Александр Олейников - Геологические часы

Против теории катаклизмов выступил французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. С начала XIX века один за другим выходят в свет его основополагающие труды: «Гидрогеология», «Естественная история растений», «Философия зоологии» и многотомная «Естественная история безпозвоночных животных». Намного опередив свою эпоху, Ламарк создал первое стройное учение о развитии органического мира, обосновал новую систематику животных, уточнил принципы ботаники, впервые развил эволюционные идеи в биологии и высказал мысль, что и сам человек является результатом исторического развития жизни.

Современники не смогли в полной мере оценить значение работ Ламарка. Но провозглашенные им воззрения и его огромный научный авторитет оказали определенное влияние даже на тех исследователей, которые продолжали оставаться убежденными катастрофистами. Следствием этого стали многочисленные смелые попытки установить закономерности появления различных групп организмов во времени.

В 1820 г. немецкий ученый Каспар Штернберг подразделил историю растительного мира Земли на три больших периода. Восемь лет спустя французский геолог и палеоботаник Александр Броньяр установил существование четырех периодов. Данные этих исследователей, занимавшихся изучением древней флоры, начали сопоставляться с материалами, полученными в разных странах специалистами по вымершим беспозвоночным. Это было рождение шкалы относительного — геологического — возраста земных слоев.

Теория катастроф продолжала оставаться главенствующей в науке на протяжении нескольких десятилетий. Положение ее пошатнулось только в середине прошлого века, когда в 1859 г. вышел в свет замечательный труд английского естествоиспытателя Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь».

Выдвинутая Дарвином теория эволюции, согласно которой в облике животного и растительного мира происходит бесконечный ряд изменений, отражающих взаимоотношения организмов и изменения среды, где они живут, дала новый толчок развитию различных областей палеонтологии. Десятки людей во многих странах мира начинают интересоваться окаменелостями. Отовсюду поступают сообщения о новых находках ископаемых организмов.

Наука об относительном возрасте земных слоев стала развиваться быстрыми темпами. Работы по добыче камня отныне нередко сопровождались специально организованными поисками окаменелых остатков животных и растений. Росли палеонтологические коллекции. Накапливались знания об эпохах развития жизни на Земле.

И, быть может, никто из геологов не вспомнил о том, что в 30-х годах XIX столетия на уральских заводах работали два человека, не имевшие никакого отношения к науке о Земле. Они построили около 20 паровых машин и первый в России паровоз. Созданные ими паровозы работали на чугунной рельсовой дороге, проложенной между рудником и заводом. Речь идет о русских механиках-изобретателях Черепановых — отце Ефиме Алексеевиче и сыне Мироне Ефимовиче.

Задумался ли исследователь истории Земли над будущим своей науки, прослышав, что в Англии сорершил свой первый рейс между Манчестером и Ливерпулем первый в мире пассажирский поезд? И едва ли кто-нибудь знал, какое значение для палеонтологии будет иметь тот день, когда немецкие инженеры установят на колесной повозке двигатель внутреннего сгорания и родится еще одно детище техники — автомобиль.

Каким странным ни покажется это на первый взгляд, но изобретение двух новых средств передвижения оказало громадное влияние на прогресс науки о древних организмах. И не потому, что эти машины сделали доступными любые точки земного шара. Суть дела в том, что начавшееся в конце прошлого века быстрое развитие паровозо- и автомобилестроительной промышленности привело к необходимости прокладывать многие тысячи километров автомобильных и железных дорог. А это в свою очередь вызвало небывалый размах земляных работ.

Бесчисленная армия рабочих ежедневно переворачивает сотни тысяч тонн горных пород, строя насыпи, прорывая тоннели, котлованы и канавы. За предельно короткий срок большие пространства оказались изборожденными земляными выработками. Для паровозов и автомашин требовалось огромное количество топлива, и в поисках нефти и каменного угля тысячи новых шахт и буровых скважин пронзили толщу земной коры.

Все эти работы, проведенные за короткий отрезок времени на стыке XIX и XX столетий, дали возможность палеонтологам собрать такое количество ископаемых остатков животных, которое во много раз превышало все прежние сборы. Много интереснейших научных открытий было сделано именно в эти годы. Собранные материалы позволили внести уточнения в шкалу геологического возраста, которая создавалась геологами разных стран еще со времен господства дилювиальной теории.

Изучение геологических разрезов земной коры дает возможность выяснить, в какой последовательности формировались слагающие ее пласты. Чтобы сравнить между собой различные толщи осадочных образований, необходимо найти заключенные в них остатки древних животных или растений. Долгие и трудоемкие поиски окаменелостей, кропотливое изучение палеонтологических коллекций позволили установить характерные комплексы фауны и флоры, присущие каждому периоду истории Земли; помогли уточнить границы эпох; способствовали выяснению закономерностей развития органического мира нашей планеты. Все это дало возможность рассматривать ископаемые остатки вымерших растений и животных в качестве указателей относительного геологического возраста горных пород.

Но, склоняясь над коллекциями окаменелостей, освобождая из каменного плена скелеты вымерших животных, естествоиспытатели тщетно старались установить, сколько лет назад погибли эти обитатели Земли. И через века безответным вопросом звучали слова Леонардо да Винчи*: «О время, скорый истребитель возникших вещей, сколько народов ты уничтожило, сколько государств пало и сколько различных событий произошло с тех пор, как чудесная форма этой рыбы здесь умерла в пещерных и извилистых недрах?».

* Леонардо да Винчи. Избранное. М., Гос. изд-во худож. литературы, 1952, с. 219.

Исследуя ископаемые остатки животных и растений, палеонтологи установили, что историю нашей планеты можно подразделить на ряд больших этапов. Эти этапы названы эонами.

Первое время Земля, по-видимому, была необитаемой. Уныло плескались мелкие водоемы, хранили молчание безжизненные равнины, безмолвствовали голые скалы. Мертвую тишину нарушал только грохот вулканов, извергавших лаву и тучи раскаленного пепла. Это время получило название азойского (т. е. безжизненного) эона.

Но вот где-то на границе раздела теплых морских вод и суши возникли первые сложные соединения белка — коацер-ваты. От них произошли предвестники жизни — протобионты. Их еще нельзя считать ни растениями, ни животными. Но в этих маленьких белковых комочках уже теплилась настоящая жизнь: они питались, двигались и размножались. От протобионтов зародились другие, более сложные организмы.

Мы не знаем, как они выглядели, и можем судить о существовании этого древнейшего биоса лишь по находкам скоплении углистого вещества, имеющего явно органическое происхождение.

Вслед за ними появляются первые сине-зеленые водоросли и безъядерные бактерии — прокариоты, остатки которых найдены в более молодых слоях земной коры. Долгое время они остаются почти единственными обитателями планеты. Этот этап назван археозойским или архейским эоном.

На смену ему пришел протерозойский эон. В протерозойских слоях в обилии появились эукариоты — организмы, клетки которых имели ядра; к простейшим одноклеточным растениям здесь присоединились многоклеточные водоросли, в морях появились первые животные. Закачались на волнах водянистые медузы, на отмелях поселились гребневики, а на илистом дне закопошились различные черви, примитивные ракообразные и предки морских звезд — древние иглокожие.

В самом конце протерозоя под влиянием неизвестных пока причин развитие животного мира претерпевает революционную вспышку — и по всей Земле расселяется множество бесскелетных организмов, получивших название эдиа-карской фауны (по местонахождению Эдиакара в Австралии, где они впервые были обнаружены). Кишечнополостные, членистоногие, черви и другие существовавшие ранее группы животных дополняются рядом беспозвоночных неясного систематического положения, свойственных только этой эпохе. Некоторые исследователи считают, что именно от этих беспозвоночных произошли многие ныне живущие скелетные организмы. В этих же слоях появляются и первые животные, имевшие кремневый скелет, — радиолярии.