Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Представьте, что мы отправляемся в путь, чтобы пересечь дно Атлантики в способном погружаться под воду тракторе на восток вдоль десятой параллели, от бразильского порта Масейо к мысу Барра-до-Куанза в Анголе, пропустив на пути лишь остров Вознесения. По мере продвижения мы берем пробы горных пород под нашими гусеницами (шины не смогли бы выдержать давление). По причинам, которые следуют из теории вулканического расширения океанического дна, нас интересуют только изверженные базальты (затвердевшая лава), лежащие в основании любых осадочных пород, возможно, отложенных сверху. Именно эти магматические породы, согласно теории, и представляют собой бюро с выдвижной крышкой или ленточный конвейер, перемещающий Южную Америку на запад, а Африку – на восток. Мы будем бурить землю сквозь осадочные отложения – вероятно, весьма толстые в местах, сложившихся более чем миллионы лет назад – и брать образцы твердых вулканических пород, лежащих ниже.

Эти две карты, представляющие возрасты горных пород на дне океана, основаны на их остаточном магнетизме. Карта слева показывает Землю 68 миллионов лет назад, в верхнем меловом периоде, когда Атлантический океан был намного более узким, чем теперь. Карта справа показывает Землю сегодня. Псевдоцветные полосы показывают горные породы дна океана, начиная с мелового раскола, когда сформировалось новое океанское ложе, расширившееся в Атлантику. Похожие перемещения можно увидеть в Тихом и Индийском океанах.

Первые 50 километров нашей поездки на восток мы находимся на континентальном шельфе. В наших целях не будем считать его морским дном вообще. Мы не покинули континентальную Южную Америку, просто имеется небольшой слой неглубокой воды у нас над головой. В любом случае, с целью объяснения тектоники плит мы не обращаем на воду внимания. Но затем мы быстро спускаемся на настоящее морское дно, берем свой первый образец истинного ложа океана и радиометрически анализируем возраст базальта под осадочными породами. Здесь, на западном краю Атлантики, они, оказывается, имеют возраст нижнего мелового периода, приблизительно 140 миллионов лет. Мы продолжаем свою поездку на восток, регулярно беря образцы вулканических пород в основании отложений, и обнаруживаем замечательный факт: они непрерывно становятся моложе. Пятьсот километров от нашей отправной точки – мы далеко в верхнем меловом периоде, моложе 100 миллионов лет. Приблизительно 730 километров в нашей поездке, хотя мы не увидим отделенной границы, потому что рассматриваем только вулканическую породу, мы пересекаем 65-миллионолетний рубеж между меловым периодом и палеогеном, геологический момент, когда динозавры на земле внезапно исчезли. Последовательное уменьшение возраста продолжается. Продвигаясь на восток, вулканические породы под морем непрерывно становятся моложе и моложе. Тысяча шестьсот километров от нашей отправной точки – мы находимся в плиоцене, глядя на молодые горные породы, ровесников шерстистых мамонтов в Европе и Люси в Африке.

Когда мы достигаем непосредственно Срединно-Атлантического рифта, приблизительно 1 620 километров от Южной Америки и немного дальше (на этой широте) от Африки, мы замечаем, что образцы наших горных пород теперь настолько молоды, что принадлежат нашему собственному времени. Они только что прорвались из глубин морского дна. Действительно, если нам очень повезет, мы сможем увидеть извержение в определенной части Срединно-Атлантический рифта, который мы пересекаем. Но нам должно очень повезти, потому что, несмотря на образ непрерывно движущегося конвейерного бюро с выдвижной крышкой, он не буквально непрерывен. Как это может быть, притом, что среднее перемещение бюро с выдвижной крышкой составляет один сантиметр в год? Когда происходит извержение, горные породы перемещаются больше, чем на один сантиметр. Но, соответственно, извержения в любом месте вдоль рифта происходят менее часто, чем один раз в год.

Пересекая Срединно-Атлантический рифт, мы продолжаем свою поездку на восток в направлении Африки, снова беря образцы вулканической породы из-под отложений. И мы теперь замечаем, что возрасты горных пород становятся зеркальными отображениями тех, что мы измерили прежде. Теперь, когда мы удаляемся от центрального рифта, горные породы становятся прогрессивно старше, и это продолжается всю дорогу до Африки и восточного края Атлантики. Наш последний образец, почти с самого африканского континентального шельфа, обнаруживает горные породы нижнего мелового периода, точно такие же, как их зеркальные отображения на западной стороне, вблизи Южной Америкой. Действительно, вся последовательность отражается относительно Срединно-Атлантического рифта, и отражение даже более точно, чем Вы могли узнать из одного только радиометрического датирования. То, что из этого следует, крайне изящно.

В «Рассказе Секвойи» мы познакомимся с остроумной техникой датирования, известной как дендрохронология. Кольца дерева возникают благодаря факту, что деревья имеют ежегодный сезон вегетации, и не все годы одинаково благоприятны, таким образом, проявляются характерные признаки в виде толстых и тонких колец. Такие характерные признаки, когда они иногда возникают в природе, представляют собой подарок природы науке, и мы охотно используем их всякий раз, когда с ними сталкиваемся. Особенно удачными являются обстоятельства, когда нечто похожее на древесные кольца, хотя и на большей временной шкале, впечатывается в вулканическую лаву, когда она охлаждается и отвердевает. Это происходит так. В то время, когда лава все еще жидкая, молекулы в ней ведут себя как крошечные стрелки компаса и выравниваются по магнитному полю Земли. Когда лава отвердевает в горную породу, стрелки компаса застывают в своем текущем положении. Магматическая порода, поэтому, действует как слабый магнит, полярность которого – застывшая летопись магнитного поля Земли в момент отвердевания. Эта полярность, которую легко измерить, указывает нам направление магнитного Северного полюса в момент, когда горная порода отвердела.

Магнитные полосы по обеим сторонам океанического рифта. Темные полосы представляют нормальную полярность; белые – обратную полярность. Геологи группируют их в магнитные интервалы преобладающей нормальной или обратной полярности. Симметрия полос была поначалу определена Фредом Вайном и Друммондом Мэтью как доказательство расширения морского дна в классической статье в «Nature» в 1963 году. Кора и твердый верхний слой мантии, вместе известные как литосфера, толкаются отдельными конвективными потоками магмы из полужидкого слоя мантии ниже (астеносферы). Отличительные особенности полос позволяют нам идентифицировать возраст горных пород океанского ложа до приблизительно 150 миллионов лет назад. Более древнее дно океана уничтожено субдукцией.

Тут подоспел хороший факт. Полярность магнитного поля Земли изменяется на обратную через нерегулярные, но, по геологическим стандартам, весьма частые интервалы, по шкале десятков или сотен тысяч лет. Вы можете непосредственно наблюдать увлекательные последствия этого. Когда две конвейерные ленты текут на запад и восток от Срединно-Атлантического рифта, их измеренная магнитная полярность демонстрирует полосы, отражающие переворачивание поля Земли, застывшее в момент отвердевания горной породы. Характер полос на западной стороне зеркально отобразит определенный характер полос на восточной, потому что оба набора горных пород разделяли одно и то же магнитное поле, когда они извергались вместе, как жидкость, из серединно-океанского рифта. Можно точно указать соответствие, какая полоса на восточной стороне рифта относится к какой полосе на западной стороне, и эти две полосы могут быть датированы (они, конечно, имеют один и тот же возраст, потому что были жидкостью в одно и то же время, когда изливались вместе из рифта). Один и тот же характер полос будет обнаружен с обеих сторон распространяющихся зон на дне других океанов, хотя расстояния между зеркально отображенными полосами изменятся, потому что не все ленточные конвейеры перемещаются с одной и той же скоростью. Вы не могли бы и пожелать более убедительного доказательства.

Имеются затруднения. Характер параллельных полос не змеится на юг по ложу океана в простом ненарушенном виде. Он подвержен многочисленным переломам – «ошибкам». Я выбрал десятую параллель к югу от экватора преднамеренно для нашей поездки на гусеничном тракторе, потому что она оказалась не осложнена какими-либо линиями сдвига горных пород. На другой широте наша последовательность постепенно изменяющегося возраста была бы прервана случайными отклонениями, когда мы бы пересекали линии сдвига. Но общая картина параллельных изохрон совершенно ясна из геологической карты всего дна Атлантики.