Текст книги "Следы на камне"

Автор книги: Леонид Савельев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 16 страниц)

Леонид Савельев
СЛЕДЫ НА КАМНЕ

Предисловие

Книга «Следы на камне» рассказывает о том, как родилась Земля, как возникли на ней материки и океаны, реки и горы, вулканы и ледники, как появилась и развивалась на Земле жизнь от первых одноклеточных организмов и водорослей до высших растений и млекопитающих.

Разнообразные пласты земной коры представляют собою огромный архив, летопись минувших миллионов веков, события которых зарегистрированы разными знаками; нужно только научиться разбирать эти знаки, чтобы прочитать страница за страницей историю Земли и жизни. Читатель, интересующийся этой историей, может сделаться следопытом, научиться разбирать и толковать «следы на камне», оставленные реками, озерами и морями, ледниками и вулканами, растениями и животными минувших времен.

Читатель узнает, как и почему в древнейшие геологические эпохи господство на Земле принадлежало ракообразным, рыбам и тайнобрачным растениям, в средние эпохи появились и достигли наибольшего могущества и разнообразия пресмыкающиеся, пальмы и хвойные растения, а в новейшие эпохи – птицы, млекопитающие и лиственные растения.

История человечества прослежена от его обезьянообразных далеких предков до эпохи каменного века.

По первоначальному плану эта книга должна была представлять перевод американской книги Максвелла Рида «The earth for Sam», который и был выполнен Т. Л. и В. И. Равинскими и подлежал некоторой переделке и дополнению для русского издания. Но в американском тексте оказались значительные пробелы в истории Земли, самое изложение требовало серьезной переработки, а карты распространения суши и моря в разные эпохи, изображавшие Америку, замены другими. Текст перевода был дополнен мною и профессором Н. Н. Яковлевым, а затем настолько переработан Л. Савельевым (и в значительной части написан им заново с использованием новых материалов), что в окончательном виде книги «Следы на камне» и «The Earth for Sam» не имеют почти ничего общего, за исключением части иллюстраций, использованных и в русском издании с их объяснением. Поэтому во втором издании, подвергшемся еще некоторой переработке с дополнениями Л. Савельева, американский автор в титуле книги уже не указан. Иллюстрации, дополняющие или заменяющие американские, взяты Н. Н. Яковлевым, Л. Савельевым и мною из других источников, частью же были заказаны для первого издания редакцией ОНТИ.

Существенное изменение первоначального плана и характера изложения сделало эту книгу «Следы на камне» более интересной и понятной широкому кругу русских читателей, не уменьшив, а скорее увеличив ее научную ценность.

Академик В. А. Обручев.

Часть первая
РОЖДАЕТСЯ ЗЕМЛЯ

Как ни высоки, как ни тверды скалы, а река все-таки прорезала их, проложила себе путь.

Глава первая, о том, как Солнце встретилось с неизвестной звездой и как от этой встречи родилась Земля

Это было давно, страшно давно, тысячи миллионов лет назад. Так же, как и теперь, совершали свой путь бесчисленные звезды; так же ярко, даже ярче, чем теперь, пламенела и светила та звезда, которую мы зовем Солнцем; но ни одна планета не вращалась в те времена вокруг Солнца.

Тех восьми планет, которые можно сейчас увидеть в телескоп, тогда еще не было. И той планеты, на которой мы все живем, – Земли – тоже еще не существовало.

Солнце в те времена было одиноко. И, наверное, оно так и осталось бы на вечные времена одиноким, если бы не случилось необычайное, страшно редкое в жизни вселенной событие: если бы не произошла встреча двух звезд.

Солнце повстречалось на своем пути с другой звездой. Эта звезда прошла так близко от Солнца, что, можно сказать, едва не задела его.

От этой встречи и родилась Земля. Не будь этой случайной встречи, не было бы Земли, не было бы ни растений, ни животных, не было бы всей истории человечества.

Как же произошло рождение Земли?

Мы почти ничего не знаем о тех временах. Но мы знаем законы вселенной. И мы можем утверждать, что закон тяготения действовал тогда так же точно, как теперь.

Звезда, проходившая так близко от Солнца, стала притягивать его к себе; какая-то часть вещества Солнца поднялась огромной волной, вытянулась длинным огненным языком навстречу звезде, выплеснулась из Солнца.

Звезда не успела притянуть к себе Солнце. Она прошла дальше своим путем. Огромный огненный клуб, вырвавшийся из Солнца, тоже не настиг звезды. Он остался около Солнца, но уже навсегда разлученный с ним.

Все планеты, которые вращаются теперь вокруг Солнца, – в том числе и Земля, – это сгустки того вещества, которое выплеснулось когда-то из Солнца, остатки огромного раскаленного клуба, устремившегося навстречу проходившей звезде.

Когда же все это случилось? И где теперь та звезда, виновница рождения Земли?

К сожалению, на эти вопросы пока нет ответа. Мы не знаем, когда все это произошло. И, глядя на бесчисленные звезды, усыпавшие небосвод, мы не можем показать пальцем на одну из них и сказать: «Вот звезда, которой обязана своим существованием Земля, которой обязаны своей жизнью все мы!»

Мы не знаем сейчас этого. Наверное, мы когда-нибудь это узнаем.

Глава вторая, о том, как выглядела новорожденная Земля

Конечно, она была совсем непохожа на теперешнюю Землю. Прежде всего, она не была, не могла быть твердой. Вещество, вылетевшее из Солнца, хотя и потеряло при этом часть своего тепла, все-таки было еще страшно горячим. При таком жаре все должно было расплавиться, стать жидким или даже газообразным. Новорожденная Земля была либо шаром жидкости, либо клубом раскаленных паров. Очень может быть – она была частью жидкой, а частью газообразной.

Какой величины была тогда Земля? Наверное, не такой большой, как теперь. Но понемногу она становилась все больше. Путь Земли проходил через толпу небольших и совсем крохотных планеток; эти планетки произошли из того же самого огненного солнечного языка, из которого родилась сама Земля и восемь других больших планет. Когда Земля приближалась к этим маленьким планеткам – своим близнецам, – она их притягивала, и они падали на нее целыми роями. Так Земля росла за счет небольших небесных тел, которые она встречала на своем пути, росла за счет падающих звезд.

Конечно, в те времена на Земле не могло быть никакой жизни; материков и океанов тогда еще тоже не было. Клокочущий, расплавленный, ослепительно блестящий шар – вот чем была тогда Земля.

Прошло очень много времени, прежде чем Земля немного остыла. Она загустела, стала вязкой. Тяжелые вещества, главным образом железо, опустились вниз, внутрь Земли; более легкие всплыли огромными глыбами наверх. Земля покрылась пенкой, каменной пенкой.

Мы не знаем, какой величины была эта пенка. Может быть, она сначала покрывала всю Землю и только потом стала сморщиваться, стягиваться, разрываться на куски. А может быть – она никогда не была сплошной, а всегда плавала отдельными клочками по поверхности Земли.

Но вот что мы зато знаем наверняка: теперешние материки, на которых мы живем, все они образовались из этой каменной пенки; в своей основе они и сейчас состоят из тех глыб, которые всплыли в те незапамятные времена.

Каменная пенка или кора, одевшая Землю, была вначале очень непрочной. Земля под ней все еще была расплавленной, бурлила и клокотала; горячие газы подымались из глубины Земли, напирали, старались вырваться на свободу; каменная пенка вздувалась пузырями и наконец не выдерживала напора и лопалась. Раскаленная лава, вышедшая из глубин, взметывалась высоко вверх; она растекалась и начинала понемногу остывать; она затвердевала, и от этого земная кора становилась толще и крепче. Это повторялось много-много раз.

Так сама Земля многократными извержениями утолщала свою кору. Но утолщение это шло очень неравномерно. В одних местах взгромоздились огромные массы полей застывшей лавы; зато в других местах зияли широкие впадины.

Огромные вспученные поля – остовы будущих материков; широкие впадины – ложе будущего океана.

Глава третья, о том, как появились океаны, материки, реки и озера

Земная кора очень плохо проводит тепло. Точно глухая каменная стена отгородила глубины Земли от воздуха. В глубинах Земли еще стоял страшный жар, там остывание шло очень медленно. А выше, над земной корой, воздух, полный водяными парами, остывал гораздо быстрее. Настал день, когда воздух остыл уже настолько, что пар начал превращаться в бесчисленные капельки воды. Чудовищные лиши хлынули с неба на землю.

В первый раз за все время на Земле появилась вода. Вода заполнила широкие впадины Земли, разлилась необозримым океаном.

Но Земля все еще была горячей. Капли дождя не успевали прикоснуться к камням, как сейчас же снова превращались в пар. Вода в океанах не переставая кипела ключом и вздымала вверх густой пар.

Огромные вспученности земной коры (теперь, когда появился океан, мы можем их уже называть материками) тоже застыли еще не везде. В некоторых местах на Земле горные породы были еще расплавлены. Густыми потоками, раскаленной добела лавой, сползали они с суши в океан. Как только лава окуналась в море, огромные облака пара взметывались столбами вверх, в небо.

Ни солнца, ни звезд в те времена никогда не было видно. Толстые грозовые тучи застилали небо. Почти беспрерывно раздавались раскаты грома.

Точно вечная ночь стояла над Землей. Только молнии короткими вспышками прорезывали тьму, да от раскаленных потоков лавы шел яркий свет.

Иногда, покрывая раскаты грома, раздавался вдруг невероятный грохот. Это какое-нибудь небесное тело, какой-нибудь несчастный близнец Земли, захваченный ее тяготением, прорезал толщу туч падающей звездой и ударился оземь.

Падающие звезды, – многие из них были, наверное, огромнее, чем теперешние города, – раскалялись при полете сквозь воздух добела. Их свет отражался от туч и напоминал сияние Солнца. Но это был кратковременный свет; скоро все погружалось снова в темноту.

Когда такая падающая звезда ударялась о Землю, она не только рассыпалась тысячами искр, она расплавляла еще сушу на сотни километров кругом. Расплавленный камень разлетался огненными брызгами во все стороны. Словно комья грязи из-под копыта лошади, взлетала целыми холмами земля. Материк содрогался далеко кругом.

Часто падающие звезды попадали в океан. Тогда они вздымали в океане огромные волны, самые большие волны, которые были когда-нибудь…

Наконец, через много лет, Земля стала встречать на своем пути меньше и меньше падающих звезд. Материки к тому времени уже совсем застыли. Вода в океанах больше не кипела. Облака стали реже. Из-за туч выглянуло Солнце.

Дожди, падавшие на Землю, заполняли водой ложбины. Образовались озера, потекли реки, вырывая себе русла в каменной толще земной коры.

Это было самое важное превращение за всю историю Земли. Хотя материки были еще совсем голы и ни одного живого существа еще не было на Земле, все же сама Земля стала хоть немного похожей на теперешнюю: на ней уже были материки и океаны, озера и реки. Земля стала спокойнее и уютнее. Это было такое важное превращение, что его можно, пожалуй, назвать вторым рождением Земли. Ведь только теперь, когда утихло волнение первых времен и спал невыносимый жар, только теперь могла появиться на Земле жизнь.

Как давно случилось это превращение, это второе рождение Земли? Можем ли мы это определить? Можем ли мы узнать возраст материков и океанов, возраст Земли?

Глава четвертая, в которой говорится о возрасте Земли и о часах песочных, солевых и урано-свинцовых

О возрасте любого человека догадаться не трудно; все мы знаем, что время накладывает на человека неизгладимый отпечаток: чем старше становится человек, тем больше седеет он, тем дряблее и морщинистее становится его кожа, тем менее упругим становится хрусталик глаза. Достаточно взглянуть на человека, чтобы догадаться о его возрасте. Возраст лошади и многих других животных легко определяется но зубам.

Возраст дерева можно определить на-глаз по толщине его ствола. А если дерево спилить, тогда можно еще точнее узнать его возраст. Древесина в стволе располагается кольцами: дерево обычно наращивает новый слой древесины летом, а зимой почти не растет; достаточно, значит, сосчитать, сколько колец в древесине, чтобы узнать, сколько лет дереву.

Все это задачи простые. Задача о возрасте Земли несравненно труднее.

Существует несколько способов разрешения этой задачи. Но чтобы понять суть этих способов, надо прежде понять устройство песочных часов.

Те часы, которыми пользуемся мы теперь, часы со стрелками и циферблатом, изобретены не так давно, несколько веков назад.

Перед тем люди пользовались другими часами, чаще всего песочными.

Песочные часы были устроены очень просто. Брали большую склянку, широкую наверху и внизу, но очень узкую посредине.

Получалось вроде двух пузырей, соединенных между собой узеньким перешейком-канальцем. В верхнее отделение банки насыпали песок; песок начинал высыпаться через каналец в нижнее отделение банки; но так как каналец был очень узким, то песок пересыпался очень медленно; песок бежал вниз тоненькой струйкой, все время с одинаковой быстротой. Достаточно было взглянуть на нижнее отделение банки, заметить, сколько песку в ней накопилось, чтобы понять, сколько времени прошло.

Песочные часы.

Так устроены песочные часы, придуманный людьми измеритель времени.

А нет ли в самой природе чего-нибудь похожего на песочные часы? Нет ли в ней своего измерителя времени?

– Есть! – отвечают ученые-геологи. – Саму Землю можно сравнить с гигантскими песочными часами; верхним их отделением будут материки, нижним – океан; а переходить из верхнего отделения в нижнее будет не песок, а соль.

Мы ведь знаем, что первоначальный океан образовался благодаря тем ливням, которые пролились над Землей в первые времена. Чудовищные дожди хлынули с неба и заполнили водой огромные впадины Земли. И на месте этих впадин стал океан.

Но дождевая вода – пресная. Значит, и вода в океане сначала была пресной.

Почему же теперь вода в океане соленая? Кто нанес в океан соль?

Ответ на это может быть только один: соль в океан нанесли реки.

Реки, протекая по Земле, незаметно вымывают из нее соль и растворяют ее в своей воде. Речная вода кажется пресной на вкус, потому что соли в ней очень немного. Но все же соль в ней есть.

Из года в год, из тысячелетия в тысячелетие несут реки свою чуть соленую воду в океан. Там вода все время испаряется, и на место испарившейся воды реки приносят в океан новую воду. Вода испаряется, но соль-то не испаряется. Океан оказывается как бы огромной копилкой для соли.

Конечно, это накопление соли, перенос ее из толщи материков в океан, идет страшно медленно. Но зато оно идет безостановочно. Миллион лет назад в воде океана было растворено меньше соли, чем теперь, вода океана была не такой соленой; через миллион лет она будет еще солонее, чем сейчас.

Вот этими песочными, или, вернее, «солевыми», часами можно воспользоваться для того, чтобы вычислить, сколько лет уже идет посолонение океана. А так как оно началось с того самого времени, как начали существовать океаны, материки и реки, то мы таким способом узнаем возраст Земли.

Такие расчеты были произведены некоторыми учеными. Геологи подсчитали, сколько соли приносят в океан реки за год, сколько всего соли растворено в океане сейчас и сколько, значит, понадобилось лет, чтобы реки могли нанести в океан такое количество соли.

Получилось число около двухсот миллионов лет.

К сожалению, особенно доверять этим расчетам нельзя. Ведь никто не может поручиться, что накопление соли в океане шло и в прежние времена как раз с той же быстротой, что теперь.

Очень может быть, что оно шло прежде гораздо медленнее; тогда это число – двести миллионов лет – надо увеличить в несколько раз.

Есть, однако, другой способ узнать возраст Земли. Есть другие «часы», которыми мы можем проверить показание «солевых часов».

В начале нашего века учеными-физиками было открыто, что некоторые вещества не остаются на протяжении времени неизменными, а, наоборот, непрерывно и безостановочно меняются, превращаются в другие вещества.

Килограмм урана, например, где бы и при каких бы условиях он ни лежал, со временем непременно превращается в свинец. Через сто миллионов лет от килограмма урана останется 985 граммов; зато тут же окажется 13 граммов свинца, возникшего из урана. Через тысячу миллионов лет останется 863 грамма урана; зато свинца будет уже 118 граммов. А через три тысячи миллионов лет убудет уже почти полкилограмма урана; зато свинца накопится еще больше.

Такие изменения, пожалуй, напоминают то, что происходит в песочных часах; только там происходит пересыпание, а здесь превращение; но время одинаково удобно измерять и пересыпанием, и превращением.

Когда мы находим в земле рядом уран и свинец, мы можем думать, что когда-то тут был один только уран, а свинец произошел потом из него. Путаницы тут не может быть потому, что свинец, произошедший из урана, имеет удельный вес немного меньший, чем обыкновенный свинец, не произошедший из урана, так что отличить их друг от друга нетрудно.

Достаточно сравнить количество свинца, произошедшего из ура на, с количеством оставшегося урана, чтобы высчитать, сколько миллионов лет лежал тут уран.

Так определяют ученые возраст урана, находимого в земле, в толще материков. А так как уран находился в материках, очевидно, с самого их возникновения, то, определяя возраст урана, определяют вместе с тем и возраст материков.

«Урано-свинцовые часы» показывают, что возраст Земли равен приблизительно полутора тысячам миллионов лет.

Есть еще и третий способ определения возраста Земли.

Если не убирать комнату несколько дней, то легко заметить, что на пол ляжет тонкий слой пыли. Откуда взялась эта пыль? Где-то разрушаются камни, ветер подхватывает пыль; вместе с воздухом вошла она в комнату; она плавала в воздухе и стала постепенно оседать на пол.

Чем толще слой пыли, тем больше, значит, времени прошло.

Разрушение горных пород, из которых состоят материки, происходило всегда, во все времена. Всегда ветры и потоки воды разрыхляли, распыляли поверхность материков, уносили песок и ил в низины.

В самом деле, если бы этого не происходило, материки и сейчас были бы такими же, как в те времена, когда они только что образовались; они бы оставались и посейчас голыми глыбами застывшей лавы.

Однако материки сейчас одеты толстыми пластами более рыхлых горных пород. Можно очень долго копать землю, пройти далеко вглубь, и все-таки не доберешься до первоначального остова материка.

Сколько же времени понадобилось ветрам и потокам воды, чтобы окутать глыбы голой лавы такой толстой пеленой?

Это можно высчитать. Можно вычислить, как быстро работают ветры и воды, как быстро наслаивается «геологическая пыль».

Рамзес II, фараон Египта, царствовал, как это установлено по древним надписям, больше чем три тысячи лет назад. Но те здания, которые были построены при нем, сейчас не видны: они занесены толстым, трехметровым слоем песков. За три тысячи лет – три метра: метр в тысячелетие.

Однако такое быстрое наслаивание – редкость. Наблюдения над работой ветра и рек сейчас показывают, что в Англии за тысячу лет наслаивается всего около трех сантиметров, а в Северной Америке наслоение идет еще втрое медленнее.

Таким образом, «геологические песочные часы» отличаются одним недостатком: в разных местах и в разные времена они идут неодинаково. Поэтому и нельзя особенно доверять их показаниям.

Обычно считают, что для накопления тех слоев, которые можно обнаружить в толще материков, нужно было от тысячи миллионов до двух тысяч миллионов лет.

Итак, разные «природные часы» показывают разное время, и ни одному из этих показаний мы не можем вполне доверять. От двухсот миллионов до двух тысяч миллионов – вот все, что мы можем сказать о возрасте Земли.

Пока мы не можем добиться более точных и несомненных результатов, лучше всего остановиться на каком-либо промежуточном, не самом большом и не самом малом числе. Можно, например, принять что возраст Земли равняется полутора тысячам миллионов лет.

Что же произошло за эти полтора миллиарда лет?

Глава пятая, в которой говорится о важнейших событиях за последние полтора миллиарда лет

Вот что случилось за это время.

Материки за это время много раз меняли свои очертания: они росли и уменьшались, раскалывались, сходились и расходились в разные стороны; они наращивали сверху всё новые пласты.

Океан много раз наступал на сушу и вновь отступал; он тоже наращивал пласты на дне; из пресного он за это время превратился в соленый.

Горы за это время много раз вырастали, разрушались и сменялись новыми горами. Реки появлялись, меняли свои русла, исчезали и уступали место новым рекам.

Льды много раз наступали на сушу и море с северного и южного полюсов, захватывали огромные просторы Земли, холодили Землю; и много раз они отступали назад, гораздо дальше, чем они находятся теперь; и тогда чуть не на всей Земле миллионами лет стоял жаркий, тропический климат.

За это время появились на Земле первые живые существа, от которых до нас не дошло никаких следов. Потом, спустя миллионы лет, от них произошли разнообразные растения и животные, огромное большинство которых совсем не было похоже на теперешние растения и животных; появились рыбы, земноводные животные, насекомые, ящеры, птицы; сравнительно недавно появились млекопитающие, и совсем недавно – человек.

И за это время, за самый последний промежуток его, крохотный по сравнению с теми периодами, которые изучают исследователи Земли, за этот крохотный промежуток времени прошла вся история человечества от возникновения человека до наших дней, вся история всех племен, народов, государств.

Вся история жизни на Земле, от первых живых существ до нас самих, прошла за это время. Вот сколько событий случилось за эти полторы тысячи миллионов лет. Можем ли мы узнать что– либо об этих давно минувших великих событиях? Можно ли восстановить хотя бы мысленно историю Земли и историю жизни на ней?

Или происхождение теперешних материков и океанов, гор, рек, озер, растений, животных, людей останется для нас навсегда тайной, и мы не сможем проникнуть в такое далекое прошлое?

С гордостью можем мы сказать: наука уже нашла способ проникнуть в это далекое прошлое. Благодаря работе ученых-геологов история Земли становится для нас с каждым годом все яснее.

О многих событиях, произошедших сотни миллионов лет назад, мы можем теперь говорить с такой уверенностью, как будто они случились только вчера. Мы знаем о них так много, точно видели их своими глазами.

Что же это за удивительный способ, который позволяет нам путешествовать по времени, видеть то, что происходило на Земле еще до появления человека? Каким образом геологи восстанавливают историю Земли и жизни на ней?