Текст книги "Технопарк юрского периода. Загадки эволюции"
Автор книги: Александр Гангус
сообщить о нарушении
Текущая страница: 17 (всего у книги 31 страниц)
Короче, недавно проверили. Митохондриальная ДНК у всех рас человека оказалась одной и той же (и не такой, как даже у близко родственных обезьян). Ева была!
Я сказал, что ДНК с течением времени все-таки изменялась. Разными способами высчитали, с какой скоростью. По разнообразию вариаций этой ДНК можно было судить, где и как давно жила наша праматерь, и даже о том, какими путями шло расселение ее потомков по лику Земли. Оказалось, что самая изменчивая вариабельная митохондриальная ДНК – у нынешних африканцев, значит, и Ева жила там же, а конкретно там, где были основные находки древнейшего человека – в Восточной Африке. И было это около двухсот тысяч лет назад. В это время уже существовали гомо сапиенсы, еще мало чем отличающиеся внешне от эректусов, архаичного облика с вытянутыми вперед лицами, сильно развитыми надбровными дугами. По-видимому, там, в Африке, все сапиенсы были одного типа, никаких рас среди них не было. Не было и сапиенсов на других континентах (это не значит, что там не было людей, были, уже около полумиллиона лет, только других, впоследствии вымерших видов и родов – например, гейдельбергский человек и неандертальцы в Европе).
90 – 80 тысяч лет назад началось великое переселение сапиенсов из Африки. И тогда же, видимо, началось образование современных рас. Первой станцией на пути были Аравийский полуостров и Кавказ.
С Ближнего Востока расселение шло дальше на восток двумя путями – севернее Памира, Тибета и южнее, в основном по берегу океана. В Сибири сапиенсы появились 60 тысяч лет назад. Начала формироваться монголоидная раса. И, как настаивают китайские ученые, не без какого-то участия и местных эректусов-неандертальцев.
Что это было за участие? Во многих учебниках и руководствах этот вопрос фактически обходится: «Но мнению большинства ученых, неандертальцы не были непосредственными предкам современного человека, хотя, возможно, и приняли участие в его формировании». Была ли то гибридизация, как думает современный британский антрополог Крис Стрингер? Неандертальцы и сапиенсы нередко пересекались, жили в одних и тех же пещерах, болели одними и теми же болезнями, перенимали друг у друга зачатки культуры... Иной раз и закусывали друг дружкой, найдены соответствующим образом обглоданные кости на. пещерных стоянках. Впрочем, ели и соплеменников, и не столько от голода, сколько в ритуальных целях. Каннибализм, возможно,– обязательный этап на пути самопознания первобытного сообщества.
Кстати, единственное пока место, где останки сапиенсов и неандертальцев-эректусов находят рядом в слоях одного и того же возраста, но, правда, в разных пещерах – это как раз на одном из главных путей переселенческих волн из Африки, в районе Мертвого Моря. По самым лучшим современным изотопным датировкам, этим костям – как раз сто тысяч лет... Последние неандертальцы еще жили на Кавказе – еще одном перевалочном пункте всех миграционных потоков из Африки – всего 29 тысяч лет назад. Российские ученые сумели добыть из останков неандертальского мальчика его ископаемую ДНК и с помощью зарубежных коллег подтвердить удаленность неандертальцев от сапиенсов. Неандертальцы отщепились от общего с нами ствола на несколько сот тысяч лет раньше, чем началось образование современных рас сапиенсов...
Те сапиенсы, что оставались в Передней Азии и пошли через нынешние Иран и Индию, заложили основы «европеоидной» расы. Северный и южный потоки соединились в Юго – Восточной Азии. Их смешение породило частичное возвращение к «негроидному прототипу» – айнов в Японии, а 40 тысяч лет назад австралийцев и жителей Новой Гвинеи.
Примерно тридцать пять тысяч лет назад, по-видимому, сломив сопротивление европейских неандертальцев, сапиенсы (это была уже высокорослая кроманьонская стадия, почти современный европейский тип) хлынули в Европу. 32– 12 тысяч лет назад тогдашние жители Сибири в несколько приемов шли через пересыхавший время от времени Берингов пролив в Америку. Они шли маленькими группами – здесь наименьшее разнообразие вариаций в той же самой кольцевой митохондриальной ДНК.
Сейчас идут попытки повторить исследование на материале генетической структуры, которая передается по мужской линии, но, правда, все же через женский организм. Это Y-хромосома, которой вообще нет в клетках женщин. Праотец Адам, по первым результатам, тоже был, и он тоже жил в Восточной Африке, но гораздо позже Евы, чуть ли не на сто тысяч лет... Они не встречались!
И это сразу все ставит на свои места. Конечно же не было одной супружеской пары в начале нынешнего рода человеческого. Больше того, наверняка разнообразие типов митохондриальной ДНК в наших прабабушках и Y-хромосом в дедушках было двести тысяч лет назад немалое. Но представим себе, что наследственность одной из бабушек по каким-то причинам была чуть-чуть, на доли процента, более жизнеспособной, и даже не вообще наследственность, а способность воспроизводить в потомстве преимущественно женский пол (в сплошь мальчиковых выводках митохондриальная ДНК находила свой конец, дальше не передавалась). Рано или поздно, в огромном числе поколений, эта митохондриальная ДНК осталась без конкуренток... То есть Ева была, но она не одна трудилась, рядом были сотни других женщин, просто потом, с течением поколений ее отнюдь не главному наследственному зачатку, какой-то второстепенной, почти ни на что не влияющей ДНК повезло... Осталась одна и потому так много и интересно рассказала любопытному потомству. То же и с Адамом, только нынешней господствующей разновидности Y-хромосомы повезло меньше и позже.
Представим себе деревню, все жители которой носят одну и ту же фамилию, например Кузнецовы. Даже в нашей стране, по которой всякого рода Мамаи огнем и мечом проходили столько раз, такие деревни существуют. В Китае, где в глубинке есть целые многотысячные поселки, которые без больших перемен стоят на одном месте до пяти тысяч лет, такое бывает сплошь да рядом. Фамилия – это тоже признак, наследуемый только через одного родителя. – почти у всех народов – отца. Конечно же в принципе можно высчитать «поселкового Адама», первого носителя этой фамилии, но не нужно. Он лишь один из многих прародителей жителей этого местечка, вот только в силу случайности или наследственности в его потомстве на доли процента рождалось или выживало меньше девочек – «тупиковых» только по этому признаку ветвей. Рано или поздно его фамилия стала монопольной, при том что генов, фамильных черт, он своим потомкам передал не больше, чем любой из его сверстников или сверстниц... Один из современных генетиков по этому поводу написал во вполне серьезном издании, что когда-нибудь, при определенных условиях, все жители Земли будут носить одну фамилию, допустим Адам, но это вовсе не будет значить, что все они на самом деле произошли от одного человека, Адама.
Недавно сибирские ученые использовали митохондриальную ДНК и Y-хромосому, чтобы разобраться и с американскими индейцами, которые внешне напоминают то коротконосых монголоидов Сибири, то носатых европеоидов. Оказалось, что шли через Берингов пролив в основном мужчины европеоиды. Но по пути к ним присоединялись (добровольно или нет, мы можем только гадать) женщины-сибирячки.
Би-би-си недавно показала целый фильм, посвященный поискам семьи, сохранившей в себе «ту самую Y-хромосому», что была у начала всех народов и Азии, и Европы. Нашли в Киргизии, у почтенного скотовода по фамилии Ниязов... Y-хромосома помогла найти и деревню на юго-западе Индии, через которую прошли будущие аборигены Австралии, и племя в Африке, откуда они отпочковались...
Эти захватывающие истории, происходившие «недавно», в антропогене – так иногда называют конечную станцию кайнозоя, четвертичный период – сейчас интенсивно воспроизводятся в сотнях лабораторий по всему миру. Старые родословные птиц и лягушек, пауков и тараканов усиленно перекраиваются примерно так же и со столь же революционными результатами, как это происходит и с человеческой генеалогией...
Поли– и моно
Параллелизм, появление у видов, родов, семейств сходных признаков... Как далеко в прошлое можно его продолжать? Не могли ли целые современные типы животных появляться из нескольких стволов сразу, параллельно? Проблема поли– и монофилии возникла еще на заре дарвинизма и до сих пор не сходит со сцены.
Выдающийся советский ихтиолог Л. Берг, например, считал, что рыбы – это вроде условного наименования, применяющегося нами ради удобства к двенадцати классам позвоночных животных разного происхождения. Разное происхождение приписывалось и такой группе животных, как земноводные. Например, хвостатых амфибий выводили из рода двоякодышащих рыб, а бесхвостых и всех прочих наземных позвоночных – от кистеперых.
«Полифилистам» (им был, например, выдающийся биолог, во многом единомышленник Л. Берга, герой повести Гранина «Эта странная жизнь» профессор А. Любищев, с которым переписывался в начале 70-х годов прошлого века и автор этой книги) возражали и возражают. Я уже упоминал о том, что все решающие этапы эволюции, этапы скачков, которые как раз и смогли бы пролить свет на этот спорный вопрос, как правило, выпадают из палеонтологической летописи. Решающие эксперименты природа ставила на малочисленных, а потому плохо сохранившихся группах животных и растений. У спорящих сторон мало доказательств. Часто в ответ на возражения полифилистов монофилисты (их большинство) слегка подправляют классификационные таблицы, и все снова как будто приходит в норму.
Так было с верблюдами. Как и коровы, они жуют жвачку, а посему их долго относили к жвачным животным. Полифилисты яростно упирали на то, что верблюды совершенно не похожи на парнокопытных жвачных, что у них и копыт-то нет и, видимо, и не было никогда. У верблюдов много признаков, говорящих о том, что они пришли в начале кайнозоя в группу жвачных «со стороны», а не отщеплялись от ствола непарнокопытных, как корова, олень, жирафа.
Монофилисты послушали, согласились и... выделили верблюдов (и лам) в особый отряд – мозоленогих. Представители этого отряда, говорят они, путем приспособления параллельно выработали в себе некоторые признаки жвачных, и все. Никакой полифилии.
Спор этот продолжается. Как он закончится, неизвестно.
В 1962 году советский ученый Татаринов, подчеркнув еще раз многие черты, роднящие млекопитающих с земноводными, «через голову», так сказать, пресмыкающихся, высказал предположение, что по крайней мере часть млекопитающих могла произойти и от земноводных типа палеозойских микрозавров. Среди тех, кто уверен в «звероящеровом» происхождении млекопитающих, тоже нет единства. Пять «предковых групп» ископаемых млекопитающих иногда выводят от пяти разных рептилий. Может быть, и ближайший общий предок плацентарных и сумчатых животных был еще ящером? А его потомки перешли на млекопитание независимо? В силу некоей биохимической предрасположенности?
Как далеко может увести нас этот путь предположений и гипотез?..
Есть давний спор в научной фантастике и в философии о том, какими должны быть формы разумной жизни на других планетах, в иных звездных мирах. Одни ученые и фантасты упорно наделяют инопланетян всеми внешними чертами людей. Они считают, что законы развития жизни, сознания едины для всей Вселенной и некие общие законы должны приводить эволюцию к «наперед заданному» результату – человеку. Этой точки зрения придерживался, например, известный советский палеонтолог и писатель-фантаст И. Ефремов. Другие – среди них, например, математик академик А. Колмогоров – резко возражали: «Мыслящая жизнь на других планетах может иметь вид... плесени».
В последних главах этой книги рассказывается о всеобщей предрасположенности материи к самозарождению жизни. В просторах Вселенной астрономы находят целые облака довольно сложных органических соединений» Аминокислоты, кирпичики белков приносятся на Землю метеоритами. Возможность жизни пронизывает все. А когда эта возможность реализуется, она превращается в необходимость. Структуры вещества, химические и физические его свойства образуют русло будущего потока эволюции. Вот почему не исключен параллелизм, возможно сходство в главных этапах всех эволюций во Вселенной. И запасной вариант эволюции в Австралии в этом случае – не странный каприз природы, а закономерное проявление всеобщего ее закона...
В рассказах о геологическом прошлом есть уже свои штампы и стереотипы. Кайнозойский расцвет относительно родственной и понятной нам жизни был следствием страшной катастрофы, обозначившей конец мезозоя, мелового периода. Это сейчас более или менее известно всем. Несколько меньше известно, что подобные катастрофы случались и после гибели динозавров, на Земле, «радостно устремившейся к конечной цели Творения», к нам то есть. Больше того, самая страшная и самая актуальная для нас катастрофа кайнозоя пришлась на начало самой роскошной эпохи третичного периода, подлинного «третичного эдема», эоцена, 55 миллионов лет назад.
ГЛАВА 3
ВРЕМЯ ЖИТЬ, ВРЕМЯ ВЫМИРАТЬ
Эдем как парниковая катастрофа
Об этом уже немного говорилось в первой части книги в главе о грязевых вулканах. После впечатляющих открытий американско-российской научной команды на научном судне «Профессор Логачев», при участии норвежцев, исследовавших горячий грязевой вулкан с нашлепкой из метанового льда на стыке шельфового Баренцева и океанического Гренландского морей, их дело продолжили многие ученые в разных уголках мирового океана, а вблизи своих берегов – норвежцы под руководством Хенрика Свенсена из Геологического института Университета Осло.
Они прокладывали сейсмический профиль в нескольких сотнях километрах к западу от своих берегов и обнаружили на нем 735 структур типа грязевых вулканов, жерл, извергающих или извергавших в прошлом горячую воду и метан. Профиль позволяет «видеть» те или иные слои осадков в толще морского дна. Все 735 структур оказались так или иначе связанными со слоем, разделяющим две первых эпохи третичного периода – палеоген и эоцен. Возраст слоя – 55 миллионов лет.
Метан – газ нестойкий. Если что-то, например резкий нагрев дна, разрушает подушки метанового льда, метан бурно выделяется и по пути к поверхности реагирует с водой и растворенными в ней газами. Главный результат этих химических реакций – дополнительный углекислый газ, «парниковый газ № 1», сначала перенасыщающий океан, а затем атмосферу. Ученые прикинули, учли, что на профиле – лишь одна треть примерно всех возможных в этой области жерл. У них получилось, что в течение не более чем 10 000 лет – миг на часах геологической истории – в атмосферу только из приполярных североатлантических источников метангидратов добавилось 1500 гигатонн углекислого газа.
«Мы думаем, что магма нагрела отложения, содержащие органический материал, что привело к взрывоподобному выбросу газов» – сказал Хенрик Свенсен корреспондентам в 2004 году. При этом он добавил, что современный выброс в атмосферу углекислого газа от сгорания угля и углеводородов в автомобилях и элетростанциях «взрывоподобней» катастрофического эоценового по меньшей мере в 35 раз. То есть тот же результат, повышение на 10 градусов мировых средних температур с массовым вымиранием, прежде всего морских организмов, будет достигнут не за 10 000 лет, а за 300 (и это только при условии, что удастся заморозить уровень выброса углекислого газа на нынешнем и без того вполне катастрофическом уровне}.
Примерно такой же результат получился в 1990 году у океанологов Джеймса Кеннетта и Лоуэлла Стота из Санта-Барбары, анализировавших колонки иловых осадков из окрестностей Антарктиды. Что важно, у них получилось, что не только поверхность океана нагрелась на те самые 10 градусов, но и глубины океана. Это было мировое бедствие. По их прикидкам, 30– 40 процентов фораминифер, уцелевших при недавней катастрофе начала кайнозоя, погибли именно в начале эоценового Эдема. Впрочем, для кого беда, а для кого именно начало Эдема. Секвойи росли в Гренландии, сухопутный живой мир птиц и примитивных мелких млекопитающих процвел от полюса до полюса.
В морских глубинах происходил массовый замор живности, как иной раз в замерзших прудах, не от температуры как таковой, а из-за резкого понижения содержания в воде растворенного кислорода. Вода «протухла» – почти как в современном Черном море на глубине более 200 метров. Кениетт и Стот тогда же обнаружили и причину бедствия. Во всех окаменевших тогда осадках морского дна обнаружилось необычно высокое содержание более легкого изотопа углерода 12c. В 1995 году Джеррай Дикепс из Университета Мичигана объявила, что только колоссальные выбросы метана, отличающегося как раз высоким содержанием легкого углерода, могут объяснить этот научный результат.
Возможно, резкий разогрев морских глубин из-за выбросов метана в Арктике вызвал такую же реакцию по всему мировому океану, везде, где тогда откладывались запасы метанового льда. Это нарушило обычную для нашего времени и для большинства эпох Земли циркуляцию вод океана, которая и поддерживает «полярный холод» океанских глубин даже на экваторе.
Особенно интересно то, что субтропики у полюсов наступили быстро, за несколько тысяч лет, держались от 80 до 200 тысяч лет и лишь потом медленно, в течение всего эоцена, отступали...
Дыхательные революции
Прошлое никогда не уходит безвозвратно и не исчезает бесследно. Оно живет в нынешнем, как в своем продолжении. Но оно же властно и грубо может вторгнуться в жизнь каждого. Рак, проблема номер один современной медицины,– это, как думают некоторые ученые, как раз такое вторжение прошлого, причем очень далекого – времен, когда зарождающаяся жизнь развивалась без кислорода. В генах нынешних организмов, в каждой клетке человеческого тела сохранилась память об этом примитивном этапе эволюции. По одной из J гипотез, в наших хромосомах есть участки, «лишенные прав и обязанностей». Но эти участки никуда не деваются, только . прикрыты специальными блокирующими химическими группами. Но под влиянием каких-то вирусов или канцерогенных веществ такой репрессор может вдруг разрушиться. Одна или несколько клеток вдруг перерождаются, теряют свою специализацию и начинают «жить и дышать по-старому»... Очаг переродившихся клеток расширяется, чуждый, гибельный для современной жизни обмен веществ все заметнее навязывается организму – и вот уже он не может совладать с ядами раковой опухоли. И как залежи метанового льда, это наследие далекого прошлого, время от времени может вмешиваться в течение жизни и вызывать глобальные вымирание, так и '] прошлое внутри нас грозит нам, персонально, тем же.
Атмосфера планеты. Жизнедеятельность ее организмов. Между этими двумя понятиями тесная связь, и отнюдь не односторонняя. Современный живой мир приспособлен к кислородному дыханию, но и сам кислород – продукт жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов – растений. Всегда ли система «атмосфера – жизнь» пребывала в ее нынешнем виде? Нет! На первых порах это продукт выделения не просто ненужный, но даже и вредный. Да и потом бывало всякое, иное, чем сейчас, содержание и кислорода, и углекислоты. В прошлом были великие атмосферно-дыхательные революции, означавшие резкую смену ландшафтов, изменение состава живущих организмов.
Американский палеоклиматолог Р. Фэйрбридж выделил пять таких революций. Первая совпадает с моментом зарождения жизни, когда появился первый бескислородный обмен веществ, который сохраняется, например, в глубинах Черного моря, отчего оно почти на всю глубину заражено сероводородом, да и во многих иных местах мирового океана. Вторая – с возникновением фотосинтеза, а значит, с появлением первого кислорода. Сначала этот кислород присутствовал только в тонком поверхностном слое в так называемых матах, бактериально-водорослевых образованиях на поверхности доисторических луж, где появились и получили развитие аэробные организмы, использующие кислород для дыхания. Но постепенно кислород стал одним из газов атмосферы. Над Землей появился слой озона – трехатомного кислорода, обладающего свойством задерживать самую чувствительную для живого часть ультрафиолетового излучения Солнца. Жизнь получила стимул для развития и для первого выхода на сушу.
Третья революция произошла, когда содержание кислорода в атмосфере достигло одного процента от современного. Остальное – азот и много, очень много углекислого газа. Самое важное изменение произошло в океане. В это время (возможно, это случилось 550 миллионов лет назад, в начале кембрия) вода океанов изменилась на вкус: насыщенная углекислым газом, она из чуть кисловатой стала чуть щелочной, как сейчас. Это малозаметное изменение не сыграло бы никакой роли, если бы оно не затруднило, и весьма серьезно, для уже многочисленного мягкотелого животного мира океанов удаление некоторых продуктов жизнедеятельности, например извести (СаСОз). Приходится лишь удивляться, до чего оперативно органическая жизнь и это затруднение (как раньше кислород) сумела использовать. Самые разные виды, роды, классы животных на рубеже докембрия и кембрия научились сначала одеваться в панцири и раковины, а потом и строить себе внутренние скелеты. Именно с этого момента начала составляться палеонтологическая летопись планеты: скелеты хорошо сохранялись.
Четвертая революция, грянувшая треть миллиарда лет тому назад. В каменноугольном и пермском периодах она быстро извлекла из атмосферы ту углекислоту, которую еще не успели захватить отлагающие известь организмы моря. Роскошные влажные леса каменноугольного и пермского периодов выделили огромное количество кислорода. Сколько?
Не получилось ли тогда так, что природа «перестаралась» – произвела кислорода больше, чем когда-либо, чем его есть на Земле даже теперь (23 %)? Есть мнение, что того кислорода было пожароопасно много, до 40 процентов, и леса не горели только потому, что стояли «по пояс» в воде, где и шло стремительное образование залежей торфа, зародышей будущих каменноугольных бассейнов. И не этим ли объясняется кратковременное появление на планете гигантских насекомых вроде каменноугольных стрекоз, достигающих в размахе крыльев чуть ли не метра? Ведь, по мнению биологов, размеры насекомых ограничены именно способом их дыхания и кровообращения: при больших размерах тела кислорода насекомому не хватает и при нынешнем составе воздуха.
Потом баланс природного равновесия вновь пришел в норму – вплоть до мелового периода. Сто миллионов лет назад на Земле произошла пятая атмосферная революция. Памятники ей – сахарно-белые меловые скалы на берегах Англии, Русской равнине и во многих других районах мира.
Меловая революция
Мел. Не случайно совпадают названия очень важного геологического периода и мягкой горной породы, известной любому первокласснику. Проводя с мягким хрустом этим белым бруском по черной классной доске, школьник не просто пишет слова, цифры, а размазывает по плоскости остатки раковин мельчайших морских животных – фораминифер и развалины хрупких панцирей одноклеточных подвижных жгутиконосных водорослей – кокколитофор. Мел – новая эпоха отложения извести в мелководных шельфовых морях прошлого. Многие из этих отложений поднялись потом над водой, и из белого мучнистого ила образовались гигантские толщи меловых известняков.
В главе «Суперхрон» первой половины этой книги рассказано о том, как интерпретируют повышенное отложение известняков в мелу современные тектонисты. В ходе некоего «суперхрона», грандиозного цикла циркуляции в толще мантии Земли, к поверхности раз в полмиллиарда лет поступает сгусток углеродсодержащих лав, из вулканов извергается необычно много углекислого газа. Но по схеме Симпсона в мелу все было не совсем так. Именно тогда, по его мнению, мельчайшие представители двух царств живого мира планеты совершили некоторое насилие над естественным химическим равновесием между океаном и атмосферой. Они отлагали, как он считал, под конец мела известь в условиях уже не избытка, как это бывало прежде, а недостатка углекислого газа. Они обеднили углекислотой сначала океан (ведь углекислота идет на образование извести), а затем, поскольку океан жадно поглощает атмосферную углекислоту, и воздух. В результате этого позднемелового «насилия» кислородно-углекислый обмен в природе держится именно с тех пор все более «на волоске»: углекислого газа в воздухе содержится очень мало, ровно столько, сколько успевают выделить животный мир, вулканы, человек с его техникой, прежде чем растения Земли жадно впитают его и разложат на углерод и кислород. Именно с этого времени начинается медленное повсеместное охлаждение климата Земли, с временными катастрофическими разогревами типа выброса метана в начале эоцена.
Геологи заканчивают мелом последнюю древнюю эру Земли – мезозой. Следующий за ним третичный период – уже в «нашей» эре, в кайнозое; в его лесах мы чувствовали бы себя как дома: столько знакомых растений мы бы видели вокруг. Третичных животных, хотя и очень непривычного облика, даже непосвященный признал бы за самых обычных «зверюг»: это были млекопитающие, об эволюции которых говорилось в предшествующей главе.
С меловым периодом навсегда ушли в прошлое ящеры-гиганты – и сухопутные, и водоплавающие, и летающие. В море вымерли ведущие группы беспозвоночных – аммониты, белемниты, многие губки. В меловом периоде во многих местах планеты теряют свое господствующее положение голосеменные растения. Очень быстро появились и захватили огромные пространства широколиственные леса, травы – покрытосеменные растения, главным оружием которых в борьбе за существование был новоизобретенный цветок.
Немецкий палеонтолог А. Мюллер выделил две основные эпохи великого вымирания – пермотриас и конец мела. Вымирали не виды, а целые роды и безвозвратно уходили в земные пласты в качестве окаменелостей.
Геологический термометр
Известный физик и астроном Гарольд Юри в 40-х годах проводил эксперименты с изотопами кислорода. Эти изотопы, например самые распространенные 16О и 18О, во всем похожи друг на друга, но второй тяжелее, и этого достаточно, чтобы в природе в некоторых случаях происходило их разделение, накопление одного относительно другого. Один из таких случаев – это уже знакомая нам реакция, используемая живыми организмами моря для построения своих скелетов и панцирей-раковин,– кристаллизация карбоната кальция СаСОз. Редкий, более тяжелый, а значит, несколько более энергичный изотоп 018 легче переходит в кристаллы, его больше накапливается в раковинках, чем в окружающей воде. Но самое интересное другое. Изотоп этот концентрируется в раковинах животных несколько активнее при нуле градусов, чем, скажем, при двадцати пяти градусах Цельсия. «В моих руках внезапно оказался геологический термометр»,– писал Г. Юри в 1946 году. Прошло десять лет, прежде чем градусник прошлого заработал. Он подтвердил существование низких температур в районе пермокарбонового оледенения в Австралии и очень теплых условий в мелу. Те самые меловые отложения, которые были образованы фораминиферами и другими раковинными организмами и вызвали пятую атмосферную революцию на Земле, сами рассказали о своем житье-бытье.
Температура в течение мела менялась, падала, хотя все время была гораздо выше современной, даже в глубинах океана. Особенно интересными оказались измерения древних температур по анализам пресноводных, озерных ракушек. Дело в том, что озера равномернее прогреты, чем моря, их температура ближе к температуре воздуха. Значит, показания озерных организмов достовернее рассказывают о климате. Температурные записи, прочитанные в пресноводных североамериканских известняках, показаны на рисунке: триста четырнадцать анализов нарисовали плавную синусоиду содержания тяжелого изотопа. Возрастая от девонского периода (а возможно, еще с кембрия – третьей революции) до революции пермокарбона (температура падает), содержание 18О вновь достигло девонского уровня именно в мелу. С тех пор температура опять понижалась, и к нашим дням при всех ее колебаниях она упала уже на пятнадцать градусов; и, судя по рисунку кривой, нас, возможно, ждут впереди еще большие холода. Нынешнее небольшое потепление, считают географы, которое, впрочем, может продлиться десяток тысяч лет, является «межледниковьем»; следующий этап наступления ледников, судя по показаниям пресноводных известняков прошлого, может превзойти все предыдущие, если... если в дело не вмешается шестая атмосферная революция, вызванная в наши дни успехами или просчетами человеческой цивилизации. Но об этом несколько дальше. Здесь только нужно подчеркнуть: молодая наука об изотопах и их приключениях в истории Земли – ядерная геология сделала первые шаги и от нее можно еще ожидать очень много интересного, откровений как о прошлом, так и о будущем нашей планеты.
Так меняется климаты в Северной Америке в ходе геологической истории, судя по содержанию тяжелого изотопа кислорода в озерных отложениях
Птеранодон
Птеранодон взлетал с трудом,
Но если уж летел,
То долго в небе голубом
Парил и кожаным крылом
Об воздух шелестел.
Он был как сказочный дракон,
Ужасен и велик.
горел в глазах его огонь,
Змеей шипел птеранодон,
И пламенел язык.
Как планер, в небе он висел,
Не шевеля крылом.
Парил дракон во всей красе,
И на него глядели все,
И он глядел...
орлом!
Птеранодон
На плывущих континентах
Пятая атмосферная революция Земли произошла не сама по себе: и отложение мела, и изъятие из воздуха излишков углекислого газа – все это было порождено революцией биологической, вспышкой жизнедеятельности мельчайших водорослей и фораминифер. А куда дальше поведет нас причинная цепочка? Что управляло самим этим процессом? Почему меловой период породил меловые толщи на огромных пространствах? Ведь и эти водоросли, и фораминиферы – организмы древние, но прежде они не позволяли себе так размножаться и производить революции планетарного масштаба.
Каждый период истории Земли порождал свои, свойственные только ему типичные географические достопримечательности. В пермотриасе это были бесчисленные лагуны типа Кара– Богаз– Гол а, только гораздо больших размеров. В них откладывались соли. Но зато в пермотриасе почти не было мелких шельфовых морей, чем и объясняется, возможно, бедность этого периода мелководными морскими животными.
В мелу все было наоборот. Лагун, накапливающих соли, не было вовсе, а огромные пространства материков по нескольку раз погружались под уровень океана, став мелкими шельфовыми морями, кишевшими жизнью и быстро заполнявшимися ракушечно-водорослевым илом – сырьем для будущих меловых толщ. Может быть, именно эта геологическая причина – наступление моря – и лежит в основе меловой атмосферной революции? С ней же и с другими геологическими событиями этого времени некоторые ученые связывают и прочие меловые события, великие вымирания в том числе.
