-то группа вымерла, а такая-то пришла ей на смену. Но для кайнозоя взаимосвязи между биологическим и физическим мирами, хотя и не всегда очевидные, стали, по крайней мере в целом, более ясными — а кроме того, очевидно, что они стали играть очень важную роль. Даже те события, которые с точки зрения глобального целого кажутся совершенно второстепенными — как, например, образование Панамского перешейка около трех миллионов лет назад, соединившего обе Америки и закрывшего циркуляцию вод в широтном направлении между Атлантическим и Тихим океанами, — должны были иметь важные последствия как для климата, так и для всего биологического царства. Хотя и маловероятно, что мы когда-нибудь будем знать все детали более ранних отделов геологической истории так же ясно, как мы знаем кайнозой, все же в этом нашем знании содержится урок, который не следует забывать при рассмотрении этих древних эпох. И здесь снова, в самом широком смысле, принцип актуализма служит нам полезной опорой при рассмотрении прошлого.

ВОЗВЫШЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Кайнозойскую эру называют иногда веком млекопитающих. От земляного волка до слона, от китов до вомбатов и, конечно, включая нас, млекопитающие стали господствующей формой жизни на Земле. Они включают весь диапазон размеров — от крошечных существ вроде землероек, весом всего в несколько граммов, до гигантских голубых китов, вероятно, самых больших из когда-либо живших на Земле животных. Хотя мы не часто раздумываем над этим, жизни человека и других животных тесно переплетены как в нашей истории, так и в повседневной жизни. Значительную часть нашей пищи, а также немалую часть нашей одежды мы так или иначе получаем от наших одомашненных животных. Многие важные успехи в медицине были достигнуты в результате лабораторных исследований животных. И первоначальные исследования полярных океанов, а также Северной Америки и Сибири проводились с целью поисков китов и покрытых ценным мехом млекопитающих, соответственно, — к сожалению, часто с катастрофическими последствиями для существ, бывших предметом охоты. Самые первые из настоящих млекопитающих, о которых нам известно по их окаменелым остаткам, жили в конце триасового периода, почти в начале мезозойской эры. Еще раньше существовали звероподобные рептилии, как мы уже видели (рис. 9.4). Но очень долгое время после их появления — более 150 миллионов лет — млекопитающие оставались мелкими и малозаметными животными. Согласно общему мнению, это их положение было обусловлено как наличием хищных динозавров, так и конкуренцией со всеми типами динозавров. Однако после того, как массовое вымирание на грани мела и третичного периода устранило этих конкурентов, количество и многообразие млекопитающих росли буквально со скоростью взрыва. Недавние тщательные исследования каменной летописи показали, что за приблизительно 10 миллионов лет после катастрофы на границе мел — третичный период уже существовало около 130 родов млекопитающих (род — это группа близко родственных видов), столько же, сколько существовало в любое время после этого. Летучие мыши, приматы, грызуны, киты — эти и другие предшественники современных животных уже существовали. Хотя с того времени многие виды животных вымерли и появились новые виды, общее количество родов осталось тем же, в среднем около 90.[1] Это показывает, что первоначальный взлет эволюции млекопитающих довольно быстро дал устойчивую популяцию, по крайней мере устойчивое количество родов, которое впоследствии уже не изменялось коренным образом. (Следует повторить замечание, сделанное выше в этой книге, что выражения вроде «довольно быстро» всегда следует понимать в геологических описаниях и рассуждениях в соответствующем контексте. В этом случае увеличение разнообразия млекопитающих за десять миллионов лет можно считать быстрым только по сравнению с более ранней историей этих животных, которая заняла в пятнадцать раз больше времени.)