ИСТОРИЯ
ЗЕМЛИ
в 25 камнях
THE STORY OF THE EARTH
IN 25 ROCKS

Tales of Important Geological Puzzles
and the People Who Solved Them

Donald R. Prothero

COLUMBIA UNIVERSITY press NEW fORK
ДОНАЛЬД ПРОТЕРО

ИСТОРИЯ
ЗЕМЛИ

в 25 камнях Геологические
тайны и люди,
их разгадавшие

Перевод с английского

АЛЬПИНА НОН-ФИКШН

Москва

2026
УДК 551

ББК 26.3

П83

Переводчик Евгений Поникаров

Научный редактор Михаил Гирфанов, канд. геол.-минерал, наук

Редактор Виктория Сагалова

Научный консультант Ольга Смирнова

Протеро Д.

Г183 История Земли в 25 камнях Геологические тайны и люди, их разгадавшие
/ Дональд Протеро ; Пер. с англ. — М. : Альпина ноп-фикшн, 2026. —
408 с. : ил.

ISBN 978-5-00139-825-7

«История Земли в 25 камнях» — захватывающая история того, как шаг за шагом добы-
валось геологическое знание, связанное с нашей планетой: как определялся ее возраст,
состав, «нрав», раскрывались глубинные процессы. Каждая из 25 глав книги рассказы-
вает, как геологи, палеонтологи и океанологи искали ответы на свои вопросы в толще
земной коры, в кратерах вулканов, на самом дне Мирового океана, в малодоступных
горах, ущельях, ледяных пустынях и даже в космосе. В предисловии Дональд Про-
теро сравнивает труд ученого-геолога с работой криминалиста, а затем раскрывает это
сравнение, показывая кропотливый процесс восстановления из мельчайших деталей,
единичных следов и случайных отпечатков целостной картины далекого прошлого, от
деленного от нас бездной геологического времени.

УДК 551

ББК 26.3

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то
ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в интернете и в корпо-
ративных сетях, а также запись в память ЭВМ для частного или публичного использования,
без письменного разрешения владельца авторских прав. По вопросу организации доступа к элек-
тронной библиотеке издательства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru

ISBN (рус.) 978-5-00139-825-7

ISBN (англ.) 978-0-23118-260-7

© Donald R. Prothero, 2018

This Russian language edition is a complete translation
of tne U.S. edition, specially authorized by the original
publisher, Columbia University Press

© Издание на русском языке, перевод, оформление.
ООО «Альпина нон-фикшн», 2026
Я ПОСВЯЩАЮ КНИГУ ПОТРЯСАЮЩИМ ГЕОЛОГАМ, СДЕЛАВШИМ ЭТИ ОТКРЫТИЯ.
ТЕМ, КТО ВДОХНОВЛЯЛ МЕНЯ В МОЕЙ РАБОТЕ. ЭТО:

Альфред Вегенер
Джеймс Хаттон
Чарльз Пайепь
Уильям Смит
Артур Холмс

Джерри Вассербург

Юджин Шумейкер
Клэр Паттерсон
Чарльз Дулиттл Уолкотт

Джозеф Киршвинк
Томас Генри Гексли

Ал пан Кокс
Гзри Брент Далримпл
Кеннет Сюй

Гэои Эрнст
Билл Райан
Уолтер Манк
Луи Агассис
Пенсильвании и миссисипий — стратиграфические подразделения североаме-
риканской стратиграфической шкалы, принятые Международным стратигра-
фическим комитетом (ICS) для использования в Международной стратиграфи-
ческой шкале (МСШ). В российской Общей стратиграфической шкале (ОСШ)
этому интервалу соответствует каменноугольная система (карбон), включающая
три отдела (верхний, средний, нижний). ОСШ не противопоставляется МСШ,
но отражает специфику геологического строения и истории развития Евразий-
ского региона.

На рисунке выше отражены геологические эры (кайнозой, мезозой, палеозой,
протерозой, архей) и входящие в них периоды. Однако кайнозой подразделяется
здесь не на периоды, а на эпохи (палеоцен, эоцен и т.д.), на которые периоды
делятся. Общую стратиграфическую шкалу см. на с. 406-407. — Прим. науч. ред.
СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

9

ГНЕВ ВУЛКАНА: ИЗВЕРЖЕНИЕ ВЕЗУВИЯ

01 ВУЛКАНИЧЕСКИЙ ТУФ	11

ЛЕДЯНОЙ ЧЕЛОВЕК И ОСТРОВ МЕДИ

02 САМОРОДНАЯ МЕДЬ	22

«ОЛОВЯННЫЕ ОСТРОВА»

И БРОНЗОВЫЙ ВЕК

03 КАССИТЕРИТ	35

«НИ СЛЕДОВ НАЧАЛА»:

НЕОБЪЯТНОСТЬ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО
ВРЕМЕНИ

O'j УГЛОВОЕ НЕСОГЛАСИЕ48

«ВЕЛИКАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА ЗЕМЛИ»:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МАГМЫ

МАГМАТИЧЕСКИЕ
05 ДАЙКИ....................61

КАМЕНЬ, КСТСРЫЙ ГОРИТ.

ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

06 УГОЛЬ	70

КАРТА, ИЗМЕНИВШАЯ МИР:

УИЛЬЯМ СМИТ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

БРИТАНИИ

07 МИР ЮРСКОГО ПЕРИОДА 82

ЧАСЫ В КАМЕЕ.

АРТУР ХОЛМС И ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ

О? РАДИОАКТИВНЫЙ УРАН 95

ПОСЛАНЦЫ ИЗ КОСМОСА:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ

СИСТЕМЫ

09 ХОНДРИТЫ	106

ЯДРА ДРУГИХ ПЛАЧЕТ

ЖЕЛЕ30НИКЕЛЕ13 ЫЕ

10 МЕТЕОРИТЫ	116

ЗЕЛЕНЫЙ СЫР

ИЛИ АНОРТОЗИТ?

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛУНЫ

11 ЛУННЫЕ КАМНИ	132

ДРЕВНИЕ ОКЕАНЫ И ЖИЗНЬ?

СВИДЕТЕЛЬСТВО ПЕСЧАНОГО ЗЕРНА

12 ЦИРКОНЫ	145

МНОГОЭТАЖКИ

МИКРООРГАНИЗМОВ

ЦИАНОБАКТЕРИИ И ДРЕВНЕЙШАЯ

ЖИЗНЬ

13 СТРОМАТОЛИТЫ	156

ГОрЫ ЖЕЛЕЗА:

ДРЕВНЯЯ АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ

14 ЖЕЛЕЗИСТЫЕ КВАРЦИТЫ 166
АРХЕЙСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ

И ПОДВОДНЫЕ ОПОЛЗНИ

15 ТУРБИДИТЫ	177

ТРОПИЧЕСКИЕ ЛЕДНИКИ

И ЗЕМЛЯ-СНЕЖОК

16 ДИАМИКТИТЫ	190

ПАРАДОКС В ГОРНЫХ ПОРОДАХ:
БЛУЖДАЮЩИЕ ОКАМЕНЕЛОСТИ
И СТРАНСТВУЮЩИЕ МАССИВЫ СУШИ

17 ЭКЗОТИЧЕСКИЕ ТЕРРЕЙНЫ 206

АЛЬФРЕД ВЕГЕНЕР

И ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ

ПОРОДЫ СТАВШИЕ ДЕТАЛЯМИ

18 ПАЗЛА	222

ЗАПАДНОЕ ВНУТРЕННЕЕ МОРЕ

И ПАРНИКОВАЯ ПЛАНЕТА

19 МЕЛ.......................237

СМЕРТЬ ДИНОЗАВРОВ

20 ИРИДИЕВЫЙ СЛОЙ	245

КАК ПАЛЕОМАГИЯ ДАЛА НАЧАЛО

ТЕКТОНИКЕ ПЛИТ

21 ПРИРОДНЫЕ МАГНЕТИТЫ	260

ЗАГАДКА ЗОН СУБДУКЦИИ

22 ГОЛУБЫЕ СЛАНЦЫ	282

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ!

РАЗЛОМ САН-АНДРЕАС

23 ТРАНСФОРМНЫЕ РАЗЛОМЫ 307

СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ

БЫЛО ПУСТЫНЕЙ

24 МЕССИНСКИЕ ЭВАПОРИТЫ......333

ПСЭТ, ПРОФЕССОР, политик,
УБОРЩИК И ОТКРЫТИЕ
ЛЕДНИКОВЫХ ПЕРИОДОВ

ЛЕДНИКЕ Г ЫЕ

25 ЭРРАТИЧЕСКИЕ ВАЛУНЫ	357

БЛАГОДАРНОСТИ................381

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
ЛИТЕРАТУРА..................383

ПРЕДМЕТНО-ИМЕННОЙ

УКАЗАТЕЛЬ....................393

ОБЩАЯ СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ
[ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ]

ШКАЛА.......................406
ПРЕДИСЛОВИЕ

Каждая горная порода или окаменелость рассказывает какую-нибудь
историю. Для большинства людей камни — это просто камни, но для
опытного геолога это ключ, ценные свидетельства, которые можно ясно
прочитать, если только знать, как это делается. Я часто говорю студен-
там, что геология похожа на телесериал «C.S.I.: Место преступления».
Геологи и палеонтологи действуют как эксперты-криминалисты, соби-
рая воедино малозаметные улики, чтобы реконструировать «место пре-
ступления» в прошлом — зачастую с невероятными подробностями.

Я постарался написать точную и при этом увлекательную книгу,
которая стала бы логическим продолжением предыдущей — «Отпе-
чатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты» — и была бы
интересна как любителям, так и профессионалам. Как и в «Отпечатках
жизни...», каждая глава посвящена конкретной горной породе, знаме-
нитому обнажению или важному геологическому явлению. Я расска-
зываю о завораживающем историческом и культурном контексте, ко-
торый определяет значимость этих камней или явлений, и о том, как
они изменили представление людей о Земле и о работе определенных
земных процессов. Кроме того, я пытался вплести в повествование ис-
тории об удивительных людях, сделавших эти открытия, и о том, как
это произошло. В большинстве случаев понимание приходило посте-
пенно, когда отдельные небольшие необъясненные находки казались
фрагментами головоломки. Когда все части собрали вместе, картина
стала ясной. Тема необъясненных фрагментов и решения в конце кон-
цов этих головоломок будет прослеживаться во многих главах.

01

ГНЕВ ВУЛКАНА: ИЗВЕРЖЕНИЕ ВЕЗУВИЯ

ВУЛКАНИЧЕСКИЙ ТУФ

Живите в опасности! Стройте свои города у Везувия!*

Фридрих Ницше

ОГОНЬ БОГОВ

Извержение вулкана может ужасать. И в древние времена, и даже
сегодня во многих культурах извержения считаются знаком гнева
богов или карой за нарушение божественных велений. Их колоссаль-
ная мощь, грохот и разрушительные возможности страшат сильнее,
чем любое другое геологическое явление, за исключением землетря-
сений. Римляне полагали, что под вулканом Этна на Сицилии распо-
ложена кузница бога огня Вулкана (у греков — Гефест). Он использует
подземный жар, чтобы ковать для богов различные доспехи, утварь,
оружие (и даже те молнии, которые мечет Юпитер/Зевс). Когда из-
вергалась Этна, люди говорили, что Вулкан злится из-за измен своей
жены Венеры (у греков — Афродита). Везувий, возвышавшийся над
Неаполитанским заливом, римляне считали священной горой Герку-
леса (у греков — Геракл), и некоторые ученые полагают, что название
«Везувий» происходит от греческих слов, означающих «сын Зевса»
(поскольку Зевс был отцом Геракла).

Здесь и далее перевод Е. Поникарова, если не указано иное.
Тем не менее еще в античные времена появились первые по-настоящему
научные представления о том, что такое вулкан и как он извергается
В каком-то смысле именно извержение Везувия в 79 г.н.э. можно счи-
тать началом нашего современного понимания Земли и тем событием,
которое привело к рождению геологии как науки,

В то время поселения вокруг Везувия росли и процветали. Неапо-
литанский залив был богат рыбой, а виноград рос буквально повсюду,
включая склоны самой горы. Вулканические почвы вокруг Везувия
были слишком плодородными, чтобы ими можно было пренебрегать,
поэтому на них выращивали зерновые культуры и виноград. Многие
знатные римляне владели здесь собственными домами, а на сосед-
нем острове Капри находилась большая вилла римских императоров.
В Помпеях жило свыше 20000 человек, а вокруг было разбросано мно-
жество более мелких поселений.

С 217 г. до н. э. Везувий не извергался, и поэтому большинство рим-
лян считали его потухшим. Однако в 62 г. серьезное землетрясение
разрушило Помпеи, Геркуланум и Неаполис, а в последующие 17 лет
эти стихийные бедствия вновь и вновь повторялись. Еще в 30 г. до н. э.
историк Диодор Сицилийский описывал Кампанскую равнину” как «вы-
жженную»*, поскольку на Везувии были видны следы давних пожаров.

К августу 79 г.н.э. землетрясения участились, а многие колодцы
и водные источники пересохли. 23 августа римляне отмечали ежегод-
ный праздник Вулканалии, посвященный Вулкану. Как ни странно,
на следующий день бог ответил людям: после мощного взрыва
небо потемнело от пепла, а дождь из пемзы продолжался 20 часов
(рис. гл). Некоторые жители Геркуланума и Помпеев немедленно по-
кинули свои города, однако многие остались: одни не желали остав-
лять дома, другие не могли, поскольку в гавани не хватало судов,
дороги были забиты, а слой пепла и пемзы достигал высоты 2,8 м.
Трудно было не только сбежать, но и просто дышать: в легкие людей
и животных набивался пепел. Однако это была только «разминка».
Через день Везувий выбросил массу nuees ardentes (в переводе с фран-
цузского «раскаленные облака»), или пирокластических потоков. Эти

Греки отождествляли этот район с Флегрейскими полями (от др.-греч. cpZsyco —
«гореть») — местом гигантомахии, в греческой мифологии сражения олимпий-
ских богов и гигантов. — Здесь и далее примечания переводчика, если не указано

иное.
Рис. 1.1 Извержение Везувия в 1944 г. Источник: Wikimedia Commons

жгучие (до 850 °с) смеси вулканических газов и пепла с ревом неслись
по склонам горы со скоростью 160 км в час, сжигая все на своем пути.
Они накрыли Геркуланум многометровым слоем вулканических отло-
жений, известных как туф.

ИСТОРИК КАТАСТРОФЫ

Очевидцы извержения в основном погибли или не оставили пись-
менных свидетельств, и пот ому их мысли покрыты туманом истории.
К счастью, у нас есть один прекрасный отчет свидетеля, написанный
историком Плинием Младшим. В ту пору ему было 17 лет, и он бежал
со своей семьей на судне в городок Мизен, расположенный на дру-
гой стороне залива в 35 км от вулкана. В письме своему другу, извест-
ному историку Корнелию Тациту, юноша рассказал, как его 56-летний
дядя Плиний Старший, один из ведущих римских флотоводцев, мыс-
лителей и естествоиспытателей, решил подплыть к извергающемуся
вулкану, чтобы спасти своих друзей. Я прочитал письмо в оригинале
на уроке латыни в школе, и с тех пор это один из моих любимых рас-
сказов об извержениях.

Плиний Таниту, привет.

Ты просишь описать тебе гибель моею дяди; хочешь точнее пере-
дать о нем будущим поколениям. Благодарю; я знаю, что смерть
его будет навеки прославлена, если ты расскажешь о ней людям
[в твоей «Истории»] * Он, правда, умер во время катастрофы, уни-
чтожившей прекрасный край с городами и населением их, и это
памятное событие сохранит навсегда и его имя; он сам создал
много трудов, но твои бессмертные произведения очень продлят
память о нем. Я считаю счастливыми людей, которым боги дали
или свершить подвиги, достойные записи, или написать книги,
достойные чтения; самыми же счастливыми — тех, кому даровано
и то и другое. В числе их будет и мой дядя благодаря своим
книгам и твоим. Тем охотнее берусь я за твое поручение и даже
прошу дать его мне.

Дядя был в Мизене и лично командовал флотом. В девятый день
до сентябрьских календ, часов около семи [24 августа 79 года,
между 2 и з часами дня], мать моя показывает ему на облако, не-
обычное по величине и по виду. Дядя уже погрелся на солнце, об-
лился холодной водой, закусил и лежа занимался; он требует сан-
далии и поднимается па такое место, откуда лучше всего можно
было разглядеть это удивительное явление. Облако (глядевшие из -
дали не могли определить, над какой горой оно возникало; что это
был Везувий, признали позже) по своей форме больше всего похо-
дило на пинию [сегодня мы бы сказали о «грибовидном облаке»]
Вверх поднимался как бы высокий ствол, и от него во все стороны
расходились как бы ветви. Я думаю, что его выбросило током воз-
духа, но потом ток ослабел, и облако от собственной тяжести стало
расходиться в ширину; местами оно было яркого белого цвета,
местами в грязных пятнах, словно от земли и пепла, поднятых
кверху. Явление это показалось дяде, человеку ученому, значи-
тельным и заслуживающим ближайшего ознакомления. [Такой

В квадратных скобках здесь и далее примечания автора.
тип извержения с выброшенным облаком пепла и пемзы теперь
в его честь называется плинпанским ] Он велит приготовить ли-
бурнику и предлагает мне, если хочу, ехать вместе с ним. Я отве-
тил, что предпочитаю заниматься; он сам еще раньше дал мне
тему для сочинения. Дядя собирался выйти из дому, когда получил
письмо от Ректины, жены Тасция: перепуганная нависшей опасно-
стью (вилла ее лежала под горой, и спастись можно было только
морем), она просила дядю вывести ее из этого ужасного положе-
ния. Он изменил свой план: и то, что предпринял ученый, закон-
чил человек великой души; он велел вывести квадрпремы и сам
поднялся на корабль, собираясь подать помощь не только Ректине,
но и многим другим (это прекрасное побережье было очень засе-
лено). Он спешит туда, откуда другие бегут, держит прямой путь,
стремится прямо в опасность и до того свободен от страха, что,
уловив любое изменение в очертаниях этого страшного явления,
велит отметить и записать его.

На суда уже падал пепел, и чем ближе они подъезжали, тем горя-
чее и гуще; уже куски пемзы и черные обожженные обломки кам-
ней, уже внезапно отмель и берег, доступ к которому прегражден
обвалом. Немного поколебавшись, не повернуть ли назад, как уго-
варивал кормщик, он говорит ему: «Смелым в подмогу судьба*:
правь к 11омпониану». Тот находился в Стабиях, на противополож-
ном берегу (море вдается в землю, образуя постепенно закругляю-
щуюся, искривленную линию берега). Опасность, еще не близкая,
была очевидна и при возрастании оказалась бы рядом. Помпониан
погрузил на суда свои веши, уверенный, что отплывет, если стих-
нет противный ветер. Дядя прибыл с ним: для него он был благо-
приятнейшим. Он обнимает струсившего, утешает его, уговари-
вает; желая ослабить его страх своим спокойствием, велит отнести
себя в баню; вымывшись, располагается на ложе и обедает — ве-
село или притворяясь веселым — это одинаково высоко.

Тем временем во многих местах из Везувия широко разлился,
взметываясь кверху, огонь, особенно яркий в ночной темноте.
Дядя твердил, стараясь успокоить перепуганных людей, что селяне
впопыхах забыли погасить огонь и в покинутых усадьбах занялся

Античная поговорка, в разных вариантах встречающаяся у Эсхила, Вергилия,
Теренция, Фукидида.
пожар. Затем он отправился на покой и заснул самым настоящим
сном: дыхание у него, человека крупного, вырывалось с тяжелым
храпом, и люди, проходившие мимо его комнаты, его храп слы-
шали. Площадка, с которой входили во флигель, была уже так за-
сыпана пеплом и кусками пемзы, что человеку, задержавшемуся
в спальне, выйти было бы невозможно. Дядю разбудили, и он при-
соединился к Помпониану и остальным, уже давно бодрствовав-
шим. Все советуются, оставаться ли в помещении или выйти на от-
крытое место: от частых и сильных толчков здания шатались; их
словно сдвинуло с мест, и они шли туда-сюда и возвращались об-
ратно Под открытым же небом было страшно от падавших кусков
пемзы, хотя легких и пористых; выбрали все-таки последнее, срав-
нив одну и другую опасность. У дяди один разумный довод возоб-
ладал над другим, у остальных — один страх над другим страхом.
В защиту от падающих камней кладут на головы подушки и при-
вязывают их полотенцами.

По другим местам день, здесь ночь чернее и плотнее всех ночей,
хотя темноту и разгоняли многочисленные факелы и разные огни.
Решили выйти на берег и посмотреть вблизи, можно ли выйти
в море, оно было по-прежнему бурным и враждебным. Дядя
лег на подостланный парус, попросил раз-другой холодной воды
и глотнул ее. Огонь и запах серы, возвещающий о приближении
огня, обращают других в бегство, а его подымают на ноги. Он
встал, опираясь на двух рабов, и тут же упал, думаю, потому что
от густых испарений ему перехватило дыхание и закрыло дыха-
тельное горло: оно у него от природы было слабым, узким и часто
побаливало. Когда вернулся дневной свет (на третий день после
того, который он видел в последний раз), тело его нашли в полной
сохранности, одетым как он был; походил он скорее на спящего,
чем на умершего*.

Во втором письме Тациту спустя несколько дней Плиний писал:

<...> Уже первый час дня [около 6-7 утра], а свет неверный,
словно больной. Дома вокруг трясет; па открытой узкой площадке

Письма Плиния Младшего / Изд. подг. М. Е. Сергеенко, А. И. Доватур. М.: Наука,
1982. Книга VI, письмо 16 (Серия: Литературные памятники). С. 105-106.
очень страшно; вот-вот они рухнут. Решено, наконец, уходить
из города; за нами идет толпа людей, потерявших голову и пред-
почитающих чужое решение своему, с перепугу это кажется ра-
зумным; нас давят и толкают в этом скопище уходящих. Выйдя
за город, мы останавливаемся. Сколько удивительного и сколько
страшного мы пережили! Повозки, которым было приказано нас
сопровождать, на совершенно ровном месте кидало в разные сто-
роны; несмотря на подложенные камни, они не могли устоять
на одном и том же месте. Мы видели, как море отходит назад;
земля, сотрясаясь, как бы отталкивала его. Еерег явно продвигался
вперед: много морских животных застряло в сухом песке. С другой
стороны черная страшная туча, которую прорывали в разных ме-
стах перебегающие огненные зигзаги; она разверзалась широкими
полыхающими полосами, похожими на молнии, но большими.

Тогда тот же испанский знакомец обращается к нам с речью на-
стоятельной: «Если твой брат и твой дядя жив, он хочет, чтобы вы
спаслись; если он погиб, он хотел, чтобы вы уцелели. Почему вы
медлите и не убегаете?» Мы ответили, что не допустим и мысли
о своем спасении, не зная, жив ли дядя. Не медля больше, он ки-
дается вперед, стремясь убежать от опасности.

<...> Вскоре эта туча опускается к земле и накрывает море. Она
опоясала и скрыла Капри, унесла из виду Мизенский мыс. Тогда
мать просит, уговаривает, приказывает, чтобы я убежал: для юноши
это возможно; она, отягощенная годами и болезнями, спокойно
умрет, зная, что не была причиной моей смерти. Я ответил, что
спасусь только вместе с ней: беру ее под руку и заставляю приба-
вить шагу. Она повинуется неохотно и упрекает себя за то, что за-
держивает меня.

Падает пепел, еще редкий. Я оглядываюсь назад: густой черный
туман, потоком расстилающийся по земле, настигал нас. «Свернем
в сторону, — говорю я, — пока видно, чтобы нас, если мы упадем
на дороге, не раздавила идущая сзади толпа». Мы не успели огля-
нуться — вокруг наступила ночь, не похожая на безлунную или
облачную: так темно бывает только в запертом помещении при
потушенных огнях. Слышны были женские вопли, детский писк
и крик мужчин: одни окликали родителей, другие детей или жен
и старались узнать их по голосам. Одни оплакивали свою гибель,
другие гибель близких; некоторые в страхе перед смертью молили
о смерти; многие воздевали руки к богам; большинство объясняло,
что нигде и никаких богов нет и для мира это последняя вечная
ночь. Были люди, которые добавляли к действительной опасности
вымышленные, мнимые ужасы. Говорили, что в Мизене то-то рух-
нуло, то-то горит. Это была неправда, но вестям верили. Немного
посветлело, но это был не рассвет, а отблеск приближавшегося
огня. Огонь остановился вдали; опять темнота, опять пепел, густой
и тяжелый. Мы все время вставали и стряхивали его; иначе нас за-
сыпало бы и раздавило под его тяжестью. Могу похвалиться: среди
такой опасности у меня не вырвалось ни одного стона, ни одного
жалкого слова; я только думал, что я гибну вместе со всеми и все
со мной, бедным, гибнет: великое утешение в смертной участи.
Туман стал рассеиваться, расходясь как бы дымным облаком; на-
ступил настоящий день и даже блеснуло солнце, но такое бледное,
какое бывает при затмении. Глазам все еще дрожавших людей все
предстало в измененном виде: все, словно снегом, было засыпано
толстым слоем пепла. Вернувшись в Мизен и кое-как приведя себя
в порядок, мы провели тревожную ночь, колеблясь между страхом
и надеждой. Осилил страх: землетрясение продолжалось, множе-
ство людей, обезумев от страха, изрекали страшные предсказания,
забавляясь своими и чужими бедствиями. Но и тогда, после пере-
житых опасностей и в ожидании новых, нам и в голову не прихо-
дило уехать, пока не будет известий о дяде*.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Шестая и самая мощная волна пеплопада накрыла корабль е гавани,
так что у Плиния Старшего не было шансов спастись. Позднее суда
вернулись в Помпеи и нашли ученого мертвым: по-видимому, он
задохнулся от пепла или вулканической пыли. Плиний стал одной
из многих тысяч жертв: мало кому из 20000 жителей Помпеев удалось
спастись. Город был похоронен так глубоко почти под 2,0-метровым
слоем пепла, — что его забросили и со временем забыли (рис. 1.2).
Помпеи обнаружили только в 1748 г., когда при постройке колодпа
нашли первые за почти 1700 лет следы города. Сейчас практически

Там же. Письмо 20 С. 108-110.
Рис. 1.2 Развалины Помпеев. На заднем плане Везувий. Источник: Wikimedia Commons

весь он раскопан, и перед нами открылось замечательное окно в жизнь
Римской империи. Хорошо сохранились не только дома и природ-
ные объекты: фрески на стенах сияют первоначальными яркими цве-
тами, мозаичные панно целы, а предметы из негорючих материалов
остались на удивление невредимыми. Самое поразительное откры-
тие — полости в отложениях пепла, заполненные воздухом. Когда эти
полости залили гипсом, ученые увидели тела римлян (и их собак), за-
дохнувшихся от газов, свернувшихся в позе эмбриона или уткнувших
лицо в землю и погребенных в пепле (рис. 1.3). Тела их испарились
и исчезли, но полости сохранились.

Раскопать Геркуланум оказалось труднее: его покрывал 23-мегровый
слой твердых отложений вулканических грязевых потоков. Несмо-
тря на то что город нашли еще в 1709 г., а раскопки начали в 1738-м,
он до сих пор раскрыт миру только частично. В отличие от Помпеев,
Геркуланум был небольшим прибрежным курортным поселением, на-
считывающим примерно 5000 человек. О богатстве свидетельствуют
виллы, найденные украшения и другие артефакты. Как и в Пом-
пеях, археологи обнаружили полости от исчезнувших тел, а также
Рис. 1.3 Гипсовые слепки тел, замурованных в пепле в Помпеях. Источник: Shutters!сек

Зоо скелетов - по ним видно, в каких позах людей застала смерть.
Большинство из них найдены в помещениях у берега, где люди ожи-
дали спасения, но были убиты вулканическими газами и высокой тем-
пературой, а затем погребены под осаждениями.

После того как Везувий в /9 г. стер Помпеи и Геркуланум с карты
(а позднее также из памяти римлян), он еще долго оставался актив-
ным. Серьезное извержение произошло в 203 г., затем в 472-м, когда
пепел достиг даже Константинополя. Вулкан извергался и в последу-
ющие столетия, а в 1906 г. крупные потоки убили свыше 100 человек.
Он снова проснулся в 1944 г., уничтожив множество деревень, а кроме
того, 88 американских бомбардировщиков В-25 Mitchell, которые уча-
ствовали в высадке союзников в Италии*. Последние 8о лег гора над

Самолеты в момент извержения вулкана находились на аэродроме близ Пом-
пеев, где они базировались. Это непоправимое повреждение бомбардировщиков
от стихии стало самой крупной небоевой потерей союзников во Второй миро-
вой войне. — Прим. ред.
Неаполем относительно спокойна, однако история Везувия показы-
вает, что он по-прежнему является одним из самых активных и опас-
ных вулканов планеты. При этом па его склонах проживает более мил-
лиона человек, а около подножия — свыше з млн, так что следующее
извержение, если оно будет сколь-нибудь похоже на событие 79 г., при-
несет гораздо больше смертей.

История Везувия и Помпесв мало чем отличается от других круп-
ных вулканических катастроф. Ее выделяют наблюдения Плиния Стар-
шего и его племянника, сделанные во время извержения. Вместо того
чтобы считать событие актом божественного возмездия, оба подошли
к нему с научной точки зрения, постаравшись описать его как природ-
ное явление. Это вполне согласуется со знаменитой 37-томной «Есте-
ственной историей'>, созданной Плинием Старшим одним из первых
энциклопедических естественно-научных трудов. Сравнение столба
пепла с пинией и рассказ Плиния Младшего о последующих стадиях
извержения — самое раннее подробное, достоверное с научной точки
зрения, а нс мифологическое, описание извержения вулкана. Таким
образом, отчеты двух Плиниев (один из которых при этом погиб) зна-
менуют собой начало естественно-научных наблюдений за земными
процессами — то есть зарождение специальной сферы знаний, кото-
рую мы сейчас называем геологией.
02

ЛЕДЯНОЙ ЧЕЛОВЕК И ОСТРОВ МЕДИ

САМОРОДНАЯ МЕДЬ

Мы скооперировались с одной крупной голливудской киностудией и снимаем
фильм под названием «Медь». Действие происходит на Марсе в XXIV веке.
К этому моменту в мире уже 27 миллиардов людей, и самым ценным
металлом является медь, потому что все работает на электричестве,
а углеводороды больше не сжигаются.

Роберт Фридланд

ПОЯВЛЕНИЕ ЛЕДЯНОГО ЧЕЛОВЕКА

19 сентября 1991 г. два немецких туриста, путешествовавшие по ав-
стрийским Альпам, сошли с обозначенной тропы, срезав путь. На вы-
соте 3210 м они заметили какой-то темный предмет, вмерзший в лед.
Сначала они приняли его за мусор, оставшийся от предыдущих аль-
пинистов, но когда приблизились, увидели: изо льда торчат голова
и туловище человека. Тело настолько хорошо сохранилось, что сна-
чала туристы, а позже коронер и полиция подумали, что это жертва
недавнего преступления или заблудившийся и погибший путник. Это
действительно оказался заблудившийся путник, однако несчастный
случай произошел давно. Когда в местном морге осмотрели одежду
и тот инструмент, что был при мертвеце, стало понятно: туристы на-
ткнулись на мумифицированное тело древнего человека. Позднее спе-
циалисты установили — он жил примерно 5300 лет назад. Поскольку
обнаружили его в долине Эцталь, мумия получила прозвище Ледяной
Рис. 2.1 [А] Ледяной человек Этци и |В] его топор с медным лезвием. Ист., чник: Wikimedia Commons

человек Этци* (рис. 2.1). Одежда и орудие Этци дали нам ценные све-
дения о культуре людей в эпоху, когда медные инструменты заменили
собой каменные.

В начале своей эволюции люди изготавливали оружие и инстру-
менты из камней — например, из кремня и обсидиана. Исторический
период, когда гоминиды сделали этот шаг в своей культуре, называют
каменным веком; он начался свыше 2 млн лет назад Его первый пе-
риод — палеолит (древнекаменный век), а последний — неолит (но-
вокаменный век). Однако у каменных орудий есть свои ограничения:
они хрупкие, по сравнению с металлическими им сложнее придавать
какую-либо форму. Медные орудия стали первой вылазкой человече-
ства из каменного века, этот период нарекли энеолитом, или медным

Оригинальные немецкие названия Otztal и Otzi.
веком. Затем последовали инструменты и оружие из бронзы — сплава
меди с оловом, начался бронзовый век. Эти металлы позволили из-
готавливать более легкие и острые орудия, которые лучше держали
заточку. У войск с металлическими мечами и наконечниками копий
было большое преимущество перед противниками; так появились ве-
ликие империи, основанные на использовании металлов. Кроме того,
металлические инструменты тесно связаны с оседлым образом жизни
сельскохозяйственных поселений. Безусловно, металл облегчал жизнь
в этих сообществах, однако для его поиска требовалось больше навы-
ков и ресурсов. Каменные орудия можно подобрать практически где
угодно, а вот обработка металлов — особое умение, которое можно
освоить только в крупных сообществах, где есть мастера, занимаю-
щиеся этим делом, и торговые связи, позволяющие получать сырье.

В отличие от большинства химических элементов, медь встреча-
ется в чистом виде (это же характерно для золота, серебра, серы и уг-
лерода в форме графита). Самородная медь часто существует в виде
огромных кристаллов (рис. 2.2). В мире известно несколько природ-
ных месторождений меди: например, Верхний полуостров Мичигана,
откуда ледники часто перемещали металл по Среднему Западу Со-
единенных Штатов. Некоторые ранние медные инструменты изготав-
ливали из чистой самородной меди, которую можно было обраба-
тывать простой холодной ковкой. Культуры, использовавшие орудия
труда из самородной меди, существовали минимум пооо лет назад,
а найденному на Ближнем Востоке медному украшению в форме под-
вески —10700 лет. Следующий шаг относится к моменту, определяе-
мому как 7500 лет назад: в Сербии был обнаружен топор, сделанный
из меди, которую очистили с помощью плавки.

Медный век оказался переходным периодом между камен-
ным веком и бронзовым и в разных регионах приходился на разное
Бремя: примерно 4800 лет назад в Китае, 5000 лет назад в Шумере
и Египте, 4280 лет назад в Северной Европе и, возможно, 5000 или
даже 8ооо лет назад в северном Мичигане. Ледяной человек Этци нес
самое ценное свое имущество - топор с медным лезвием, состоявшим
из меди чистотой в 99,7%. В его волосах обнаружено много мышьяка,
а это позволяет предположить, что при жизни Этци занимался вы-
плавкой меди. Европейская культура боевых топоров доминировала
во многих регионах примерно 7500-5300 лет назад, а затем на Ближ-
нем Востоке начали производить гораздо более прочные бронзовые
Рис. 2.2 Самородная медь. Источник: Shutterstock

орудия (для которых сплавляли медь и олово). Так начался бронзо-
вый век. Однако спрос на медь сохранился, ведь она основной ком-
понент бронзы.

МЕДНЫЙ ОСТРОВ

В Античности медь все еще широко использовалась, хотя к тому вре-
мени уже научились очищать железо и другие металлы. Греки име-
новали медь словом уалкос (халькос); ее добывали всего в нескольких
регионах Средиземноморья. Римляне называли медь aes Cyprium -
«металл с Кипра», потому что в то время именно этот остров был
крупнейшим ее месторождением. Отсюда появилось латинское слово
cuprum, обозначающее медь, которое позже использовали алхимики,
и химическое сокращение для этого металла — Си. В Античности Кипр
считался «островом меди».

По сути, в древности Кипр был важным местом не только из-за
своего стратегического положения в восточном Средиземноморье,
но и из-за богатых минеральных ресурсов. Есть свидетельства того,
что культуры охотников-собирателей существовали на острове более
12ооо лет назад, и на Кипре же обнаружены некоторые из самых ста-
рых все еще используемых колодцев: им 10500 лет. Древние племена,
по-видимому, способствовали исчезновению здешних млекопитающих
ледникового периода, таких как карликовые бегемоты и карликовые
слоны (для Кипра, как и для других островов, например Мадагаскара
и Крита, характерна островная карликовость постепенное уменьше-
ние размера животных тех или иных видов). Могилы людей и их до-
машних кошек на Кипре относят примерно к 9500-м гг. до н.э„ то есть
они старше всех египетских мумифицированных кошек. Крупное нео-
литическое поселение Хирокития появилось примерно 88оо лет назад,
и это один из старейших, хорошо сохранившихся памятников неолита.

В течение нескольких последующих тысячелетий Кипр захваты-
вали почти все державы Древнего мира — в первую очередь ради
меди. Около 1400 г. до н. э. здесь появились представители микенской
цивилизации; вторая волна вторжения произошла в середине XI в.
до н. э., когда эта греческая культура таинственным образом исчезла
в других местах. Кипр играл важную роль также в микенской и в гре-
ческой мифологии. Считается, что здесь на берегу из морской пены
родилась Афродита, здесь же появился и Адонис. Именно на Кипре
легендарный скульптор Пигмалион создал свой шедевр — Галатею,
которую боги в награду мастеру превратили в настоящую женщину.
Киприотом был основоположник стоической философии Зенон из Ки-
тиона, который около 30с г. до н.э. принес идеи стоицизма в Афины.

К VIII в. до н. э. на южном побережье Кипра появились финикий-
ские колонии, использовавшие для вывоза ценной меди из рудников
всю мощь финикийской морской торговой державы. В 708 г. до н. э.
остров завоевала Ассирийская империя; затем ассирийцы уступили его
египтянам, которых в 545 г. до н. э. сменили персы. Во время Ионий-
ского восстания греческих городов, начавшегося в 499 г до н. э., жи-
тели острова тоже поднялись против Персидской империи: их пред-
водителем был Онесил, царь города Саламин. Восстание подавили,
однако остров остался в основном греческим по культуре и в значи-
тельной степени автономным. Греки на острове приветствовали по-
явление Александра Македонского, изгнавшего персов в 333 г. до н.з.
Когда Александр умер и его царство была разделено между его полко-
водцами, Кипр стал частью эллинистического птолемеевского Египта.
Наконец, в 58 г до н. э. на остров вторглись римляне, и он оставался
частью Римской империи (а позже ее преемницы — Византийской им-
перии) до тех пор, пока английский король Ричард Львиное Сердце
не захватил его во время Третьего крестового похода в 1191 г. Ричард ис-
пользовал Кипр как базу для своих попыток завоевать Святую Землю,
а позже продал остров рыцарям-тамплиерам, которые в свою очередь
перепродали его бывшему королю Иерусалима Ги де Лузиньяну. После
смерти последнего короля из династии Лузиньянов в 1473 г, остров пе-
решел под контроль Венеции; так продолжалось до 1570 г., когда пол-
номасштабное вторжение бо-тысячной османской армии отдало Кипр
под власть мусульман. Несмотря на то что на протяжении истории Ки-
пром правили многие народы, кровавые времена в его судьбе в значи-
тельной степени основывались на противоречиях между его древней
греческой культурой и более поздней мусульманской культурой, доми-
нировавшей после османского завоевания. В 1974 г. остров был разде-
лен надвое: на северо-востоке появилась Турецкая Республика Север-
ного Кипра (признанная только Турцией), в то время как в Республике
Кипр на юго-западной части острова преобладает греческая культура.

СЛАЙС ОКЕАНА*

Что сделало Кипр самым богатым источником меди в античном мире,
превратив его в цель стольких сражений и вторжений? Медь соби-
рали на острове еще бооо лет назад: почти чистая медь просто ле-
жала на земле. Но этих залежей надолго не хватило, и вскоре первые
жители острова нашли источник происхождения этой поверхностной
меди — офиолиты гор Троодос в центральном Кипре-

Термин «офиолит» для описания специфических горных пород,
найденных в Альпах, предложил в 1813 г. выдающийся французский
естествоиспытатель Александр Броньяр. Слово происходит от грече-
ского бф1^ («змея»), поскольку такие образования, в основной своей
части возникшие как лавы черных базальтов на морском дне, напо-
минали гладкую и блестящую змеиную кожу. Затем они метамор-
физовались, сохранив при этом сходство с кожей змеи, и получили
название серпентинитов (на этот раз от латинского обозначения

Слайс — пластина океанической коры, срезанная пологими тектоническими
нарушениями и надвинутая на континент. — Прим. науч. ред.
змеи — serpens). Офиолиты были обнаружены на Кипре в 1968 г.,
а затем и в других местах — таких, например, как Греческая Македо-
ния и Оман. Опи всегда образовывали странную, но предсказуемую
последовательность пород. Верхняя часть толщи была сложена океани-
ческими осадками, которые подстилались лавами, формировавшимися
в виде пухлых выпуклостей, отсюда их название — «подушечные лавы»
(рис. 2.за). В то время никто нс знал их происхождение, но сегодня
мы можем наблюдать, как они всякий раз образуются при подводных
извержениях. Если вы введете словосочетание «извержение подушеч-
ных лав»* в любой поисковой системе, то найдете много видео этих
бурных выбросов. По мере того как подводный лавовый поток продви-
гается под толщей океана, всё новые порции горячей лавы прорыва-
ются через трещины в остывающей затвердевшей внешней оболочке,
вытекая наружу, словно из тюбика с горячей зубной пастой (рис. 2.3В).
В результате закалки и охлаждения морской водой эти частицы до-
красна раскаленной лавы мгновенно превращаются в холодную и чер-
ную породу с шаровыми или подушечными формами.

Непосредственно под слоями подушечных лав находились мас-
сивы сближенных вертикальных плит застывшей лавы, известные как
пластинчатые (или параллельные) дайки (рис. 2.4). В течение десяти-
летий никто не знал причины их образования, но со временем гео-
логи поняли, что они представляют собой тела заполнения застывшей
лавой гигантских вертикальных трещин в земной коре. Магма выте-
кала через такие трещины, питая подушечные лавы, а затем быстро
застывала и охлаждалась в них с образованием вертикальных лавовых
«ребер» — тех самых пластинчатых даек. Под подушечными лавами
и пластинчатыми дайками располагались древние магматические ка-
меры с застывшей магмой, заполненные породами, известными как
расслоенные, или полосчатые, габбро**, которые имеют тот же хими-
ческий и минералогический состав, что и вышележащие базальты.
Расплав, давший начало этим породам, медленно остывал в магма-
тической камере, а не извергался в виде лавы, поэтому слагающие ее
кристаллы оказывались намного крупнее, чем в вулканических поро-
дах. Наконец, многие офиолитовые комплексы в своих нижних слоях

* Англ, pillow lava eruption. — Прим. ped.

** В переводе с латыни gabbro — «ровный», «гладкий». — Прим. ред.
Рис. 2.3 [А] Подушечные лавы, образованные подводными извержениями, к западу от пирса поселка
Порт-Сэн-Луис [Калифорния]. Фото автора. [В] Подушечные лавы, извергающиеся под водой.
Истоиник Wikimedia Commons
Рис. ?.4 Пластинчатые [параллельные] лайки на Кипре. Источник: Wikimedia Commons

содержали перидотиты — породы, которые, как мы теперь знаем,
представляют собой пластины-слайсы (слои) верхней мантии.

Таинственные офиолитовые породы Кипра и других областей были
закартированы и описаны более 150 лет назад, нс, повторяю, никто
не мог объяснить, как образовались такие любопытные породные ас-
социации. Ответ появился только в конце 1960-х гг. благодаря рево-
люционной концепции тектоники плит (о чем подробно пойдет речь
в главе 8 и далее). Геологи начали понимать, что, когда дно океана рас-
ширяется за счет раздвижения океанических плит в стороны от оси сре-
динно-океанического хребта, естественным продуктом такого процесса
(спрединга) оказываются офиолиты (рис. 2.5). Верхняя часть расширя-
ющейся коры должна состоять из подушечных лав, образующихся маг-
мой, достигшей морского дна и застывшей под толщей воды. Под этими
лавами будут располагаться вертикальные трещины, получившиеся в ре -
зультате горизонтального раздвижения коры и заполнявшиеся лавой
с образованием пластинчатых даек. А источником всего этого вулка-
нического материала являлись глубоко расположенные магматические
камеры с расслоенными габбро; некоторые офиолиты, встречающиеся
еще ниже, могут содержать даже слайсы верхней мантии.
Рис. 2.5 Образование офиолитг f ого комплекса в срединно-океанических хребтах.
Составлена ио нескольким ийочникам

Но как именно породы, образовавшиеся на самом дне океана,
оказались на суше — например, на Кипре? Это тоже результат тек-
тоники плит. Когда две плиты сталкиваются, одна из них (сложен-
ная океанической корой) обычно сдвигается под другую и погружа-
ется в мантию в зоне этого столкновения (субдукции). Оконечность
плиты (слэб) соскальзывает в мантию обычно плавно и спокойно,
но покрывающие слэб осадочные породы океанического дна при
этом в значительной мере срезаются, соскребаются и пристают к вы-
шележащей плите, образуя аккреционную* призму или аккрецион-
ный клин. Иногда от опускающегося слэба отделяется и вдавлива-
ется в аккреционную призму слайс самой океанической коры. Это
можно заметить в офиолитах Калифорнии, в западных предгорьях
Сьерры, в горах Кламат и особенно в хребтах Тихоокеанского побе-
режья, которые образовались, когда Калифорния была зоной суб-
дукции. Офиолиты также образуются при столкновении двух кон-
тинентов, когда разделявшая их океаническая кора захватывается
и выдавливается вверх в формирующийся горный пояс. Именно так
произошло на Кипре, когда Африканская плита столкнулась с Ана-
толийской плитой Евразии.

От лат. accretio — «приращение, увеличение». — Прим. ред.
НА ДНЕ ОКЕАНА

Возникновение офиолитов в срединно-океанической зоне спрединга
было подтверждено многочисленными измерениями и наблюдениями
за современными океаническими хребтами в 1970-х гг. Но почему
офиолиты, подобные кипрским, богаты такими полезными ископае-
мыми, как медь? Эту загадку решили в 1977 г., когда на дне океана было
сделано поразительное открытие. Используя небольшую исследова-
тельскую подводную лодку «Алвин», которая могла погружаться почти
на 4800 м, ученые Океанографического института Вудс-Хоул часами
исследовали морское дно в пределах срединно-океанических хребтов.

На таких глубинах стоит сплошная чернильная тьма. Температура
воды чуть выше нуля, а давление доходит до 400 атмосфер, то есть
в 400 раз превышает атмосферное давление на уровне моря. Оно раз-
давило бы судно, если бы субмарина не была специально рассчитана
на такие погружения. Специалистов, управлявших «Алвином», ждали
не только обширные участки подушечных лав, но и гораздо больший
сюрприз — они увидели перегретые струи (плюмы) черной, сильно
минерализованной кипяшей воды, которые вырывались из трубсоб-
разных формирований, состоящих из сульфидных минералов типа пи-
рита (сульфида железа с формулой FeS2, известного также как «золото
дураков») (рис. 2.6). Эти гидротермальные источники получили назва-
ние «черные курильщики». Их трубы образовались, когда холодная
морская вода просачивалась через трещины в горячую магму внизу,
затем закипала и поднималась вверх в виде горячих черных струй,
несущих сульфидные минералы. Они включали не только пирит,
но и сульфиды меди (ковеллин, CuS; халькозин, Си S; халькопирит,
CuFeS2), сульфиды цинка, сульфиды свинца, а также марганец, сере-
бро, золото и другие рудные минералы. Перегретая вода, просочив-
шаяся через трещины в земную кору, растворяла эти вещества, а затем
они - при встрече с холодной морской водой - начинали кристалли-
зоваться и осаждаться из горячих растворов.

Еще более удивительным было то, что «черные курильщики» под-
держивали целое сообщество организмов, ранее совершенно неизвест-
ных науке. Там обитали гигантские моллюски величиной более метра,
длинные трубчатые черви, странные крабы-альбиносы и другие суще-
ства, которых никогда раньше не видели. Я хорошо помню, как посе-
тил один семинар в Вудс-Хоуле в 1978 г., когда работал над дипломом,
Рис. 2.6 Перегретая морская вода в срединш-океанивеских хребтах создает струи [плюмы]
кипящей воды, насыщенной растворенными минералами, которые выпадают в осадок и образуют трубы
'•черных курильщиков». Источник Wikimedia Commons
и увидел этих диковинных животных, которых ученые впервые пока-
зывали своим коллегам.

Со временем специалисты поняли, что все эти необычные созда-
ния представляют собой уникальное биологическое сообщество, встре-
чающееся только в глубоководных источниках срединно-океанических
хребтов. В отличие от большинства экологических сообществ, у кото-
рых пищевая цепь основана на растениях, преобразующих солнечный
свет в органическое вещество с помощью фотосинтеза, обнаружен-
ные ассоциации живых организмов существовали в мире без солнеч-
ного света. Их пищевая цепь начиналась с сульфатредуцирующих
бактерий, которые живут в перегретой морской воде, богатой серой,
и преобразуют энергию горячих источников в углерод с помощью хе-
мосинтеза. Все животные, находящиеся выше в этой пищевой цепи,
питались либо непосредственно этими бактериями, либо более мел-
кими организмами, которые данных бактерий поедали. Таким обра-
зом, школьное утверждение, что в основании всех пищевых пирамид
лежат растения, неверно для дна океана. Там вместо фотосинтетиче-
ских сообществ, основанных на растениях, существуют сообщества
хемосинтетические, основанные на бактериях.

«Черные курильщики» также дали разгадку богатых медью офио-
литов Кипра. Они естественным образом концентрируют минераль-
ные вещества, такие как железо, медь, цинк, свинец, марганец, суль-
фиды других металлов. Перегретая вода растворяет эти соединения,
а затем они осаждаются в трубах. Стало быть, древние добытчики
меди на Кипре, не ведая того, получали свои богатства от какого-то
фрагмента юрского морского дна с древними «черными курильщи-
ками» — фрагмента, который был поднят на вершины гор Троодос
в результате тектоники плит.
03

ОЛОВЯННЫЕ ОСТРОВА» И БРОНЗОВЫЙ ВЕК

КАССИТЕРИТ

Бронза была таким же ценным сырьем, как нефть сегодня.

Археолог Кристиан Кристиансен

НА КРАЙ ЗЕМЛИ

В древние времена морские плавания были опасным делом. Корабли
не могли уходить далеко от берега; небольшие паруса или команда
рабов на веслах не позволяли двигаться быстро; карты у мореплава-
телей были плохими. Большинство древних цивилизаций относились
к сухопутным и отправляли в сражения армию, а не флот. Масштаб-
ную морскую культуру развили только несколько народов — напри-
мер, финикийцы в восточном Средиземноморье или греки, плававшие
между своими многочисленными островами. Но даже такие морские
народы, как финикийцы, у которых появились первые приличные
карты, не имели возможности определять свою долготу и тем самым
точно устанавливать собственное местонахождение. Поэтому в откры-
том море они перемещались только на небольшие расстояния, по мере
сил стараясь прижиматься к берегу.

Римляне завоевали все земли, окружавшие Средиземное море,
и называли его Mare nostrum, «наше море», потому что правили
на всех его берегах. Появившееся в III в. латинское название Маге
Mediterranean! буквально означало «Море посреди земли» из-за рас-
положения в центре Римской империи. Тем не менее военный флот
использовали ограниченно; римляне больше полагались на свои хо-
рошо обученные легионы.

Очень немногие средиземноморские корабельщики осмеливались
заходить в неведомые воды Атлантического океана, который для наро-
дов того времени был краем Земли. Действительно, название океана
происходит от древнегреческого мифа о титане по имени Атлант или
Атлас, который держал на своих плечах небесный свод; его же имя
носят горы Атлас к югу от Гибралтарского пролива. Две скалы, обрам-
ляющие этот пролив (Гибралтар в Испании и Джебель-Муса в Север-
ной Африке), известны как Геркулесовы столбы, что отражает грече-
ский миф о Геракле, который во время одного из своих J2 подвигов
ненадолго принял ношу Атланта. Все, что располагалось дальше этих
коварных вод, считалось царством неизвестного. Это одна из причин,
почему Платон поместил свою мифическую Атлантиду за Геркулесо-
выми столбами.

Однако морские нации, открывшие месторождения меди на Кипре
(см. главу а), отчаянно нуждались и в другом металле — олове. В древ-
нем мире оно имело колоссальное значение: при соединении с медью
(5-20% от ее доли) образуется бронза — сплав, который тверже, чем
любой другой металл, известный в то время, и который проще обра-
батывать, чем олово или медь по отдельности. Этот первый металли-
ческий сплав можно было превратить в превосходные инструменты
и оружие. Так начался бронзовый век.

Олово настолько редко встречается в Европе, что спрос на него был
крайне велик. Многие торговцы преодолевали в его поисках большие
расстояния — особенно после того, как истощились месторождения
в Средиземноморье. Финикийцы первыми добрались до месторожде-
ний олова на юго-западе Британии, а источник их оловянных богатств
стал строжайшей тайной. По легенде, капитан корабля из Карфагена
(финикийского города-государства, расположенного на территории
современного Туниса) предпочитал разбить свое судно, нежели риско-
вать тем, чтобы его выследили греческие, а позже и римские корабли,
обнаружив утаиваемый источник этого драгоценного металла. Греки,
сражавшиеся с финикийцами за контроль над Средиземным морем,
знали о легендарных «Оловянных островах», которые они называли
Касситеридами, но не представляли их местоположение (рис. 3.1).
Как показывают многие карты, мореплаватели считали, что Касси-
тсриды — это острова, а не часть той суши, которую затем открыли
Рис. 3.1 Карта античного мира из «Географии- Стэабона [примерно 18 г. до н. а.], на которой Кассигериды
показаны ь виде островов, отделенных от «Брытании» - имении так в древности воспринимали
Корнуолл. Источник: Wikimedia Commons

восточнее и нарекли Бреттанией. Впервые в истории о Британских ост-
ровах упоминается именно как об «Оловянных островах».

Тем не менее античные авторы активно обсуждали легендарные
источники финикийского олова. Уже в 500 г. до н. э. Гекатой Милет-
ский писал о землях за Галлией, где добывали этот металл. Около 325 г.
до н.э. Пифей из Массалин добрался до Британии, где, согласно сооб-
щениям о его путешествии*, обнаружил процветающую торговлю оло-
вом. Греческий астроном и географ Посидоний упоминал о торговле
оловом с Британией около 90 г. до н. э.

Многие ученые позже размышляли, где располагались реаль-
ные Касситериды. Некоторые авторы отождествляли их с островами
Силли и видели в этом доказательство того, что финикийцы торго-
вали с Британией. Однако на архипелаге Силли нет добычи полез-
ных ископаемых — если не считать небольшие разведочные работы.
Позднее стало ясно, что «острова Касситериды» е действительности

Книга Пифея <Об океане» до нас не дошла; сохранились лишь упоминания о ней
у других авторов.
были полуостровом Корнуолл на западной оконечности Британии,
а не островами.

Древнегреческий историк Диодор Сицилийский так описывал в I в.
до н. э. добычу олова в Британии:

Жители Британии, обитающие у мыса Белсрий, отличаются ис-
ключительным гостеприимством, нравы же их по причине при-
сутствия иноземных купцов мягкие. Олово они получают, умело
обрабатывая рудную породу. Порода эта каменистая с землистыми
прожилками, из которых посредством обработки и плавки уда-
ляют руду. Придав олову форму бабок, его доставляют на остров,
который находится перед Британией и называется Иктис, причем
во время морских отливов дно здесь обнажается, и олово в огром-
ных количествах перевозят сюда на повозках*.

Олово на юго-западе Британии (в Девоне и Корнуолле) добывали
еще в 2100 г. до н. э., в основном этим занимались местные кельтские
племена. Они торговали с финикийцами, прибывшими из мест, где
сейчас находятся Ливан и Сирия. Позднее торговлей оловом из Кор-
нуолла занимались венеты — кельтское племя с полуострова Бретань
на северо-западе Франции, которое тоже пользовалось древним корн-
ским (корнийским) языком и имело общую с Корнуоллом культуру.
Юго-запад Великобритании никогда не покрывался ледниками, по-
этому рудные залежи находятся близко к поверхности: их не сносил
натиск льда и нс закрывали ледниковые наносы. Руда встречалась даже
в галечнике ручьев и рек: именно этими месторождениями люди стали
пользоваться раньше всего, но со временем горняки начали делать ко-
роткие траншеи прямо в рудных телах.

Добыча олова продолжалась здесь в Античности, в Средние века
и вплоть до XX столетия. Она была настолько важна, что в 1305 г ко-
роль Эдуард I учредил специальные станнарные** суды и станнарные

* Диодор Сицилийский. Историческая библиотека. Книга V, глава 22. Пер.
О. II. Цыбенко. Белерий — современный мыс Лендс-Энд на оконечности Кор-
нуолла. Бабка — кость надконытного сустава. Иктис — скорее всего, нынешняя
гора Святого Михаила: это островок в заливе Маунтс-Бэй в Корнуолле, который
соединяется с материком во время отлива.

** От лат. stannum — «олово». Имеется в виду так называемое Станнарное
право (англ. Stannary law), распространявшееся начиная со Средневековья
парламенты только для управления деятельностью оловянных руд-
ников и ее регулирования. На протяжении веков эти органы были ос-
новными формами управления в Девоне и Корнуолле. Металл добы-
вали так: соскребали поверхностные отложения из глубоких траншей
и дробили их в штемпельной мельнице с приводом от водяного ко-
леса. Затем измельченную руду плавили и заливали в емкости из гра-
нита, получая грубые слитки олова. Их доставляли в станнарные суды
для взвешивания и определения пробы

Богатство оловянных рудников сделало их заманчивой мишенью,
и е 1497 г. король Генрих VII поднял налоги на добычу для оплаты своих
войн в Шотландии, что нарушило предыдущие правила, установлен-
ные станнарными судами. Разгневанные горняки Корнуолла подняли
восстание против короля, их силы в течение нескольких недель про-
шлись по южной Англии, практически не встречая сопротивления. Они
двинулись на север в Бристоль, затем на восток и отступили только
после сопротивления в Кенте на юго-востоке Англии, Наконец, 17 июня
1497 г. корнуоллские повстанцы столкнулись с 2,5-тысячной армией,
поддерживавшей короля, в битве у Дептфордского моста. Этого моста
и поля боя давно нет, здесь сейчас юго-восточные районы Лондона.
Войско повстанцев было намного меньше сил противников и, нс имея
кавалерии и артиллерии, оказалось в явно невыгодном положении.
Корнуоллские лучники какое-то время сдерживали королевские вой-
ска, пытавшиеся перебраться по мосту, однако из-за неопытности бун-
товщики оставили подкрепления вдалеке от переправы, поэтому после
захвата моста королевская армия легко разрезала войско повстанцев
на части: погибло до 2000 человек,

КОРНУОЛЛСКИЕ 0Л0В0Д0БЫТЧИКИ

Эта битва была последним открытым восстанием корнуоллцев против
короны, однако жители Корнуолла поныне остаются полным достоин-
ства и несгибаемым народом, со своим особым диалектом и местной

исключительно на добытчиков олова в Корнуолле и Девоне. Все труженики
этой отрасли в королевстве выводились из-под судов любой другой юрисдик-
ции. Формально свод этих правил до сих пор остается частью законодательства
Великобритании, хотя практически уже не имеет значения. — Прим, ред
культурой. Они всегда отделяли себя от других жителей Британии,
и их собственный черный флаг с белым крестом гордо развевается
по всему Корнуоллу. Множество укромных бухт и местечек в Корну-
олле делали его превосходным местом для контрабандистов, пытав-
шихся уклониться от королевских налогов и пошлин, поэтому здесь
хватало моряков, не ладивших с законом. Они послужили источни-
ком вдохновения для «Пиратов Пензанса» знаменитой комической
оперы Артура Салливана и Уильяма Гилберта.

В XVIII и XIX be. олово требовалось уже не для бронзового оружия.
Оно использовалось в пьютере — сплаве, где к олову (85-90% состава)
добавляли медь, сурьму или свинец; из пьютера изготавливали миски,
кружки, блюда и другую утварь. Однако больше всего олова требова-
лось для консервных банок и оловянной фольги, которые были необхо-
димы для герметичного хранения продуктов. Фактически, можно ска-
зать, олово изменило ход современной войны и позволило появиться
великим империям в эту эпоху. Жестяная тара обеспечивала питание
армии и флоту во время дальних плаваний и походов, а ведь именно
получение достаточного количества продовольствия всегда было про-
блемой для военной логистики. Собственно, жестяные банки были
изобретены по запросу самого Наполеона Бонапарта. Как говорил На-
полеон, «армия марширует на своем животе»*.

Олово использовали для множества других орудий и предметов,
поскольку этот металл было легко плавить, разливать и обрабатывать
и он не подвергался коррозии. Целые поколения европейских мальчи-
шек играли с оловянными солдатиками; один из них описан в сказке
Ганса Христиана Андерсена «Стойкий оловянный солдатик». До рас-
пространения алюминиевой фольги именно оловянная фольга приме
нялась обычно как для герметизации контейнеров, так и в электротех-
нических устройствах За это время «корнуоллский оловодобытчик»
стал распространенным мемом британской культуры, сравнимым
с «валлийским угольщиком». Сейчас олово в ограниченных количе-
ствах по-прежнему в ходу — особенно в качестве стойкого к корро-
зии покрытия для стальных контейнеров и припоя для электроники.

Фраза в такой форме, приписанная Наполеону, впервые появилась только
в 1862 г. в американской газете The Springfield Daily Republican. До этого в 1858 г.
Томас Карлейль приписал Фридриху Великому близкий по выражению афо-
ризм: «Армия, как змея, двигается на своем животе».
Например, в Apple iPad используется от i до з граммов олова:
ведь всего лишь в двух его компонентах 7000 точек пайки. Олово
по-прежнему является самым важным металлом для большинства про-
изводимых сегодня электронных устройств.

Однако замена оловянной жести и фольги алюминием уменьшила
значимость олова в современном мире. Месторождения Корнуолла
слишком истощились, чтобы обеспечить рентабельность в условиях
снижения цен и падения рынка, поэтому его рудники с 1920-х гг. на-
чали закрываться. Кроме того, колоссальные месторождения олова
нашли в Перу и Боливии, что сделало этот регион мировым лидером
в добыче олова на протяжении большей части XX в. Затем значи-
тельные месторождения были найдены в Китае, Австралии, Малай-
зии и других странах. Огромные залежи этого металла нашли в Конго,
и в результате за их эксплуатацию взялись разнообразные агрессив-
ные повстанческие группировки, сражающиеся со своими правитель-
ствами в Африке. В настоящее время большая часть мирового олова
поступает из Индонезии, Китая и Малайзии.

ОТКУДА ВЗЯЛОСЬ олово?

Основным источником олова в Европе были территории вокруг Де-
вона и Корнуолла. Олово здесь непосредственно связано с интру-
зиями* каменноугольных и пермских гранитных пород (например,
в Дартмуре и в Лендс-Энде). Это произошло во время Герцинской
складчатости**, когда части микроплиты, известной под названием
Арморика, столкнулись с южной Англией, сминая ее породы, в кото-
рые затем проникала магма, выплавляемая в корневых частях воз-
дымавшегося горного хребта.

Эти интрузии сопровождались многочисленными близповерхност -
ными жилами, образованными обогащенной рудным веществом маг-
мой. Они также перегревали подземные воды, которые просачивались
через окружающую девонскую породу, захватывали редкие элементы,

* Интрузия — внедрение магматического расплава в твердые породы, а также
само тело, образовавшееся при застывании такой магмы.

** Герцинская (варисцийская) складчатость — период тектонических процессов
с середины девона до начала триаса.
Рис. 3.2 Кристаллы касситерита [оксида олова] в фирме двойников. Источник: Wikimedia Commons
а за тем осаждали их в жилах, обогащенных этими минеральными ве-
ществами, создавая гидротермальные месторождения. Такие жилы
богаты медью, свинцом, цинком и серебром, но больше всего район
известен как одно из крупнейших в мире месторождений олова, пред-
ставленного касситеритом (оксидом олова, или SnO2) — минералом,
название которого восходит к древней легенде об островах Касситери-
дах. Касситерит — поразительный металлический серебристо-серый
минерал, который может образовывать кристаллы сдвоенные, а ино-
гда и бипирамидальной формы, выглядящие как две пирамиды, со-
единенные друг с другом основаниями (рис, 3.2).

Хотя сегодня оловянные рудники Корнуолла большей частью за-
крыты, их можно посетить и получить представление о некогда преис-
полненной гордости мощной отрасли, которая способствовала разви-
тию промышленного могущества Британии. Исторический оловянный
рудник, открытый для экскурсий, — шахта Гивор в Корнуолле, которая
находится к северу от Лендс-Энда, самой западной точки Британии.
Она функционировала с 1840-го по 1990 г., выдав за это время более
50000 тонн олова, и в период своего расцвета была одной из крупней-
ших в отрасли шахт Великобритании. В 1880-х гг. на одной этой шахте
работало почти 200 оловодобытчиков; на пике же здесь трудилось
270 человек. Сегодня этот участок живой истории признан ЮНЕСКО
объектом Всемирного наследия*; экскурсии по бывшим местам добычи
проводят люди, которые сами некогда здесь работали, а также их сы-
новья.

Добыча олова всегда была опасным и грязным занятием. Даже
открытый способ приводил к спорам из-за леса, воды и пастбищ. Все
подземные работы велись в узких шахтах, которые уходили глубоко
в землю, следуя за рудными жилами. Самая заметная достоприме-
чательность оловянной шахты Гивор — надшахтный копёр (рис 3.3),
на котором крепятся машинное оборудование и шкив с тросами.
С их помощью под землю опускали клети с шахтерами и оборудо-
ванием, а поднимали на поверхность вагонетки с добытой рудой.
Когда-то люди вгрызались в твердую породу, используя кирки и ло-
паты, но со временем с помощью гидравлических буров и молотков
стали делать отверстия -шпуры для размещения в них динамита. Такое
бурение порождало огромное количество каменной пыли, и шахтеры
жили недолго, потому что их легкие поражал силикоз. Постепенное
внедрение буров с водяным охлаждением решило проблему каменной
пыли и снизило уровень смертности у горняков.

В конце дня шахтеры укладывали заряды в шпуры, затем поки-
дали шахту и взрывали динамит. За ночь пыль оседала, и на следу-
ющее утро они возвращались к работе, загружая всю руду и пустую
породу в небольшие вагонетки для транспортировки на поверхность.
Чтобы добраться до рудных жил или удалить воду, приходилось про-
рывать множество горизонтальных туннелей (штреков), а эти туннели
горняки соединяли вертикальными стволами, которые помогали им
добираться до более скрытых жил и использовались для дренажа.
От главного ствола шахты надо было пройти несколько коротких го-
ризонтальных туннелей, чтобы достичь рудоносной жилы и обрабо-
тать ее методом обрушения. С годами Гивор добиралась до все более
глубоких жил, некоторые из них находились уже под Атлантическим
океаном и за много миль от входа в шахту. В конечном итоге обшая
длина системы туннелей составляла почти 85 миль (примерно 135 км);
многие из этих туннелей следовали за оловянными жилами под
дном океана и требовали постоянной откачки морской воды. Другие

Объектом Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО признан Горный ланд-
шафт Корнуолла и Западного Девона. С 2006 г. частью этого комплекса стал
и бывший рудник Гивор —Прим. ред.
Рис. 3.3 Надшахтный копёр в музее оловянной шахты Гивор (Корнуолл]. Фото автора
шахты — например, Долкоат, уходившая на 1067 м вниз от земли, —
относились к числу глубочайших в мире в 1920-е гг.

Когда вагонетки с породой поднимали на поверхность, сырую руду
отправляли в штемпельную мельницу, которая измельчала породу
и превращала ее в подобие песка. Затем требовалось отделить цен-
ную руду от бесполезного материала. Большую часть времени сырье
промывали водой, которая отсеивала более плотные мсталлосодержа-
щие минералы от легкой по сравнению с ними пустой породы. На ста-
рых рудниках использовалось несколько больших, заполняемых водой
промывочных ям; их выкладывали глиной и использовали для отде-
ления плотных металлов от более легких минералов.

Чтобы добраться до олова, требовалось переработать огромное ко-
личество рудной породы. На рудниках Корнуолла концентрация ме-
талла обычно составляла 1% или меньше, так что для получения одной
тонны чистого олова необходимо было добыть сто тонн сырья.

На более современных оловянных шахтах, таких как Гивор, име-
лось здание с сотнями магнитных сепараторов (рис. 3.4), которые
управляли движением измельченной руды на рифленом промывоч-
ном столе. Магнитное поле под верхней частью стола удерживало
магнитные минералы, входящие е состав руды, в то время как не-
магнитные минералы смывались в зону сбора отходов. Затем концен-
трированный металлический остаток собирали и отправляли на пла-
вильный завод, где его плавили и разделяли на отдельные металлы
(олово, медь, цинк), а затем изготавливали из них слитки, которые
шли на рынок. Одним из недостатков корнуоллского горнодобываю-
щего района было отсутствие угля и другого топлива, необходимого
для плавильных заводов, поэтому для конечной плавки приходилось
отправлять переработанную руду в другие места.

КРАХ ОЛОВЯННОЙ ИМПЕРИИ

Оловянные шахты Корнуолла становились все менее и менее прибыль-
ными к началу XIX в., когда, как уже говорилось, в Боливии и Юго-
Восточной Азии нашли более богатые и рентабельные месторождения.
Тем не менее добыча олова продолжалась в Корнуолле на протяже-
нии большей части XX столетия. Цену на олово частично поддер-
живал мировой картель — Международный совет по олову, который
Рис. 3.4 Мггнитный сепаратор на □ повяиной шахте Гивор. риФпение стопа помогает отделить тяжелое
слово и другие металлы от пустой поиоды. Магниты под стол ;м концентрируют металлосидяржащие
минералы в верхней части стила, а безрудный материал стекает с его нижней части. Фото автора

регулировал произведет во этого металла по всему миру, чтобы сохра-
нять его дефицит и повышать значимость на товарном рынке. При
необходимости он скупал излишки в Корнуолле или Малайзии, под-
держивая тем самым рентабельность продаж.

Однако спрос на олово неуклонно снижался, и во многих това-
рах его заменил дешевый алюминий. Добыча в Корнуолле обходилась
дороже, чем в развивающихся странах. В конце концов у Междуна-
родного совета закончились деньги, необходимые для скупки излиш-
ков олова, и в октябре 1985 г. картель внезапно распался, несмотря
на несколько попыток его возродить. Сейчас цена на олово намного
ниже вследствие ограниченного спроса на него и дешевизны этого
металла, добываемого в странах с низкой заработной платой. Эта си-
туация опасна для горняков, особенно в Индонезии, где разрабатывае-
мые месторождения находятся все глубже и все больше связаны с рис-
ком. Рудокопы, по-прежнему использующие кирки и лопаты, работают
всего за 5 долларов в день, и никто не вводит правила техники без-
опасности например, террасирование карьеров, предотвращающее
обвалы. В 2011 г. на этих рудниках погибал примерно один рабочий
в неделю, однако здесь по-прежнему не стремятся регулировать работу
шахт или повышать их безопасность.

Крах мирового оловянного картеля привел к прекращению до-
бычи олова в Корнуолле и Девоне. Последней работавшей шахтой
Девона была шахта Хемердон недалеко от Плимптона, просущество-
вавшая до 1980-х гг. Последний оловянный рудник Корнуолла в Саут-
Крофти закрылся в 1998 г. Во время экскурсии по шахте Гивор послед-
няя и самая трогательная остановка — бывшая шахтерская раздевалка,
где многие рабочие оставили снаряжение и одежду после своей по-
следней смены, когда в 1986 г. хозяева без предупреждения закрыли
предприятие. Горняки и экскурсоводы до сих пор жалуются, что бога-
тые инвесторы, владельцы и торговцы из картеля извлекли прибыль
благодаря инсайдерской информации перед внезапным обвалом цен,
однако рабочих никто не уведомил о ситуации, а после закрытия пред-
приятий у них не стало будущего. Надпись возле одной из шахт в Кор-
нуолле, появившаяся примерно в 1999 г., гласит:

Корнуоллские парни руду добывают
Или тянут упорно рыбацкие сети.

Но когда здесь закончатся олово с рыбой,
Чем займутся тогда корнуоллские дети?

Путешествие по населенным призраками холмам Корнуолла и по-
сещение давно заброшенных горнодобывающих предприятий —
отрезвляющий опыт. Это заключительный этап в долгой истории
металла, который положил начало бронзовому веку, помог промыш-
ленной революции, дал возможность прокормить большие армии
и флоты с помощью консервов в жестяных банках и до сих пор оста-
ется одним из самых важных металлов в современной электронике.
Мы живем не в бронзовом веке, но олово по-прежнему необходимо —
даже в компьютерный век.
04

«НИ СЛЕДОВ НАЧАЛА»

НЕОБЪЯТНОСТЬ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ

УГЛОВОЕ НЕСОГЛАСИЕ

Разум, кажется, кружился, заглянув так далеко в бездну времени...

Джон Плейфер

В НАЧАЛЕ...

В течение почти 2000 лет многие ученые считали руководством
по происхождению и истории Земли Библию, истолковывая ее текст
буквально. Еще в середине XVIJI в. естествоиспытатели полагали, что
Земле всего несколько тысяч лет, она совершенна и неизменна - за ис-
ключением порчи, вызванной грехом Адама. Не случись этого грехо^
падения, согласно церковному догмату, мир был бы совершенен и не-
изменен. Выдающийся натуралист и геолог Джон Вудворд (1665-1728)
высказал в 1695 г. типичное для той эпохи мнение: «Земной и водный
шар до сих пор находится почти в том же состоянии, в котором его
оставил Всемирный потоп; и это продолжится до времени его окон-
чательного разрушения и распада, сохраняя ту же цель, для которой
он был первоначально создан».

Библейские догмы диктовали представления о возрасте Земли.
Например, в 1650 г. Джеймс Ашшер (1581-1656), архиепископ Армаг-
ский, использовал возраст патриархов в Библии, чтобы вычислить, что
Творение произошло 23 октября 4004 г. до н. э. Другой ученый, Джон
Лайтфут, определил и время — 9 часов утра. Ни тот, ни другой не объ-
яснили, как можно установить дни и ночи до того, как появились
Солнце и Земля. Конечно, Библия не дает согласованных сведений
о том. сколько времени прошло между Творением и Всемирным пото-
пом,. не говоря уже о последующем времени, поэтому пришлось делать
определенные предположения. Тем не менее оценка Ашшера являлась
вершиной научного подхода для его эпохи и учитывала то, что было
известно об истории евреев, вавилонян, персов, греков и римлян. Это
была честная попытка, и мы должны ее уважать хотя сегодня нам
известно, что она занизила время существования Земли примерно
в миллион раз.

ПРОСВЕЩЕНИЕ

Из-за власти церкви над европейской наукой эта оценка не подвер-
галась сомнению более века. Однако в эпоху Просвещения влияние
религиозных догм на ученых стало слабеть. Например, французский
натуралист Жор ж-Луи Леклерк, граф де Бюффон (1707-1788), пред-
положил в 1779 г, что возраст Земли составляет 75000 лет, что как
минимум в то раз превышает величину, основанную на библейской
хронологии.

Во второй половине XVIII в. ученые и натуралисты начали сомне-
ваться в авторитете не только церкви, но и аристократов. Рациональ-
ность, доказательства и критическое мышление бросали вызов вла-
стям и существующему положению дел. Мыслители сосредоточились
на изучении источников человеческих знаний, правомерности верхо-
венства государства и религиозных деятелей, а также на казавшихся
бесспорными принципах прошлых веков. Во Франции Просвещение
зародилось в салонах и привело к созданию великой Энциклопедии
под редакцией Депи Дидро, в написании которой участвовали сотни
ведущих мыслителей, в том числе Вольтер (1694-1778), Жан-Жак Руссо
(1712-1778) и Монтескье (1689-1755). В Англии весомый вклад в развитие
Просвещения внес Исаак Ньютон (1643-1727), труды которого заложили
основы физики и изменили наше понимание Вселенной. Его направ-
лял Джон Локк (1632-1704), чьи идеи о правительстве и религии вдох-
новляли ориентировавшихся на Просвещение американцев — Томаса
Джефферсона (1743-1826), Бенджамина Франклина (1706-1790) и дру-
гих отцов-основателей. Среди них был Томас Пейн, который высту-
пал не только против английского правления в Америке, но и против
Библии. Иммануил Кант (1724-1804) произвел революцию в области
философии в немецкоязычном мире, а ранее Готфрид Лейбниц (1646-
1716) внес огромный вклад в развитие естественных наук и математики,
создав, в частности, математический анализ (его вариант несколько от-
личался от математического анализа Исаака Ньютона).

Крупным интеллектуальным центром того времени и сердцем шот-
ландского Просвещения (наряду с Глазго) был Эдинбург. Город, про-
званный Северными Афинами, обладал множеством неоклассических
зданий и имел такую же репутацию просвещенного города, как и его
античный тезка. В романе Тобайаса Смоллстта «Экспедиция Хамфри
Клинкера» (1771) один персонаж назвал Эдинбург «теплицей дарова-
ний», а историк Джеймс Бьюкен хорошо описал его в названии своей
книги «Переполненный гениальностью» (Crowded with Genius).

Почему этот небольшой провинциальный город стал одним
из интеллектуальных центров мира, превзойдя даже таких гиган-
тов, как Лондон и Париж? Артур Херман в своей книге «Как шот-
ландцы изобрели современный мир» (How the Scots Invented the
Modern World) отмечал, что созданию идеальной среды для сво-
бодной мысли и интеллектуального брожения здесь способствовал
целый ряд факторов. Во-первых, политическая стабильность и эко-
номический бум, наступившие после союза с Англией в 1707 г. Шот-
ландские торговцы богатели благодаря трансатлантической торговле
(особенно табаком), а их доходы обеспечивали многие учреждения,
особенно университеты. Если не считать проблем с якобитами и пре-
тендентом на престол Красавчиком принцем Чарли, которые закон-
чились после сражения при Каллодене в 1746 г., на протяжении боль-
шей части XVIII столетия в Эдинбурге царил устойчивый мир. После
завершения восстания шотландцы активно подражали англичанам
и стремились добиться успеха в английском обществе и культуре.
Во-вторых, благотворны были религиозный климат города и отсут-
ствие преследований. После того как в 1697 г. за богохульство был
повешен молодой шотландец Томас Айкенхед, власть религиозных
деятелей в Эдинбурге начала быстро ослабевать. Одна из причин —
разделение Шотландии между католиками (в частности, королевской
семьей и жителями горной Шотландии — хайлендерами) и пресвите-
рианскими последователями Джона Нокса, которые находились под
влиянием кальвинистов; кроме того, имелось англиканское меньшин-
ство — приверженцы официальной церкви Англии (жители южной
низинной Шотландии — лоулендеры). Это контрастировало с Ан-
глией, где у человека, не принадлежащего к англиканской церкви,
было мало шансов на продвижение, или с Францией с ее могуще-
ственной католической церковью и коррумпированной аристокра-
тией.

Пресвитериане глубоко верили в то, что каждый человек должен
читать Библию для себя, и создали по всей Шотландии государствен-
ные школы, так что к концу XVIII в. здесь оказался самый высокий
уровень грамотности в мире. К тому моменту в Шотландии имелось
пять крупных университетов, в то время как в Англии их было всего
два. Появилось много газетных и книжных издательств. В шотланд-
ской интеллектуальной жизни культура ориентировалась на книги.
В 1763 г. в Эдинбурге было 6 типографий и 3 бумажные фабрики,
а к 1783 г. —16 типографий и 12 бумажных фабрик. Таким образом,
город стал крупным центром англоязычной книжной торговли.

Интеллектуальная жизнь вращалась вокруг нескольких клубов,
которые начали возникать в Эдинбурге в 1710-х гг. Одним из первых
и наиболее важных стал Клуб политической экономии, деятельность
которого была направлена на установление связей между учеными
и торговцами. Другой — «Избранное общество» — был основан ху-
дожником Алланом Рэмзи (1733-1784), философом Дэвидом Юмом
(1711-1776) и экономистом Адамом Смитом (1723-1790). Позднее,
в 1762 г., появился и клуб «Кочерга»: историк и философ Адам Фер-
гюсон (1723-1816) в его названии обозначил основную цель — «пово-
рошить» важные общественные вопросы.

Историк Джонатан Израэль отмечает, что к 1750 г. почти все круп-
ные города Шотландии обладали интеллектуальной инфраструкту-
рой взаимосвязанных учреждений - университетов, читательских
обществ, библиотек, периодических изданий, музеев и масонских
лож. Эта шотландская сеть была «преимущественно либерально-
кальвинистской, ньютоновской и по своему характеру ориентирован-
ной на созидание, что сыграло важную роль в дальнейшем развитии
трансатлантического Просвещения». Историк Брюс Ленман указывает,
что главным достижением этой системы была «способность распозна-
вать и интерпретировать социальные закономерности».

Огромные достижения были явлены в философии, где возмож-
ность мыслить, задавать вопросы и спорить без религиозных огра-
ничений обеспечила серьезный прорыв. Большинство крупных
деятелей шотландского Просвещения конца XVTII в. находились под
влиянием легендарного Фрэнсиса Хатчесона (1694-1746), который
был профессором нравственной философии в университете Глазго
с 1729 по 1746 г. Его идеи вдохновляли многих последующих мыс-
лителей, таких как Адам Смит, Дэвид Юм, Иммануил Кант и Дже-
реми Бентам; все они придавали большое значение практическим,
утилитарным и реалистическим направлениям философии — в отли-
чие от предшествовавших философов, чьи умы были заняты более
абстрактными идеями.

ДЖЕЙМС ХАТТОН

Назову некоторых гениев шотландского Просвещения. Это легендар
ный философ-скептик Дэвид Юм и экономист Адам Смит, в работе
«Исследование о природе и причинах богатства народов» впервые опи-
савший капитализм. Химик Джозеф Блэк (1728-1799) и Джеймс Уатт
(1736-1819), один из изобретателей современного парового двигателя,
запустившего промышленную революцию. Наконец, тихий молодой
джентльмен по имени Джеймс Хаттон (рис. 4.1).

Хаттон родился в Эдинбурге 3 июня 1726 г. в семье известного
торговца и городского казначея. Несмотря на то что отец Хаттона
умер, когда ребенок был совсем мал, Джеймс смог получить обра-
зование в местной школе и в Эдинбургском университете. Хотя его
всегда интересовала химия, Хаттон стал юристом. Однако в качестве
ученика юриста он нередко вместо копирования документов развле-
кал своих коллег химическими экспериментами. Вместе со своим
другом Джеймсом Дэви он интересовался производством аммоние-
вой соли (то есть хлорида аммония, NH4C1) из угольной сажи. В ре-
зультате еще до окончания первого года учебы Хаттон отказался
от юриспруденции, обратившись к изучению медицины, поскольку
в то время это был единственный способ изучать химию или любую
иную естественную науку Он провел три года в Эдинбургском уни-
верситете, затем два года в Париже и получил медицинскую степень
в Голландии в сентябре 1749 г. (Отъезд в Париж помимо прочего
помог ему избежать скандала в Шотландии: он стал отцом внебрач-
ного ребенка.)
Рис. 4.1 Портрет Джеймса Хаттона [Геттона]. Источник: Wikimedia Comm'.ns
Однако медицинская практика не привлекала Хаттона. Его сотруд-
ничество с Дэви в разработке недорогого метода производства хлорида
аммония оказалось успешным, и это прибыльное дело позволило Хат-
тону заняться управлением семейными угодьями — в частности, фер-
мой Слайхаузиз в Бервикшире. Он использовал свои знания, чтобы
эффективно экспериментировать с новейшими сельскохозяйствен-
ными технологиями. Расчистка ландшафта, рытье канав и дренаж-
ные работы приводили к появлению множества свежих срезов мест-
ных коренных пород, которые притягивали его внимание. В 1753 г. он
писал, что «очень полюбил изучать поверхность земли и с тревожным
любопытством заглядывал во все ямы, канавы и речные русла, попа-
давшиеся ему на пути». К 1765 г. хозяйство и компания по производству
хлорида аммония процветали, и у Хаттона было достаточно средств,
чтобы в 1768 г. сдать ферму в аренду. Тогда он вернулся в Эдинбург,
решив заниматься наукой,

Благодаря отцовскому наследству и доходу, получаемому от ферм
и от производства хлорида аммония, Хаттону не приходилось зара-
батывать на жизнь. В результате у него оставалось много свободного
времени для общения со своими друзьями, прежде всего с Адамом
Смитом и Джозефом Блэком. Вместе они создали еще одно дискус-
сионное общество — «Устричный клуб», собираясь каждую пятницу
в два часа дня, причем всякий раз в новой таверне, поскольку эти
встречи часто привлекали слишком большое внимание. В своем кругу
они обсуждали искусство, архитектуру, философию, политику, фи-
зику и экономику, рассказывали о собственных проектах. По словам
Хаттона, дискуссии были «неформальными и забавными, несмотря
на их большую ученость». Среди участников встреч были Джеймс
Уатт и Джон Плейфер, математик, сделавшийся главным сторонником
Хаттона среди геологов, а также многие другие ученые и натурали-
сты из университета. Почетным гостем стал побывавший в Эдинбурге
Бенджамин Франклин. Один швейцарский химик, посетивший город,
так охарактеризовал «Устричный клуб»: «У нас здесь есть клуб, состоя-
щий только из философов. К нему принадлежат доктора Адам Смит,
Хаттон, Каллен, Блэк, мистер Макгоуэн, и я тоже его член. Таким вот
образом раз в неделю я оказываюсь в самой просвещенной и прият-
ной, веселой и дружеской компании».
УНИФОРМИЗМ

Как состоятельный землевладелец, вникавший в сельское хозяйство,
Хаттон совершенствовал ведение работ в семейных поместьях, рас-
положенных на юго-востоке Шотландии. Он изучал, как формиру-
ются почвы, разрушаются осадочные породы и накапливаются слои
отложений, когда реки несут их в море. Благодаря этому ученый по-
лучил представление о выветривании горных пород и о том. как мед-
ленно формируются и откладываются осадочные породы. Он побывал
у древнеримского укрепления недалеко от шотландско-английской
границы, известного как Вал Адриана (рис. 4.2), и обратил внимание
на то, что сооружение не особо подверглось выветриванию и прак
тически не разрушилось более чем за 1600 лет с момента постройки
в 122-128 гг. н. э. Процесс выветривания целых горных хребтов, понял
тогда Хаттон, должен занимать несравненно больший срок.

Хаттон посвящал свое время чтению научной литературы и много
путешествовал, осматривая выходы горных пород и наблюдая за ходом
природных процессов. Используя основной принцип закона природы,
которому следовали все ученые эпохи Просвещения, он применил этот
подход и к Земле. По его мнению, сверхъестественные катастрофы —
такие как библейский Всемирный потоп, бесполезны в качестве на-
учных объяснений, потому что их нельзя проверить с помощью при-
родных законов или фактов. Хаттон отказался от теории катастроф
(катастрофизма) и утверждал, что те природные законы и процессы,
которые действуют в настоящем, должны были действовать и в про-
шлом. Эту мысль часто называют принципом униформизма, а геолог
Арчибальд Гейки сформулировал его как «Настоящее — ключ к про-
шлому». Идеи Хаттона, в том числе принцип униформизма, были
впервые официально представлены Эдинбургскому королевскому об-
ществу в 1785 г. А в 1788 г. в «Трудах Эдинбургского королевского об-
щества» были напечатаны две его статьи под общим названием «Тео-
рия Земли, или Исследование законов, наблюдаемых в образовании,
растворении и восстановлении суши на планете». Наконец, в 1795 г. он
опубликовал полностью свой двухтомный труд «Теория Земли».

Ошеломляющие идеи Хаттона решительно опережали его время.
К концу XVIII в. ученые многое знали о горных породах, пластах
и окаменелостях, однако общей геологической теории еще не суще-
ствовало. В частности, ее появлению препятствовало все еще широко
Рис. 4.2 Когда Хаттон побывал у Вала Адриана в 1770-х гг„ укрепление еще не разрушилось и не слишком
изменилась за годы существования, хотя со времени его строительства в начале II в. прошло свыше
16(ii лет. Этс убедили Хаттона в том, что процессы раззушающие целые горы, должны идти крайне
медленно. Фото автора
распространенное представление о том, что Земля появилась около
бсоо лет назад в соответствии с интерпретацией книги Бытия, пред-
ложенной Ашшером и Лайтфутом. Некоторые геологи считали, что
осадочные породы образовались, когда из вод Всемирного потопа
осело в огромном количестве минеральное вещество. Многие ученые
осознавали важность разрушительных процессов эрозии, однако ана-
логичного объяснения для поднятия и образования ландшафта не су-
ществовало.

Самое глубокое представление о времени, которое должен был
занять такой процесс, Хаттон получил, обнаружив в береговых обна-
жениях явление, известное сейчас под названием углового стратигра-
фического несогласия (рис. 4.3). Угловое несогласие стало для Хаттона
доказательством огромного возраста Земли. Он увидел, что наклон-
ные слои, обнажающиеся в нижней части обрывов, были некогда от-
ложены горизонтально в русле водного потока или на дне океана, за-
твердели в виде песчаников и глинистых сланцев, а затем приняли
вертикальное положение под действием каких-то чрезвычайно мощ
ных сил. Отчетливо выраженная эрозионная поверхность, срезаюшая
эти нижние наклонные пласты, вероятно, была результатом их подня-
тия в горные хребты с последующим выветриванием и разрушением
в течение миллионов лет. Наконец, горизонтальные пласты е верхней
части наблюдаемых обнажений представляют собой еще одно длитель-
ное послойное накопление отложений на дне реки или океана, кото-
рое также заняло миллионы лет, если принять современные скорости
осадкообразования. С учетом всего вместе взятого любое отдельное
угловое несогласие должно было соответствовать как минимум мил-
лионам лет, а не тем 6 тысячам, о которых говорит Библия.

В 1787 г. Хаттон обнаружил угловое несогласие на восточном бе-
регу реки Джед-Уотер южнее города Джедборо (рис. 4 за). Б 1795 г.
он писал:

Меня удивило появление вертикальных пластов в русле реки:
я был уверен, что берега сложены горизонтальными пластами.
Вскоре я удовлетворился этим феноменом и порадовался своему
счастью, наткнувшись на предмет, столь интересный для естествен-
ной истории Земли, который я так долго и тидетно искал... Над
этими вертикальными слоями располагаются горизонтальные пла-
сты, протянувшиеся по всей местности.
[А]

Рис. 4.3 Угловые несогласия в Шотландии. [А] В Инчбонни, долина реки Джед-Уотеэ к юг^ от Джедборо;
нарисована Джоном Клерком для книги Хаттона. Круг наклоненные силурийские schistus* залегают
под эрозионной повеохностью, которая срезала песчаники и глинистые сланцы этой толщи гооле того,
как они были опрокинуты. Затем они оказались перекрыты практически горизонтальными слоями
дееонско! о древне! о красно; о песчаника. [В1 Знаменит ое угловое несогласие на мысе Си кка р-П ой нт.
В обнажении видны те же, что и в Джедборо, силурийские schistus, перекрытые слоями девинскгг-
древнею красные песчаника. Исючник' Wikimedia Co nrr ns

Латинское обозначение сланцев, которое использовалось во времена Хат-
тона. — Прим. ред.
ЕВ]

Хаттон продолжал исследовать обнажения пород в Шотландии
(см. главу 5) в поисках подтверждения своих взглядов, позднее из-
ложенных в «Теории Земли». Он обнаружил новые примеры угло-
вых несогласий в Тевиотдейле и на острове Арран, но эти обнажения
с трудом поддавались датировке. Однако в 1788 г. он отправился на не-
большом судне вдоль побережья Бервикшира со своими друзьями
и сторонниками Джеймсом Холлом и Джоном Плейфером. Он знал,
что если двигаться побережьем от Эдинбурга к юго -востоку, то обна-
жения представлены вертикально наклоненными песчаниками и гли-
нистыми сланцами — schistus (сейчас известно, что они относятся
к силурийскому периоду и насчитывают 435 млн лет). Но если вы дви-
гаетесь с юга, то обнажения сложены в основном горизонтальными
слоями древнего красного песчаника (они относятся к позднему де-
вону, а возраст их составляет 370 млн лет). Как любой хороший де-
тектив (или геолог), Хаттон понимал, что на побережье должно обна-
ружиться место встречи этих двух толщ. Наконец он нашел то, о чем
догадывался, на мысе Сиккар-Пойнт (рис. 4.3В).
Плейфер так писал о том знаменательном дне:

Нам, впервые увидевшим этот феномен, будет трудно забыть
свое впечатление... Мы с неизбежностью ощущали, что перенес-
лись в те времена, когда сланец, на котором мы стояли, находился
еще на дне моря, а песчаник перед нами только начал отлагаться
в форме песка и ила из вод океана, покрывающего древний кон-
тинент... Разум, кажется, кружился, заглянув так далеко в бездну
времени; и когда мы слушали с серьезностью и восхищением фи-
лософа, который сейчас раскрывал перед нами порядок и после-
довательность этих удивительных событий, мы осознавали, на-
сколько дальше может иногда двинуться ум по сравнению с тем,
куда может осмелиться идти воображение.

Идеи Хаттона, как уже сказано, сильно отличались от представле-
ний его времени. Он утверждал, что осадочные породы некогда были
илом и песками, которые смывались с суши в оксаны, аккумулирова-
лись там в пласты, а затем затвердевали, превращаясь в горные по-
роды. Но он полагал, что такое превращение происходило не просто
из-за осаждения песка и ила из водного раствора, а благодаря воздей-
ствию давления и нагревания, что подтвердила современная геология.

Хаттон считал, что совокупность этих геологических процессов
может полностью объяснить нынешние формы рельефа во всем мире
и потому нет необходимости прибегать к библейским толкованиям.
Наконец, он заявлял, что процессы эрозии, отложения, трансформа-
ции осадков и поднятия горных хребтов были циклическими и мно-
гократно повторялись в истории планеты. Поскольку такие циклы за-
нимают огромные промежутки времени, Хаттон писал, что возраст
Земли должен быть непостижимо велик. По его словам, геологиче-
ское время безмерно и практически бесконечно: «ни следов начала,
ни перспектив конца». Как отмечал палеонтолог Стивен Джей Гулд,
Хаттон «раздвинул границы времени, внеся тем самым наиболее вы-
дающийся и преобразующий вклад геологии в человеческую мысль —
Глубокое время».
05

«ВЕЛИКАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА ЗЕМЛИ»:
ПРОИСХОЖДЕНИЕ МАГМЫ

МАГМАТИЧЕСКИЕ ДАЙКИ

Вулкан создан не для того, чтобы ужасать суеверные умы и ввергать их
в приступы благоговения и набожности. Его следует рассматривать как
вентиляционное отверстие печи.

Джеймс Хаттчн

НЕПТУНИЗМ ПРОГИБ ПЛУТОНИЗМА

В конце XVIII в. первые натуралисты эпохи Просвещения все еще на-
ходились под сильным влиянием книги Бытия и мифа о Всемирном
потопе. Такие ученые, как Джованни Ардуино (1714-1795), пытались
втиснуть все имеющиеся горные породы в упрощенную последова-
тельность. Сначала шли твердые кристаллические «первичные» по-
роды (гранитные и метаморфические, например, сланцы или гнейсы),
которые предположительно образовались при сотворении Земли. Их
покрывали «вторичные» породы — осадочные слои, часто имевшие
вид складок и деформированные, содержащие окаменелости. (Сего-
дня большинство этих пластов «вторичных» пород относят к интер-
валу геологического времени от девонского периода до мелового.)
По мнению некоторых натуралистов, «вторичные» слои преобладали
и представляли собой отложения, созданные Всемирным потопом.
Над ними находились рыхлые отложения и слабо сцементированные
осадочные породы, называемые «третичными» слоями — предполо-
жительно, «послепотопными».
Такие упрощенные понятия о геологической летописи могут быть
занимательными, если не выбираться в реальный мир и не смотреть
на реальные породы. Однако большинство геологов того времени
не предпринимали дальних путешествий и не проверяли свои идеи
на новых обнажениях, а подгоняли ограниченные вскрытые разрезы
горных пород Северной Европы под свои заранее принятые догмы.
Теория, предполагавшая, что горные породы образовались под воздей-
ствием воды (обычно подразумевается все тот же Всемирный потоп),
получила название нептунизма — по имени Нептуна, римского бога
морей. Нептунисты утверждали, что даже лавовые потоки некогда от-
кладывались в воде. Их противники, однако, возражали, что потоки
лавы когда-то образовались из горячей расплавленной породы, а не из
боды, и потому приверженцев таких воззрений называли плутони-
стами, а их теорию — плутонизмом (в честь Плутона, римского бога
горячего вулканического подземного мира).

Родоначальником нептунизма был немецкий естествоиспытатель,
профессор минералогии во Фрайбергской горной академии Абраам
Гсттлоб Вернер (1749-1817). Говорили, что Вернер был завораживаю-
щим оратором и под влиянием его личности практически все, кто слу-
шал его выступления, становились его сторонниками. Идеи Вернера
были весьма популярны в Европе — в первую очередь из-за мощи
аргументов и силы его индивидуальности, однако они не опирались
на тщательное изучение обнажений на сколь-нибудь обширной терри-
тории. (Впрочем, сам ученый не утверждал, что слоистые осадочные
породы и потоки лавы являются отложениями времен Всемирного по-
топа, как считали многие его современники, а просто предполагал, что
они откладывались в воде.) Его учеников можно было найти во всех
крупных европейских университетах, включая Эдинбургский, где не-
поколебимым нептунистом был Роберт Джемсон, ставший неприми-
римым соперником Джеймса Хаттона. Убежденным нептунистом был
даже великий поэт и натуралист Гёте. В четвертом акте «Фауста» есть
диалог между нептунистом и плутонистом, в котором Мефистофель
явно представляет злую плутонистскую точку зрения.

Вы можете задаться вопросом: «Как кто-нибудь мог думать, что
вулканическая порода формировалась в воде?» Вспомните, что химия
в то время находилась в зачаточном состоянии, поэтому никто ничего
не знал о температуре и давлении, необходимых для плавления гор-
ных пород. Мало кто из европейцев когда-либо видел потоки лавы.
Сейчас мы можем посмотреть видеоролики, на которых раскаленная
докрасна лава течет из действующих вулканов, подобных Килауэа,
но во времена Хаттона лишь немногочисленные европейцы уезжали
далеко от родных городов, и никто не наблюдал извержения вулкана,
если только не оказывался на юге Италии в тот момент, когда прояв-
ляли активность Везувий, Стромболи или Этна, причем эти вулканы
в основном порождают пепел, а не лавовые потоки. Французский гео-
лог Никола Демаре (1725-1815) отмечал в 1774 г.: потухшие вулканы
исторической области Овернь на юге Франции доказывают — здесь
некогда шли активные извержения, о чем говорят вулканические ко-
нусы и множество выветрившихся потоков лавы. Одно это должно
было подтвердить правоту плутонизма, хотя нептунизм еще много
лет оставался доминирующей теорией.

Тем не менее когда Джеймс Хаттон продумывал свою грандиозную
схему гор, которые поднимаются и разрушаются, он пришел к убежде-
нию, что граниты и базальты, сформировавшие потоки лавы, появи-
лись не в воде: их создали горячие расплавленные породы, известные
как магма. Однако в Северной Европе не было действующих вулка-
нов, и Хаттон никогда не видел, как потоки лавы движутся по терри-
тории. Из-за отсутствия таких фактов Хаттон искал места, где граниты
или базальты проплавили себе дорогу сквозь ранее существовавшие
породы либо вторглись в окружающие породы, прокалив их своим
огромным жаром.

ДОЛИНА РЕКИ ТИЛТ И УТЕСЫ СОЛСБЕРИ

Первые подсказки Хаттон получил, когда заметил, что в гравии реки
Тилг, текущей на юг от гор Кернгорм в Хайленде севернее Эдинбурга,
полно как гранитных окатышей, так и обломков более древних ме-
таморфических пород. Поэтому он понимал, что где-то в ложе реки
должны быть обнажения пород обоих этих видов и что он, возможно,
увидит место, где они контактируют друг с другом. В 1785 г. он проехал
вверх по долине Тилта и остановился на ночь в местечке Форест-Лодж.
На следующий день, исследуя обнажения в русле Тилта у моста Дэйл-
ан-Эс возле Форест-Лодж, ученый обнаружил то, что искал: жилы
кирпично-красного гранита, прорезавшие более древние метаморфи-
ческие породы и пропекшие их в зонах контакта (рис. 5.1). Увиденное
Рис. 5.1 Гранитные интрузии б долине реки Тилт, которые помогли подтвердить плутонистскую точку
зрения Джеймса Хат гона. [А) Обнажение выше моста Дэйл-ан-Эс в его современном состоянии [вид
на северо-восток, вверх по долине]: видны белые жилы гранитов, прорывающие темные докембрийские
сланцы Хайленда Юеверо-Шотландскот нагорья]. Сото Британской геологической службы.

[В] На иллюстрации Джона Клерка из посмертного издания книги Хаттона показаны дайки,
прорывающие более древние породы. Источник Wikimedia Commons
Рис. 5.2 Трон Артура - жерло потухшего вулкана каменноугольного периода, которое возвышается
над южной частью Эдинбурга. Уступы на переднем плане - Утесы Солсбери, вулканические силлы*,
возникшие в результате внедрения магмы вдоль напластования вмещающих каменноу. ильных
осадочных псрод. Хаттон жил в диме у подножия Утеспз Солсбери [справа на снимке] и часто бродил
по окрестностям со своей собакой Мисси. Снимок сделан недалеко от Эдинбургском замка, который
располагается на другом жерле того же вулкана. Источник: Wikimedia Commons

служило доказательством того, что граниты когда-то были расплав-
ленной магмой, а не образовались в воде! Кроме того, эти граниты
должны были быть моложе окружающих сланцев, и, следовательно,
не все такие породы сформировались при первоначальном творении
Земгш, как описано в Бытии

Однако Хаттону требовалось нечто еще более убедительное: по-
токи лавы, внедренные в сформировавшиеся в воде слоистые отло-
жения. Когда исследователь бродил по холмам к югу от Эдинбурга
со своей собакой Мисси, он понял, что возвышающаяся над горо-
дом гора Трон Артура жерло древнего вулкана (рис. 5.2), а Утесы

Спил — пластообразное интрузивное тело, параллельное окружающим слоям;
образуется, когда магма внедряется вдоль пластов.
Рис. 5.3 Разрез Хаттона на Утесах Солсбери. [А] На обнажении в его современном состоянии можно
увидеть прокаленные и деформированные осадочные слои [внизу] и окружающими их магматическими
поводами [вверху]. [В] Крупный план правой стороны этой обнажения, показывающий изогнутые
осадочные слои, окруженные внедрившимися магматическими породами. Ф :то автора
Солсбери в северной части горы — уступ древних вулканических
пород. Наконец, на юго-западных склонах этих утесов он нашел то,
что предвидел: интрузии базальтовой лавы, которая расплавила слои-
стые осадочные породы и в ходе этого процесса даже деформировала
их (рис. 5.3). Это знаменитое место получило название Разрез Хаттона,
и его регулярно посещают студенты, изучающие геологию. В 1786 г.
Хаттон нашел подобный пример в области Галлоуэй, а в 1787-м - еще
один на острове Арран.

Хаттон и его друзья-химики, в том числе Джозеф Блэк и сэр
Джеймс Холл, также гораздо лучше, нежели другие ученые того вре-
мени, представляли себе химию горных пород, Хаттон знал, как вы-
глядят минералы, образующиеся в результате химического осажде-
ния из воды (например, соль), и мог видеть, что магмы не образуются
в воде. Когда в 1768 г. Хаттон переехал в Эдинбург, он работал с Блэком,
который разделял его любовь к химии важнейшему инструменту
для понимания воздействия на горные породы высокой температуры.
Блэк ввел понятие скрытой теплоты и осознал важность давления при
нагревании веществ. Например, вода под давлением остается жид-
кой, даже если ее нагреть до температуры, которая обычно превра-
щает воду в пар. Эти идеи, касающиеся роли тепла и давления, ста-
нут ключевыми для теории Хаттона, объясняющей, как погребенные
осадочные отложения превращаются в горные породы. В 1792 г. Холл
провел эксперимент: он расплавил кусок базальта при температуре
в диапазоне от 8оо до 1200 °C; затем при медленном охлаждении рас-
плав снова перекристаллизовался в базальт. Это был один из первых
экспериментов в геологии, и он показал, как должны выглядеть рас-
плавленные горные породы в природе.

ДИНАМИЧНАЯ ЗЕМЛЯ

Читая сообщения о горячих источниках и вулканах (хотя и ни разу
нс побывав на них), Хаттон убедился, что Земля в ее центре горячая
и расплавленная; источник тепла он называл «великой тепловой ма-
шиной Земли». По его словам, «вулкан создан не для того, чтобы ужа-
сать суеверные умы и ввергать их в приступы благоговения и набож-
ности. Его следует рассматривать как вентиляционное отверстие печи».
О правоте геолога свидетельствовали и угольные пласты, пропекшиеся
под действием прорвавшей их лавы. Он считал, что эта «тепловая ма-
шина» ответственна за поднятие и создание гор, которые затем пре-
вращались в осадочный материал, смываемый в море. Эти процессы
происходили в бесконечном цикле поднятия, эрозии, образования от-
ложений и нового поднятия. Идеи Хаттона стали частью представле-
ния о динамичной Земле, которая была невероятно старой — и в то же
время постоянно перестраивающейся и трансформирующейся, —
а вовсе не молодой и практически не менявшейся с момента своего
сотворения бооо лет назад, согласно Библии.

Хаттон изложил свои идеи в статьях 1788 г., а затем в перерабо-
танном двухтомнике «Теория Земли» 3795 г. Однако концепцию гео-
лога приняли нс сразу отчасти потому, что его тексты были очень
трудны для чтения и понимания, и когда ученый умер в 1797 г., его тео-
рия все еще не получила широкого признания. Впрочем, в 1802 г. его
ученик Джон Плейфер опубликовал книгу «Иллюстрации к Хаттоно-
вой теории Земли» (Illustrations of rhe Huttonian Theory of the Earth),
которая была более доходчивой и стала популярной среди читателей
(к тому же в ней были иллюстрации Джона Клерка, друга Хаттона,
которые помогали понять, что имел в виду ученый).

Потребовалось еще одно поколение, чтобы революционные на-
учные идеи получили признание в геологическом сообществе. Это
произошло благодаря молодому человеку по имени Чарльз Лайель
(рис. 5.4), который родился в 1797 г. — год смерти Хаттона. Изна-
чально он изучал юриспруденцию, чтобы стать адвокатом, но вскоре
она ему наскучила, и в качестве хобби он занялся молодой наукой гео-
логией. Он много путешествовал по Европе, наблюдал разнообраз-
ные геологические явления и изучал их с униформистской позиции
Хаттона. Итогом стало появление главного труда Лайеля, «Основные
начала геологии» (Principles of Geology), который вышел в трех томах
с 1830 по 1833 г.

Эта книга написана как краткое юридическое обоснование (кото-
рое, о чем вам скажет любой юрист, никогда не бывает кратким). Со-
брав все наблюдения из путешествий и выводы из прочитанных работ,
Лайель использовал свои навыки юриста, чтобы выдвинуть решающие
аргументы в пользу униформистского взгляда на геологические про-
цессы. Как любой хороший юрист, он применил методы дискредита-
ции своих противниксв-катастрофистов, одновременно излагая не-
опровержимые доказательства собственной правоты. Он подтвердил
SIR CHARLES ГЛ ELL.

Рис. 5.4 Чарльз Дайель в последние годы жизни после того как он был посзящен в рыцари и стал одной
из самых уважаемых фигур в науке благодаря свсим книгам об униформистском подходе к геогогии.
Источник Wikimedia Commons

идеи Хаттона, касающиеся «великой тепловой машины Земли», сослав-
шись на многочисленные сообщения об извержениях вулканов и о го-
рячих источниках, особенно на юге Италии. Последние авторитетные
катастрофисты и нептунисты сдались через несколько лет, и геология
стала той наукой, какой мы ее знаем.
06

КАМЕНЬ, КОТОРЫЙ ГОРИТ.

ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

УГОЛЬ

Зовут Полли Паркер, мой род из Уорсли,
Работают в шахте отец мой и мать,
В семье семь детей, и поэтому в шахте
Мне тоже приходится спину ломать.
Вам можно жалеть мой удел безотрадный,
Труд в поте лица, только мне все равно.
Я песню пою и не падаю духом,
Пусть угольщицей мне прожить суждено.

Опасности всюду меня окружают,
Когда надо мной лишь канат или цепь —
Потоки ворвутся, пожар запылает,
Завалит породой, разрушится крепь.
Но как вы бы жили без нашей работы,
Пришлось бы жестоко вам всем голодать
Мы благо приносим, и, право, не стоит
Вам бедную угольщицу презирать.

Схоронены целыми днями в тоннелях
Без теплого солнца, и темень кругом,
А ночью срываемся часто с постели:
Вода появилась, бежим босиком.

Черны наши лица, одежда з лохмотьях,
Зато мы добры, и свободен наш род,
Пускай мы всего лишь добытчики угля,
Но наши сердца больше, чем у господ.

«Угпльщица». Старинная шахтерская песня

Т
КУСОК УГЛЯ

В Китае люди добывали уголь еще за 4 тысячелетия до н. э.: здесь он
в основном использовался для каминов и печей. Но примерно в юоо г.
до н.э. китайцы уже использовали уголь для выплавки меди. Марко
Поло после своего путешествия на восток с 1271 по 1295 г. рассказы-
вал, как китайцы использовали «черные камни... которые горят, как
бревна». Он поражался изобилию угля: его было так много, что люди
могли мыться горячей водой три раза в неделю.

Однако уголь использовался в Европе с древних времен, а к Сред-
ним векам, когда жил Марко Поло, про пего просто забыли. Около
300 г. до н. э. греческий философ Теофраст описывал его в своем гео-
логическом трактате «О камнях»:

Среди камней, что выкапывают ради пользы, те, что зовутся ан-
траксы [уголь], состоят из земли, но, будучи подожженными,
загораются, как древесный уголь. Эти камни есть в Лигурии...
и в Элиде, где люди идут в Олимпию горной дорогой; там их ис-
пользуют кузнецы.

Установлено наличие угля в погребальных кострах на английских
стоянках бронзового века (три тысячелетия до новой эры). К 200 г. н. э.
римляне вели добычу на большинстве угольных месторождений Ан-
глии, Шотландии и Уэльса. Уголь использовался не только в печах для
плавки металлов, но и для очагов, для центрального отопления вилл
и нагрева воды в римских банях — например таких, которыми знаме-
нит английский город Бат*.

Изначально поселение, ставшее впоследствии городом Бат (англ. Bath — «баня»),
было основано в середине I в римлянами, называвшими его Aquae Sullis (лат.
«Воды Сулис») — в честь кельтской богини мудрости (соответствующей римской
Минерве), покровительницы целебных вод. Место привлекло богатством тер-
мальных источников, которые действуют здесь и поныне. После ухода римлян
с этой территории курорт долго оставался заброшенным. Его новый расцвет на-
чался в XVIII в. —Прим. ред.
ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

В Средние века и примерно до 1700 г. уголь оставался второстепенным
топливом, поскольку его было трудно добывать, в то время как дре-
весина и другие горючие материалы имелись в избытке. Все измени-
лось, когда в конце XVIII в. началась промышленная революция. Хотя
широко использовались водяные колеса и другие источники энергии,
рек для снабжения крупных заводов стало недостаточно, и к 1830 г.
в Англии закончились подходящие речные участки. Поэтому изо-
бретение паровой машины в конце XVIII в. обеспечило практичный
источник большого количества энергии, которая шла па работу фаб-
рик или приводила в движение корабли и паровозы. Для небольших
паровых машин можно было использовать дрова, однако крупным
машинам требовался более дешевый и более концентрированный
энергоресурс. Уголь стал первым великим топливом промышленной
революции и дал человечеству возможность вступить в индустриаль-
ную эпоху (рис. 6.1).

После начала промышленной революции в Великобритании
страна одной из первых занялась крупномасштабной добычей угля.
К 1800 г. британцы добывали 83% мирового угля — особенно на огром-
ных угольных месторождениях в Южном Уэльсе, в центральной и се-
верной Англии от Манчестера до Ньюкасла и в южной Шотландии
(рис. 6.2). На пике своего развития в 1947 г. британская угольная про-
мышленность насчитывала около 750 тысяч горняков, работавших
в десятках шахт.

Однако добыча угля была грязным, опасным и часто сопряжен-
ным со смертельным риском занятием. Поначалу вся власть принадле-
жала хозяевам, а рабочим приходилось мириться со всеми условиями
предприятия - иначе они умерли бы от голода. И эти условия были
ужасны. При добыче угля часто выделяется много испарений, кото-
рые могут быть токсичными или взрывоопасными (либо токсичными
и взрывоопасными одновременно), поэтому распространенной про-
блемой в угольных шахтах в течение многих лет были взрывы. Шах-
теры брали с собой в клетке какую-нибудь птичку (обычно канарейку),
потому что она была более чувствительной к газам и реагировала
до того, как их могли заметить сами шахтеры, отсюда и существу-
ющее в английском языке выражение canary in a coal mine («канарейка
в угольной шахте») для обозначения того, что предупреждает нас
Рис. 6.1 Старинная литография, изображающая тяжелый труд по добыче угля.
Источник: Shuxterstock

о предстоящих проблемах. При добыче угля также образовывалось
огромное количество черной угольной пыли, которая попадала в дыха-
тельные пути, поэтому многие горняки умирали от пневмокониоза —
болезни черных легких. Кроме того, угольные шахты нередко обру-
шивались, погребая заживо сотни рабочих.

Еще ужаснее, что в XIX в. на угольных шахтах приходилось тру-
диться детям в возрасте от 8 лет (рис. 6.3). При малом росте они могли
работать в более ограниченном пространстве. В частности, им дове-
ряли важную функцию — открывать и закрывать дверки, чтобы про-
пускать вагонетки и предотвращать скопление газов. В XVIII XIX вв
дети работали в шахте как взрослые мужчины — по 12 часов 6 дней
в неделю с единственным выходным в воскресенье. Большую часть
времени они сидели в кромешной тьме, зажигая свечу только при
необходимости, и прислушивались к грохоту вагонеток, чтобы без за-
держки пропускать их. В холодные и короткие зимние дни эти дети
вставали затемно, работали полную смену и возвращались домой
Рис. 6.2 Основные угольные месторождения Великобритании в XIX в. Источник Wikimedia Commons
Нис. В.З Архивная фотография детей, ведущих пони, на угольной шахте в Западной Вирджинии
[около 1908 г.]. Источник: Wikimedia Commons

после наступления темноты, а потому видели дневной свет только
по воскресеньям.

Смертность в шахтах ужасала. Только в США в период с 1900
по 1950 г. погибло более 90 тысяч горняков, а в одном лишь 1907 г.
случилось 3200 смертей. Даже при современном регламенте обеспе-
чения безопасности с 2005 по 2014 г. в среднем умирало 28 горняков
ежегодно, что делает эту профессию одной из самых опасных. Если
шахтер не погибал внезапно от взрыва, обвала или пожара, он все
равно умирал молодым от болезни черных легких. Благодаря упор-
ной работе профсоюзов шахтеры в XX столетии постепенно начали
добиваться уступок от угольных баронов, и в конце концов появились
законы, которые вводили нормы безопасности, сокращали время ра-
бочей смены и запрещали детский труд

По мере того как промышленная революция распространялась
на другие регионы мира, обнаруживались новые колоссальные залежи
угля; это способствовало быстрому броску к индустриализации.
В США крупные месторождения угля нашлись в Аппалачах (запад-
ная Пенсильвания, Вирджиния, Западная Вирджиния и прилегающие
районы Кентукки, Огайо и Теннесси). К 1870 г. на этих месторожде-
ниях добывали 40 млн тонн угля, а затем каждые ю лет добыча удваи-
валась. К 1900 г. показатель взлетел до 270 млн тонн, а пик в 68о млн
тонн пришелся на 1918 год, потому что во время Первой мировой вой-
ны возник огромный спрос на уголь для кораблей и заводов.

В Германии угольные месторождения аналогичного масштаба на-
шлись в долине реки Рур; вместе с залежами железа неподалеку они
сделали Рурскую область промышленным центром. В 1850 г. здесь
на одной шахте в среднем работало всего 64 человека, и она да-
вала около 7700 тонн, а общий объем добычи составлял 2 млн тонн.
К 1900 г. каждая из этих же шахт выдавала по 226 тысяч тонн, там ра-
ботало в среднем по 1400 человек, а общий объем добываемого угля
увеличился до 54 млн тонн. Месторождения угля были также открыты
во многих других европейских странах, включая Францию, Бельгию,
Австрию, Венгрию, Испанию, Польшу и Россию. Со временем добыча
угля распространилась по всему миру, и к 1900 г. крупные месторо-
ждения активно разрабатывали в России, Индии, Японии, Австра-
лии, Новой Зеландии и Южной Африке. Ныне ведущей угледобыва-
ющей страной в мире стал Китай: в 2008 г. здесь было получено свыше
2,8 млрд тонн, то есть примерно 40% всей мировой добычи угля. В дру-
гих странах запасы истощены, либо же добываемый уголь содержит
много серы (из-за чего добыча приводит к кислотным дождям), либо
разработка месторождений стала нерентабельной в условиях конку-
ренции с более дешевыми источниками энергии.

«УГЛЕНОСНАЯ СВИТА»

Поиски ископаемого угля не только имели большое экономическое
значение для промышленной революции, но и способствовали первым
геологическим исследованиям в Великобритании и во всем мире. Как
только начали изучать крупные угольные месторождения, было уста-
новлено. что большая часть британского угля заключена в определен-
ной толще горных пород. В начале 1700-х гг. в Британии ее называли
^угленосной свитой» (Coal Measures), и это обозначение стало основой
для геохронологического термина «каменноугольный период», или
«карбон» (Carboniferous в переводе с английского «угленосный»), кото-
рый был официально предложен Уильямом Конибером и Уильямом
Филлипсом в J822 г., почти на столетие позже.

Одним из пионеров геологии был Джон Стрейчи (1671-1743),
сквайр из Сомерсета, который интересовался разработками угля
вблизи своего поместья и на его территории. В 1719 г. он опубликовал
знаменитую диаграмму (рис. 6.4), которая показывает один из пер-
вых когда-либо представленных в чертеже реальных геологических
разрезов. Сначала он нанес на карту угольные пласты на поверхности
и измерил их толщину (мощность) и наклон (угол падения). Затем
правильно построил проекции погружающихся пластов под землей,
продемонстрировав, как они должны вести себя в трех измерениях.
С помощью такой диаграммы Стрейчи мог не только установить свои

Рис. 6.4 Знаменитый новаторский геологический разрез Джона Стрейчи для угольных месторождений
в его районе. Составлено по нескпльким источникам

Зловонный (англ, stinking) пласт получил свое название из-за содержания
серы. Термин «кошачья голова» (cat's head) относили к конкреции ожелезнен-
ного песчаника. Пласт «Три угля» состоял из трех угольных пропластков. Уголь
права на какой-либо участок, но и предсказать местоположение, мощ-
ность и потенциальное количество угля в конкретной области, а также
указать, где его следует искать. Это был гигантский скачок по сравне-
нию с тем, как действовали целые поколения горняков, которые про-
сто натыкались на обнаженный угольный пласт на поверхности и на-
чинали его раскапывать, прослеживать на глубину. Как мы увидим
в главе 7, его метод имел решающее значение нс только для Сомер-
сета, но и для всей Великобритании: он способствовал пониманию
стратиграфической последовательности, которую спустя примерно
70 лет выстроит Уильям Смит.

Почему же такие обширные залежи угля по всему миру появились
именно в каменноугольный, а не в какой-либо другой период истории?
Это произошло из-за уникального сочетания ряда геологических со-
бытий. Прежде всего, до позднего девона не существовало наземных
растений размером с дерево, а е карбоне начали появляться огром-
ные древовидные плауны, гигантские хвощи и густые папоротниковые
леса. Они характерны для районов с густой болотистой растительно-
стью, которые формировались в речных поймах, дельтах рек и при-
брежных лагунах вдоль окраин возникшего примерно тогда Аппалач-
ского хребта в Северной Америке и сходных с ним по происхождению
гор в Евразии — поднявшихся в результате столкновения разных ма-
териков, образовавших суперконтинент Пангея.

Эти гигантские топи, разверзшиеся в тропических регионах Евр-
азии и Северной Америки, были не похожи на те болота, что возни-
кали позднее. В современных трясинах обитает множество термитов
и других организмов, которые разлагают органику: они быстро раз-
рушают деревья, когда те умирают, падают и погружаются в стоячую
воду. Однако в каменноугольном периоде еще не было насекомых,
умеющих переваривать древесину. Таким образом, огромные объемы
растительности погружались в застойные кислые илы угольных болот
и оставались захороненными в земной коре, а не перегнивали, как это
происходит сегодня.

Фотосинтез вытянул из атмосферы огромное количество угле-
кислого газа, и этот углерод оказался заточён в земной коре в виде
угля. В итоге «парниковый» климат раннего карбона — с отсутствием

из Павлиньего пласта напоминал по рисунку хвост павлина. Фатом — английская
единица измерения длины, равная 6 футам (около 188 см).
полярных ледяных шапок, большим содержанием углекислого газа
в атмосфере и высоким уровнем океана, затопившего большую часть
континентов, — к позднему карбону трансформировался в планетар-
ные «ледниковые» условия: ледяная шапка на Южном полюсе, умень-
шенное содержание углекислого газа и гораздо более низкий уровень
моря, поскольку в процессе образования этих полярных льдов вытя-
гивалась вода из океанских бассейнов. Такая «ледниковая» обстановка
доминировала на планете почти 150 млн лет.

За последний миллиард лет Земля много раз переключалась со ста-
дии «парника» на стадию «ледника» и наоборот. В отличие от неуправ-
ляемого «парника», которым является Венера (в ее атмосфере полно
серной кислоты, а температура столь высока, что достигает уровня
плавления свинца), или замерзшего «снежка» Марса, на Земле суще-
ствует жизнь, которая регулирует углеродный цикл нашей планеты.
Углерод находится в земной коре в форме известняков (состоящих
в основном из раковин и других ископаемых организмов) и угля (по-
рожденного растениями). Живые системы Земли действуют как термо
стат, не позволяя ей превратиться в неконтролируемый «парник» или
неконтролируемый «ледник».

УГОЛЬНОЕ ПРОКЛЯТЬЕ

К сожалению, та же добыча угля, которая запустила промышленную
революцию, теперь может сделать нашу планету необитаемой. С на-
чала XVIII в. мы сожгли миллионы тонн угля и тем самым выпустили
в воздух многие миллионы тонн углекислого газа, некогда запертого
в земной коре. Весь этот углекислый газ, в уникальных условиях ка-
менноугольного периода пойманный и заблокированный, теперь со-
здает планетарный «суперпарник» быстрее, чем когда-либо в геологи-
ческом прошлом. Те первопроходцы, которые стали добывать уголь
для своих паровых двигателей, невольно нарушили хрупкий баланс
углерода в атмосфере нашей планеты, океанах и земной коре.

Помимо того, что уголь — один из худших производителей парни-
ковых газов среди всех видов ископаемого топлива, он несет и другие
угрозы. Добыча в шахтах, необходимая для получения доступа к глу-
боким угольным пластам, всегда была опасна для здоровья и жизни
рабочих; кроме того, после нее остаются переработки, рудничные
отвалы пустой породы и бассейны токсичного шлама, а также разби-
тые жизни. Еще более разрушительна добыча открытым способом,
когда удаляют огромное количество почвы и вскрыши (породы, по-
крывающей залежь), чтобы добраться до слоя угля под поверхностью.
В процессе этой деятельности изменяются обширные территории и на-
носится большой ущерб окружающей среде. Когда-то при открытых
разработках предприятия просто оставляли на земле колоссальные
кучи отвалов и затопленные карьеры, превращавшие ландшафт в из-
уродованную пустошь. Сейчас, в связи с установлением экологических
норм, горнодобывающие компании должны после извлечения угля
возвращать пустую породу на прежнее место, а затем проводить ре-
культивацию воссоздавать сельскохозяйственные угодья или восста-
навливать первоначальное состояние конкретной территории, каким
оно было до вмешательства человека. Во многих случаях это обес-
смысливает добычу открытым способом, потому что уголь не прино-
сит достаточного количества денег, чтобы компенсировать огромные
затраты на его получение и рекультивацию. В последнее время исполь-
зуется метод «удаления вершины холма», когда горнодобытчики сни-
мают всю верхнюю часть возвышенности, чтобы добраться до уголь-
ного пласта, а затем сбрасывают пустую породу в долину и полностью
меняют природный рельеф.

Еще одна беда, которую несет добыча угля окружающей среде, —
кислотные дожди. Если в угле много серы, при его сжигании на элек-
тростанции образуется серная кислота, которая затем разносится ве-
тром и убивает все, куда попадает вместе с дождями. Кислотные дожди
чуть не уничтожили Шварцвальд на юге Германии и серьезно повре-
дили леса на северо-востоке США. Закон о чистом воздухе* J970 г.
установил экологические нормативы, поэтому стоимость добычи угля
с высоким содержанием серы увеличилась, а многие шахты в Аппала-
чах и Иллинойсе закрылись из-за нерентабельности. Гораздо выгоднее
стало добывать уголь с низким содержанием серы из бассейна реки
Паудер в Вайоминге. Сейчас создана система ограничений выбросов
и торговли эмиссионными квотами, которая препятствует сжиганию
высокосернистого угля, так что экологический ущерб от него резко
сократился.

Был принят Конгрессом США. В дальнейшем в документ вносились новые
ограничения. — Прим ред.
По изложенным причинам из всех видов ископаемого топлива
именно уголь считается одним из самых разрушительных для окружа-
ющей среды и одним из наиболее опасных для шахтеров и для людей
вообше. Введенные нормы уменьшили воздействие кислотных до-
ждей, ограничили разрушение ландшафта и снизили риски в работе
горняков, однако по-прежнему уголь остается серьезным источником
парниковых газов. Многие экологи долгое время боролись за то, чтобы
найти способы постепенно полностью отказаться от него и заменить
более чистыми источниками энергии.

По иронии судьбы эту задачу в значительной степени выполнила
не система регулирующих мер, а «невидимая рука» свободного рынка,
о которой писал Адам Смит Прорывы в гелиотехнологиях, дешевое
солнечное электричество, энергия ветра, падение цен на нефть в пе-
риод с 2014 по 2017 г. и особенно избыток природного газа привели
к удешевлению электроэнергии до такого уровня, что в большин-
стве регионов мира уголь уже не конкурентоспособен. В 2016 г. о банк-
ротстве объявила Peabody Energy, крупнейшая угольная компания
Северной Америки, а добыча угля на востоке США практически пре-
кратилась. Те же самые силы почти полностью остановили разработку
угля в Соединенном Королевстве, и все, что осталось от некогда об-
ширных британских и валлийских угольных месторождений, — это
закрытые шахты и обезображенный ландшафт. Единственная страна,
которая по-прежнему добывает и сжигает много ископаемого угля,
Китай, ныне крупнейший в мире его производитель. Однако Китай
тоже пытается постепенно отказаться от добычи угля и от угольных
электростанций из-за загрязнения воздуха ядовитыми газами и уже
предпринял серьезные шаги в этом направлении.

Уголь был тем топливом, которое питало промышленную револю-
цию и строило современный мир. Тем не менее сжигание углерода,
некогда сокрытого в коре, поспособствовало тому, что будущие поко-
ления ждет новый парниковый мир. К счастью, эпоха угля подходит
к концу; но вопрос, сможем ли мы уменьшить сжигание других видов
ископаемого топлива в достаточной степени, чтобы избежать ката-
строфы, остается открытым.
07

КАРТА, ИЗМЕНИВШАЯ МИР:

УИЛЬЯМ СМИТ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ БРИТАНИИ

МИР ЮРСКОГО ПЕРИОДА

Органические окаменелости для натуралиста — то же самое,
что монеты для антиквара; это древности планеты, которые
совершенно отчетливо показывают ее постепенное закономерное
формирование — через различные изменения обитателей водной
стихии.

Уильям Смит

РАЗРЕЗ ЗЕМЛИ

Абраам Готтлоб Вернер, Джеймс Хаттон и большинство натуралистов
конца XVIII в. концентрировались на масштабном теоретическом по-
нимании Земли. Они исходили из примеров обнажений в Шотлан-
дии, Германии и других местах и на основании этих ограниченных
данных делали обобщения, распространяя их на всю историю Земли
Одни ошибались (Вернер), другие в целом были правы (Хаттон). Все
они были состоятельными джентльменами, которым не требовалось
зарабатывать на жизнь, или учеными, занимавшими солидные долж-
ности, и вполне могли проводить время по своему желанию. У них
были образование, деньги и свободное время — ресурсы, необходи -
мые для занятий геологией, которая была для них всего лишь хобби,
а не профессией.

Однако взрывной рост добычи угля в конце XVIII в. породил по-
требность в более практическом, детальном, локальном понимании

.-2
Земли. Как мы видели в главе 6, людям, ищущим уголь, требовалось
составить карту распределения угольных пластов и предсказать, где
их будет больше. Новаторский геологический разрез угольных место-
рождений Сомерсета, сделанный Джоном Стрейчи в 1719 г. (рис. 6.4),
стал первой попыткой изобразить поперечное сечение верхней части
коры, визуализировать ее строение на небольшую глубину. Однако
большинство естествоиспытателей того времени нс интересовались
такой кропотливой работой, как составление карт и вычерчивание раз-
резов; натуралисты предпочитали создавать обобщенные и масштаб
ные умозрительные модели Земли, сидя в своих креслах, а не изучать
детально реальные обнажения. Кроме того, для ландшафта Велико-
британии и большей части Европы характерна густая растительность,
поэтому выходы пород на поверхность встречаются очень редко,
и в большинстве мест трудно получить представление о той геологи-
ческой структуре, что находится под вашими ногами.

Уильям Смит (1769-1839) не был богатым британским джентль-
меном, как большинство основоположников геологии (рис. 7.1). Его
отец, кузнец Джон Смит, умер, когда Уильяму было всего 8 лет, и он
не располагал преимуществами, которыми пользовался высший класс.
Однако мальчик рос очень сообразительным и трудолюбивым. Он
не ограничился рамками своего скромного школьного образования,
проявив особые способности к математике и рисованию. В 18 лег Смит
поступил в ученики к Эдварду Уэббу - - геодезисту, работавшему в Гло-
стершире. Юноша быстро стал отличным специалистом, способным
справиться практически с любым проектом.

В 1791 г. его наняли для работы в поместье Саттон-Корт в Со-
мерсете — именно там более 70 лет назад занимался изысканиями
Стрейчи. Смит познакомился с картами и разрезами Стрейчи
и во многом основывался на них при выборе маршрутов по той же
местности. Вместе с Уэббом они 8 лет работали над планом, обдумы-
вая пути для прокладки каналов в Сомерсете, особенно Сомерсетского
угольного канала (рис. 7.2). В то время в Англии существовало множе-
ство каналов, поскольку промышленная революция требовала деше-
вых методов транспортировки в крупные промышленные города угля
и других товаров. У Смита появилась необычная возможность уви-
деть свежие обнажения коренных пород на большей части территории
Англии, включая районы, которые обычно покрыты растительностью
и с трудом поддаются картированию. Он также обследовал и детально
изучил многие угольные шахты в этом регионе и повидал больше раз-
резов земной коры, чем любой британен до него.

Большинство горных пород Оксфордшира и Сомерсетшира —
часть знаменитой юрской толщи (рис. 7.3), которая дала множество
окаменелостей морских рептилий, аммонитов и других морских оби-
тателей на побережье в Лайм-Риджисе. Стратиграфические элементы
этой толщи знамениты не только окаменелостями, но и красочными
и причудливыми названиями: Голубой лейас (основной слой с ока-
менелостями в Лайм-Риджисе), Сланцы с говядиной*, Мергели Блэк

Работники геодезической службы дали название beef (англ, «говядина») за про-
слойки волокнистого кальцита.
Рис. 7.2 [А] Нынешние оиатки Сомерсеtckoi о yi ол ьног о канала, землемерные сьемки для коiopoi о
в 1790-э гг. проводил Уильям Смит. Фтто автора. [В] Дом Уильяма Смита в 7акинг-Милл - деревне южнее
Бата, где он жил вз время работы на Сомерсетском угольном канале. Это единственный сохранившийся
дом из тех, где жил Смит. Фото автора


Формация Пурбек
Пачка Портландский известняк
Пачка Портландскийiоризон!

Формация Киммериджская глина
Формация Амптхиллская глина
Формация Западный Уолтон

Формация Оксфордская глина

Формация Келлавейс

100 м

оризонт Маргаритэтус

Слой Морские звезды

Три прослоя

Белем нитовый горизонт

Звездчатые конкреции

Березовые конкреции
Сланцы с говядиной
Столовый карниз

Лавовый поток

Лавовый поток

Лавовый поток

Лесной мрамор

Фулларова земля и Глина Фром

Нижний ослитит

Пески Бридпзрт

Глина Даун Клигрф

Переходный слои
Песок Торнкок' б

Пески Даун Клифф

Глина Эйп

Слои Зеленые аммониты

Мергели Белемнит

Мергели Блэк Вена

Голубой лейас

Белый лейас, группа Пенарт

Группа Ан холм

Рис. 7.3 Стратиграфический разрез юрских отложений б центральной Англии.
Составлено по нескольким источникам
Вена, Слои Зеленые аммониты*, Корнбраш («Кукурузная каша»),
Коралловая группа, Нижний оолитит, Лесной мрамор, Киммеридж
и знаменитая Оксфордская глина, где были обнаружены не только
окаменелости беспозвоночных, но и многие морские рептилии. Не-
которые из этих названий (например, Корнбраш) были придуманы
самим Уильямом Смитом и используются до сих пор**. В юрском
известняке Тайнтон к северо-востоку от Оксфорда обнаружили ока-
менелости первого получившего название динозавра — мегалозавра
(Megalosaurus), хотя официально у этой окаменелости не было имени
до 1824 г., да и общий термин «динозавры» появился только в 1842 г.

ФАУНИСТИЧЕСКАЯ ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ

Когда Смит увидел раз за разом повторяющуюся стратиграфическую
последовательность юрских слоев в западной Англии, он выделил
не только сами эти формации, но и характерные окаменелости, об-
наруженные в каждой из них (рис. 7.4)- Что еще более важно, он
понял, что сходные по виду горные породы лучше всего различать
по их окаменелостям. Этот принцип известен как закон фаунисти-
ческой преемственности (или последовательности) и служит фунда-
ментом для био стратиграфии и определения возраста горных пород
по их специфическим окаменелостям. Со временем Смит мог понять,
в каком месте геологического разреза он находится, исключительно
по окаменелостям — даже нс видя горных пород, которые там нашли.
Обращавшиеся к нему за консультанией состоятельные геологи пора-
жались его способности правильно определить, откуда взяты те или
иные окаменелости из их коллекций, и умению расположить эти кол-
лекции в надлежащем стратиграфическом порядке.

Смит составил списки окаменелостей, характерных для каждой
формации, и к 1799 г они стали широко известны среди британских
геологов. Однако ученый не публиковал свою работу еще свыше
ю лет — он был слишком занят созданием первых геологических
карт Англии. В 1799 г. он составил карту горных пород вокруг Бата

* Камеры в раковинах у этих аммонитов часто заполнены зеленоватым кальцитом.

** CornbrasEi — изначально местное название почвы, пригодной для выращивания
зерна.


*3 ‘Лмтм

* (ЫГгн tir/гя ш» лш » щ

7 At*i*nnufrat





Рис. 7.4 Открытия Смита базир. вались на тщательном наблюдении и идентификации окаменелостей
з каждом слое. 1А] Иллюстрация из публикации Смита. [В] Фотографии некоторых окаменелостей Смита,
которые сейчас хранятся в музейных коллекциях. Источник Wikimedia Commons
и Сомерсета, а к 1801 г. у него была готова, в черновом варианте, карта
многих стратиграфических подразделений Англии. Она стала основой
для самого дерзкого его проекта — полной геологической карты всей
Англии и Уэльса (рис. 7.5). В течение нескольких лет он работал как
независимый геолог-изыскатель, исследуя и нанося на карту все гор-
ные породы Британии, которые мог найти, а также выполняя заказы
видных персон, занимавшихся изучением земель в своих крупных
поместьях.

Поскольку Смит не установил собственный приоритет, другие гео-
логи пользовались его открытием и нарабатывали на этом себе ре-
путацию. Кроме того, Смит страдал от предрассудков состоятельных
и принадлежащих к высшим сословиям господ, которые считали его
простым наемным работником (к ним тогда относили инженеров
и изыскателей). Для большинства из них геология была увлечением,
а не «вульгарным» средством заработка. Смит стал одним из немно-
гих людей, кого можно было считать профессиональным геологом, по-
скольку он трудился над решением геологических проблем за деньги,

Между тем идея фаунистической преемственности оказалась на-
столько ценной, что вскоре к ней пришли во Франции. Барон Жорж
Кювье и Александр Броньяр нанесли на карту пласты Парижского бас-
сейна и в конечном итоге тоже установили последовательность фран-
цузских горных пород и окаменелостей. Высказываются мнения, что
Броньяр мог слышать об открытиях Смита во время поездки в Англию
в 1806 г., хотя французы настаивают на том, что Кювье и Броньяр при-
шли к тому же выводу самостоятельно. Как бы то ни было, идея пре-
емственности фауны в то время определенно витала в воздухе.

ТЮРЬМА И ПРИЗНАНИЕ

Большую часть своего заработка Смит тратил на путешествия и нане-
сение на карту всей территории Британии. В конце концов он опубли-
ковал первую геологическую карту Англии (1815 г.), которая настолько
хороша и удобна выбранным масштабом, что ее можно использовать
и сегодня (рис. 7.5). Геолог Саймон Винчестер назвал ее «картой, из-
менившей мир», потому что она положила начало современной гео-
логии как науке, изучающей трехмерное расположение горных пород
во времени и пространстве и то, что могут такие данные рассказать
Рис. 7.5 Гео логическая карта Англии, Уэльса и части южной Шотландии, составленная, нарисованная
и опубл икс-ванная Смитом в 1815 г. Источник: Wikimedia Commons
нам об истории Земли, о появлении горных поясов, перемещении
древних морей и особенно о распределении важных месторождений
полезных ископаемых. С тех пор каждый геолог в начале своего про-
фессионального пути учился составлять геологические карты, потому
что это один из самых важных инструментов в науке о Земле.

В 1817 г. Смит взял свою карту и начертил на ней замечательный
поперечный разрез, охватив всю южную часть Англии и Уэльса. Раз-
рез протянулся от древних пород горы Сноудон в северном Уэльсе
на одном конце до совсем молодых эоценовых пород под Лондоном
на другом (рис. 7.6). Впервые кто-то смог изобразить геологический
разрез в таком крупном масштабе и показать, что последовательность
пород по всей Англии отличается четкой закономерностью, которую
легко понять и представить в виде наклонного пакета слоев горных
пород. Сегодня для иллюстрации этой идеи мы указываем на места
вроде Большого каньона, однако первым продемонстрировал это яв-
ление Смит, причем у него не было примеров столь хороших обнаже-
ний, которые можно увидеть с одного ракурса. Хотя сам Смит никогда
не занимался философскими рассуждениями о том, что это означает,
его схема послужила основой для классической стратиграфической
колонки и геохронологической шкалы, которая сейчас всем нам так
хорошо знакома (рис. 7.7).

Другие ученые того времени, такие как Жорж Кювье и Альсид
Д’Орбиньи во Франции, пытались увязать эту сложную схему из де-
сятков различных фаунистически охарактеризованных уровней с ре-
альной геологической летописью без учета времени, однако идея,
согласно которой все горные породы мира можно объяснить един-
ственным актом Творения и единственным Всемирным потопом, ока-
залась быстро дискредитированной. Д’Орбиньи даже предположил,
что в истории было 29 отдельных актов сотворения мира и потопов,
не описанных в Библии, но старые представления, составлявшие вер-
неровскую «потопную» геологию, в любом случае были разрушены,
когда геологи впервые нанесли на карту и задокументировали реаль-
ную последовательность горных пород.

К сожалению, разные люди не стеснялись плагиата и без зазрения
совести публиковали дешевые подделки подробной карты Смита, по-
этому геолог практически не получил прибыли от своего грандиозного
труда. Его карты и схемы не покупали, он влез в долги и в 1819 г. на не-
сколько недель оказался в долговой тюрьме Когда Смита наконец
. fittcA of/ieSttcctfiion ofSTh W_Zz7 rt/uf/Artr	,	, 7,'i fo

Рис. 7.6 [А] Составленная Смитом в 1815 г. схема геологического разреза от Уэльса дн Лондона: от горы
Сноудон и старейших подод б западном Уэльсе до молодых пород в районе Лондона. [В] Современный
вариант того же геологическое разреза с подразделениями, выделенными Смитом в 1815 г.
Источник- Wikimedia Commons

освободили, он обнаружил, что дом, где он прожил 14 лет, и все его
имущество конфискованы. Пришлось зарабатывать на жизнь путеше-
ствующим изыскателем, пока о его бедственном положении не узнал
сэр Дисон Джонстон — один из тех, кто поддерживал геолога в луч-
шие годы. Джонстон дал ему постоянную работу в Скарборо, своих
йоркширских владениях Там Смит не только улучшил свои карты во-
сточной Англии, но и создал Ротонду музей, посвященный геоло-
гии побережья Йоркшира. Это один из старейших специализирован-
ных музеев Великобритании. Смит предложил выстроить его в форме
высокой круглой башни, а экспозиция окаменелостей служила иллю-
страцией его теории. Окаменелости и породы расположились в том
порядке, в котором они встречались в природе: самые молодые
в витринах наверху, старейшие — внизу. Очередность размещения
вдоль стен отражала систему залегания этих пород на побережье
Йоркшира. За прошедшие почти 200 лет со дня открытия музей об-
новляли и реконструировали, он и поныне пользуется популярностью.
Эра* *

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ

ТРЕТИЧНАЯ
или
КАЙНОЗОЙ

ВТОРИЧНАЯ
или МЕЗОЗОЙ

ПЕРВИЧНАЯ
или ПАЛЕОЗОЙ

Система

Современная

Плиоцен

Миоцен

1оцен

Меновая

Юрская,
или Оолитовая

Триасовая

Пермская

Каменноугольная

Девонская

Слои	Типичные окаменелости

Силурийская

КемОрииская

Паурентийская

12.

11

10.

9.

8.

Большерсгий олень

Мастодонт

1.	Брюхоногие [Cerlthiuoi]

2.	Хвоит ые [Sequoia]

1.	Нуммулиты

2.	Брюхоногие [Наоса]

1.	Жемчужница [/imerjmus]

2.	Аммониты, новая форма [Turrilitss]

3	Двустворчатые [Pecten]

4.	Аммониты, новая Форма [Hamites]

1.	Двустворчатые [Pholadwiya'

2.	Двустворчатые [Trigonia]

3	Cai овниковидные [Manlellia]

4.	Брюхоногие [Nerinaea]

I.	Рыбоящеры [Ichthyosaur]

2.	Аммониты

3.	Морские лилии [Encrinus]

4.	Следы лабиринтодонта

1.	Двустворчатые [Bakewell!?]

2.	П печеногие [Productus'

3	Ганоидные [Palaeoniscus]

1.	Гредшест пенники аммонитов [Boniatiie]

2.	Ппауновидные [LepHodendron]

3.	Хзощи [Calamite]

Ганпидные рыРы [Pferichfhys]

Плеченогие,
или боахиоподы

Трилобит

1 Stiupnoinena

2.	/ inguia

3.	Fentamerus

4	Oilymene

Морские водоросли [Oldhamia]

Псевдоископаемые (?)

Рис. 7.7 Схема, показывающая известную последовательность скаменелостей по состоянию
на 184П-е гг., построенную на принципе фаунистической преемственности [последовательности] Смита.

Источник: Shutterstock

Уже в конце жизни Смит наконец сбрел признание за всю свою но-
ваторскую работу. В 1831 г. его наградили первой медалью Волластона**,

На рисунке выше отражены геологические эры (кайнозой, мезозой, палеозой)
и входящие в них системы (периоды). Однако кайнозой па приведенном ри-
сунке подразделяется не на системы, а на эпохи (палеоцен, эоцен и т.д.), на кото-
рые системы делятся. Общепринятую стратиграфическую шкалу см. на с. 406. —
Прим. науч. ред.

* Высшая награда Геологического общества Лондона.
и Геологическое общество Лондона назвало Смита отцом английской
геологии. В 1835 г. Тринити-колледж в Дублине присвоил ему почетную
докторскую степень, а в 1838-м его назначили одним из уполномочен-
ных лиц, выбиравших место для нового Вестминстерского дворца. Он
умер в возрасте 70 лет в 1839 г. и был погребен в Нортгемптоне; могилу
его можно увидеть на кладбище церкви Святого Петра в Марфэре.

Гораздо важнее то, что открытый им закон фаунистической пре-
емственности стал основой для определения геологического времени.
Смит также составил первую геологическую колонку для целого ре-
гиона, а разработанная им геологическая карта с тех пор служит важ-
нейшим инструментом всей геологии. Это действительно карта, из-
менившая мир.
08

ЧАСЫ Б КАМНЕ: АРТУР ХОЛМС И ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ

РАДИОАКТИВНЫЙ УРАН

[Концепция геологического времени] делает вас шизофреником.

Эти две шкалы времени- - одна человеческая и эмоциональная, другая
геологическая — просто несопоставимы. Но ощущение геологического
времени — важная вещь, которую нужно донести до тех, кто
не является геологом: даже крохотная скорость геологических
процессов — сантиметры в год — приводит к огромным последствиям,
если эти процессы продолжаются достаточно долго. Миллион лет
на геологической шкале времени — малое число, а человеческий опыт
вообще мимолетен— опыт всего человечества, а не одна жизнь.
Лишь изредка эти две шкалы времени совпадают.

Элдридж Мурс. Из книги Джона Макфи «Собирая Калифорнию»

Возможно, несколько нескромно спрашивать возраст у нашей Матери-
Земли, однако наука не признаёт стыда и время от времени смело
пытается вырвать у нее тайну, которая,
как известно, хорошо охраняется.

Артур Холмс. ' зраст Земли

ТУПИК

Джеймс Хаттон писал, чго мы не находим у Земли «следов начала»,
а после того как в 1830 г. из печати вышел первый том «Основных
начал геологии» Чарльза Лайеля, почти все геологи согласились с тем,
что Земля чрезвычайно стара. Но насколько стара? Какое число мы
можем предложить для возраста Земли?
Проблема была сложной, однако она не обескураживала ученых,
которые пробовали всевозможные изобретательные решения. Самый
распространенный метод заключался в том, чтобы сложить максималь-
ную толщину всех осадочных пород на Земле, вычислить, сколько вре-
мени потребовалось бы для отложения этих слоев, и получить оценку
для минимального возраста. Например, собираем данные о макси-
мальной мощности кембрия по всей Земле, максимальной мощности
ордовика и так далее, а затем оцениваем, как долго мог длиться кем-
брий или ордовик, если взять типичную скорость накопления отложе-
ний. Большинство таких оценок дают примерно гоо млн лет, что, как
мы теперь знаем, отличается от реальности почти в 50 раз. Почему?
Применявшие все эти ранние методы пользовались в расчетах лож-
ными исходными предположениями. Важнее всего было то, что они
не учитывали эрозионные перерывы в геологической летописи, из-
вестные как несогласия, когда породы, представляющие какой-либо
временной интервал, просто отсутствуют. Более поздние исследова-
ния показали, что в геологической летописи полно такого рода лакун
и действительно «пробелов больше, чем записей». Некоторые геологи
в ту пору уже подозревали, что подобные несоответствия могут пред-
ставлять определенную проблему, но никто не мог знать, насколько
серьезной она оказалась.

Затем появилась знаменитая оценка ирландского физика Джона
Джоли. Он попытался рассчитать, сколько вре.мсни потребуется океа-
нам. чтобы перейти от пресного состояния к их нынешнему уровню
солености, если известна скорость, с которой соль понадает в океаны
из рек мира. Он тоже получил величину 8о-гоо млн лет, отличаю-
щуюся от истинной более чем в 50 раз. Что же пошло не так? Про-
блема снова заключалась в ошибочных предположениях: Джоли ис-
ходил из того, что океаны постоянно накапливали соль с момента
своего образования. Однако на самом деле содержание соли в океа-
нах не особо меняется с течением времени, потому что основная ее
часть блокируется в соляных отложениях в земной коре; в результате
поддерживается равновесие, и количество соли в морской воде оста-
ется весьма стабильным

Самую известную и авторитетную оценку предложил прославлен-
ный физик Уильям Томсон (позднее получивший титул лорда Кель-
вина). Он сделал значительные открытия в области физики, а именно
в термодинамике. Температурная шкала Кельвина названа в его честь:
он впервые ввел понятие абсолютного нуля температуры (теперь обо -
значается как о К). Кстати, единица измерения температуры в этой
шкале называется «кельвин», а не «градус Кельвина», поэтому рядом
с буквой К не ставится значок градуса. Он также был выдающимся
изобретателем и помог создать систему трансатлантических кабелей,
которая обеспечила телеграфную, а затем и телефонную связь между
Европой и Северной Америкой. В общем, он выделялся среди ученых
своего времени, и мало кто осмеливался с ним не соглашаться.

В 1862 г. Кельвин занялся вопросом возраста Земли, используя ме-
тоды термодинамики. Он предположил, что Земля начиналась как
расплавленный шар с той же температурой, что и Солнце, и что она
охлаждалась с определенной скоростью, которую можно измерить
по теплу, идущему из земных недр. С помощью этого метода он вы-
числил, что Земле все; о 20 млн лет, и эта величина оказалась намного
меньше, чем та, которую было готово принять большинство геологов.
Такой небольшой возраст стал проблемой и для Чарльза Дарвина, ко-
торый понимал: для того чтобы его недавно предложенная концепция
эволюции работала, Земля должна быть очень старой. Оценка Кель-
вина, казалось, не давала достаточного срока

До конца XIX в физики и геологи находились в тупике. Ни одна
из сторон не могла понять аргументы другой или увидеть изъяны
в собственных расчетах. К концу века геологи начали уступать и под-
гонять свои результаты, сдвигаясь от первоначальных значений
80-100 млн лет до чисел, близких к кельвиновским 20 млн лет. Фи-
зике тогда завидовали столь же сильно, как и сейчас! Однако у оценки
Кельвина была та же проблема, что и у других: ошибочные предпо-
сылки. Кельвин рассчитал охлаждение Земли, предположив, что пла-
нета пользовалась только тем теплом, которое получила при возник-
новении Солнечной системы, и никаких других источников тепла у нее
не было. Сейчас мы знаем, что это не так: Земля действительно имеет
дополнительный источник тепла.

ОНА РАДИОАКТИВНА!

В 1896 г. французский ученый Анри Беккерель открыл радиоактив-
ность, а в 1903-м Мария и Пьер Кюри показали, что радиоактивные
материалы (например, радий) выделяют много тепла. В то время
главным авторитетом Англии по отношению к этому новому источ-
нику энергии был Эрнест Резерфорд, физик родом из Новой Зелан-
дии. В 1904 г. он собирался выступить в Королевском институте Вели-
кобритании с рассказом о своем новом открытии и вдруг понял, что
в аудитории находится 8о-летний лорд Кельвин. Молодой ученый на-
мерился оспорить оценку возраста Земли, сделанную самым извест-
ным в мире физиком! Позже Резерфорд вспоминал:

Я вошел в полутемное помещение, быстро заметил в аудитории
лорда Кельвина и понял, что меня ждут неприятности в послед-
ней части выступления, посвященной возрасту Земли,  там,
где моя точка зрения расходилась с его взглядами... К моему об-
легчению, Кельвин вскоре уснул, но когда я дошел до важного
момента, увидел, как опытный старикан приподнялся, открыл
глаза и посмотрел па меня недобрым взглядом. Внезапно на меня
снизошло вдохновение, и я сказал, что лорд Кельвин ограничил
возраст Земли при условии, что не будет открыт новый источ-
ник [тепла] Это пророческое высказывание относилось к тому,
о чем мы сейчас говорим — к радию! Смотрите! Старик засиял,
глядя на меня*.

Оценка Кельвина базировалась на ошибочном предположении, что
у планеты нет других источников тепла, кроме его первоначального
запаса, содержащегося в расплавленной массе; в результате Земля дол-
жна остывать не долее чем 20 млн лет. Однако радиоактивность как
раз и обеспечивает дополнительную энергию. В действительности она
дает так много энергии, что сейчас это единственный источник изме-
ряемого тепла из недр Земли. Первоначальное тепло, выделившееся
при охлаждении Земли, как считал Кельвин, рассеялось миллиарды
лет назад — возможно, в течение 20 млн лет после образования нашей
планеты 4,6 млрд лет назад.

Эти слова Резерфорда приводятся в статье, опубликованной в газете The New Zea-
land Herald 19 мая 2004 г. в честь юо-летия исторического выступления знамени-
того физика в Королевском институте Великобритании. —Прим. ред.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ

Беккерель, Кюри и Резерфорд положили начало физике и химии ра-
диоактивности, и открытия их показали, что предположение Кель-
вина об отсутствии дополнительного тепла было неверным. Но они
не были геологами, которых живо интересовала бы проблема возраста
Земли. Зато двое других ученых, Бертрам Болтвуд и Артур Холмс, по-
няли, что радиоактивность не только объясняет, откуда берется тепло,
опровергающее предположение Кельвина, но и дает ответ на вопрос:
«Сколько лет Земле?»

Путь к ответу прост, хотя многие понимают этот метод непра-
вильно. В природе существует всего несколько элементов, которые
являются радиоактивными и самопроизвольно распадаются: роди-
тельский атом (например, уран-238, уран-235 и калий-40) превраща-
ется в стабильный дочерний атом (свинец-206, свинец-207, аргон-40
и кальций-40), и скорость этого процесса достаточно мала, что позво-
ляет использовать его для геологического датирования. Скорость рас-
пада известна точно, поэтому если мы сможем измерить в образце
количество родительских атомов и количество дочерних, то их соот-
ношение и будет мерой тою, как долго происходил распад.

Конечно, при работе с настоящими горными породами возни-
кает много сложностей, поэтому должны соблюдаться особые усло-
вия. Распад измеряется с момента кристаллизации минерала, вот
почему метод в основном применим к магматическим породам, об-
разующимся в результате остывания магмы, — например, потокам
лавы, слоям вулканического пепла или внедряющимся магматическим
телам, формирующим дайки. Геохронологи (специалисты по радио-
метрическому датированию) стараются получить как можно более све-
жие кристаллы, чтобы не было ни утери, ни добавления родительских
или дочерних атомов — такие утечки и загрязнения могут исказить
измеряемое соотношение. Заранее устранить ожидаемые проблемы
и правильно калибровать используемый для надежного определения
возраста прибор (его называют масс-спектрометром, поскольку он раз-
деляет разные изотопы и измеряет их массу) помогают разнообраз-
ные лабораторные процедуры. Наконец, каждая радиометрическая
дата сопровождается оценкой погрешности, основанной на том, на-
сколько воспроизводимым может быть каждый полученный резуль-
тат. Например, если указывается возраст в юо млн лет ± 5 млн лет,
это означает, что с вероятностью в 95% истинный возраст лежит где-то
между 95 млн лет и 105 млн лет.

Однако в 1900 г., когда радиоактивность только начинали изучать,
все это не было известно. Физики пытались датировать горные породы,
измеряя количество гелия газа, выделяющегося при распаде урана,
но уловить весь гелий почти невозможно. Другой метод нашел химик
из Йельского университета Бертрам Болтвуд: он обнаружил, что уран
в результате радиоактивного распада превращается в свинец. Следуя
предположению Резерфорда, Болтвуд обратил внимание на то, что по 
роды, заведомо более старые, содержат больше свинца, чем молодые.
К сожалению, в то время господствовало самое примитивное понима-
ние схемы превращения урана в свинец. В частности, Болтвуд не знал,
что существуют два радиоактивных изотопа урана (уран-238 и уран-235),
у которых разные скорости распада и разные дочерние изотопы свинца.
И все же после анализа имевшихся у него образцов химик в 1907 г.
получил величины от 400 млн лет до 2,2 млрд лет (единица в милли-
ард лет называется гигагодом и в зарубежной литературе обозначается
Ga сокращение латинского gigaannum). Это стало первым подтвер-
ждением догадки, что в действительности Земле уже миллиарды лет,
как давно подозревали геологи, и что оценка Кельвина далека от ис-
тины. Увы, позднее Болтвуд начал страдать от тяжелой депрессии, и его
исследования зашли в тупик. В 1927 г. он покончил с собой.

ИГРЫ С ДАТИРОВКОЙ

Первые анализы Болтвуда показали, что возраст некоторых горных
пород достигает 2,2 млрд лет, но дальше ученый не продвинулся. За-
дача превратить зарождающуюся геохронологию в строгую науку вы-
пала на долю молодого британского геолога Артура Холмса (рис. 8л).
Холмс родился в 1890 г в крохотном городке Гейтсхед (недалеко от Да-
рема и границы с Шотландией) в семье со скромным достатком. Изна-
чально он планировал изучать физику в Королевском научном колле-
дже (ныне Имперский колледж Лондона), но на втором году обучения
вопреки советам наставников прошел курс геологии и нашел свое ис-
тинное призвание.

Холмс оказался блестящим студентом и вскоре занялся исследова-
ниями. Он ухватился за горячую проблему радиоактивности и понял,
Рис. 8.1 Молодой Артур Холмс в 1912 г., кода он окончил учебу и начинал озон; карьеру з геохронологии.

Источник- Wikimedia Commons

что датирование уран-свинцовым методом, описанное в статье Болт-
вуда 1907 г., имеет огромные перспективы. Для своего проекта он ис-
пользовал норвежский гранит девонского периода. Холмс прервал ро-
ждественские каникулы и провел их в Лондоне, работая в одиночестве
в тихой лаборатории. Его научный руководитель физик Роберт Стретт
отмечал:

В настоящее время мы в значительной степени существуем за счет
заимствованного оборудования, часть которого принадлежит дру-
гим общественным организациям, таким как Королевская обсер-
ватория, Королевское общество и т. д., а часть была одолжена
у владельцев. Едва ли стоит напоминать: то, что преподаватели
Имперского колледжа вынуждены выпрашивать учебное обору-
дование у своих личных друзей, кажется несколько ниже достоин-
ства такого учреждения.

В январе 1910 г. Холмс в одиночку продолжал работу в тиши хо-
лодной лаборатории. В агатовой ступке он измельчал породу в по-
рошок из минеральных зерен, переплавлял эти зерна в платиновом
тигле с бурой, растворял их в чрезвычайно едкой плавиковой кислоте
{см. главу и), а затем снова и снова кипятил раствор, измеряя выде-
ление радона (косвенно определяя тем самым содержание урана в по-
роде). Содержание свинца молодой ученый измерял так: сплавлял по-
рошок в лепешку, затем кипятил, дважды растворял в соляной кислоте,
а после этого давал испариться всей содержащейся воде. Далее он на-
гревал остаток в сульфиде аммония, и в результате свинец выпадал
в осадок в виде сульфида свинца (известного как минерал галенит).
Этот осадок Холмс собирал на фильтре, сушил, прокаливал, обрабаты-
вал азотной кислотой, кипятил, обрабатывал серной кислотой и снова
нагревал. «В результате, — писал Холмс, — оставалось чуть-чуть белого
осадка. Его собирали на очень маленьком фильтре, промывали спир-
том, сушили, прокаливали и взвешивали с максимально возможной
точностью». Часто оставалось всего несколько миллиграммов вещества

Эти сложные химические манипуляции требовали невероятного
терпения, исключительной ловкости и большого количества времени;
часто в течение таких процедур расходовался почти весь первоначаль-
ный образец. Б довершение всего результаты нужно было проверить,
поэтому весь анализ ученый повторял от двух до пяти раз — в за-
висимости от того, сколько исходного вещества у него оставалось.
Однажды ему пришлось отказаться от всех полученных данных, по-
тому что в помещение просочился радон. В других случаях возникала
необходимость просить в Британском музее еще один образен, так
как первоначальный материал закончился. Однако в конце концов
вся эта тяжелая работа окупилась, и Холмс получил надежную вели-
чину для возраста девонского гранита из Норвегии — 370 млн лет. Гео-
лог значительно усовершенствовал подходы Болтвуда и доказал, что
уран-свинцовый метод датирования действительно помогает опреде-
лить возраст горных пород. Полученные результаты были опублико-
ваны Холмсом в 1911 г. — через год после окончания колледжа.
Все годы учебы Холмс жил на крохотную стипендию в 6о фунтов
в год; он был так беден, что на время ушел из колледжа и занялся по-
исками полезных ископаемых в Мозамбике, чтобы заработать при-
личные деньги. За 6 месяцев он ничего там не нашел и так сильно
пострадал от малярии, что коллеги отправили его семье письмо с со-
общением о его смерти. В конце концов он выздоровел и вернулся
на судне домой, где стал ассистентом (преподавателем на низкой
должности) в своей альма-матер — Имперском колледже Лондона.
Там он возобновил изучение уран-свинцового метода, выяснив, что
у свинца и урана существуют по два разных изотопа и это нужно учи-
тывать при определении возраста пород.

К 1913 г. у Холмса накопилось так много новых данных и так много
усовершенствований используемого метода, что в 23 года он сумел
написать новаторскую книгу «Возраст Земли» (The Age of the Earth).
В ней автор не только объяснил основные принципы геохронологии
и обсудил недостатки предыдущих методов датирования возраста
Земли, но и окончательно опроверг ошибочную оценку лорда Кель-
вина. Он установил возраст некоторых старейших пород Британии
1,6 млрд лет, однако отказался строить предположения о возрасте пла-
неты. Последующие издания книги включали результаты анализа все
более и более древних образцов, и к 1950-м гг. у Холмса появилась ве-
личина 4,6 млрд лет — современная оценка возраста нашей планеты.
Самые ранние работы принесли ученому в 1917 г. докторскую степень
в Имперском колледже Лондона. Однако в Европе бушевала Первая
мировая война, и жить на жалкую зарплату ассистента было трудно.
Чтобы заработать деньги для семьи, он решил снова попробовать себя
в качестве геологоразведчика — на этот раз в одной нефтяной ком-
пании в Бирме в 1920 г. Но компания обанкротилась, и в 1924 г. Холмс
вернулся в Англию без гроша в кармане. Это была не единственная
беда: вскоре после приезда в Бирму заболел дизентерией и умер его
трехлетний сын.

К счастью, после его возвращения в 1924 г репутация и научные до-
стижения позволили ему получить должность ридера* геологии в Да-
ремском университете — недалеко от места его рождения. Там он про-
работал следующие 18 лет, преподавая геологию, дополняя и уточняя

В странах Британского Содружества университетская должность на ступень ниже
профессорской.
базу радиометрических данных со всего мира. Труды Холмса в этой
области были настолько авторитетными, что его называли отцом гео-
хронологии или отцом геологической шкалы времени. В 1943 г. ученый
переехал к северу от шотландской границы в Эдинбургский универси-
тет, где провел последние 13 лет своей карьеры - до выхода на пенсию
в 1956 г. в возрасте 66 лет.

ПИОНЕР ТЕКТОНИКИ ПЛИТ

За годы преподавания геологии в колледже Холмс обрел достаточный
опыт, чтобы написать вводное пособие по геологии. Книга «Принципы
физической геологии» впервые появилась в 1944 г., а впоследствии
выдержала множество изданий и стала учебником для целых поко-
лений британских студентов-геологов. Однако эта книга не совсем
традиционна. В последней главе первого издания Холмс изложил
спорную идею дрейфа континентов, выдвинутую немецким метеоро-
логом Альфредом Вегенером еще в 1915 г. (см. главу 13). Большинство
геологов тогда категорически отвергли эту гипотезу, однако Холмс
видел доказательства горные породы в Африке, которые соответ-
ствовали породам Южной Америки.

Рис. 8.2 Составленная Холмсом схема конвекции в мантии, которая перемещает континенты.
Из книги «Принципы физической гетпогии» [Лондон, 1944]
Холмс пошел еще дальше. Зная, как радиоактивность вызывает на-
грев земных недр, он разобрался с загадкой Хаттоновой мысли о «вели-
кой тепловой машине Земли». В статье, опубликованной в 1931 г., Холмс
впервые предположил, что это тепло вызывает мощные конвекционные
течения в мантии, которые в свою очередь перемещают расположен-
ные выше континенты (рис. 8.2). Он даже выдвинул предположение,
что морское дно должно расширяться, за десятилетия до обнаружения
первых свидетельств такого расширения (спрединга) в конце 1950-х гг.

На склоне лет ученый начал получать заслуженные награды за почти
единоличное решение проблемы геохронологии. В 1940 г. Геологическое
общество Лондона присудило ему медаль Мэрчисона, в 3942 г. он стал
членом Королевского общества, в 1946 г. обладателем медали Волла-
стона. В 1956 г. ему вручили медаль Пенроуза высшую награду Гео-
логического общества США. За год до смерти, в 3964 г., за своз! вклад
не только в геохронологию, но и в новую область тектоники плит Холмс
был удостоен премии Ветлесена, которую иногда называют Нобелевской
премией по геологии.
09

ПОСЛАНЦЫ ИЗ КОСМОСА:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

ХОНДРИТЫ

За рамками души большинство видов искусства черпают вдохновение
в природе. Для меня эстетические метеориты наилучшее приближение
к способности созерцать то, что есть на небесах.

Дэррил Питт

ГРОМ СРЕДИ ЯСНОГ? НЕБА

8 февраля 1969 г. над поселком Пуэблито-де-Альенде в мексиканском
штате Чиуауа стояла тихая ночь. Все спали. Внезапно в 1:05 с юго-
запада появился огромный огненный шар: стало светлее, чем днем.
Метеорит размером с автомобиль летел со скоростью 16 км в секунду
(5800 км в час). Жителей разбудили звуки несущегося в воздухе
камня, охваченного пламенем, а затем мощного взрыва, сотрясшего
землю при ударе. Этот удар разбросал обломки по территории дли-
ной 50 км и общей площадью около 250 кв. км. По форме зона пора-
жения представляла собой овал, в самом широком месте достигавший
8 км. По этому пространству разлетелись тысячи мелких фрагментов
не только самого метеорита, но и ударного кратера образовавшейся
при столкновении воронки.

Когда рассвело, перепуганные люди вышли из своих домов по-
смотреть, что произошло. Это стало понятно, когда они нашли сотни
кусков рухнувшего той ночью камня из космоса. К счастью, не было

106
ни убитых, ни раненых, и метеорит не нанес серьезного ущерба. Мест-
ные власти и жители стали искать осколки камня из космоса.

Едва новость распространилась, ученые попытались добраться
до места события. Геолог из Хьюстонского университета Элберт Кинг,
специализировавшийся на метеоритах, описал это в своей книге 1989 г.
«Полет на Луну: личный рассказ о программе “Аполлон” и ее научной
основе»*:

Во время безуспешных поисков места падения одного метеорита
недалеко от Кросби (Техас) я услышал в автомобиле по радио
об очень ярком огненном шаре, который видели в южной части
Ныо-Мексико, в Техасе и северной Мексике. Я вернулся в свой
офис и попросил секретаршу, свободно говорившую по-испански,
сделать несколько звонков. Сначала я связался с редактором га-
зеты в городе Чиуауа. У нас был долгий разговор о явлениях, со-
провождавших падение метеорита, однако вблизи Чиуауа ничего
не падало. Наконец я задал ему правильный вопрос: «Вы знаете
кого-нибудь, у кого есть части метеорита?» «О да», — ответил он
и предложил мне позвонить редактору газеты в городе Идальго-
дель-Парраль, который находится гораздо южнее. Моя секре-
тарша добралась до сеньора Рубена Рохи Чавеза, редактора Correa
de! Parral. Он описал, как сияющий огненный шар с громким взры-
вом разлетелся на части посреди ночи и разбросал осколки над
большой территорией около Паррал я. У Чавеза на столе лежало
несколько осколков метеорита, и он описал их мне. Сомнений
не было — у него находились фрагменты только что упавшего ка-
менного метеорита! Он пригласил меня посетить Парраль, чтобы
увидеть эти части и собрать образцы. Я поблагодарил его за ин-
формацию и приглашение и сказал, что приеду как можно скорее.
Быстрая проверка расписания авиакомпаний показала, что до-
браться до Парраля будет непросто. Я мог прилететь в Эль-Пасо,
но это все равно было в трехстах с лишним милях к северу от Пар-
раля. Однако более быстрого способа не нашлось. Секретарша обе-
щала разобраться с документами. Я заскочил домой за одеждой
и направился в аэропорт.

Elbert King. Moon Trip: A Personal Account of the Apollo Program and Its Science.
University of Houston, Houston, Texas. —Прим, ped
Самолет вылетел вовремя, но, как назло, из-за неисправного
указателя положения шасси мы приземлились в Сан-Антонио
и задержались там на 5 часов, пока его меняли. Когда я прибыл
в Эль-Пасо, уже стемнело. Я прошел таможенный досмотр, взял
напрокат машину и поехал на тог. Было важно сразу же получить
части метеорита, чтобы измерить их радиоактивность с коротким
периодом полураспада. Это было бы отличной практикой для Ла-
боратории измерения радиации, входившей в Лабораторию лун-
ных исследований (LRL) в Хьюстоне. По мексиканским дорогам
трудно ездить з темноте Оптимальный метод — следовать в девя-
носта метрах за каким-нибудь автомобилем с мексиканскими но-
мерами. Некоторые водители мчались со скоростью почти 130 ки-
лометров в час, и когда я видел включившиеся стоп-сигналы или
облако пыли, то понимал, что водитель заметил на шоссе какого-
нибудь осла. Я прибыл в Парраль сразу после рассвета, поселился
в гостинице, умылся, выпил крепкого кофе, съел яичницу с тор-
тильей и пошел искать редакцию газеты. Пришлось ждать, когда
придет редактор. Я поразился, увидев два больших куска метео-
рита на его столе. Один весил больше 14 килограммов.

Самым большим сюрпризом стал тип метеорита редкий уг-
листый хондрит Хондриты — это каменные метеориты, включа-
ющие хондры — небольшие силикатные шарики неясного про-
исхождения. Углистые хондриты содержат большое количество
углерода и органических соединений. Пока я стоял в кабинете
Чавеза, зазвонил телефон. Редактор передал трубку мне. Это
оказался коллега из Смитсоновского института, который хотел
получить информацию о метеорите. Он позвонил в мой офис
в Хьюстоне, где моя секретарша сообщила ему номер редакции
газеты. Я рассказал то немногое, что знал. Я спросил редактора
о его планах на два куска, лежащие на его столе. Он ответил, что
они предназначены для Национального музея. Я согласился, что
это совершенно правильно, но мне не терпелось найти другие
фрагменты. Редактор сказал, чго я должен посетить мэра — руко-
водителя местного муниципалитета. Меня должны были считать
официальным представителем NASA. Мэр, сеньор Карлос Франко,
был чрезвычайно любезен, и хотя мой испанский язык был скуд-
ным, а он плохо говорил по-английски, наша встреча оказалась
весьма приятной. Используя редактора в качестве переводчика,
я объяснил, насколько важны для науки метеориты в целом
и что этот конкретный метеорит относится к очень редкому типу.
Сеньор Франко горел желанием помочь мне и выделил одного
из своих полицейских и служебную машину на все время, пока
они мне были нужны.

Мы ездили по местам, где были найдены куски метеорита. Найти
новые образцы оказалось несложно. Маленькие кусочки метео-
рита были у всех, но мне хотелось найти фрагменты покрупнее.
Я покупал их у местных жителей, а полицейский служил пере-
водчиком и вел переговоры. Мы задокументировали несколько
мест, где были найдены части метеорита. Камни выпали на боль-
шой территории. Один крупный камень оказался всего в 9 метрах
от почтового отделения в Пуэблито-де-Альенде. Обычно метео-
риты получают имя по названию ближайшего почтового отделе-
ния, и этот образец почти назвал сам себя. Мы услышали мно-
жество историй об огненном шаре, о направлении его движения,
о громких раскатах грома, о падающих повсюду камнях и о том,
как люди посреди ночи бежали в церковь. Я унес гч фрагментов
метеорита, в том числе два крупных  на тот момент этого было
достаточно.

Вслед за Кингом приехали многие другие ученые из музеев и уни-
верситетов со всего мира, и вскоре начались поиски как можно боль-
шего количества фрагментов метеорита Альенде. Событие пришлось
на особенно важный период в изучении метеоритов, потому что бла-
годаря полетам «Аполлонов» планетология активно развивалась и фи-
нансировалась. Двое членов экипажа «Апол лона-п» (Нил Армстронг
и Базз Олдрин) стали первыми людьми на Луне, а их высадка на Луну
произошла всего через несколько месяцев после падения метеорита
Альенде. В совокупности специалисты собрали тысячи фрагментов
общим весом более 3 тонн, но и сегодня, примерно полвека спустя,
люди все еще находят мелкие частицы. Небольшие фрагменты мас-
сой всего в один или два грамма сейчас продаются через интернет
и вполне доступны по цене. Благодаря проявленному интересу Аль-
енде остается наиболее изученным метеоритом в истории.
СЛЕДЫ РАННЕЙ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Метеорит Альенде принадлежал, как уже сказано, к важному и ред-
кому классу углистых хондритов. Большинство известных метеори-
тов этого класса найдены много лет назад и давно лежат в витринах
музеев. До появления Альенде наиболее изученным из углистых хон-
дритов был метеорит Оргей, упавший во Франции еще в 1864 г. Есть
еще несколько более мелких экземпляров, однако их почти не удалось
исследовать. Все короткоживущие изотопы, имевшиеся в метеорите
Оргей, давно распались, а некоторые метеориты выветрились и пре-
терпели изменения, поскольку долго лежали на земле, прежде чем их
нашли. Что касается Альенде, его материал можно было подвергнуть
анализу всего через несколько дней после падения: он не успел выве-
триться или загрязниться посторонними веществами.

Итак, хондриты — особый класс метеоритов, появившийся на заре
формирования Солнечной системы еще до образования планет. Воз-
никли хондриты из пыли и обломков протопланетного облака или
из меньших планетарных тел, которые так и не стали достаточно боль-
шими, чтобы обзавестись отдельными ядрами и мантиями; поэтому
хондриты дают ценные сведения о раннем этане эволюции Солнечной
системы. Название они получили от обнаруженных в них крошечных
элементов — хондр*, которые представляют собой еще более старые
фрагменты первоначальной Солнечной системы, слипшиеся вместе
при образовании метеорита (рис. 9.1).

Мелкие хондриты не являются редкостью (они составляют около
86% всех метеоритов, и в коллекциях находится 2700 их образцов),
за некоторыми исключениями. Среди таких раритетов углистые хон-
дриты, к которым относится Альенде: их менее 5% от общего коли-
чества хондритов. Свое название они получили по причине относи-
тельно высокого содержания в них углерода по сравнению с составом
других метеоритов; зачастую они все еще включают водосодержащие
соединения, относившиеся к изначальной Солнечной системе. Как
предполагается, такая особенность связана с тем, что углистые хон-
дриты образовались дальше от Солнца, чем другие метеориты, и по-
этому нагревались недостаточно, чтобы содержащиеся в них углерод
или вода исчезли

От др.-греч. '/ovdpoc — <'зерно». — Прим. ред.
Рис. 9.1 Срез метесрита Альенде, показывающий плетни уложенные шарики первоначально!-  вещества
Солнечной системы - хондры. Источник: Wikimedia Commons

Как только образцы метеорита Альенде попали в лаборатории,
ученые выжали из этих фрагментов всю возможную информацию.
Общий состав породы, окружающей хондры, дал хорошее пред-
ставление о структуре первоначального пылевого кольца Солнеч-
ной системы. Некоторые специалисты сосредоточились на химиче-
ском составе хондр, найденных в метеорите. Наиболее интересные
из них — включения, богатые кальцием и алюминием (СА1) *. Их со-
став поистине необычен: помимо кальция и алюминия, обнаружили
еще кремний, кислород, железо и другие элементы. Это совершенно

От англ, calcium-aluminum-rich inclusions. — Прим. ред.
не характерно для остальной части ранней Солнечной системы, по-
этому считается, что хондриты образовались в высокотемпературном
(более 3300 К) протопланетном диске материи на самой ранней ста-
дии Солнечной системы — до того как сконденсировалась основная
доля прочего материала.

Углистые хондриты не только дают представление о начале исто-
рии Солнечной системы, но и говорят о протяженности ее форми-
рования. В метеорите Альенде есть хондры (включая CAI), для ко-
торых уран-свинцовый метод датирования дает возраст 4,567 млрд
лет. Иными словами, они на 30 млн лет старше Земли и примерно
на 2оо млн лет старше самых древних горных пород и минералов
на нашей планете. СА1, найденные в углистом хондрите из северо-
западной Африки, дали возраст 4,568 22 ± о,ооо 17 млрд лет, что де-
лает этого «пришельца» самым старым из когда-либо датированных
объектов, и эта величина хорошая оценка для момента начала фор-
мирования Солнечной системы.

Исследования метеорита Альенде и других углистых хондритов
продолжаются, поскольку специалисты разрабатывают новые методы,
которых не было в 1969 г., и получают новые результаты. В 3971 г. уче-
ные обнаружили крошечные черные отметины (до ю трлн на кв. см),
которые свидетельствовали о воздействии радиации. Это доказы-
вает, что метеорит образовался не вблизи нашей планеты (которая
защищена от излучения своим магнитны.м полем), а далеко от Земли
и до того, как у нее появилосз> магнитное поле, — в те времена, когда
объекты Солнечной системы (в том числе древнейзпие лунные по-
роды) подвергалззеь интенсивному воздействию радиации. В той же
лаборатории Калифорнийского технологического института, кото-
рая впервые проанализировала лунные породы (ее в шутку называли
Сумасшедшим домом*), в 3977 г. обнаружили, что метеорит Альенде
содержит формы кальция, бария и неодима, а также криптон, ксенон,
азот и друзие более редкие элементы, которые, по-видимому, появи-
лись из-за ударной волны от какой-то сверхновой: не исключено, что
это событие способствовало формированию Солнечной системы.

Еще важнее, что метеорит Альенде оказался богат магнием-26 —
редким изотопом, который образуется при распаде радиоактивного
алзомипия-26. Такой стремительный распад должезз был происходить

Англ, lunatic — «душевнобольной».
вскоре после образования Солнечной системы. Однако обилие
магния-26 в Альенде заставляет предположить, что когда-то этим эле-
ментом были богаты все породы Солнечной системы, включая те, ко-
торые образовали первоначальную Землю. Если так, можно решить
давний вопрос: что именно разогрело раннюю Землю и заставило
ее плавиться, отделяя ядро от мантии? Ответ: при массовом распаде
алюминия-26 в ранней Земле выделялось более чем достаточно тепла,
чтобы многократно расплавить планету.

ЖИЗНЬ В МЕТЕОРИТАХ?

Вообще 1969 год оказался весьма знаменательным в деле изучения
метеоритов. 28 сентября недалеко от деревни Мурчисон в австра-
лийском штате Виктория упал еще один углистый хондрит (рис. 9.2).
Местные жители около и утра увидели огненный шар, затем услы-
шали звук его прохождения через атмосферу, а еще примерно через
30 секунд после появления шара ощутили сотрясение. Метеорит уже
в полете развалился на три крупных куска, а после удара раскололся
вдребезги, образовав поле разброса площадью более 13 кв. км. Были
найдены сотни частей массой до 7 кг, а всего собрали более юо кг
фрагментов; один из осколков массой 68о граммов пробил крышу
сарая, приземлившись е сено.

Как оказалось, Мурчисонский метеорит еще более важен, чем боль-
шинство других углистых хондритов, потому что он содержит органи-
ческие соединения, которых не находили ни в одном из предыдущих
образцов. Первоначальные исследования обнаружили 15 аминокис-
лот, а более поздние анализы с использованием усовершенствованных
методов выявили до 70 аминокислот, а также многие другие сложные
соединения. Открытие потрясло научное сообщество, потому что ами-
нокислоты являются строительными блоками жизни, и считалось, что
они могут рождаться только в небольших теплых водоемах Земли. Еще
в 1953 г. в знаменитом эксперименте Миллера — Юри ученые смодели-
ровали атмосферу и океан ранней Земли внутри лабораторного аппа-
рата. Стэнли Миллер и лауреат I Тобелевской премии по химии Гарольд
Юри продемонстрировали, что простое нагревание смеси аммиака,
метана, водорода и воды (но без свободного кислорода) могло на ран-
ней стадии развития планеты породить большинство аминокислот,
Рис. 9.2 Один из самых крупных фрагментов Мурчисинскоги метеорита, находящийся в Национальном
музее естественной ист :рии в Вашингтоне. Иен чник- Wikimedia Commons

используемых жизнью*. Теперь же Мурчисонскнй метеорит пока-
зал, что такой процесс действительно происходил, был широко рас-
пространен и аминокислоты образовались в ранней Солнечной си-
стеме задолго до того, как сформировалась наша планета. Некоторые
ученые даже предположили, что жизнь на Земле зародилась из тех

Кроме нагрева, в аппарате использовались электрические разряды, имитиро-
вавшие удары молний. Нужно отметить, что выбор газов был в определенной
степени условен, поскольку ученые не знали состав атмосферы древней Земли.
Юри предположил, что он аналогичен атмосфере внешних планет Солнечной

системы.
аминокислот, которые попали на планету из космоса, так что в неко-
тором смысле у земной жизни внеземное происхождение.

Что еще более важно, в аминокислотах Мурчисонского метео-
рита были смешаны как правосторонние, так и левосторонние моле-
кулы. Это присуще сложным химическим соединениям, в которых
молекулы асимметричны и являются зеркальным отражением друг
друга. Таким образом, даже если жизнь на нашей планете зародилась
от аминокислот, принесенных метеоритами (или если она появилась
самостоятельно в каком-нибудь маленьком теплом пруду на Земле),
у всей земной жизни только один общий предок, потому что все био-
логически существенные молекулы (за исключением некоторых саха-
ров) левосторонние это свойство они должны были унаследовать
от какой-то одной ранней формы, в которой оказались только лево-
сторонние молекулы.

Так что, когда вы в следующий раз посетите музей и увидите вы-
ставленный углистый хондрит (особенно если эго будет фрагмент ме-
теорита Альенде или Мурчисонского метеорита), проявите к нему ува-
жение. Вероятно, это самый древний объект, с которым вы когда-либо
встретитесь, и он является той частью Солнечной системы, что суще-
ствовала еще до образования планет. Болес того, в нем, возможно,
таились зачатки зарождения жизни на Земле.
10

ЯДРА ДРУГИХ ПЛАНЕТ

ЖЕЛЕЗОНИКЕЛЕВЫЕ
МЕТЕОРИТЫ

Когда я был маленьким, отец взял меня посмотреть метеоритный
дождь, и мне было страшно, потому что он разбудил меня среди ночи.
Сердце колотилось; я не знал, что он хочет делать Он не сказал мне,
просто посадил в машину, мы поехали, и я видел всех этих людей,
лежащих на одеялах и смотрящих в небо.

Стивен Спилберг*

КРАТЕР СПОРОВ

Если вы, оказавшись в пустыне Пейнтед-дезерт в штате Аризона, про-
едете по федеральной трассе I-4C 29 км па запад из города Уинслоу
или 6о км на восток из города Флагстафф, то увидите поворот на кра-
тер Метеор (рис. юл). По знакам вы можете решить, что перед вами
просто очередная приманка для туристов, но все не так — это одна
из самых удивительных природных достопримечательностей в США.
Ее не охраняют Служба национальных парков, Национальная лесная
служба, Бюро по управлению земельными ресурсами или какое-либо

Впервые эти слова Спилберга были приведены в статье о режиссере критика Ро-
джера Эберта. См. The Moviemaker Steven Spielberg. By Roger Ebert. Time. 8 июня
1998 г —Прим. ped.

116
Рис. 10.1 Кратер Бэрринджера. [Д] Вид сверху. (В] Вид с вала. Источник: Wikimed'a Commons

другое государственное учреждение: она находится в частной соб-
ственности. Ранее кратер называли Каньон-Дьябло (Каньон Дьявола),
по имени города-призрака примерно в T9 км к северо-западу*. Другое
бывшее название этого места — кратер Кун-Маунтин.

Сначала геологи, включая легендарного Грова Карла Гилберта
из Геологической службы США, опубликовавшего статью о кратере
Метеор в 1892 г., настаивали на вулканическом происхождении во-
ронки. Это вполне естественно, поскольку в районе хватает вулка-
нических кратеров, особенно к северу от Флагстаффа, где вершины

По правилам Совета США по географическим названиям природные объекты
такого рода называются по ближайшему почтовому отделению, поэтому кратер
и получил сначала название города.
Сан-Франциско и кратер Сансет — примеры совсем свежих вулкани-
ческих процессов. У Гилберта была безупречная репутация. Он нанес
на карту и описал многие основные характеристики плато Колорадо,
доказал, что на месте Солт-Лейк-Сити и солончака Бонневиль неко-
гда находились гигантские озера, а также приезжал в Сан-Франциско
и задокументировал геологические изменения, вызванные мощным
землетрясением 1906 г. {см. об этом в главе 23).

Гилберт тщательно исследовал кратер и заключил, что он вулкани-
ческого происхождения либо образовался в результате взрыва пере-
гретого пара. При этом геолог тщательно проверял и версию метеорит-
ного удара. Главным аргументом против такой гипотезы для Гилберта
было отсутствие метеоритного материала внутри кратера (хотя ему
пришлось объяснить наличие метеоритного железа вокруг кратера со-
впадением — более ранним падением другого метеорита). Объем раз-
рушенных пород вокруг вала соответствовал объему самого кратера,
но в центре не было обнаружено ни избыточной массы железа и ни-
келя, ни какой-либо магнитной аномалии, что указывало бы на нали-
чие метеорита, захороненного глубоко под грунтом. В итоге большин-
ство геологов встали на сторону Гилберта и не сомневались в том, что
кратер представляет собой просто жерло вулкана.

Однако были те, кто не согласился с преобладающей точкой зре-
ния. Один из них — минералог Альберт Фут. Несколькими годами
ранее Фут получил образцы породы от руководителя местной желез-
ной дороги (тот строил железнодорожную линию, которая теперь
проходит параллельно автомагистрали 1-40) и сразу понял, что это
обломки метеорита. Он организовал экспедицию к кратеру и нашел
сотни фрагментов, в том числе один весом более 270 кг Объект, от ко-
торого откололись эти фрагменты (рис. 10.2) относился к важному
классу железоникелевых метеоритов, то есть состоявших в основном
из двух этих металлов В некоторых из обломков даже нашли крошеч-
ные алмазы, доказывающие, что они испытали экстремальные давле-
ния и температуры. Фут подробно описал кратер и опубликовал свои
выводы в журнале Американской ассоциации содействия развитию
науки (AAAS), который до сих пор является одним из наиболее пре-
стижных научных изданий в мире*.

Имеется в виду журнал Science («Наука»), который стал изданием A A AS
в 1900 г. — Прим. ред.
Рис. I0.2 Часть железоникелевсг" метеорита Каньоь-Дьяблп. Источник: Wikimedia Commons

Еще один человек, не согласившийся с вулканическим объясне-
нием, — горный инженер и предприниматель Дэниел Барринджер.
Еще в 1894 г. Барринджер заработал более 35 млн долларов на серебря-
ном руднике Коммонвелф в округе Кочис (Аризона), поэтому у него
были и опыт работы в горнодобывающей промышленности, и капи-
тал для инвестиций. Он был настолько уверен, что кратер образовался
при ударе метеорита, что поставил на это собственные средства. Его
фирма Standard Iron Company приобрела землю в кратере и вокруг
него, а затем в 1903 г. подала заявку на открытие рудника. Разреше-
ние на покупку земли подписал не кто иной, как сам Теодор Рузвельт,
причем президент даже позволил создать на краю кратера почтовое
отделение для обслуживания места разработки — оно получило на-
звание Метеор (штат Аризона). Барринджер и его компания изучали
кратер в 1903-1905 гг. и нашли убедительные доказательства того, что
это действительно результат удара. Вокруг уже с первых дней обнару-
жилось около 30 тонн крупных метеоритных фрагментов, и Баррин-
джер полагал, что основная часть метеорита должна лежать под дном
кратера. Основываясь на своем опыте добычи полезных ископаемых,
он подсчитал, что масса метеорита составляет ю млн тонн, а это оце-
нивалось в 1903 г. суммой более i млрд долларов.

Барринджер и его компания проявили колоссальную настойчи-
вость. Они бурили дно кратера в течение 27 лет, достигнув глубины
419 м, но сколько-нибудь значительных залежей железа так и не обна-
ружили. Компания потратила на поисковые работы свыше боо тысяч
долларов, но сдалась, когда в 1929 г. Барринджер умер. Как бы ни был
огорчен и разочарован этот предприниматель, он никогда не переста-
вал верить в свою правоту; однако его неудача еще больше подтвер-
дила убежденность большинства геологов в том, что кратер вулка-
нического происхождения. По иронии судьбы астроном Форест Рей
Молтон произвел в 1929 г. расчеты, которые показали, что метеорит
должен был испариться и поиски Барринджера с самого начала были
напрасными. Барринджер, по-видимому, читал статью Молтона перед
смертью*.

Только в 1950-х гг. планетология развилась достаточно, чтобы уче-
ные стали понимать: большинство метеоритов сгорают в атмосфере
или испаряются при ударе, разбрасывая вокруг лишь небольшое ко-
личество первоначального материала. Впервые на это указал в 1930 г.
Герман Лерой Фэйрчайлд — один из первых сторонников идеи, со-
гласно которой образование ударных кратеров представляет собой
важный процесс в истории Земли.

В 60-70-х гг. один из пионеров планетной геологии Юджин Шу-
мейкер из Калифорнийского технологического института и Геологи-
ческой службы США снял последние сомнения в ударном происхо-
ждении кратера Метеор (известного также как кратер Барринджера).
Я познакомился с Юджином в Калтехе и провел немало магнит-
ных анализов в лаборатории, где он работал. В i960 г. Шумейкер
взял пробы из кратера и обнаружил минералы коэсит и стишовит —
формы кварца, которые образуются только под воздействием удара
(или ядерного взрыва, там, где эти минералы и были впервые обна-
ружены). Это стало непреложным доказательством того, что ари-
зонский кратер не образовался в результате извержения вулкана.
Позднее Шумейкер составил новые подробные карты кратера. Он
обнаружил, что слои ударных обломков, окружающих вал, уложены

Молтона пригласили для консультации сами руководители Standard lion
Company, разочарованные тем, что поиски ничего не дают.
в обратном порядке: фрагменты из самой нижней части кратера (пес-
чаник Коконино) располагаются наверху вала, а обломки самой мо-
лодой части (сланцы Моенкопи и известняк Кайбаб) залегают у ос-
нования. Такую нарушенную последовательность можно объяснить
только тем, что удар поднял слои в месте попадания и откинул их
в стороны; они опустились на землю уже в обратном порядке и раз-
дробились.

Сегодня планетологи считают, что ударное тело было железо-
никелевым метеоритом, упавшим около 50000 лет назад, когда
по более влажным и лесистым ландшафтам позднего ледникового
периода бродили гигантские ленивцы и мамонты. Палеоиндейцы
еще не проникли в Северную Америку, поэтому свидетельств людей
не нашлось. Первоначально метеорит был примерно 50 м в диаме-
тре и весил почти 300 тысяч тонн, что более чем в 30 раз меньше,
чем полагал Барринджер. Он летел со скоростью около 20 км в се-
кунду (72000 км в час) и врезался в Землю с мощью ядерпой бомбы
в ю мегатонн. Существуют реальные кратеры, образовавшиеся в ре-
зультате испытаний атомных бомб такой мощности, и они очень
похожи на кратер Барринджера. Около половины первоначальной
массы метеорита испарилось при ударе, а остальная часть была рас-
сеяна по ландшафту, так что в самом кратере Барринджеру искать
было нечего.

К счастью, имущественные права Барринджера перешли к его
потомкам, так что его семья теперь владеет и управляет Центром
для туристов и музеем, который находится на северном краю вала,
оттуда открывается захватывающий вид на кратер. Наследники Бар-
ринджера зарабатывают на экскурсантах гораздо больше денег, чем
Барринджер получал бы на добыче полезных ископаемых. Кратер
Метеор использовался для тренировок астронавтов NASA, готовив-
шихся к высадке на Луну, для метеорологических экспериментов,
а также для съемок многочисленных фильмов в качестве необыч-
ной и живописной декорации. В 1982 г. Метеоритное общество на-
звало свою высшую награду медалью Барринджера в честь этого
прорицателя, над которым смеялись все его современники-геологи
и который потерял миллионы на своей мечте найти метеорит.
ГОСТИ С НЕБА

Огромные куски железа, падающие с неба, производят впечатление
на людей любой культуры, а некоторым из таких предметов даже по-
клонялись — как ниспосланным на Землю богами. Например, индейцы
клакамас из Орегона поклонялись метеориту Уилламетт. Многие ученые
полагают, что черный камень, вмонтированный в угол Каабы — святыни
в Мекке, к которой ежегодно приезжают миллионы мусульманских па-
ломников, — может оказаться железоникелевым метеоритом. Иногда
метеориты этого вида служили источником металла для доисториче-
ских инструментов, ио это стало не так важно в железном веке, когда
плавка позволила использовать более доступные ресурсы.

Некоторые из этих «посланцев» поистине впечатляют своими раз-
мерами. Самый большой из них — метеорит Гоба в Намибии, который
никогда не перемещали, поскольку он весит не менее 6о тонн (рис. 10.3).
Его обнаружили в 1920 г., когда хозяин участка случайно задел его плу-
гом при пахоте: метеорит был полностью погребен под землей, а кра-
тер, который он мог образовать при падении, давно разрушился. Как
предполагают, метеорит был так велик, что, по-видимому, замедлился
в атмосфере до движения с установившейся скоростью падения*. Воз-
можно, он даже отскочил несколько раз из-за своей плитообразной
формы и сглаженных плоских граней, поэтому силы удара не хватило
для создания большого углубления или для испарения — явлений, про-
исходящих со многими метеоритами. Сейчас это национальный памят-
ник, защищенный от вандализма, и к нему ежегодно приезжают тысячи
туристов.

Еще один огромный объект — метеорит Мыс Йорк, упавший
около географической точки, которая сейчас носит это имя, примерно
юооо лет назад. Он раскололся на множество частей, а инуиты север-
ной Гренландии веками использовали его фрагменты для изготовле-
ния железных инструментов - ножей, например, и гарпунов. Самая
большая часть метеорита (рис. 10.4л) называется Анигито («палатка»
в переводе с инуитского). Масса фрагмента — 31 тонна, размеры —
3,4 х 2,1 х 1,7 м (габариты небольшого грузовика). Второй фраг-
мент, названный Женщина (в переводе с инуитского), весил 3 тонны;

Установившаяся скорость падения — предельная постоянная скорость падения
тела в атмосфере, когда сила сопротивления воздуха равна силе гравитации.
Рис. 10.3 Метеорит ГиЗа в Намибии - крупнейший из когда-либо найденных. Он спишксм велик
для транспортировки, и его оставили на месте, сделав национальным памятником.
Источник Wikimedia Commons

третий, Собака, — 400 кг. Рассказы об этих объектах дошли до уче-
ных еще в 1818 г., и между 1818 и 1883 гг. было организовано пять экс-
педиций, чтобы определить местонахождение источника всех метео-
ритных фрагментов. В конце концов в 1894 г. его нашел известный
исследователь Роберт Пири (позднее, в 1909 г., он первым достиг-
нет Северного полюса; впрочем, по этому поводу велись длительные
споры, поскольку путешественник Фредерик Кук утверждал, что по-
бывал на полюсе еще в 1908-м). Потребовалось три года, чтобы пе-
ревезти Анигито и другие части метеорита на побережье: для этого
группе Пири пришлось построить маленькую железную дорогу (един-
ственную, которая когда-либо существовала в Гренландии). Затем
Пири продал метеорит Американскому музею естественной истории
в Нью-Йорке за 40 тысяч долларов в ценах 1897 г., и он до сих пор
там экспонируется. Это самый тяжелый метеорит из когда-либо пе-
ремещенных; чтобы не создавать нагрузку на пол здания, Анигито
Рис. 10.4 Фрагменты гигантского метеорита Мыс Норк. [А] Анигито [Палатка] - крупнейший
из фрагментов. Демонстрируется в Американском музее естественней истории в Нью-йорке.
[В] Агпалилик [Мужчина]; музей Копенгагенского университета. Источник: Wikimedia Commons
установили с опорой на специальные колонны, которые доходят до ко-
ренной породы под музеем.

В этом же музее находится самый известный из всех железонике-
левых метеоритов — Уилламетт (рис. 10.5). Это наиболее крупный ме-
теорит из когда-либо найденных в Северной Америке и шестой по ве-
личине в мире. Он был обнаружен недалеко от современного города
Вест-Линн в долине Уилламетт штата Орегон индейцами клакамас, ко-
торые назвали его Томоновос (Гость с неба). Ударного кратера у метео-
рита Уилламетт не было, потому что его доставили ледники, перетащив
из Монтаны или Канады около 13000 лет назад. «Госты> весит 15 тонн,
имеет длину около 3 м, ширину 2 м и толщину 1,3 м. Поселенец Эллис
Хьюз якобы увидел его в 1902 г. (проигнорировав то, что он был уже
известен индейцам) и понял, что метеорит находится на земле Орегон-
ской металлургической компании. Тогда Хьюз тайно перевез его к сво-
ему дому, с большим трудом преодолев 1200 м за 3 месяца, а затем стал
показывать его за плату. Однако Орегонская металлургическая ком-
пания, узнав об этом, подала в суд и выиграла дело, а в 1905 г. Верхов -
ный суд подтвердил ее права на метеорит. Впоследствии компания про-
дала его вдове миллионера Уильяма Доджа за 26 тысяч долларов (около
700 тысяч долларов в современных ценах), которая передала его Аме-
риканскому музею естественной истории. Теперь Уилламетт выставлен
на всеобщее обозрение и впечатляет всех, кто на него смотрит. За сто
с лишним лет его увидело более 40 млн человек - с этим не может
сравниться никакой другой известный метеорит. В1999 г. индейцы из ре-
зервации Гранд-Ронд потребовали вернуть метеорит им. В результате
рассмотрения иска стороны пришли к соглашению: музей сохраняет
метеорит, но клакамас имеют право раз в год проводить вокруг него
свой ритуал. Если же музей когда-нибудь уберет метеорит из экспози-
ции, то он должен вернуться в Орегон. Пока же возле Музея естествен-
ной истории и развития культуры Орегонского университета в Юджине
установили копию Уилламетта.

ФРАГМЕНТЫ ЯДРА

Железоникелевые метеориты представляют собой очень редкий и осо-
бый вид. К ним относится всего 6% известных метеоритов, в то время
как каменных метеоритов и хондритов гораздо больше. Но если вы
Рис. 10.5 Метеорит Уилламетт. Демонстрируется в Американском музее естественной истерии
в Нью-йорке. Фото автора

попробуете поднять фрагмент такого метеорита, вас поразит его тя-
жесть. Железоникелевые намного плотнее каменных метеоритов или
хондритов, и поэтому их масса составляет 90% общей массы извест-
ных метеоритов. Такие образцы непропорционально часто оказыва-
ются в коллекциях, потому что характерно выглядят (даже для неспе-
циалиста), более устойчивы к выветриванию на земной поверхности,
а также лучше сохраняются при прохождении через атмосферу.
Как следует из названия, они состоят в основном из железа; при-
мерно 5-25% приходится на никель, а еще в их составе небольшое ко-
личество кобальта и других более редких элементов. Таким образом,
по химической структуре они гораздо проще, чем каменные метеориты
и хондриты, которые содержат множество разных веществ и минералов.

Однако самое интересное в железоникелевых метеоритах — то, что
они предоставляют нам образцы вещества, составляющего ядро у мно-
гих планет (включая нашу). Анализ спектра некоторых астероидов (так
называемый спектральный класс М) показывает, что у них тот же состав,
что и у железоникелсвых метеоритов. Геохимические исследования по-
следних свидетельствуют, что первоначально они находились в ядрах
крупных протопланет, которые с тех пор распались В этих метеори-
тах также содержится магний-26, который указывает на радиоактивное
тепло, расплавлявшее протопланеты и порождавшее дифференциацию:
более плотные вещества (железо и никель) оседали в их ядра и отде-
лялись от мантий.

Такая информация согласуется с тем, что сообщают нам о ядре
нашей планеты геофизические данные. С помощью сейсмологии можно
определить размер ядра: оно находится под мантией, начинаясь на глу-
бине 2900 км. Сейсмология и гравитационные измерения показывают,
что плотность ядра примерно в 10-12 раз больше плотности воды; это
может обеспечить только какой-то очень плотный металл под огром-
ным давлением. Наконец, наличие у Земли магнитного поля заставляет
предположить, что ядро должно быть хорошим электрическим провод-
ником: это наводит на мысли о таких металлах, как железо и никель.
Благодаря метеоритам мы знаем, что только железо и никель были рас-
пространенными материалами в ранней Солнечной системе, которые
соответствуют этим свойствам (плотность, электропроводность), а по-
тому единственное разумное объяснение таково: е центре Земли нахо-
дится железоникелевое ядро.

СВИНЕЦ ПОВСЮДУ

Но сколько лет таким метеоритам, как Каньон-Дьябло из кратера
Барринджера? В отличие от каменных метеоритов и хондритов, в ко-
торых содержатся силикатные минералы, в железоникелевых ме-
теоритах есть только железо, никель и некоторые другие металлы
Рис. К<6 Клзр Паттерсон в Калифорнийском технологическом институте. Источник: Caltech Archive

(в частности, кобальт и свинец), поэтому невозможно использовать тра-
диционные способы датирования — калий-аргоновый или рубидиево-
стронциевый метод. Проблемы обнаруживаются даже с обычным
уран-свинцовым датированием: ведь возраст пород превышает 4 млрд
лет, и потому количество родительского урана в них так мало, что
практически не поддается измерению. Какие методы годятся для таких
древних объектов?

В 1948 г. за эту задачу взялся молодой химик Клэр Паттерсон
(рис. 10.6). Паттерсон родился в Митчелвилле (штат Айова) в 1922 г.
Он поступил в Гриннеллский колледж, а затем получил в Универси-
тете Айовы степень магистра в области масс-спектроскопии. Во время
войны его с женой, тоже химикОхМ по профессии (они познакоми-
лись в Гриннелле), привлекли к Манхэттенскому проекту, в рамках
которого создавали первую атомную бомбу. Когда война закончилась,
Паттерсон начал работать над докторской диссертацией в Чикагском
университете. Его научный руководитель Харрисон Браун предложил
метод датирования с помощью изхмерения дочерних продуктов свинца
(свинца-206 и свинца-207), образующихся при распаде двух разных
изотопов урана — урана-238 и урана-235. Поскольку уран превраща-
ется в свиней с разной скоростью в каждой системе, соотношение
урана и свинца в них можно отобразить па графике, и наклон получа-
ющейся прямой укажет на возраст образцов. Еще один молодой уче-
ный, Джордж Тилтон, занимался определением количества урана —
для проверки получаемых результатов.

В теории все казалось просто, поэтому Паттерсон приступил
к своим измерениям. К его ужасу, в полученных результатах был
огромный разброс и явно слишком высокий уровень помех. Суще-
ствовало что-то, добавлявшее свинец в систему; ученый измерял ско-
рее фоновое загрязнение свинцом, нежели содержание его в самом
образце. Паттерсон пытался устранить в лаборатории все загрязняю-
щие факторы. В «чистом помещении» исследователи сначала прини-
мали душ, а затем облачались в специальную защитную одежду (чтобы
нс разлетались посторонние вещества), натягивали бахилы, шапочки,
хирургические маски. Все поверхности комнаты и аппаратуры содер-
жали в стерильном состоянии. Снова и снова химики старались до-
биться, чтобы свинец извне никак не мог попасть в образны и обес-
ценить работу. Как только Паттерсон исключил любые нарушения
чистоты в помещении, результаты резко улучшились. В 1953 г. ученый
показал, что возраст метеорита Каньон-Дьябло равен 4,54 ± 0,05 млрд
лет. Метеорит оказался самым старым объектом из всех датированных
до этого момента, и поэтому возраст ядра Земли (и, вероятно, всей
Солнечной системы) также должен составлять 4,5 млрд лет.

Тем временем Паттерсона назначили руководителем геохимиче-
ской программы Калифорнийского технологического института, и он
построил там новую идеальную по чистоте лабораторию. (В ней уче -
ный трудился до своего выхода на пенсию, а мне удалось посмотреть
его старую лабораторию, когда я побывал в Калтехе.) После этого Пат-
терсон задался вопросом, не загрязнена ли свинцом вся окружающая
среда — даже воздух вне лаборатории. К тому моменту чувствитель-
ность его аппаратуры была настолько высока, что он мог обнаружить
ничтожные количества свинца в воздухе, воде и многих других веще-
ствах. С удивлением и ужасом он обнаружил, что свинец присутствует
почти везде — в том числе у нас в организмах, куда попадает вме-
сте с водой и пищей. Изучив образцы воды из гренландских ледяных
кернов, он установил, что такое загрязнение свинцом произошло со-
всем недавно. По сути, свинец начал появляться в то же самое время,
когда нефтяные компании принялись добавлять его в бензин, чтобы
уменьшить детонацию и стук в двигателях. Свинец также использо-
вался в красках, глазури, контейнерах для пищевых продуктов и даже
в системах водоснабжения. О том, что свинец токсичен, люди знали
уже более века. Многие ученые считают, что одним из факторов, раз-
рушивших Римскую империю, стало отравление свинцом питьевой
воды, которая текла из труб. Тем нс менее почему-то никто нс думал,
что добавление свинца в такое количество продуктов может потенци-
ально загрязнять окружающую среду.

Паттерсон опубликовал свои результаты в 1965 г. и сразу же столк-
нулся с негативной реакцией со стороны влиятельных отраслей, кото-
рые травили людей, включая нефтяные компании, предприятия,
добывающие свинец, производителей свинцовых добавок и особенно
их лоббистские группы. Компания Ethyl Corporation (выступавшая
за добавление тетраэтилсвинца в бензин) нападала на него всеми до-
ступными способами. Представляющий эту компанию химик-эксперт
Роберт Кехо раз за разом свидетельствовал, что никаких проблем с за-
грязнением свинцом не существует.

Как не раз бывало в сражениях по поводу вреда табака, разруша-
ющих озон хлорфторуглеродов и кислотных дождей, а сейчас в дис-
куссиях по ископаемому топливу, порождающему парниковые газы,
влиятельные промышленные круги делают все возможное, чтобы
дискредитировать и даже уничтожить ученых, которьге угрожают их
бизнесу, говоря правду. Известный лозунг одной табачной PR-фирмы
гласил: «Наш продукт сомнение». Они используют лоббистов и аг-
рессивных наемных «экспертов», чтобы вызвать колебания и чувство
неопределенности по отношению к проблеме, и умудряются вли-
ять на политиков своими заявлениями (а также щедрыми вкладами
в предвыборную кампанию).

Паттерсон подвергался многочисленным нападкам и оскорблениям
со стороны ученых, которым платили нефтяная и свинцовая отрасли,
и его исследования оказались под угрозой. К счастью, он работал в Ка-
лифорнийском технологическом институте, и его высоко ценили про-
фессиональные ученые, не получающие жалованья от корпораций,
поэтому он никогда не терял ни своей лаборатории, ни профессор-
ской позиции. Однако многие исследовательские организации отка-
зались предоставлять ему гранты, в том числе Служба общественного
здравоохранения США (которая вроде бы должна защищать здоровье
населения, а не прибыли корпораций). В 1971 г. Национальный научно-
исследовательский совет исключил ученого из комиссии по загряз-
нению атмосферы свинцом, хотя Паттерсон был ведущим мировым
экспертом по этой теме.

И все же начало 1970-х гг. ознаменовалось осознанием экологиче-
ских проблем, и ситуация стала меняться. В 1972 г. появилось Агентство
по охране окружающей среды США, а в течение следующих несколь-
ких лет (особенно когда после выборов в Конгресс 1974 г. большинство
в нем составили демократы) обе партии почти единогласно голосо-
вали практически за все природоохранные законы. В то время эколо-
гическая повестка была популярна у обеих партий, и республиканцы
еще не оказались в плену могущественных виновников загрязнений
К 1975 г. США потребовали использовать в автомобилях неэтилиро-
ванный бензин и каталитические конвертеры (устройства, снижаю-
щие токсичность выхлопных газов), и к 1986 г. труды Паттерсона увен-
чались успехом: бензин больше не содержал свинца. Одновременно
Паттерсон писал о проблеме попадания свинца в пищевые продукты:
он сравнил уровень содержания свинца в современных рыбных кон-
сервах с количеством этого металла в скелетах перуанцев, умерших
1600 лет назад, которые ели много рыбы, но никогда нс подвергались
воздействию свинца из окружающей среды.

В 1978 г. как член комиссии Национального научно-исследо-
вательского совета он выступил за дальнейшее снижение содержания
свинца в окружающей среде. Большинство с ним не согласилось, по-
этому он выразил особое мнение меньшинства в записке на 78 стра-
ницах с резкими формулировками. Так или иначе героическая борьба
Паттерсона за науку и против загрязнителей сделала свое дело. К концу
1990-х гг. уровень свинца в крови среднего американца упал на 8о%. Все
мы можем поблагодарить этого мужественного ученого, который начал
с простой задачи датировки самых старых метеоритов в Солнечной си-
стеме, а закончил спасением планеты. Он дал нам наглядный урок на-
учной честности и следования объективным данным — куда бы они вас
ни вели, какие бы могущественные круги и беспринципные эксперты
вам ни противостояли, — ради общего блага людей и планеты.
11

ЗЕЛЕНЫЙ СЫР ИЛИ АНОРТОЗИТ?
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛУНЫ

ЛУННЫЕ КАМНИ

Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок
для всего человечества.

Нил Армстронг

ГИГАНТСКИЙ СКАЧОК...

20 июля 1969 г. я, как и многие американцы, которым сейчас больше
55 лет, прилип к телевизору. В том месяце я гостил на ранчо у моих
двоюродных братьев около Хот-Спрингс (Южная Дакота), получая
опыт деревенской жизни: собирал яйца из-под куриц, катался на ло-
шадях и тракторах, работал по дому и знакомился с родственниками.
Мы всю неделю слышали о подготовке миссии «Аполлон-п», но сей-
час нам предстояло стать свидетелями экстраординарного события:
впервые человек ступает на Луну, и, что еще более удивительно для
того времени, мир может это увидеть в прямом эфире по телевиде-
нию! В тот день мы собрались вокруг телевизора в маленькой го-
стиной, ожидая трансляции подготовки к первому выходу на Луну.
Наконец волшебный миг настал, и миллионы людей во всем мире
одновременно увидели одно из самых волнующих достижений в ис-
тории человечества.

Лунную гонку начал президент Джон Кеннеди в 1961 г., поста-
вив задачу перед США и конкретно перед космической программой
страны высадить человека на Луну до конца десятилетия. Мы сильно
отставали от Советов в космической гонке с тех пор, как они первыми
запустили спутник в 1957 г. — задолго до того, как это сумели сделать
мы. Затем они отправили в космос первых животных, а в 196] г. и пер-
вого человека — Юрия Гагарина (на месяц раньше американского аст-
ронавта Алана Шепарда). Первые американцы в космосе появились
по программе «Меркурий», действовавшей между 1959 и 1963 гг., и всех
нас поразил первый орбитальный полет Джона Гленна в 1962 г В 1965-
1966 гг. мы перешли к программе «Джемини»*; экипаж из двух астро-
навтов на двух летательных аппаратах выполнял еще более сложные
миссии, включая выходы в открытый космос и стыковку космических
кораблей. Затем полеты трехместных кораблей по программе «Апол-
лон» нарабатывали опыт ради будущей высадки на Луну: каждьгй оче-
редной полет был на все большее расстояние.

Наконец в тот исторический день 1969 г. «Аполлон-п» достиг
Луны. Пока Майкл Коллинз оставался на окололунной орбите, Нил
Армстронг и Базз** Олдрин посадили лунный модуль на поверх-
ность нашего спутника, затем совершили короткую прогулку по Луне
(рис. ил), взлетели, вернулись на корабль и возвратились обратно
на Землю. В каждой последующей миссии «Аполлонов» (от «Апол-
лона-12» до «Аполлона-17», за исключением злополучного «Апол-
лона-13», взрыв на котором сорвал миссию, а астронавты едва верну-
лись живыми) люди все дольше оставались на Луне и добывали всё
больше и больше образцов лунных пород. К тому времени, когда Кон-
гресс в 1973 г. закрыл программу, на нашем спутнике в рамках 6 лунных
миссий побывали 12 астронавтов, которые собрали огромное количе-
ство данных о Луне и привезли 381,7 кг лунных образцов. Единствен-
ным ученым, побывавшим на Луне, стал геолог Харрисон Шмитт, уча-
ствовавший в последней экспедиции «Аполлон-17», которая провела
на Луне несколько дней в декабре 1972 г.

Космическая программа породила масштабный комплекс иссле
дований, которые привели к огромным технологическим прорывам
не только в космосе, но и во многих других областях. Это положило
начало соревнованию за более компактные и быстрые компьютеры
и значительно улучшило телефонное сообщение, особенно спутники

* Англ, gemini — «близнецы». — Прим ред.

** Официально Эдвин Олдрин сменил свое имя на данное ему с детства сестрен-
кой прозвище Базз в 1988 г. — Прим. ред.
Рис. 11.1 Фотография астронавта Эдвина Юджина «Базза» Олдрина на Луне, сделанная Нилом
Армстронгом 20 июля 1969 г. Фоте NASA

связи и GPS-навигацию. Роботы, сконструированные для постройки
космических кораблей, в конечном итоге повысили эффективность
сборочных линий для автомобилей и многих других продуктов.
На основе исследований NASA смогло найти решение для созда-
ния новшеств самого широкого ассортимента в их числе искус-
ственные сердца, теплозащитные покрытия, легкие и прочные ме-
таллические сплавы, легкие композитные материалы, улучшенные
лекарства, произведенные в условиях невесомости, детекторы дыма,
системы очистки воздуха, небольшие практичные лазеры, емкие ак-
кумуляторы, очки, защищающие от ультрафиолетового излучения,
стекловолокно с тефлоновым покрытием, усовершенствованное сна-
ряжение для пожарных, гелиоэнергетические системы, протезы, МРТ
и компьютерная томография, технология светодиодов, джойстики
для видеоигр, улучшенные мячи для гольфа, система связи TACS,
которую используют самолеты, чтобы избежать столкновения, симу-
ляторы виртуальной реальности, гидропоника, DirecTV, кардиости-
муляторы и даже одноразовые подгузники.

Вместе с тем космическая программа была чрезвычайно важна
не только потому, что обеспечила нам спутниковые снимки, помога-
ющие изучать разнообразные процессы, происходящие на нашей пла-
нете, но и потому, что показала вид Земли из космоса, который учит
людей скромности и меняет наше представление о «бледно-голубой
точке»*. Все это и многое другое мы произвели, потратив менее 1% фе-
дерального бюджета — ничтожную сумму по сравнению с тем, что мы
расходуем на другие вещи, которые приносят гораздо меньше пользы

СЕСТРА, ДОЧЬ ИЛИ ЗАХВАТ?

Возможно, для науки полезней всего стал окончательный ответ на дав-
ние вопросы: «Как образовалась Луна? Из чего она состоит?» Разные
вполне серьезные идеи, выходящие за рамки ответа «Из зеленого
сыра», существовали у планетологов и астрономов уже более века.
Эти гипотезы делились на три большие категории.

г. Гипотеза захвата. На протяжении десятилетий некоторые исследо-
ватели предполагали, что Луна — постороннее тело, которое обра-
зовалось в каком-то другом месте, но при прохождении неподалеку
притяжение нашей планеты перевело Луну на околоземную орбиту.
С этой моделью с самого начала было много проблем. Прежде всего,
орбита Луны лежит в той же плоскости, что и орбита Земли, движу-
щейся вокруг Солнца, а при захвате это было бы крайне маловероятно.
Ведь внешний объект может приблизиться к Земле под случайным

Бледно-голубая точка (англ. Pale Blue Dot) — так выглядит наша планета на зна-
менитой фотографии Земли, сделанной космическим аппаратом «Вояджер-1»
с расстояния в б млрд км. Словосочетание было предложено американским аст-
рономом Карлом Саганом и стало культовым. — Прим. ред.
произвольным углом к плоскости ее орбиты, и поэтому после захвата
тоже станет вращаться вокруг Земли под произвольным углом к этой
плоскости. Кроме того, обычно при гравитационном захвате крупного
тела либо происходит столкновение, либо тело улетает обратно в кос-
мос по измененной орбите. Чтобы земное притяжение каким-то об-
разом медленно остановило Луну на орбите, не доведя дело до столк-
новения и нс дав ей улететь, наша планета должна была располагать
очень плотной атмосферой, простирающейся намного дальше, чем
сейчас. Этому нет никаких доказательств. Наконец, если бы Луна была
посторонним объектом, захваченным гравитацией Земли, то лунный
состав принципиально отличался бы от земного. Для проверки этой
идеи можно было использовать лунные породы.

2.	«Дочерняя» гипотеза, или гипотеза деления. Согласно этому сценарию,
который в конце XIX в. предложил астроном Джордж Дарвин (сын
Чарльза Дарвина), Луна некогда отделилась от Земли. Вследствие бы-
строго врашения расплавленный материал вылетел из Земли в кос-
мос и образовал Луну. Некоторые астрономы даже предположили,
что Тихий океан представляет собой след от того события. В 1925 г. ав-
стрийский геолог Отто Ампферср высказал идею, что отделение Луны
вызвало дрейф континентов. В течение многих лет такая версия выгля-
дела правдоподобно, но в 1960-е гг. тектоника плит показала, что Тихо-
океанский бассейн отнюдь не столь древний: его покрывают молодые
лавы возрастом менее 160 млн лет. Эта модель также не учитывала
момент импульса системы Земля - Луна*. И здесь снова решающим
испытанием гипотезы становились лунные породы. Если бы у них был
тот же состав, что и у первоначальной Земли (до того как она разде-
лилась на ядро, мантию и кору), то данная теория получила бы под-
крепление.

3.	«Сестринская» гипотеза. Как и «дочерняя» версия, эта модель пред-
полагает, что первоначально система Земля — Луна состояла из двух
больших сгустков материи, связанных друг с другом гравитацион-
ным притяжением. В такой модели тоже есть проблемы с моментом

Для центробежного отделения Луны Земля должна была вращаться гораздо
быстрее, чем сейчас. Непонятно, откуда у Земли взялся этот момент импульса
и почему он потом исчез.
импульса системы Земля — Луна. При этом она, как и «дочерняя»,
предсказывает, что состав лунных пород будет очень похож на состав
пород первоначальной Земли.

Эти и другие идеи находились, так сказать, е подвешенном состоя-
нии, когда «Аполлон-11» и последующие корабли доставили лунные
образцы в земные лаборатории. Ко всеобщему удивлению, состав лун-
ных пород нс усилил ни одну из трех гипотез. Вместо этого он породил
новое предположение, которое никому ранее не приходило в голову.

УДАР!

Лунные породы, доставленные миссиями «Аполлон» (рис. 11.2), не по-
ходили по составу на раннюю Землю. Не оказались они и какой-то
экзотикой, как было бы, если бы Луна являлась посторонним телом,
случайно захваченным земной гравитацией. Лунные образцы состояли
из анортозита и его вулканического эквивалента — знакомой черной
лавы, известной как базальт. Иными словами, лунные породы по сво-
ему составу очень походили на части верхней мантии, где берут начало

Рис. 11.2 Образец типичного лунног анортозита. Источник: Wiki media Commons
Рис. 11.3 Удар, который зорушился на мантию и сбразовал Луну, в представлении художника.
Источник Wikimedia Commons

лавы, изливающиеся на дно океана или из таких вулканов, как Ки-
лауэа на Гавайях.

Это открытие стало потрясением. Если Луна почти полностью со-
стоит из мантийного материала, то она должна оказаться частью земной
мантии, которая сформировалась уже после того, как первоначальная
Земля разделилась на ядро из железа и никеля (см. главу го) и мантию
из силикатных минералов. Иными словами, Луна образовалась намного
позже того, как Земля сформировалась и остыла и в ней выделились
отдельные слои.

Еще более поразительно, что единственным способом доставки
в космос большого количества мантийного материала был мощный
удар по ранней Земле каким-то другим телом (рис. 11.3). Специали-
сты по планетной геологии назвали это гипотетическое тело Тейя (так
в греческой мифологии звали мать Селены — богини Луны) и пред-
положили, что это была протопланета размером с Марс, которая
ударилась о Землю, а в результате сила столкновения отколола мате-
рию с одной стороны нашей планеты и отбросила на околоземную
орбиту. Когда отделенные обломки начали вращаться вокруг Земли
(на дистанции, равной одной десятой от ее нынешнего расстояния
до Луны), они постепенно соединились. Энергия этого столкновения
была поразительной! Триллионы тонн материала испарились, а тем-
пература Земли поднялась до юооо °с.

Тепло от ее собственных радиоактивных минералов полностью рас-
плавило Луну, и основная ее часть должна была сохранить тот же со-
став, что и земная мантия; при этом такое плавление должно было вы-
звать колоссальные извержения формирующей магматические океаны
базальтовой лавы, которая сейчас образует темные участки на ее по-
верхности — лунные моря (рис. 11.4). Кроме того, у Луны есть кро-
шечное железное ядро диаметром всего 330-350 км, которое счита-
ется остатком ядра Тени, сохранившимся после столкновения; таким
образом, былое железоникелевое ядро Тейи почти целиком слилось
с ядром Земли Если бы оказалась верной «сестринская» модель или
«дочерняя» (которым отдавали предпочтение планетологи до полета
«Аполлона-и»), то у Луны было бы большое ядро, и его размеры отно-
сительно мантии пропорционально соответствовали бы соотношению
ядра и мантии Земли.

Когда же все это произошло? И снова лунные породы дают ответ.
Многие лаборатории установили возраст этих камней, используя те же
уран-свинцовые (см. выше) и свинец-свинцовые методы датирования.
Большинству из них не менее 4 млрд лет, а потому можно предпо-
ложить, что поверхность Луны образовалась очень давно и с тех пор
не претерпела значительных изменений. В конце концов, там не су-
ществует сил, которые действуют на Земле и которые меняют земную
поверхность, — на Луне нет атмосферы, нет воды, нет выветривания,
нет тектоники плит, а сила тяжести невелика. Единственные серьез-
ные изменения лунной поверхности вызваны мощными ударами, оста-
вившими кратеры (рис. 11.4); однако возраст большинства обломков
е кратерах превышает 3,9 млрд лет, поэтому столкновения в основном
происходили очень давно, и с тех пор мало что случалось.

Возраст самых старых доударных пород с Луны ныне составляет
4,527 ± о,оою млрд лет. Это примерно на 30 млн лет меньше возраста
метеоритов, которые относятся ко времени зарождения Солнечной си-
стемы. Поэтому Луна определенно моложе событий, сформировавших
Рис. 11.4 На ближней стороне Лунь;, всегда обращенной к Земле, видны ударные кратеры и темные пятна
лавы [лунные моря]. Фо о NASA

Солнечную систему и Землю, а также того периода плавления, когда
ядро Земли отделилось от ее мантии.

С тех пор как анализ лунных пород впервые позволил выдвинуть
гипотезу колоссального удара, появилось много новых доказательств,
подтверждающих тот факт, что источником Луны была мантия Земли.
Почти все геохимические изотопы (кислород, тиган, цинк и многие
другие), изученные за последние полвска после получения лунных
пород, показывают, что у Луны и у земной мантии одинаковый хи-
мический состав. С тех пор в ударную модель внесено множество мо-
дификаций: в одних вариантах используется несколько ударных тел,
в других предполагается другой размер ударного тела или иная меха-
ника удара. Но какую бы теорию ни предпочитали ученые, достав-
ленные «Аполлонами» образцы неопровержимо указывают на то, что
Луна была частью земной мантии.

ВЛАСТЬ ЛУНЫ

Забавно. Когда-то мы тратили массу времени, глядя в космос
и гадая, что же там есть. Были одержимы Лукой и мыслями, смо-
жем ли когда-нибудь побывать там. День, когда мы наконец сту-
пили на нее, отмечался во всем мире как, возможно, величайшее
достижение человечества. Но когда мы собирали камни в пустын-
ном лунном ландшафте, мы подняли глаза и заметили, насколько
невероятна наша собственная планета с ее неповторимой удиви-
тельной красотой. Мы называли ее Матерью-Землей. Потому что
она нас родила, а потом мы выжали из нее все соки.

Джон Стюарт*.

Земля [Книга]: Путеводитель по человеческой расе

Люди веками смотрели па Луну и приписывали ей таинственные силы.
В популярном фильме «Власть Луны» герои ведут себя странно под
влиянием полнолуния. Считается, что оно заставляет вервольфов пре-
вращаться из людей в волков, а настоящих людей побуждает творить
безумства. В астрологии положение Луны в момент нашего рождения
якобы влияет на нашу личность и будущее, хотя это полная чушь.
Многие народы обвиняли ее в странных событиях или поклонялись
ей как божеству Научная фантастика, в период своего становления,
изображала людей на Луне или пришельцев с Луны, вторгающихся
на Землю. Люди разных стран смотрели на темные и светлые пятна
на поверхности светила и представляли себе «лицо» или видели «лун-
ного человека». В одном из самых ранних (1902) немых фильмов «Пу-
тешествие на Луну» капсулу с героями загружают в пушку и отправ-
ляют на Луну, где пушечный снаряд вонзается в глаз «лунного лица».
Фильм был создан под влиянием опубликованного в 1865 г. научно-
фантастического романа Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путем

Популярный американский комик, писатель и телеведущий. — Прим ред.
за 97 часов 20 минут», персонажи которого отправились на Луну с по-
мощью выстрела из пушки. Наши современные знания обессмыслили
все подобные представления.

Однако Луна действительно влияет на нас, причем удивительными
способами. Астрономы и физики указывают на интересную динамику:
относительно большой размер нашего спутника (по сравнению с раз-
мерами спутников других планет) оказывает стабилизирующий эф-
фект, поддерживая устойчивое вращение Земли. Многие также пола-
гают, что удар привел к отклонению оси вращения нашей планеты
на 23,5° от перпендикуляра к плоскости ее орбиты. Когда произошло
столкновение, ось вращения Земли отклонилась от вертикали на 23,50,
и теперь она покачивается, как юла (см. об этом в главе 25).

История о том, как система Земля - Луна обрела современное
состояние, удивительна не менее самого первоначального удара. При-
ливные силы со стороны Земли полностью остановили вращение
Луны вокруг своей оси, поэтому она всегда обращена к Земле одной
и той же стороной. Люди видели только эту сторону нашего спутника,
пока астронавты на «Аполлоне-8» не облетели Луну (рис. 11.5) и не сфо-
тографировали ее+. (Обратная сторона Луны — это вовсе не темная
сторона Луны, как в названии знаменитого альбома The Dark Side of
the Moon группы Pink Floyd: постоянной «темной стороны» у Луны
не существует, поскольку обе ее стороны выходят на свет и погружа-
ются во тьму поочередно, в зависимости от положения относительно
Солнца.) Между тем приливные силы со стороны Луны точно так же
постепенно замедляют вращение Земли, увеличивая сутки примерно
на 1,5 миллисекунды за столетие. В начале каждого нового года (в част-
ности, после миллениума в 2001 -м) самые точные в мире часы необ
ходимо корректировать с учетом этого замедления, поскольку в про-
тивном случае произойдет рассинхронизация с атомными часами.

Может показаться, что миллисекунды мелочь, но они складыва-
ются в течение миллионов и миллиардов лет. Физики провели расчеты
и обнаружили, что раньше Земля вращалась быстрее и в геологиче-
ском прошлом в году было гораздо больше дней, чем сейчас.

Подтверждение этому поразительному открытию принесла пале-
онтология скромных кораллов. В начале 1960- х гг. палеонтолог Джон

Первые фотографии обратной стороны Луны сделала советская станция «Луна-3»

в 1959 г.
Рис. 11.5 Обратная сторона Луны, которую м.жет увидеть своими глазами только экипаж кссмическ?гз
корабля на окололунной орбите. Впервые это испытали астронавты «Аполлсна-8- в 1968 г. Сото NASA

Уэллс из Корнеллского университета изучал ископаемые кораллы, у ко-
торых были видны как линии дневного роста, так и более крупные от-
метки, показывающие годовой цикл. Он сумел сделать очень топкие
срезы кораллов, отполировал их, а затем под микроскопом подсчитал
годичные кольца. Действительно, в девонский период (около 400 млн
лет назад) Земля вращалась вокруг своей оси намного быстрее: за один
оборот вокруг Солнца (год) она делала 400 оборотов вокруг своей оси
(то есть в году было 400 дней). Еще раньше, около boo млн лет назад,
день длился меньше 21 часа, а не 24 часа, и год насчитывал 430 дней.
Л всего 150 млн лет назад в году было 380 дней.
Что это значит? Земля постепенно (хотя по человеческим меркам
чрезвычайно неспешно) замедляется, и поэтому когда-нибудь (при-
мерно через 20 млрд лет) приливные силы остановят ее вращение,
и наша планета будет навсегда обращена к Луне одной стороной, а вто-
рая сторона не увидит Луну никогда. Энергия всей системы Земля
Луна также уменьшается, и по тому обе части этой системы медленно
расходятся. Когда обломки, создавшие Луну, впервые выбросило в кос-
мос, она находилась, напомню, вдесятеро ближе к Земле, чем сейчас,
и с тех пор наш спутник медленно удаляется от нас. Во времена три-
лобитов (почти боо млн лет назад) Луна в небе выглядела огромной.
Ее приливные силы на таком расстоянии были настолько мощными,
что во время приливов и отливов по планете проносились огромные
настоящие волны (а не вызванные землетрясениями цунами, которые
не имеют ничего общего с приливами).

Со временем Земля с Луной не только остановят вращение друг
друга и разойдутся гораздо дальше, но и само их движение может пре-
кратиться. Однако это произойдет через миллиарды лет, и то вряд ли,
так как Солнце, вероятно, расширится раньше и уничтожит внутрен-
ние планеты.

Когда вы задумываетесь о таких вещах, сам этот процесс учит сми-
рению. Всего несколько килограммов камней, доставленных космиче-
ским кораблем «Аполлон», произвели революцию в нашем понима-
нии Луны, Земли и Солнечной системы. В следующий раз, когда вы
прочтете стихи о Луне или услышите романтическую песню о «Луне
в июне»*, вы никогда уже не будете думать о нашем единственном
естественном спутнике так, как прежде.

Moon in June — песня британской рок-группы Soft Machine.
12

ДРЕВНИЕ ОКЕАНЫ И ЖИЗНЬ?

СВИДЕТЕЛЬСТВО ПЕСЧАНОГО ЗЕРНА

ЦИРКОНЫ

Чтоб увидеть весь мир в песчаном зерне,

Небеса в полевом цветке,

Уместите вечность в одном лишь дне,
Бесконечность — в одной руке.

Уильям Блейк. Песни невинности

Не знаю, кем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь только
мальчиком, играющим на морском берегу, который забавляется, время
от времени отыскивая более гладкий камешек или более красивую
раковину, нежели обыкновенно, в то время как великий океан истины
расстилается передо мной неисследованным

Исаак Ньютгн*

ДОРОЖЕ БРИЛЛИАНТОВ

Если вы переключаете каналы телевизора и смотрите какие-то пе-
редачи вроде «Магазина на диване» или рекламные ролики, то рано
или поздно увидите, что кто-нибудь навязывает зрителягл броские

Это ставшее популярным высказывание не содержится ни в одном из трудов Нью-
тона и, возможно, приписывается ученому; впервые цитата была приведена (без
убедительного указания на источник) в сборнике занимательных анекдотов исто-
рика и литератора XVIII в Джозефа Спенса, опубликованном в 1820 г. — Прим. ред.
украшения из «кристаллов кубического цирконита»*. Там охают
и ахают, демонстрируя внешний вид этих кристаллов, похожих
на бриллианты, но продающихся за малую долю стоимости настоя-
щих бриллиантов, — однако кто это сможет отличить? Точно так же
вы можете найти в интернете множество продавцов, рекламирующих
свои украшения из фианита примерно в таких выражениях:

Ziamond — место, где взыскательные клиенты покупают лучшие
высококачественные украшения из фианита, оправленного исклю-
чительно в драгоценные металлы, например в золото 585 пробы,
золото 750 пробы и роскошную платину. Наши украшения из фиа-
нита — образец превосходных искусственных заменителей брил-
лиантов, которые предлагает мир, и на них распространяется
наша всеобъемлющая Бессрочная Гарантия. Удивительные фиа-
ниты Ziarnond, предназначенные для украшений, идеально гра-
нят, а затем полируют в соответствии со стандартами для брил-
лиантов, гарантируя нашим клиентам внешний вид и ощущение
подлинного бриллианта. Вы можете уверенно носить фианитовые
украшения Ziamond каждый день и чистить их так же, как брил-
лиантовые. Мы работаем с драгоценными камнями более ста лет,
и наши сотрудники обладают техническими и художественными
навыками для разработки и реализации любого дизайна изделий
из фианита, обращая при этом внимание на детали, качество ди-
зайна и мастерство, которые ожидаются от украшений из драго-
ценных камней. Что ни возьмите — перстни с фианитом, свадеб-
ные кольца с фианитом, обручальные кольца с фианитом, браслеты
с фианитом или серьги с фианитом, — мы с нетерпением ждем
возможности продемонстрировать вам все умения Ziamond, и вы
увидите, почему мы признанный лидер в сфере создания ювелир-
ных украшений с этим камнем.

В цирконите-фианите нет ничего плохого, если вы хотите произ-
вести впечатление на друзей недорогой имитацией алмаза. Но это
не настоящий бриллиант, а цирконий не так уж и редок в природе.
Фианит — всего лишь синтетический камень, а именно диоксид цир-
кония (ZrO,). (В своей природной форме минерал ZrO называется

Также этот искусственный минерал называют фианитом.
Рис. 12.1 Кристалл циркона. Источник: Wikimedia Commons

бадделеит в честь открывшего его Джозефа Баддели, руководителя
проекта строительства железной дороги на Шри-Ланке. Однако бад-
делеит — явно нс то слово, которое можно услышать от ведущих те-
лепередач, где продают ювелирные изделия.) Еще один минерал, со-
держащий элемент Zr, — силикат циркония (ZrSiO4), известный как
циркон (рис. 12.1). Крупные кристаллы циркона образуют октаэдр —
фигуру, похожую на две склеенные пирамиды. Они бывают разного
цвета, включая пурпурный, желтый, розовый, красный, а порой и бес-
цветные, в зависимости от того, какие примеси в них содержатся
и что произошло с их кристаллической структурой.
Стоимость алмазов огромна, зато у цирконов необычайно высока
научная информативность, и это делает их в глазах ученых более
цепными камнями, нежели любые бриллианты. Цирконы — неве-
роятно полезные минералы для геологов. Они образуют очень твер-
дые, прочные кристаллы, особенно в гранитных магмах на послед-
ней стадии охлаждения. Поскольку в кристаллах циркона есть место
для больших атомов (например, циркония), они также захватывают
другие крупные атомы, которые не помещались ни в один другой
минерал и концентрировались на последней стадии кристаллиза-
ции магмы. Среди них чрезвычайно редкие элементы — в частно-
сти, уран и торий. Таким образом, вы можете взять кристалл цир-
кона и проанализировать его на содержание урана. Цирконы широко
используются для определения возраста геологических объектов
в уран свинповом и свинец-свинцовом методах, а также в трековом
датировании,

Цирконы настолько прочны и устойчивы практически ко всему,
что для их извлечения из гранитных пород нужно использовать гру-
бую силу. Как правило, вы применяете дробилку с целью измельче-
ния исходной породы в мелкий порошок. Затем замачиваете этот
порошок в самой сильной на Земле кислоте — плавиковой, или фто-
роводородной (HF). Эта жидкость настолько едкая и токсичная, что
нужно работать с хорошей вытяжкой и пользоваться средствами за-
щиты кожи, глаз и легких. Плавиковая кислота растворяет даже ем-
кости многих видов, поэтому хранить ее приходится в специальных
сосудах. Кислота разрушит практически все остальные минералы
в породе, поэтому когда вы после кислотной ванны промоете оста-
ток материала водой, то получите концентрированные цирконы, го-
товые для анализа.

Цирконы долговечны не только в лабораторных условиях,
но и в природе. Когда горные породы выветриваются и превраща-
ются в крупинки, которые измельчаются до песка на дне водных
потоков, то среди оставшихся прочных минералов найдутся и цир-
коны. Даже в наиболее сильно выветрившемся песке, который при-
мерно на 99% состоит из кварца (прочного и самого распространен-
ного на земной поверхности минерала), небольшие доли процента все
равно будут приходиться на цирконы. Для вычисления индекса ZTR,
показывающего, насколько сильно выветрился песок или песчаник,
используется количество содержащегося там циркона (а также двух
других прочных минералов — турмалина и рутила), Цирконы могут
оказаться мощными инструментами для решения разного рода гео-
логических проблем, и поэтому ими занимается множество геологов.

КТО НА ПЕРВОМ МЕСТЕ?

Геохронологи считают, что цирконы особенно полезны для датирова-
ния очень древних пород. Именно цирконы использовались для опре-
деления возраста некоторых метеоритов (глава ю) и лунных образ-
цов (глава и), они применяются и для оценки пор од-долгожительниц
Земли. Многие из старейших горных пород на нашей планете были
датированы с применением не только уран-свинцового, но и свинец-
свинцового и рубидиево-стронциевого методов, в которых участвуют
цирконы.

В течение многих лет самыми известными «старейшинами»
на Земле были гнейсы Амитсок (рис. 12.2) из супракрустального пояса
Исуа на юго-западном побережье Гренландии, возраст которых оцени-
вали в 3,8 млрд лет. Они представляют собой некоторые ранее всего об-
разовавшиеся породы земной коры, включая небольшие блоки прото-
континентальной коры (ныне метаморфизованные), пластины-слайсы
протоокеанической коры (известные как зеленокаменные породы)
и даже некоторые фрагменты древнейшей мантии (перидотиты). Од-
нако полученные возрастные датировки не были окончательными, по-
скольку эти породы были сильно метаморфизованы и изменены, так
что всегда оставалась вероятность, что их истинный возраст несколько
больше. Они рассказали нам, что самая ранняя земная кора состояла
из мелких блоков континентальной коры (протоконтинентов), кото-
рые плавали в очень тонкой, горячей океанической коре, состоявшей
из лав, извергавшихся непосредственно из мантии. Эти необычные
лавы, известные как коматииты, полностью состояли из мантий-
ных минералов — таких как зеленоватый силикатный минерал оли-
вин. Коматииты даже богаче магнием и железом, чем базальтовые
лавы, из которых сегодня состоит вся океаническая кора. Они свиде-
тельствуют, что Земля на заре своей эволюции была очень горячей,
а кора — тонкой, весьма подвижной и легкоплавкой. В ту пору еще
не произошла дифференциация на современные типы пород зрелой
океанической и континентальной коры. Фактически блоки коры были
Рис. 12.2 Суп ракрустал ь ный комплекс Исуа в южной грен лян ди и; возраст пор зд 3,8 млрд лет.

Источник: Getty Images

такими малыми и тонкими, что настоящей тектоники плит, вероятно,
тогда не существовало. Коматиитовые лавы могли образоваться только
в этих условиях; сейчас же, когда океаническая кора стала зрелой,
а температура и химический состав верхней мантии изменились, они
уже нигде на Земле не извергаются. Ныне выплескивается только лава,
которая остывает с образованием базальтов, формируя дно океана.

В 1999 г. звание старейшей горной породы на Земле забрала себе
другая долгожительница — гнейс Акаста (рис. 12.3). Рекорд отодви-
нулся с 3,8 млрд лет до 4,031 ± 0,003 млрд. Гнейс Акаста — это еще
один кусок протоконтинентальной коры, только на сей раз входящий
в состав террейна Слейв, который получил свое название от Большого
Невольничьего озера* на северо-западных территориях Канады Эта
порода удерживала рекорд долголетия в течение нескольких лет, попав
во все учебники.

Great Slave Lake. — Прим ped.
Однако здесь, как и в спорте, рекорды предназначены для того,
чтобы их превосходить. В 2008 г. возраст зеленокаменного пояса Нув-
вуагиттук на восточном берегу Гудзонова залива на северо-западе про-
винции Квебек был датирован 4,28 или 4,321 млрд лет. Эти величины
были получены не прямым уран-свинцовым методом, а самарий-
неодимовым методом датирования лав зеленокаменного пояса. Од-
нако полученный результат вызывает споры. Многие ученые считают,
что 4,28 млрд лет и старше — возраст не самих горных пород, а роди-
тельского материала, который был переплавлен при их образовании.
Уран-свинцоьый метод для самых старых цирконов из оцениваемых
пород определяет их возраст как около 3,78 млрд лет. Даже если так,
это свидетельствует об образовании наиболее древней земной коры
примерно 4,28-4,32 млрд лет назад. Учитывая описанную историю ис-
следований, можно ожидать, что вскоре какой-нибудь геолог найдет
породу еще древнее.

Обратите внимание, что возраст земных пород-долгожительниц
не превышает 4,32 млрд лет, а самых древних материалов Солнеч-
ной системы (метеоритов и лунных пород) составляет не менее
4,55 млрд лет. В чем причина такой разницы? Ответ — в тектонике
плит и сильном уменьшении земного покрытия под воздействием
воды и ветра. Поверхность нашей планеты постоянно перекраивается

Рис. 12.3 Фрагмент гнейса Акаста самой древней горной породы на нашей планете,
возраст которой составляет 4,01 млрд лет. Источник Wikimedia Commons
из-за движения плит, плавящихся и погружающихся в мантию, а затем
рождающихся заново. Мертвая же поверхность Луны, напротив, обхо-
дится без тектоники плит, поэтому некоторые ее породы показывают
возраст формирования 4,5 млрд лет назад. Метеориты, образовав-
шиеся вместе с первоначальной Солнечной системой, как и углистые
хондриты, о которых говорилось в главе ю, не менялись после того,
как остыли, вот почему они рекордсмены по возрасту.

ПРОХЛАДНАЯ ЗЕМЛЯ

Итак, выше указан возраст самых старых горных пород на Земле;
но не они древнейшие земные материалы, которые нам известны.
Все дело в горстке зерен циркона (рис. 12.4) из гораздо более моло-
дого песчаника, найденного в холмах Джск-Хиллз в Западной Австра-
лии. Уран-свинцовый метод можно применить к каждому отдельному
зерну, поэтому был неизбежен разброс в оценках. Однако самые ста-
рые зерна насчитывают, по результатам исследований, 4,404 млрд лет,
и это как минимум на юо млн лет дольше, чем возраст материалов
из Квебека, которым 4,3 млрд лет. Таким образом, нынешнему облада-
телю звания самого древнего вещества Земли (то есть не метеоритам
и не лунным породам) примерно 4,4 млрд лез. Датирование этих зерен
еще больше приближает нас к возрасту лунных камней и метеоритов,
но между ними пока еще существует разрыв примерно в 200 млн
лет. Это столько же, сколько отделяет нас от начала эпохи динозав-
ров (поздний триас), что отнюдь не малый временной промежуток.

Эти крошечные крупинки циркона, помимо своего рекордного
возраста, таили в себе и другие сюрпризы. Когда ученые проанали-
зировали мельчайшие пузырьки газа, заключенные внутри зерен,
то обнаружили доказательства существования более 4 млрд лет назад
атмосферы. В пузырьках содержались изотопы кислорода, а это свиде-
тельствовало о том, что уже 4,4 млрд лет назад на поверхности Земли
существовала жидкая вода!

До этого открытия геологи предполагали, что Земле потребовалось
много времени, чтобы остыть из расплавленного состояния, в котором
она пребывала 4,55 млрд лет назад. Большинство ученых считали, что
ушло около 700 млн лет, пока ее температура упала ниже точки кипе-
ния воды (гоо °с): об этом говорил возраст древнейших осадочных
Рис. 12.4 Микрофотография зерна циркона из холмив Джек-Хиллз в Австралии, возраст которого
составляет, пс ценкам, 4 4 млрд лет. Изображение свидетельствует, что в первоначальные времена
Земля была покрыта водой. Фото предоставлено Дж. Вэлли [I. Valley]

пород, образовавшихся под действием проточной воды (имеются
в виду породы упомянутой ранее формации Исуа из Гренландии, ко-
торой з,8 млрд лет). Однако цирконы Джек-Хиллз ставят эти заключе-
ния под сомнение. Если они действительно указывают на существова
нис жидкой воды на Земле 4,4 млрд лет назад, то отсюда следует, что
нашей планете понадобилось всего 200 млн лет, чтобы остыть, перейдя
из расплавленного состояния к температуре ниже кипения воды. Это
также указывает, что в указанном временном интервале происходило
не так много падений метеоритов, иначе океаны испарялись бы снова
и снова. В совокупности такие расчеты приводят к версии, которую
называют гипотезой прохладней ранней Земли.

Но откуда же взялась вода на ранней Земле? Традиционно геологи
считали, что это вода, оказавшаяся в земной мантии при остывании,
которая постепенно в процессе дегазации уходила через вулканы. Од-
нако в последнее время химический анализ внеземных объектов вы-
являет совпадение их состава с химическим составом земных океанов
(особенно это характерно для углистых хондритов — см. главу то).
Такие результаты позволяют предположить, что в материале ранней
Солнечной системы (остатки которого представляют собой хондриты)
содержалось много воды. То же самое относится и к лунным породам,
в которых сегодня воды немного, но которые, по-видимому, были до-
вольно влажными при формировании Солнечной системы. Если так,
то уже при рождении Земли на ней существовала вода. Когда планета
остывала, для образования первых океанов было достаточно, чтобы
температура ее поверхности упала ниже тоо °с.

При этом мы можем исключить кометы в качестве источника. Хотя
их часто называют «грязными снежками», поскольку они состоят в ос-
новном из пыли и водяного льда, химический анализ четырех комет
показывает, что их геохимия сильно отличается от геохимии земной
воды. Таким образом, можно отвергнуть популярную гипотезу, со-
гласно которой кометы падали на древнюю Землю и таяли, создавая
ее океаны.

В крошечных зернах циркона из Джск-Хиллз таился еще один сюр-
приз. В 2015 г. появилась статья о том, что в них нашли микроско-
пические кристаллы графита. Большинство людей знают графит как
минеральную форму кристаллического углерода - минерал, который
вставлен в карандаш. Удивительно, но геохимические данные графита
соответствовали соотношениям изотопов углерода, характерным для
жизни! Возраст этих конкретных зерен циркона составлял 4,1 млрд
лет — меньше, чем у самых старых, подтверждающих существование
воды, которым 4,4 млрд. И все же это впечатляет. Ранее самый древний
углерод, химический состав которого говорил о том, что он порожден
жизнью, а также, возможно, самые старые окаменелости происходили
из пород формации Исуа в Гренландии, возраст которых составляет
3,8 млрд лет. Цирконы из Джек-Хиллз на 300 млн лет старше преды-
дущего рекордсмена. Древнейшие окаменелости, убедительно свиде-
тельствующие о жизни, происходят из кремней Апекс Черт в составе
группы Варравуна в Западной Австралии (3,5 млрд лет) и пород группы
Фиг Три в Южной Африке (3,4 млрд лет). Таким образом, жизнь заро-
дилась гораздо раньше, чем предполагалось прежде, и ненамного позд-
нее появления первых океанов на прохладной ранней Земле.
Кроме того, такое свидетельство о существовании значительно
более древней жизни, как и подтверждение существования ранних
океанов, которое дали те же цирконы, заставляет нас пересмотреть
представления об изначальной Земле. Основываясь на возрасте лун-
ных кратеров (от 3,9 до 4.4 млрд лет), мы предполагали, что милли-
арды обломков из космоса точно так же интенсивно должны были
бомбардировать и Землю от ее образования до момента, датируе-
мого 3,9 млрд лет назад. Однако подтверждаемый факт наличия океа-
нов с жидкой водой 4,4 млрд лет назад, а, возможно, даже и наличие
жизни 4,1 млрд лет назад побуждают к выводу, что такая бомбарди-
ровка Земли была гораздо менее активной, чем предполагалось.

Велики шансы, что к моменту публикации этой книги объявят
о еще более удивительных открытиях, и тогда появится новый пре-
тендент на звание древнейшей породы на Земле И это хорошо.
Это подтверждает, что исследование ранних стадий существования
Земли — активная и динамичная область знаний, постоянно прино-
сящая новаторские открытия. Кого-нибудь может разочаровать то об-
стоятельство, что книга имеет вероятность устареть еще до того, как
ее напечатали. Однако наука идет вперед, и с каждой новой опубли-
кованной работой мы всегда узнаем новые и всё более удивительные
сведения о Земле.
13

МНОГОЭТАЖКИ МИКРООРГАНИЗМОВ:

ЦИАНОБАКТЕРИИ И ДРЕВНЕЙШАЯ ЖИЗНЬ

СТРОМАТОЛИТЫ

Если теория [эволюции] верна, до низших кембрийских слоев, бесспорно,
прошли долгие периоды времени. ..ив эти периоды мир кишел живыми
существами. [Однако] на вопрос, почему мы не находим относящихся
к этим ранним периодам отложений, богатых окаменелостями,
я не могу дать удовлетворительного ответа.

Чарльз Дарвин. Происхождение ьидов

ДИЛЕММА ДАРВИНА

Когда Дарвин опубликовал в 1859 г. «Происхождение видов», одним
из самых слабых мест его теории было отсутствие бесспорных ока-
менелостей докембрийского периода; в то время впервые появи-
лись сложные многоклеточные животные — например, трилобиты.
Дарвин был знаком с кембрийскими породами и окаменелостями,
потому что в 1831 г. в западном Уэльсе помогал работать с ними сво-
ему кембриджскому преподавателю — легендарному геологу Адаму
Седжвику, первому человеку, носившему звание профессора геоло-
гии. Но даже без малого три десятка лет спустя, когда Дарвин писал
свою книгу, такое отсутствие окаменелостей все еще оставалось за
гадкой.

Дарвин и большинство геологов знали, что одна из проблем тут
заключалась в следующем: старые докембрийские породы обычно
под воздействием огромной температуры и давления превращались
в метаморфические*, и все окаменелости при этом уничтожались.
Кроме того, чем старше породы, тем больше вероятность того, что
они не только будут метаморфизованы, но и просто разрушатся в ре-
зультате эрозии. Наконец, действительно древние материалы обычно
погребены под более поздними посткембрийскими отложениями и об-
нажаются лишь в нескольких местах на Земле, где старые подстила-
ющие слои испытали поднятие, а перекрывающие их более молодые
были снесены эрозией.

Тем не менее ученые приняли вызов Дарвина и продолжили по-
иски. Было много тупиков и ложных следов. Одна странная ветвя-
щаяся структура, похожая на примитивное растение, получила назва-
ние Oldhamia. Однако оказалось, что она образована ходами какого-то
червя, но сама не является окаменелостью. Слизистый «организм», об-
наруженный в сосудах с илом из самых глубин океана, который Томас
Гексли, Бульдог Дарвина**, провозглашал новым существом Bathybius,
оказался продуктом химических реакций сульфата кальция со спир-
том, используемым для сохранения образцов. В 1858 г., за год до пуб-
ликации книги Дарвина, канадский геолог-изыскатель сэр Уильям
Эдмонд Логан обнаружил на берегу реки Оттавы недалеко от Мон-
реаля несколько слоистых структур (рис. 13.1). Находка не убедила
большинство ученых, поскольку слоистые структуры в горных поро-
дах могут возникать множеством небиологических способов. Но один
из сторонников Логана, канадский палеонтолог Джон Уильям Доусон,
был уверен, что эти структуры породила жизнь, и назвал их Eozoon
canadense (дословно «канадское рассветное животное» или «канадская
заря жизни»). По мнению Доусона, эозоон — «один из ярчайших дра-
гоценных камней в короне Геологической службы Канады». Однако
вскоре другие геологи, изучив «окаменелость» и ее происхождение,
пришли к выводу, что это полосчатое метаморфическое образование,
состоящее из слоев кальцита и серпентина.

* Примерами метаморфических пород могут служить, в частности, мрамор, сла-
нец и гнейс. — Прим. ред.

** Ученый получил это прозвище за свои непримиримые полемические выступле-
ния в зашиту эволюционной теории. — Прим. ред.
Рис. 13.1 Слоистая структура, названная эозооном. Некогда она считалась окаменелостью, но теперь
известно, что это псевдоокаменелость нечрганическ^'с происхождения. [А] Иллюстрация из книги
Джона Доусона -Рассвет жизни» [Hawn of Life). [В] Типовой образец в Смитсоновском инс i из у г е.
Масштабные линейки равны 1 см. Фото предоставлено Джеймсом Уильямом Шопфом (J. W. Schopf]

ПСЕВДООКАМЕНЕЛОСТЬ ИЛИ НАСТОЯЩАЯ ОКАМЕНЕЛОСТЬ?

После стольких ложных тревог с псевдоокаменелостями геологи
вполне справедливо относились со скепсисом к любой находке, кото-
рую кто-либо провозглашал свидетельством докембрийской жизни.
Здесь легко сделать ошибку. Природные камни и минералы самыми
разными способами могут образовывать структуры, которые выглядят
(для неопытного собирателя) как настоящие окаменелости. Многие
охотники за породами раскалывают сланцы, обнаруживают на них
нечто тонкое, ветвящееся, кружевное черного цвета и думают, что
это ископаемое растение. В действительности это хорошо известная
псевдоокамснелость — дендриты пиролюзита; она возникает в ре-
зультате ветвящегося роста кристаллов оксида марганца. Многим па-
леонтологам какой-нибудь любитель вручал камень странной формы
и заявлял, что это «окаменевшее яйцо», «окаменевший мозг», «ока-
меневшее сердце» или даже «окаменевший фаллос». В большинстве
случаев это просто конкреции* - - отложения, которые приняли соот-
ветствующий внешний вид.

От .пат. ccncretio — «стяжение, сгущение». — Прим. ред.
Между тем в 1878 г. в качестве свидетельства докембрийской жизни
предложили еще одну примечательную структуру. Молодой Чарльз
Дулиттл Уолкотт работал ассистентом у легендарного Джеймса Холла,
первого специалиста, официально занимавшего должность геолога
и палеонтолога штата Нью-Йорк. (Впоследствии Уолкотт стал веду-
щим палеонтологом Америки; в разные годы он был руководите-
лем Смитсоновского института, директором Геологической службы
США и президентом Национальной академии наук.) Приехав в город
Саратога-Спрингс (курорт и Мекку лошадиных скачек) в долине Гуд-
зона, Уолкотт остановился в месте, которое сейчас называется Лестер-
Парк, — примерно в з милях к западу от Саратога-Спрингс. Там он
обнаружил крупное обнажение слоистых структур, которые выгля-
дели наподобие разрезанных кочанов капусты (рис. 13.2). Такие об-
разования уже были известны геологам, которые назвали их строма-
толитами (от древнегреческих слов, означающих «слой» и «камень»).
Однако образцы в Лестер-Парке были необычными. Двадцативосьми-
лстний Уолкотт написал и опубликовал свою первую научную статью
о них, назвав находку Cryptozoon (от древнегреческих слов, означаю-
щих «скрытый» и «жизнь») и заявив о биологическом происхождении
объекта.

Разумеется, научное сообщество встретило это заявление весьма
прохладно. Ученые уже обожглись на многослойной структуре, кото-
рую Доусон назвал эозооном, и теперь были недоверчивы. Самый
известный и влиятельный палеоботаник мира, сэр Альберт Чарльз
Сьюард, много лет отвергал криптозоон Уолкотта. Он справедливо
утверждал, что в этих образованиях нет ни органических структур,
ни детализированных растительных тканей и ничто не исключает воз
можность возникновения данных слоев при росте минералов.

Тем не менее специалисты обнаруживали и описывали все больше
строматолитов разных видов. Одни из них походили не на разрезан-
ную капусту, а выглядели как высокие колонны с куполом. Другие
были по форме вытянутыми конусами (Conophytori) или состояли
из куполообразных слоев, уплощенных в центре (Collenia). В поздних
докембрийских породах Сибири нашли множество разнообразных
и хорошо сохранившихся строматолитов, поэтому советские геологи
занялись наименованием и описанием таких структур. И все же дока-
зательств того, что они действительно органические, а не геологиче-
ские, не было.
Рис. 13.2 Похожие на капусту слоистые строматолиты из Лестер-Парк [штат Нью-Йорк],
получившие название криптсзс н. Их верхние части срезаны ледником. Фото автора
ЗАЛИВ ШАРК

Единственный убедительный способ показать, что строматолиты под-
линные ископаемые, — обнаружить их живыми в современном мире.
Однако почти все известные строматолиты относились к докембрию:
за некоторыми исключениями им было более 550 млн лет. Некогда
самые распространенные и зримые окаменелости на планете, они та-
инственным образом исчезли в кембрии, когда началась эволюция
многоклеточных животных.

Прорыв произошел во время обычной геологоразведки в малоиз-
вестном регионе. В 1956 г. геолог Брайан Логан из Университета Запад-
ной Австралии и его коллеги составляли карту северного побережья
этого штата. Они двигались вдоль берега и добрались до соленой ла-
гуны под названием залив Шарк (Акулья бухта) примерно в 8оо км
к северу от Перта. Исследуя местность во время отлива, геологи обна-
ружили в мелководном районе Хэмлин-Пул множество колонн с ку-
полообразными вершинами высотой метр и больше (рис. 13.3). Эти
образования были по виду точными копиями криптозоона и других
структур, которые относили к строматолитам.

Внимательное изучение образцов показало, что структуры залива
Шарк действительно состоят из миллиметровых слоев отложений —
точно таких же, как в ископаемых строматолитах. Но теперь ученые
смогли установить, что образовало эти таинственные слоистые объ-
екты Верхняя поверхность каждой колонны была покрыта липким
матом синезеленых бактерий (цианобактерий), растущих под солн-
цем. В старых книгах их называли синезелеными водорослями, но это
неверно: водоросли — настоящие растения с эукариотическими клет-
ками, в которых есть ядро и органеллы, в то время как цианобакте-
рии - это прокариоты без выделенного ядра, но с протеканием вну-
тренних химических процессов, необходимых для фотосинтеза.

После дальнейшего анализа этих колонн стало понятно, как
складывалась их слоистая структура. На верхнем липком слое мата
из нитей цианобактерий при отливе оседает и застревает мелкий ма-
териал. Затем нити, стремясь к солнечному свету, прорастают сквозь
такой осевший слой и создают новую липкую пленку, на которой за-
стревает новый осадок. Так происходит каждый день, поэтому при ре-
гулярно повторяющихся условиях вы можете получить объект с сот-
нями суточных слоев. Когда цианобактерии умирают, они оставляют
Рис. 13.3 Современные купольные строматппиты из залива Шгрк в Австралии.
Источник: Wikimedia Commons

после себя кучки слоистого осадка, в которых нет органического ма-
териала, и они не столь похожи на растения, как хотелось бы палео-
ботаникам.

ПЛАНЕТА ЭТОГО ГРЯЗНОГО НАЛЕТА

Так почему же строматолиты, господствовавшие на Земле в течение
3 млрд лет, практически исчезли около 500 млн лет назад? Оказалось,
залив Шарк уникален не только из-за колонии живых строматолитов.
У него очень узкий выход в океан, который перекрывает песчаная коса,
ограничивающая потоки воды во время приливов и отливов. Кроме
того, залив находится в тропическом регионе, поэтому в нем велика
скорость испарения. В результате вода в заливе оказывается очень
соленой (7%, вдвое больше солености океана). Это чересчур много
для большинства улиток и других организмов, которые в противном
случае съели бы пленки водорослей и цианобактерий, естественным
образом растущих на породах в приливных зонах но всему миру.

Когда в 1961 г. была опубликована статья о находке в заливе Шарк,
мнение ученых быстро поменялось, и вскоре большинство палео-
ботаников и геологов согласились с тем, что строматолиты действи-
тельно представляют собой самые настоящие ископаемые структуры.
За прошедшие годы их колонии обнаружили еще в нескольких рай-
онах, и у всех этих мест одна общая черта: здешняя вода негосте-
приимна по отношению к любым другим организмам — особенно
к улиткам и прочим животным, которые могут поедать липкие маты
Я был у строматолитов, растущих в соленых лагунах вдоль тихооке-
анского побережья Нижней Калифорнии; они есть в соленых водах
западного побережья Персидского залива; огромные колонны с купо-
лообразными вершинами, похожие на колонны залива Шарк, также
найдены в соленых лагунах Лагоа-Салгада («Соленая лагуна» в пере-
воде с португальского) в Бразилии. Среди немногих строматолитов,
растущих в условиях обычной морской солености, — те, которые на-
ходятся в районе Эксума на Багамских островах: местные течения на-
столько сильны, что морские улитки не могут закрепиться на поверх-
ности колоний.

Так почему же они были наиболее распространенными види-
мыми окаменелостями в докембрийских породах? Вспомните, что
цианобактерии появились более 3,5 млрд лет назад как единственная
форма жизни на Земле. Есть их окаменелости, датируемые этим воз-
растом, из группы Варравуна в Западной Австралии, а также другие
виды бактериальных окаменелостей до 3,5 млрд лет из группы Фиг-Три
в Южной Африке. Когда эта книга была уже закончена, публиковались
сообщения о возможных строматолитах из супракрустального ком-
плекса Исуа в Гренландии, которым 3,8 млрд лет (см. главу 12). Пале-
онтологическая летопись показывает, что на протяжении более 3 млрд
лет эволюция не создавала ничего крупнее одноклеточных микроорга-
низмов, так что у цианобактериальных матов на протяжении 8о% их
обитания на Земле не было врагов, которые могли бы их поедать. Они
доминировали в мире, и, как выразился мой друг профессор Джеймс
Уильям Шопф из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе,
Земля была «планетой этого грязного налета».

Лишь в раннем кембрии появились улитки и другие живот-
ные, способные питаться матами из цианобактерий и водорослей,
которыми были покрыты морские мелководья в течение з млрд лет.
После этого строматолиты почти исчезли. Между тем, когда морское
дно уже не выстилали липкие водоросли и цианобактерии, другие жи-
вотные получили возможность зарываться в отложения; так возникли
целые новые ниши для жизни.

Эго объяснение подтверждается не только местами, в которых
строматолиты сохранилисв сегодня (там, где нет улиток или других
поедателей), но и местами, где они время ст времени вновь появля-
лись в геологическом прошлом. Микробные маты всегда были готовы
восстановиться и преуспеть, когда у их врагов оказывались проблемы.
После трех великих массовых вымираний (в конце ордовика, в позд-
нем девоне и в конце пермского периода, когда произошло самое
серьезное из них) строматолиты возвращались в большом, количестве,
поскольку вымирание уничтожало множество животных. Во всех слу-
чаях строматолиты разрастались, словно сорняки, пользуясь преиму-
ществами открытого ландшафта с небольшим количеством выжив-
ших видов, и процветали каждый раз, когда исчезали существа, ими
питавшиеся.

Да, Земля была «планетой этого грязного налета» на протяже-
нии более 8о% истории жизни на ней. Не было никаких других форм
жизни, которые могли бы оставить окаменелости, — существовали
исключительно маты микроорганизмов, строившие многоэтажки
из камня. Вся эволюция заключалась в микроорганизмах, от кото-
рых в лучшем случае остаются окаменелости. Что сдерживало разви-
тие многоклеточной жизни? Препятствием могло быть само обстоя-
тельство, что микробные маты покрывали морское дно, но как только
появились улитки, питавшиеся ими, свои ниши смогли найти мно-
гие другие животные. В морское дно, свободное от пленки слизистых
бактерий, могут зарываться трилобиты и другие, более глубоко рою-
щие организмы, доказательство этого факта мы видим в норах ран-
него кембрия.

Существует несколько разных предположений, но большинство
геологов согласны с тем, что фактор, не позволявший развиваться
многоклеточным организмам, — уровень атмосферного кислорода.
По иронии судьбы его повысила фотосинтетическая активность
тех же самых цианобактерий, из которых образовались строматолиты
(см. главу 14). На это у них ушло почти 3 млрд лет, однако мало-помалу
они выделили столько кислорода, что этот газ в конце концов насытил
все поглощавшие его породы земной коры и со временем в изобилии
появился в океанах и атмосфере. Когда это произошло, он вызвал «кис-
лородный холокост» — убил большинство анаэробных бактерий, кото-
рые могут жить только при низком уровне кислорода. В конце концов
содержание кислорода стало достаточно высоким, чтобы могли разви-
ваться многоклеточные животные, дышащие этим газом, — например,
черви и трилобиты. И вообще, большая часть кислорода, которым вы
сейчас дышите, поступает не от деревьев в лесах, а от колоссального
количества фотосинтезирующих водорослей и бактерий в океанах. Так
что в следующий раз, когда на пляже вы увидите грязноватый налет
ила на каком-нибудь камне, поблагодарите его Без этого налета вы
не смогли бы ни появиться на свет, ни дышать.
14

ГОРЫ ЖЕЛЕЗА: ДРЕВНЯЯ АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ

ЖЕЛЕЗИСТЫЕ КВАРЦИТЫ

Места добычи полезных ископаемых стали для меня той темой,
которая способствовала моему увлечению изображениями
уничтоженного ландшафта — как с точки зрения формальной красоты,
так и по соображениям экологической политики.

Дэвид Майзель*

ЖЕЛЕЗНЫЕ КРЯЖИ

Настоящим откровением может оказаться поездка в железоруд-
ный район Верхнего озера, известный как район Железных Кряжей
(рис. 14.1), охватывающий северную Миннесоту, Мичиган и юг про-
винции Онтарио. Если вы посетите наиболее популярный железный
кряж Месаби или подобные ему зоны Вермильон либо Куюна в Мин-
несоте, Ганфлинт, уходящий в Канаду, Маркетт и Гогебик, а также
другие места на Верхнем полуострове Мичигана, то увидите пора-
зительные вещи. Люди снесли целые горы, состоявшие в основном
из железа, оставив огромные карьеры, которые теперь затоплены
водой. Железорудный карьер Халл-Раст-Махонинг недалеко от Хиб-
бинга (штат Миннесота.) — один из крупнейших в мире (рис. 34.2). Его

Американский фотограф, известный, помимо прочего, снимками, запечатлев-
шими примеры необратимого вторжения цивилизации в природу. Среди фо-
тоциклов Майзеля есть, в частности, «Горнорудный проект» (Mining project). —
Прим. ред.

166
размеры 2,4 на 5,6 км, а глубина более j8o м. Когда вы стоите на краю,
кажется, что под вами небольшой океанский бассейн. Дно залито
водой, но по другую сторону озерца все еще ведутся работы. Ковш
экскаватора-драглайна для удаления вскрыши по размерам превос-
ходит дом, а горно-шахтное оборудование отличается эпическими
габаритами. Диаметр шин гигантских экскаваторов и самосвалов
(рис, 14.3) превышает 3,5 м.

С момента открытия в 1895 г- железорудного карьера Халл-Раст-
Махонинг на нем было добыто более 635 млн тонн руды, а еще свыше
450 млн тонн пустой породы разбросано по всему бесплодному пу-
стынному ландшафту. Город Хиббинг даже пришлось перенести
с прежнего места, поскольку рудник расширился и поглотил террито-
рию, где первоначально располагалось поселение. Почти 25% всего же-
леза, произведенного в Соединенных Штатах, получено из этой ямы
в земле, где некогда высилась железная гора. Именно из этого рудника
брали большую часть железа, которое шло на постройки и машины
промышленной революции в конце XIX — начале XX в., особенно
в период огромного спроса на сталь для кораблей, танков и самолетов
во время Первой и Второй мировых войн.

Карьер Халл-Раст-Махонинг не единственный в этом роде. У карь-
ера Рушло недалеко от Вирджинии (штат Миннесота) длина 4,8 км,
ширина о,8 км и глубина 137 м. Со времени открытия в 1893 г. он выдал
более 270 млн тонн железной руды. Карьер все еще расширяется,
и в результате была закрыта популярная достопримечательность —
смотровая площадка «Вид на шахту с неба» с небольшим туристским
центром. Из-за расширения пришлось перенести автомагистраль 53,
причем через часть раскопа для нее построили новый мост. Другие
исполинские рудники в том же штате находятся недалеко от Судана.
Город получил шутливое название по контрасту между долгими су-
ровыми морозными зимами Миннесоты и высокими температурами
страны Судан в Африке.

Эти шахты с их богатствами оказали огромное влияние на амери-
канскую историю. Железо из региона вокруг Верхнего озера означало,
что для строительства наших огромных зданий и кораблей, миллио-
нов автомобилей и других машин можно использовать американскую
сталь. Такониты (местную железную руду) дробили, превращая в ко-
мочки концентрата — окатыши, а затем отправляли поездами в порты
на Верхнем озере — в частности, в город Дулут (штат Миннесота).
Рис. 14.1 Карта расположения железных кряжей [железорудных зон] в районе Верхнее озера.
Источник: Wikimedia Commons

Рис. 14.2 Панорама огромного карьера Халл-Раст-Махонинг [штат Миннесота].
Источник: Wikimedia Commons
Рис. 14.3 Размеры оборудования на этих колоссальных рудниках производят ошеломляющее
впечатление. Списанный самосвал в Музее горного дела ь Лизолме [штаг Миннесота].
Источник Wikimedia Commons

Суда доставляли этот груз через озера Верхнее, Гурон и Эри в Клив-
ленд, где его направляли на сталелитейные заводы, расположенные
в восточном Огайо и западной Пенсильвании. Реки (например, три
реки, окружающие Питтсбург, — Аллегейни, Мононгахила и Огайо)
несли баржи с углем из близлежащих шахт в Аппалачах. Уголь горел
в печах плавильных заводов, превращавших таконитовую руду в вы-
сококачественную сталь.

Сырье из района Железных Кряжей оказало влияние и на массо-
вую культуру. Канадский фолк-певец Гордон Лайтфут написал в 1976 г.
песню о трагической гибели грузового судна «Эдмунд Фицджеральд»,
затонувшего во время сильного шторма па Верхнем озере годом ранее.
Город Хиббинг (штат Миннесота) известен как родина великого бейс-
болиста Роджера Мэриса, побившего рекорд Бейба Рута по числу хоум-
ранов за один сезон, и великого баскетболиста Кевина Макхейла, став-
шего многократным чемпионом НБА в составе клуба «Бостон Селтике»
в 1980-х гг. Певец Боб Дилан, родившийся в Дулуте, а выросший в Хиб
бинге, описал суровую жизнь знакомых шахтеров в песне 1963 г North
Country Blues («Блюз северной страны»).

Ресурсы и традиции железных рудников оставили огромный след
в истории Америки, но к 1970-80-м гг. большинство шахт закрылось.
Более дешевая железная руда шала поступать из других мест — в част-
ности, из огромных месторождений железа в хребте Хамсрсли в ре-
гионе Пилбара (Западная Австралия). Карьеры Хамерсли настолько
велики, что их можно увидеть из космоса, и сейчас именно они круп-
нейший в мире источник железа. В 2014 г. в Австралии добыли 430 млн
тонн руды, основная часть которой приходилась на рудники Хамерсли.
По оценкам некоторых геологов, в австралийских месторождениях
еще осталось 24 млрд тонн руды. США, в противоположность этому,
в том же 2014 г. произвели всего 58 млн тонн. Однако огромный спрос
на сталь со стороны Китая в последние годы превысил возможности
австралийских рудников, и некоторые из американских железорудных
карьеров вновь заработали.

ЖЕЛЕЗИСТЫЕ ФОРМАЦИИ И КРУПНЫЕ МАГМАТИЧЕСКИЕ
ПРОВИНЦИИ

Каким образом огромные массы железа сконцентрировались в таких
местах, как Железные Кряжи Миннесоты или хребет Хамерсли в Ав-
стралии? Большинство этих залежей происходят из так называемых
полосчатых железистых формаций* (железистых кварцитов). Как
следует из их названия, в этих породах красные железистые полосы
(рис. 14.4) толщиной от нескольких миллиметров до сантиметра че-
редуются с полосами, состоящими из чистого кремнезема (в виде
кремня или яшмы). Иногда на огромной площади обнажений можно
наблюдать тысячи непрерывно чередующихся полос. Когда их впер-
вые обнаружили в середине XIX в., они представляли собой загадку.
Еще удивительнее, что эта порода состоит из окислов чистого желоза
и кремня, а ил либо песок если и присутствуют, то в очень небольших

Англ. Banded iron formation, или BIF; принятая в геологии аббревиатура. В ори-
гинале данный раздел главы называется «RTFs, GIFs and LIPs». Далее в тексте эти
обозначения разъясняются. — Прим. ред.
количествах — хотя вполне можно ожидать, что их сносило в древние
моря во время отложения этого железа.

Так как же отложения, состоящие из растворенных железа и крем-
незема. осели на морском дне, не смешавшись с песком и с илом?
Прежде всего нужно знать, что ныне железо не может оставаться рас-
творенным в морской воде, потому что оно быстро окисляется до раз-
ных форм оксидов («ржавчины»), пристает к другим минералам или
оседает. Транспортировать и концентрировать большое количество
железа в морской воде можно только в том случае, когда содержание
кислорода в ней настолько мало, что железо не может ржаветь. Это
подтверждает, что древние моря во времена образования такого рода
железистых формаций, вероятно, были совершенно бескислородными,
а большинство геологов считают, что и в атмосфере Земли кислорода
тогда содержалось очень мало.

Далее, нужно, чтобы морское дно располагалось достаточно да-
леко от суши: у песка и у илов не должно быть возможности смеши-
ваться в глубоком океанском бассейне с химическими отложениями
железа и кремнезема. Не исключено, что эти железорудные бассейны
находились в центре древних морей, а илы и песок накапливались
в окраинных водоемах древних континентов. Однако месторождения
Хамерсли, по-видимому, сформировались на мелководном морском
шельфе, поэтому такая модель верна не для всех железистых кварци-
тов. Наконец, откладывать огромные массы железа намного проще,
если оно будет поступать в океан из какого-то мощного источника.
Большинство геологов считают, что это железо появлялось в основ-
ном в результате выветривания богатых им базальтовых лав в древ-
них срединно-океанических хребтах, а также, возможно, в результате
выветривания наземных пород, и что затем его в растворенном виде
в океан приносили реки (так могло бы происходить только в том слу-
чае, если бы эти реки тоже были полностью бескислородными). В по-
следнее время геологи, работающие с железистыми кварцитами, заме-
тили, что некоторые из крупнейших месторождений возникли, когда
на Земле происходили гигантские излияния плато-базальтов, образо-
вавших так называемые крупные магматические провинции (КМП)*.
Выветривание таких аномально больших объемов излившихся пород
должно было давать огромное количество железа, пока содержание

Соответствует англ термину Large igneous provinces (LIP). — Прим. ped.
Рис. 14.4 Выхзд железистых кварцитпв полосчатой железистой формации JBIF],
Источник: Wikimedia Commons

кислорода в атмосфере и в океане было низким и железо могло оста-
ваться в растворе и не окисляться.

Железистые кварциты полосчатой железистой формации обна-
ружены в некоторых древнейших горных породах планеты, в том
числе в породах возрастом 3,7 млрд лет из упоминавшегося (в гла-
вах 12 и 13) супракрустального комплекса Исуа в Гренландии. Боль-
шинство железистых кварцитов мира (рис. 14.5) образовались в архее
(от 4 млрд лет назад до около 2,5 млрд), когда не только атмосфера
Земли была бескис лородной, но и планету покрывали небольшие про-
токонтиненты в окружении протоокеанов, сложенных странными ла-
вами — коматиитами (см. главу 12). К периоду 2,6-2,4 млрд лет назад
сформировался основной объем железистых кварцитов, в том числе
огромные горы железа в хребте Хамерсли в Австралии, железные
кряжи района Верхнего озера, а также аналогичные месторождения
е Бразилии, России, Украине и Южной Африке. На этот промежуток
времени приходится также пик гигантских излияний магмы в круп-
ных магматических провинциях. Затем железистые кварциты по-
лосчатой формации начали исчезать, при этом все еще продолжали
формироваться крупные залежи железа в виде гранул, известные как
зернистые железистые формации (GIF)*.

«КИСЛОРОДНЫЙ холокост»

Около 2,3 млрд лет назад на нашей планете явно что-то произошло.
Спустя 400 млн лет после этого (1,9 млрд лет назад) обе железистые
формации (BIF и GIF) полностью исчезли, за исключением нескольких
странных проявлений (рис. 14.5) во время эпизода Земли-снежка около
750-580 млн лет назад (ель главу 16). Большинство геологов считают,
что в это время содержание кислорода в земной атмосфере, а воз-
можно, и в океане наконец стало достигать значительного уровня. Это
явление назвали Кислородной катастрофой — GOE** в профессио-
нальной терминологии. Между тем доля кислорода даже не прибли-
жалась к нынешнему атмосферному уровню в 21%. В океанах опа уве-
личилась от практически нулевого уровня перед отметкой в 2,4 млрд
лет назад до примерно 1% от современного содержания океанского
кислорода, и этого было достаточно, чтобы растворенное в океанах
железо начало ржаветь. А, как уже говорилось, примерно 1,9 млрд лет
назад доля кислорода в океанах, по мнению геологов, повысилась на-
столько, что этот газ начал улетучиваться в атмосферу и, возможно,
вызвал первое выветривание горных пород на суше, хотя содержание
его в атмосфере все равно было не слишком велико Считается, что
только в последние 500 млн лет присутствие кислорода на Земле до-
стигло современного уровня, когда этим газом полностью насыщены
океаны и атмосфера.

Откуда мы знаем, что уровень кислорода был таким низким? Луч-
шее подтверждение исходит от железистых кварцитов, которые могли
образоваться только при ничтожно малом его количестве — таком,
когда железо оставалось растворенным, а не ржавело. Есть и другие
геохимические индикаторы. До момента, датируемого г, 9-1,8 млрд
лет назад, в речных отложениях находились гранулы и галька из уже
знакомого нам пирита, или «золота дураков», минерала, который

* Англ. Granular iron formations. — Прим. ред.

** От англ. Great Oxidantion Event — букв. «Великое кислородное событие». —
Прим. ред.
Рис. 14.5 Временная шкала появления кварцитов полосчатой железистой формации [BIF], строматолитов
и концентрации кислорода r докембрии

по составу представляет собой сульфид железа (FeS2). Сегодня пирит
образуется только в местах с очень низким уровнем кислорода, на-
пример, на дне стоячих водоемов или в глубоких горячих источни-
ках и в породах земной коры вдали от атмосферы. Как только зерна
пирита на поверхности выветриваются, они быстро превращаются
из сульфида в оксид железа. Я собрал образцы оксида железа, кото-
рые все еще имели кристаллическую форму пирита, хотя их минера-
логический состав уже изменился. Когда пирит разрушается, железо
высвобождается, а сера окисляется до сульфата, образуя такие мине-
ралы, как гипс (сульфат кальция, CaSO4). Неудивительно, что мы на-
ходим мало крупных месторождений гипса старше примерно 1,8 млрд
лет и не обнаруживаем пиритовую гальку или пиритовый песок, да-
тируемые более поздним временем. До момента 1,7 млрд лет назад
вполне обычны песчаные гранулы, состоящие из оксида урана (насту-
ран, или уранинит, UO.), однако после этой отметки их уже не нахо-
дят. Подобно песчинкам из пирита и растворенному железу, они не-
стабильны в атмосфере, богатой кислородом.

Кроме того, если посмотреть на летопись изотопов серы во вре-
мени, то после отметки примерно в 2,2 млрд лет назад мы нс увидим
действительно малых величин, связанных с низким содержанием кис-
лорода. Изотопные значения серы в архейских породах сильно варь-
ируют, повсеместно обнаруживая значительные флуктуации. Однако
после момента 2,4 млрд лет назад картина становится очень устойчи-
вой, потому что вместо свободного плавания е минералах типа пирита
атомы серы горных пород оказываются прочно связанными в гипсе
и других минералах, распространенных в мире, богатом кислородом.

Таким образом, с появлением доступного кислорода мир претер-
пел кардинальные изменения. Случившееся называют иногда «кис-
лородным холокостом», потому что для форм жизни, привыкшим
к бескислородным условиям, появление такой реакционноспособной
молекулы, как О2, означало смерть (см. главу 13). Сегодня эти бактерии
и другие микроорганизмы, приспособленные к условиям с низким со-
держанием кислорода, вынуждены жить в местах с минимумом этого
газа например, на дне стоячих озер и морских бассейнов вроде Чер-
ного моря. Однако до отметки в 2,3 млрд лет назад они правили пла-
нетой. Когда содержание кислорода в атмосфере возросло, среда стала
для них поистине смертоносной, и они уступили мир организмам, спо-
собным выжить в новых условиях.

Возникает естественный вопрос: откуда земная атмосфера взяла
свободный кислород? Ответ ясен: это результат фотосинтеза, кото-
рый обеспечивали сначала синезеленые бактерии, или цианобактерии
(см. главу 13), а затем и растения — когда появились эукариотические
«настоящие» водоросли. Большая проблема заключается в том, что
известны окаменелости цианобактерий возрастом 3,5 млрд лет (а воз-
можно, даже 3,8 млрд лет), однако Кислородная катастрофа начина-
ется только около 2,3-1,9 млрд лет назад. Может быть, цианобактерии
производили так мало кислорода, что это не оставило следа на пла-
нете? Или цианобактерии вырабатывали много кислорода, но он в ос-
новном оказывался в породах земной коры (например, в железистых
кварцитах), которые в результате окислялись, пока наконец не появи-
лось столько кислорода, что резервуары земной коры оказались насы-
щены и свободный кислород начал наконец выделяться? Или 2,3 млрд
лет назад — это время, когда развились те «настоящие» эукариотиче-
ские водоросли с их гораздо более крупными клетками и большей
выработкой кислорода. Может быть, только они могут производить
этого газа столько, чтобы хватило перекрыть поглощающие возмож-
ности земной коры, в то время как гораздо более мелкие цианобак-
терии на это не способны. Какой бы пи была причина кислородной
динамики в атмосфере, подобные рассуждения остаются пока весьма
спорными и умозрительными, и единого мнения по этому вопросу
не существует. Ясно только, что после отметки 1,7 млрд лет назад по^
всюду росли уже эукариотические водоросли, а в атмосфере содер-
жался 1% (а то и больше) О,, и это навсегда изменило кислородный
баланс Земли.

И еще одна вещь, над которой стоит поразмыслить; без опреде-
ленного количества свободного кислорода не могли бы появиться
многоклеточные животные и мы бы нс обсуждали теперь этот во-
прос, поскольку людей тоже не было бы. Эволюция всего живого
(кроме анаэробных микроорганизмов) фактически зависит от боль-
шого количества кислорода на планете, а этого не может быть без эво-
люции фотосинтезирующих микроорганизмов и растений. Данное
условие представляет собой серьезное ограничение для умозритель-
ных представлений об инопланетянах и о жизни на других планетах.
Да, астрономы обнаружили множество планет, похожих по параме-
трам на Землю, включая подходящий размер, подходящую темпе-
ратуру и, возможно, даже океаны жидкой воды на их поверхности.
Но пока ни у кого нет доказательств наличия свободного кислорода
в их атмосфере. Без него, повторю, не было бы ни многоклеточных
животных, ни инопланетных существ, которых вы видите во многих
научно-фантастических фильмах (и с которыми связаны все атрибуты
культуры тех землян, кто верит в пришельцев и НЛО). Возможно,
в глубинах коры других планет существуют аноксигенные микроорга-
низмы, однако без избытка свободного кислорода инопланетяне в кос-

мосе не появятся.
15

АРХЕЙСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ И ПОДВОДНЫЕ ОПОЛЗНИ

ТУРБИДИТЫ

Отложения прошлого имеют суммарную мощность во много миль:
и тем не менее все они от основания до вершины были созданы
ничтожными илами.

Джон Джоли, геолог

ФРАГМЕНТ I ОЛОВОЛОМКИ № 1: ТАЙНА ОБОРВАННЫХ КАБЕЛЕЙ

18 ноября 1929 г. в 17:02 небольшие рыбацкие поселки Ньюфаундленда,.
Новой Шотландии и других областей приморской Канады пострадали
от сильного землетрясения. Оно ощущалось даже в Нью-Йорке и Мон-
реале. Нанесенный региону ущерб составил не менее 400 тысяч дол-
ларов. Еще более разрушительной стала серия цунами (сейсмических
морских волк), обрушившихся на берег и уничтоживших большинство
прибрежных поселений. Всего через два часа после землетрясения
по побережью Ньюфаундленда ударило цунами с шестиметровыми
валами, достигшее даже Бермудских островов в 1445 км от эпицентра.
Волны меньшего размера достигли Южной Каролины и даже пере-
секли Атлантический океан, добравшись до Португалии. Практически
полностью стерло прибрежные городки на полуострове Верин в Нью-
фаундленде. Один источник сообщал:

Сила поднявшихся волн срывала дома с фундаментов, уносила
в море шхуны и другие суда, разрушала и повреждала навесы для
сушки трески, причалы, рыбохранилища и другие сооружения
вдоль протяженной береговой линии полуострова. Цунами затро-
нуло более 40 населенных пунктов полуострова Берин и смыло
примерно 127 тысяч кг соленой трески. В городке Пойнт-о-Гол ги-
гантские волны уничтожили около тоо зданий, а также большую
часть местных рыболовных снастей и запасов продовольствия;
Сент-Лоренс потерял все свои навесы для трески, причалы и мо-
торные суда. Позже правительство оценило материальный ущерб
на полуострове Берин в i млн долларов.

Стихия унесла и жизни людей. На южном Ньюфаундленде цунами
убило 28 человек — это больше, чем количество жертв любого
другого документированного землетрясения в истории Канады.
Во время катастрофы 25 человек утонуло (б тел, унесенных в море,
так и не нашли), а еще трое позже скончались от шока или от забо-
леваний, связанных с цунами. Погибли люди из б поселений: Ал-
ланс-Айленд, Келлис-Коув, Пойнт-о-Гол, Лордс-Коув, Тейлор-Бэй
и Порт-о-Бра. К счастью, цунами пришло в спокойный вечер, когда
большинство жителей еще бодрствовали и могли быстро среаги-
ровать на поднимающуюся воду; многим удалось покинуть дома
и убежать от взморья на места повыше.

Три дня спустя появились спасательные суда (первым прибыло
SS Meigle), которые привезли лекарства, вещи, еду, а также доставили
врачей и медсестер для лечения раненых и больных. В другом сооб
щении описывались действия этих кораблей:

Рано утром 21 ноября судно SS Portia сделало запланированную
остановку в гавани Берина. К счастью, на борту имелось беспро-
водное радио, а также был связист, который немедленно отпра-
вил в Сент-Джонс радиограмму с описанием ситуации. Капитан
судна Уэстбери Кин позже писал в Evening Telegram, как был потря-
сен увиденными разрушениями: «Представьте себе наши удивле-
ние и изумление, когда мы повернули в канале и встретили боль-
шой склад, медленно дрейфующий вдоль берега в сторону моря;
затем мы прошли на небольшом расстоянии от другого склада или
дома, и, прежде чем достичь гавани, мы насчитали 9 зданий, вы-
брошенных на берег. В гавани нашим глазам предстало еще более
тяжелое зрелище».
Из США, Канады и Соединенного Королевства поступили пожерт-
вования на общую сумму в четверть миллиона долларов.

Тогда люди еше не знали, что для этого региона землетрясение
было необычайно сильным — с магнитудой 7,2. Стихия такой мощно-
сти обычно наносит гораздо больший ущерб, но эпицентр этого земле-
трясения находился далеко от поселений, в 400 км к югу от Ньюфаунд-
ленда, глубоко под Большой Ньюфаундлендской банкой - рыболовным
районом, где ведется масштабный промысел трески. Поэтому сейсми-
ческие волны прошли большое расстояние и потеряли много энергии,
прежде чем достигли обитаемых берегов.

Случилось еще одно примечательное происшествие: прервалось
почти все телеграфное и телефонное сообщение между Северной
Америкой и Европой. В то время не существовало радио, спутников,
микроволновой связи и других беспроводных методов коммуника-
ции. Все телефонные и телеграфные сообщения через Атлантику шли
по огромным трансатлантическим кабелям, которые прокладывали
с помощью судов, начиная с 1858 г. (рис. 15.1). В проектировании ка-
беля участвовал знаменитый физик лорд Кельвин, с которым мы по-
знакомились в главе 8. Линия длиной 2300 морских миль (4300 км)
шла по глубокому дну Атлантического океана от Англии до Ньюфаунд-
ленда, откуда сообщения затем передавали по наземным сетям по всей
Северной Америке. К 1929 г. на континентальном шельфе у Большой
Ньюфаундлендской банки лежали 12 таких кабелей.

Со временем люди отправили суда, подняли кабели, устранили по-
вреждения и восстановили трансатлантическую связь. Было понятно,
что кабели оборвало землетрясение, но никто не знал, как это произо-
шло. Тайна оборванных кабелей на долгие годы оказалась похоронена
в бумагах и забыта.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 2:

ТАЙНА СОРТИРОВАННОЙ СЛОИСТОСТИ

Геологи давно пытались разобраться в горных породах древнейшей
Земли, особенно в породах архейского эона (4,0-2,5 млрд лет назад).
Как мы видели в предыдущих главах, эти материалы, похоже, го-
ворят о мире, который весьма отличался от современного. Напри-
мер, континентальная кора была очень тонкой и горячей и состояла
Рис. 15.1 Система трансатлантических кабелей. Источник: Wikimedia Ucmmoris

из небольших микроконтинентов, или протоконтинентов, она не по-
ходила на толстую и холодную континентальную кору, которую мы
видим сегодня. Океаническое дно формировалось из лав, выплески-
вавшихся из глубин нижней чаши коры, а также из мантии; после до-
кембрия эта своеобразная богатая оливином лава — коматиит — уже
не извергалась; все современные лавы океанского дна состоят из ба-
зальта. Железистые кварциты полосчатой формации (см. главу 14)
встречаются во многих океанских бассейнах по всему миру, и это
позволяет предположить, что до окончания архея в атмосфере прак-
тически не было свободного кислорода. К тому же, как мы видели
в главе и, Луна располагалась намного ближе к Земле, поэтому она
не только казалась огромной, но и обеспечивала сильные приливы:
гигантские «приливные волны» прокатывались по мелководным морям
планеты каждые несколько часов.

Еще более примечательными были осадочные породы — напри
мер, песчаники. Почти во всех породах моложе архея обычные пес-
чаники состоят преимущественно из прочного кварца — самого рас-
пространенного минерала на поверхности Земли. Дело в том, что
большинство других минералов (таких как полевые шпаты, составля-
ющие основу различных видов магматических пород) быстро разру-
шаются в результате химического выветривания*. Кварц же, напротив,

Процесс растворения или разложения одних горных пород и образования из них
других. В химическом выветривании участвуют атмосферный кислород, вода
и вещества, которые в ней растворены. — Прим. ред.
химически стоек (это просто диоксид кремния, SiO ), к тому же у него
нет такой спайности, как у полевых шпатов, и поэтому он не так легко
расщепляется на фрагменты. Соответственно, когда зерна кварца вы-
ветриваются из коренных пород, а затем уносятся реками и ручьями,
они выдерживают постоянные столкновения с другими твердыми зер-
нами, а также сопротивляются растворению. В конце концов, когда
эти реки доносят песок до своих нижних пойм или даже до пляжей
и морей, то значительная его часть приходится на кварц: другие ми-
нералы в большинстве пляжных и речных песков встречаются лишь
в незначительном количестве.

Затем эти пески продолжают существовать: погребаются в осадоч-
ном бассейне, цементируются, образуя песчаники, снова поднимаются,
превращаясь в горы, снова разрушаются эрозией и повторно образуют
отложения. С каждым разом песчаники становятся богаче кварцем,
и почти все нестойкие зерна (например, полевые шпаты или фраг-
менты горных пород) полностью исчезают. Чем выше в песке процент-
ное содержание кварца и других очень прочных минералов (например,
циркона, турмалина и рутила,, по которым определяется индекс ZTR),
тем более этот песчаник «зрелый». Некоторые песчаники считаются
«сверхзрелыми», потому что они на 99,99% состоят из чистого кварца
с очень хорошо окатанными и отсортированными зернами одинако-
вою размера. Геологи, исследующие осадочные породы, долго размыш-
ляли над тем, какие условия могут довести кварцевый песок до такого
состояния. Большинство соглашается, что для появления песчаника,
богатого кварцем с хорошо окатанными зернами, песок должен про-
вести хотя бы какой-то период времени в песчаной дюне, переносимой
ветром. Затем, наконец, песок в последний раз сбрасывается в океан,
и он превращается в песчаник.

Именно это специалисты по осадочным породам ожидали от лю-
бого песчаника возрастом менее 2 млрд лет, и именно так мы смотрим
на формирование песчаников сегодня. Но когда геологи отправились
в те редкие места, где обнажались архейские осадочные породы (на-
пример, центр Канады, Южная Африка или Бразилия), они удивились.
Обычных песчаников там не было вовсе. Вместо этого почти все осадоч-
ные породы (кроме полосчатых железистых кварцитов) представляли
собой мощные параллельные слои песчаника, многократно (десятки
и сотни раз) чередующиеся со слоями глинистых сланцев и простира-
ющиеся на большие расстояния без изменения мощности (рис. 15.2).
Примечательной оказалась и природа этих песчаников. Это были
отнюдь не чистые кварцевые насыпи, столь типичные для более позд-
них времен, а горная порода, которую немецкие геологи назвали грау-
вакка*, — незрелый песчаник с большим количеством глин либо илов,
заключенных между зернами, а не с чистыми порами, характерными
для обычных песчаников. Еще удивительнее было то, что у каждого
слоя граувакки была важная особенность, известная как сортирован-
ная, или градационная, слоистость (рис. 15.3): 3 основании слоя на-
ходился наиболее массивный материал (гравий и крупнозернистый
песок), а по мере приближения к верхней части пласта песок стано-
вился все тоньше и тоньше: на самом верху часто оказывались тонко-
зернистые глинистые сланцы.

Все эти особенности были необычными, хотя в мире существо-
вали места (например, предгорные впадины перед вздымающимися
Альпами в Германии или глубоководные котловины в Южной Кали-
форнии) с молодыми граувакками, где можно обнаружить сортиро-
ванную слоистость, чередующуюся с глинистыми сланцами. Однако
оставалось загадкой, как эти породы образовались. Сортированная
слоистость предполагает, что смесь песка с илом оседает из взвеси, при
этом самые крупные зерна тонут быстрее всего, а тонкозернистые илы
опускаются очень медленно, поэтому зерна и располагаются от круп-
ных к мелким по размеру. Все это было достаточно ясно, но как объ-
яснить, почему один и тот же процесс происходил сотни раз подряд?
Геологи могли представить себе один слой, отображающий переход
от мелководного песчаника к глубоководным сланцам, но для того,
чтобы то же самое случалось вновь, вновь и вновь, уровень моря дол-
жен был быстро подниматься и опускаться, как игрушка йо-йо, — а это
уже какой-то геологический абсурд.

Чем больше ученые ломали голову над этими своеобразными явле-
ниями, тем сильнее приходили в замешательство. Легендарный спе-
циалист по осадочным породам Фрэнсис /Джон Петтиджоп в своей
знаменитой автобиографии 1984 г. «Мемуары упорствующего поле-
вого геолога» (Memoirs of an Unrepentant Field Geologist) описывает,
как работал над картами архейских пород в северной Канаде в конце
1920-х — начале 1930-х гг. Вот характерная цитата (с. 123):

От нем. grau — «серый» и Wacke — «глина». — Прим ред.
Рис. 15.2 [Aj Повторяющаяся сортированная [градации иная] слоистость, типичная для архейских
отложений. Фото предоставлено Карлом Вирцем [Karl Wirth], [В] Схема сортированной [градационной]
слоистост и, показывающая билее крупный материал в основании и более гонкий наверху каждо1? слоя
Меня поразила распространенность граувакки. Все архейские пес-
чаники были граувакками — темные, заполненные угловатым
кварпем, полевым шпатом и частицами пород. Почему архейские
песчаники так отличались по внешнему виду от чистых белых до-
кембрийских кварцитов гуронского периода [раннего протерозоя]
на северном побережье озера Гурон и кварцитов железных кряжей
Мичигана? Кроме того, выделялся архейский комплекс - зелено-
каменные породы и граувакки, без известняков и кварцевых аре-
нитов [кварцевых песчаников].

Несмотря на озадаченность, разные геологи изо всех сил пыта-
лись объяснить эти примечательные отложения. В 1930 г. Эдвард Бат-
терсби Бейли предположил, что причина их специфики — в перио-
дических землетрясениях, нарушающих отложения, которые затем
медленно оседают Другие специалисты выдвигали еще более ориги-
нальные версии. Большинство просто довольствовалось подробным
описанием феномена, но воздерживалось от гипотез, касавэщихся
его первопричин. Одно было понятно в отношении архейских пес-
чаников: все они незрелые граувакки, явно недавно выветрившиеся
с поверхности Земли без какой-либо сортировки, перевеивания
или рециклинга, чем объяснялось отсутствие чистого кварцевого
песчаника. Очевидно, это были отложения, образовавшиеся путем
осаждения сначала более крупных, а затем более мелких зерен под
действием силы тяжести; но как именно это происходило и почему
процесс ритмично повторялся, до последнего времени оставалось
загадкой.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 3: ТУРБИДИТНЫЕ ПОТОКИ

Важные открытия были сделаны между тем в совершенно другой обла-
сти. В1936 г. закончилось строительство плотины Гувера, и когда позже
расположенное перед нею водохранилище Мид стало заполняться,
инженеры с удивлением обнаружили, что не весь песок, попадающий
из реки Колорадо в верхнюю часть водохранилища, остается там же.
Когда они взяли образцы из реки гораздо ниже устья, то обнаружили
мощные песчаные пласты, которые двигались по дну водохранилища
под стоячей водой, иногда без помощи течения преодолевая сотни
Рис. 15.3 Механизм моиных гравитационных [турбидитных] потоков, которые отвечают ?а образование
сортированн )й (градационной! слоистости. Предоставлено Нацитнальным управлением океанических
и атмосферных исследований

километров. Инженеры измерили параметры этих потоков осадочных
отложений, скользивших по дну водохранилища со скоростью до 30 см
в секунду (около километра в час). Эти массы текучего песка оказались
плотнее воды (1,05 грамма на кубический сантиметр, а не 1,0 грамма
на кубический сантиметр, как у чистой воды) и формировали песча-
ные пласты толщиной до 2 м. Канадский геолог Реджинальд Дейли
предположил, что обнаруженные на дне водохранилища Мид песча-
ные гравитационные потоки (сейчас их называют турбидитными*,
или мутьевыми, потоками) могут также объяснить сортированную
слоистость, наблюдаемую в других местах. Однако не было никаких
экспериментальных данных, подтверждающих эту идею.

Геологам требовались моделирование и эксперименты, которые
могли бы верно показать, как ведут себя такие образования. Этот про-
бел заполнил изобретательный голландский геолог Филипп Кюнен
из Гронингенского университета. Перед Второй мировой войной он
участвовал в океанографических работах, которые исследователь-
ское судно Snellius вело в Голландской Ост-Индии в 1929-1930 гг. Тогда
на дне континентального шельфа были обнаружены огромные под-
водные каньоны, и в 1937 г. Кюнен опубликовал об этом статью. В ходе
рейса драгированием удалось достать пески из глубин океана и полу-
чить керны донных отложений, которые, казалось, демонстрировали

От лат. turbidus — «мутный, взбаламученный». — Прим ред.
сортированную слоистость, сформировавшуюся в глубоководных усло-
виях. Основываясь на этих данных, Кюнен в следующей своей пуб-
ликации 1938 г. предположил, что подводные каньоны были размыты
действующими под влиянием гравитации потоками (по сути, подвод-
ными оползнями), которые и отложили песчаники с сортированной
слоистостью.

Когда Вторая мировая война закончилась, Кюнен решил проверить
свою гипотезу. Он соорудил в лаборатории длинные желоба шириной
около фута и наполнил их водой. У некоторых желобов были прозрач-
ные стеклянные стенки, так что можно было наблюдать за происходя-
щим. По сути, эти конструкции походили на очень вытянутые, мелкие
и узкие аквариумы. Их установили с легким наклоном, таким, чтобы
вода оставалась неподвижной. Затем Кюнен насыпал с одного края
желоба смесь и смотрел, как вода стекает исключительно под дей-
ствием силы тяжести. Вначале это была мутная турбулентная взвесь
ила и песка, вихрящаяся сразу после сбрасывания смеси. Однако
вскоре она превращалась в турбулентный поток, который быстро дви-
гался по дну желоба изолированной массой, не смешиваясь с чистой
водой в силу своей плотности (рис. 15.4). Результаты экспериментов
были представлены в статье 1950 г., написанной Кюненом в соавтор-
стве с итальянским геологом Карло Мильорини, а затем и в его пуб-
ликации 1951 г. Вскоре геологи по всему миру стали изучать турбидиты
(возникающие ассоциации осадочных пород), и таинственные слои
архея с их градационной слоистостью начали обретать объяснение.

ГОЛОВОЛОМКА РЕШЕНА!

На основе исследований образцов пород, извлеченных драгирова-
нием и бурением из морских глубин, обнажений древних пластов
с сортированной слоистостью и экспериментов Кюнена была создана
модель турбидитных потоков. Однако эти процессы происходили
на очень больших глубинах (более полутора километров), и потому
никто не мог наблюдать за ними в режиме реального времени.

Озарение снизошло на океанографа Брюса Хейзена из Геологи-
ческой обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета
(ныне Обсерватория Земли Ламонт-Доэрти). (Брюс и сотрудничавшая
с ним Мари Тарп нанесли на карту все океанское дно; я познакомился
Рис. 15.4 Фотография природного подводного турбидитного потока, п. называющая плотную
турбулентную массу взвешенного осадка, двигающуюся под чистой водой. Этот турбидитный поток
не смешивается с ней, оставаясь обособленным. Источник: W'kimedia Commons

с ними, когда был в Обсерватории /Гамонт и Колумбийском универ-
ситете во второй половине т970-х гг. В 1977 г. Брюс умер от сердеч-
ного приступа, проводя исследования на подводной лодке.) Однажды
Брюс обрабатывал данные, полученные в ходе обследования океан-
ского дна около Большой Ньюфаундлендской банки, и наткнулся на от-
четы о землетрясении 1929 г. и на сообщение о том, что 12 разных
трансатлантических кабелей внезапно оборвались, прервав телеграф
ную и телефонную связь Поскольку было известно точное время пре-
кращения связи, можно было определить, когда именно повредился
каждый из кабелей. Затем ученый нанес на карту время, когда кабели
был оборваны, и конкретные места, где они находились на поверхно-
сти Большой Ньюфаундлендской банки или на склоне материкового
подножия (пологий участок у основания континентального склона).
Выстроенная последовательность событий показывала, что первые ка-
бели оборвались в верхней части континентального шельфа, а каждый
последующий разрыв происходил ниже по склону, обращенному в сто-
рону океана. Может быть, кабели сработали как проволока-растяжка,
последовательно обрываясь, когда вызванный землетрясением мощ-
ный турбидитный поток, несший песок, с грохотом обрушился с мел-
ководного шельфа? Все, что теперь требовалось,  рассчитать время
разрыва после земле трясения и расстояние от «растяжек» до эпицентра,
а затем нанести их на диаграмму (рис. 15.5). В итоге на графике получи-
лась плавная кривая, и наклон ее демонстрирует скорость подводного
оползня на разных участках, когда он пронесся на расстояние боо км
вниз по мелководному шельфу в глубоководную зону океана. Наверху,
где склон был самым крутым, оползень двигался со скоростью 25 м в се-
кунду (90 км в час). По мере того, как поток замедлялся в более глу-
боких водах, где дно становилось пологим, скорость упала до 9 м в се-
кунду (32 км в час), а затем до 7 м в секунду (25 км в час) - Практически
сохраняя этот темп, оползень скользил еще много часов - даже когда
океанское дно уже не имело уклона, потому что из-за колоссального
импульса, приданного гравитацией, поток мог двигаться и по плоско-
сти многие километры.

В 1952 г. Хейзен описал этот поразительный природный экспери-
мент в области геологии и опубликовал статью в соавторстве со своим
руководителем — основателем Обсерватории Ламонт Морисом

Рис. 15.5 Схема с обытий при землетрясении 1929 г. у большой Ньюфаундлендской банки и скорость
турбидитнэго потока, повредившего 12 трансатлантических кабелей.

Составлено по нескольким источникам
«Доком» Юингом. Наконец-то была разгадана тайна таинственной сор-
тированной слоистости архейских пород, возраст которых превышает
2,5 млрд лет, — благодаря целеустремленному голландскому экспери-
ментатору и случайному эксперименту, поставленному природой с по-
мощью смертоносного землетрясения. Наука иногда работает удиви-
тельным и загадочным образом.
16

ТРОПИЧЕСКИЕ ЛЕДНИКИ И ЗЕМЛЯ-СНЕЖОК

ДИАМИКТИТЫ

Я думаю о теории космического Снежка. Через несколько миллионов
лет Солнце выгорит и притяжение уменьшится. Земля превратится
в гигантский снежок и устремится в космос. Когда такое произойдет,
будет уже неважно, уберу ли я этого пария.

Бейсболист Билл Ли

АВСТРАЛИЙСКАЯ головоломка

Геология в Австралии может быть как благословением, так и про-
блемой. Среди плюсов тот факт, что большая часть этого конти-
нента представляет собой сухую пустыню или кустарниковую степь,
поэтому здесь множество обнажений горных пород. На континенте
очень мало растительности — в отличие от более влажных регионов
планеты, где растения, покрывавшие почти всю сушу, мешали первым
британским геологам (главы 4-7) и другим ученым, занявшимся изы-
сканиями после них. Я провел основную часть своей геологической
карьеры в пустынях и бедлендах*, потому что только в таких местах
есть подходящие обнажения, где можно найти окаменелости. А минус
в том, что Австралия — большой, стабильный блок континентальной

Англ, badlands (букв, «дурные земли») — непригодные для земледелия расчле-
ненные территории со сложным рельефом, образовавшимся из-за того, что во-
дяная и ветровая эрозия сильно воздействовала на мягкие осадочные породы.

191
коры, в истории которого было сравнительно немного крупных столк-
новений или процессов горообразования, рождавших осадочные бас-
сейны и разрушавших горные породы, а за последние 250 млн лет
этого и вовсе не происходило. Осадочные отложения на большей
части Австралии совсем маломощные и не выдержанные, поэтому
они не подходят для изучения длинных последовательностей горных
пород и окаменелостей - в отличие ст многих других регионов мира.

Некоторые части геологической летописи в Австралии отсутствуют
или почти отсутствуют. Хорошо представлена лишь последователь-
ность отложений для большей части докембрия, например, строма-
толиты (глава 13) и железистые кварциты (глава 14), а особенно под-
ходят для наблюдения здесь породы верхнего докембрия, о которых
и пойдет речь. Большинство палеозойских подразделений Австралии
относительно тонки, и в них по сравнению со многими другими кон-
тинентами мало окаменелостей. В летописи австралийского мезозоя
найдется несколько ярких пятен, однако нет той мощной пачки пла-
стов, богатых окаменелостями динозавров, которые прослеживаются
в Северной и Южной Америке, Евразии и Африке. К кайнозою тек-
тоническая активность почти полностью прекратилась, поэтому здесь
очень мало слоев с ископаемыми млекопитающими, и в целом лето-
пись кайнозойских окаменелостей относительно бедна. Исключением
служат необычные отложения заповедника Риверслей в штате Квинс-
ленд. Его окаменелости соответствуют миоцену и состоят в основном
из ископаемых млекопитающих и других наземных животных, упав-
ших в карстовые воронки в известняке.

Тем не менее австралийские геологи делали все, что могли. Мно-
гие ученые изучали докелгбрийские полосчатые железистые кварциты,
окаменелости мягкотелых позднего протерозоя в хребте Флиндерс или
удивительно хорошо сохранившихся девонских рыб формации Гоугоу.

Один из таких геологов — легендарный сэр Дуглас Моусон
(1882-1958), который также известен как исследователь Антарктики
(рис. 16.1). Он начал свою карьеру, изучая горные породы в Меланезии,
а позже в Новом Южном Уэльсе; затем в 1907 г. присоединился к экс-
педиции сэра Эрнеста Шеклтона в Антарктиду, где оставался более
двух лет — большинство членов отряда к тому времени уже вернулись.
Моусон первым взошел на Эребус, второй по высоте вулкан Антарк-
тиды (3794 м). Он, кроме того, один из первых людей, побывавших
на Южном магнитном полюсе. К счастью, геолог отказался в 1910 г.
присоединиться к злополучной экспедиции Роберта Скотта к Южному
полюсу. Скотт со спутниками добрались до полюса только через месяц
после норвежца Руаля Амундсена, а затем вся его группа погибла при
возвращении.

Вместо этого Моусон е 1911 г. организовал и возглавил Австралий-
скую антарктическую экспедицию, которая нанесла на каргу и изучила
большую часть Восточной Антарктиды В одном из разведочных похо-
дов участвовали, кроме Моусона, англичанин Белграв Ниннис и швей-
царец Ксавье Мерц. Через месяц Ниннис провалился в трещину вме-
сте с нартами, где лежали запасы продовольствия для людей и собак,
так что из-за недостатка еды Моусону с Мерцем пришлось возвра-
щаться на базу, питаясь мясом оставшихся собак. Оба страдали от ги-
первитаминоза А, поскольку съели слишком много собачьей печени.
Мерц умер в пути, а Моусон в одиночку преодолел в холод полтораста
километров, при этом однажды упал в расселину и повис на веревке
от саней. Он вспоминал, что успел сказать себе: «Это уже конец», по-
скольку ждал, что сани соскользнут в пропасть, но они остановились,
и полярник сумел выбраться на поверхность. Состояние Моусона все
ухудшалось, на ногах в местах обморожений стала сходить кожа. Когда
он сумел добраться до базы, где оставалось несколько человек из дру-
гих партий, оказалось, что экспедиционное судно только что ушло.
С капитаном связались по радио, но сильный ветер не позволил эки-
пажу вернуться. Так Моусон остался еще на одну зимовку и в итоге
провел в Антарктиде почти три года. Дэвид Робертс изложил эту исто-
рию в книге «Один во льдах: Величайшая история выживания в исто-
рии путешествий» (Alone on the Ice: The Greatest Survival Story in the
History of Exploration). Сам Моусон в книге «Родина снежных бурь»
(The Home of the Bizzard) описывает свое изматывающее путешествие,
в том числе пронизывающий ветер на мысе Денисона: скорость его со-
ставляла в среднем около too км в час — с порывами до 350 км в час.

Оправившись от пережитого, Моусон помогал в поисках тел
и дневников участников злополучной экспедиции Скотта. Во время
Первой мировой войны он служил в британской армии, а в 1919 г. вер-
нулся в Австралию и оставался профессором геологии в Аделаидском
VHHEepcHTCTC до выхода на пенсию в 1952 г. Большую часть своей карь-
еры он занимался картированием и изучением геологии Австралии,
особенно хребта Флиндерс в Южной Австралии, который теперь изве-
стен своими верхнепротерозойскими породами и древними видимыми
Рис. 16.1 Фотографии Дугласа Миусина. fA) Моусон опирается на сани в начале Австралийский
антарктической экспедиции в 1912 г. IB] Movcsh, все еще страдающий от обморожения и недоедания,
через неделю после одиночного возвращения из разведочного похода в феврале 1913 г.
Источник: Wikimedia Commons
макроскопическими окаменелостями странных существ, составлявших
так называемую эдиакарскую биоту. Однако тяга к исследованиям Ант-
арктики была у него в крови, и в 1929-1931 гт. он возглавил совместную
британо-австрало-новозеландскую антарктическую экспедицию, в ре-
зультате которой была определена Австралийская антарктическая тер-
ритория. Моусон умер в 1958 г. в возрасте 76 лет — не в какой-нибудь
ледяной пустыне, а от старости в собственной постели. Геолога счи-
тают одним из величайших исследователей и ученых Австралии, одно
время его портрет изображали на австралийской юо-долларовой банк-
ноте, а его имя носят многие места Австралии и Антарктиды.

Благодаря своему многолетнему опыту работы на антарктическом
континенте Моусон был прекрасно знаком с ледяными щитами и лед-
никовыми отложениями. В породах верхнего докембрия хребта Флин-
дерс и в других местах Южной Австралии он обнаружил мощные от-
ложения так называемого ледникового тилла (рис. 16.2). Тилл (морена)
представляет собой неупорядоченную и нестратифицированную массу
валунов, гравия, песка и глинисто-алевритового материала, которую
оставляет фронт ледника, когда лед начинает таять. Эти отложения
весьма характерны, поскольку другие источники не производят ни-
чего подобного, и поэтому в геологической летописи они служат при-
знаком древнего оледенения. Однако многие геологи предпочитают
использовать термин «диамиктит» (от древнегреческих слов, озна-
чающих «тщательно перемешанный»), а иногда слово «тиллоид»
как уклончивый способ описания пород с такой текстурой, не указы-
вающий прямо, что они ледниковые. Вслед за Оскаром Куллингом
(работа 1934 г.) и Уолтером Хаучином Моусон пришел к выводу, что
тиллоиды — свидетельство какого-то глобального ледникового яв-
ления в позднем протерозое, поскольку древние ледниковые отло-
жения в Австралии находились недалеко от современного экватора
Но к концу 1950-х — началу 1960-х гг геологи стали отвергать эту идею,
поскольку тектоника плит показала, что Австралия и другие конти-
ненты с течением времени перемещались на большие расстояния.
Австралийские докембрийские ледниковые отложения предположи-
тельно могли появиться в то время, когда континент находился ближе
к Южному полюсу. По иронии судьбы сегодня нам известно, что Ав-
стралия в то время находилась прямо па экваторе, то есть даже в более
жарком климате, чем считал Моусон, так что его доказательства были
надежнее, чем думали другие специалисты.
СЭНДВИЧ ИЗ ЛЕДНИКОВЫХ ЛЛОЖЕНИЙ С ИЗВЕСТНЯКОМ

Однако идея глобального оледенения в позднем докембрии не уми-
рала. В1964 г. кембриджский геолог Уолтер Брайан Харланд (1917-2003)
опубликовал знаменитую статью, в которой показывая, что леднико-
вые отложения тропического верхнего докембрия не ограничивались
Австралией. Как и Моусон, Харланд не понаслышке был знаком с лед-
никами и ледовыми щитами, поскольку провел много времени в Арк-
тике. Он создал Кембриджскую программу арктического шельфа,
а с 1938-го по 1960-е гг. лично участвовал в 43 полярных полевых се-
зонах (и возглавлял 29 из них), составляя геологическую карту архи-
пелага Шпицберген (он же по-норвежски Свальбард) — группы ост-
ровов между Норвегией и Гренландией. Геолог обнаружил не только
отложения недавно таявших ледников, но и обильные ледниковые
отложения верхнего докембрия — причем как на Шпицбергене, так
и в Гренландии и Норвегии.

Харланд продемонстрировал больше, чем просто наличие древ-
них ледников. Он указал, что многие верхнедокембрийские леднико-
вые отложения оказались зажатыми между слоями известняка. Это
более чем удивительно, потому что в наши дни известняки образуются

Рис. 16.2 Ледниковые тиллы: диамиктит формации Златина [п.здний докембрий].
Фого прет оставлено Полом Хоффманом [Paul Hoffman]
только на теплых тропических или субтропических мелководьях —
в районах Багам, Флориды, Юкатана, Персидского залива и южной
части Тихого океана. Если бы такой сэндвич из ледниковых отложе-
ний и известняков образовался в результате современных процессов,
это должно было бы происходить в тропиках и на уровне моря. Сего-
дня известно несколько мест с тропическими ледниками (например,
вершина горы Килиманджаро в Кении или Перуанские Анды), но эти
ледники находятся высоко в горах. Тропические ледники на уровне
моря кажутся нереальным явлением, однако данные Харланда были
неопровержимы. Но если тропики покрыты льдом, то оледенеть дол-
жны и полюсы — а потому и вся планета в позднем докембрии.

Харланд дополнительно подкрепил свои выводы данными палео-
магнетизма. Он стал одним из первых ученых, измеривших направле-
ния магнитных линий в древние времена: они зафиксировались в гор-
ных породах на момент их образования и могут сказать нам, на какой
широте сформировался данный комплекс материалов. Палеомагнит-
ные направления для всех этих горных пород Шпицбергена, Грен-
ландии и Норвегии доказывали их тропическое или субтропическое
расположение в докембрии, поэтому сэндвич известняк — тилл — из-
вестняк нельзя было считать какой-то случайностью. Палеомагнитные
данные из Австралии в то время были не очень надежными, однако
более поздние анализы показали, что моусоновские докембрийские
сэндвичи ледниковых отложений и известняков находились прямо
на экваторе. Но если у нас есть неоспоримые доказательства существо-
вания льда в тропиках на уровне моря, то, очевидно, в ту эпоху про-
исходило нечто странное.

СНЕЖОК ПОЯВЛЯЕТСЯ

В 1960-х и 1970-х гг. многие геологи все еще не знали, что делать с дан-
ными и аргументами Моусона и Харланда, поскольку казалось совер-
шенно невероятным, чтобы Земля могла промерзнуть вплоть до эк-
ватора. Несмотря на все подтверждения, ученые склонялись к отказу
от этой идеи, потому что многие не были уверены в надежности па-
леомагнитных данных. Кроме того, вполне можно представить себе
не столь экстремальные сценарии, то есть такие, в которых переход
от известняка к ледниковым отложениям происходил в какой-либо
локальной области, а мир целиком не замораживался. Труднее всего
было вообразить, как вся планета могла полностью замерзнуть. Каким
образом Земля могла так быстро перейти от теплого тропического
известнякового мира к тропическому оледенению, а затем вернуться
обратно от ледниковых отложений к тропическим известнякам?

Ответ на этот вопрос пришел с неожиданной стороны, а именно
из области моделирования климата. В 1969 г, геофизик Михаил Еудыко
из Ленинградской геофизической обсерватории* опубликовал статью,
в которой показал, как легко может замерзнуть планета, когда ледя-
ной щит начнет расти. Он указал на хорошо известный климатиче-
ский эффект, известный как обратная связь лед — альбедо. Термин
«альбедо»** — просто изящное слово для обозначения отражательной
способности поверхности. Если вы когда-нибудь катались па лыжах
или сноуборде, то знаете, что снежный или ледяной покров отражает
большую часть падающего на них солнечного света; говорят, что у них
высокое альбедо. Поэтому вам нужны хорошие защитные очки, кото-
рые ослабляют яркость света, пропуская его через затемненные линзы.
Напротив, темные поверхности (например, леса или открытый океан)
поглощают гораздо больше солнечного света, а отражают его мало.

Система обратной связи лед — альбедо крайне чувствительна к не-
большим изменениям, которые могут очень быстро превратить за-
мороженное состояние в такое, где льда нет, и обратно. Например,
предположим, что поверхность Земли покрыта льдом, поэтому у нее
высокое альбедо и она отражает основную часть солнечной энергии.
Пусть планета начинает слегка нагреваться. Тогда ледяной покров не-
много растает, обнажая участки темной земли и воды. Они начнут
поглощать больше солнечного света и выделять тепло, которое ста-
нет еще больше растапливать лед. Таким образом, произойдет про-
цесс с положительной обратной связью, который в конечном итоге
за очень короткое время растапливает лед. Теперь давайте представим,

* Имеется в виду Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова — ста-
рейшее метеорологическое учреждение России. М. И. Будыко (1920-2001) был
с 1954 г. директором обсерватории. С 1992 г. академик РАН. Ученого считают
отцом отечественной климатологии, он являлся признанным мировым автори-
тетом, предсказавшим, в частности, неизбежность глобального потепления. —
Прим. ред.

** Лат. albedo означает в переводе «белизна». Термин был введен в оптику Иоган-
ном Генрихом Ламбертом в его работе 1760 г «Фотометрия». —Прим. ред.
что планета, наоборот, в основном темная, но выдались несколько
холодных зим, и ь результате снег и лед задерживаются несколько
дольше. Увеличившийся ледяной покров отражает больше энергии
обратно в космос, и Земля становится прохладнее; поэтому е следую-
щие зимы появляется еще больше снега и льда, и ледяной щит раз-
растается. Не успеете оглянуться, как система снова окажется в лед-
никовом периоде.

Хотя ученые знали, что альбедо — ключевая характеристика по-
лярных регионов, и объяснили, почему эти территории так чувстви-
тельны к небольшим изменениям глобальной температуры, Будыко
пошел дальше Он показал возможность «ледяной катастрофы»: если
у вас есть хотя бы небольшой ледяной щит в субтропических или тро-
пических широтах, то обратная связь может заработать на полную
мощность и быстро заморозить всю планету. Единственная проблема
в этой модели заключалась в следующем: как разморозить планету,
когда она полностью застыла и когда ее альбедо так велико, что боль-
шая часть поступающей энергии отражается обратно в космос Скован -
ный стужей отражающий ледяной шар это тупик, и разогревающая
часть цикла обратной связи не может его спасти.

Решение в 1981 г. предложили Джеймс Уокер, Пол Хейс и Джеймс
Кастинг. Их статья в основном посвящалась тому, как выветривание
силикатных минералов в почвах ландшафта может поглощать углекис-
лый газ, но в последних абзацах авторы говорили о моделях Будыко
и о том, как ледяная шапка отключает механизм выветривания, при-
водя, по мнению Будыко, к «ледяной катастрофе». В заключение они
в одной короткой фразе указали на другой возможный механизм —
вулканы. В отличие от многих других замерзших планет в космосе
(в том числе Марса), у Земли есть активная кора с тектоникой плит,
которая питает большое количество вулканов. При извержениях вул-
канов выделяется много газов, особенно парниковых, — углекислый
газ, водяной пар, метан и диоксид серы. Даже если планета действи-
тельно окажется целиком замороженной, постепенно накапливаю-
щиеся вулканические газы будут нагревать ее посредством парнико-
вого эффекта, так что лед в конце концов начнет таять. И как только
обнажится достаточная площадь темной i юверхности, начнется цикл
обратной связи, который быстро превратит промерзшую планету
в планету субтропическую — свободную ото льда, а в тропиках по-

явятся известняки.
После публикации эту идею обсуждали некоторые специалисты,
работавшие с ледяными отложениями позднего докембрия, однако
широкой известности она не получила. Все изменилось с появлением
легендарной статьи Джозефа Киршвинка, ныне профессора геобио-
логии в Калифорнийском технологическом институте. Джо - один
из самых блестящих умов, которых я когда-либо встречал: за не-
делю у него рождается больше отличных идей, чем у большинства
людей за всю жизнь. Джо — один из лучших в мире специалистов
по палеомагнетизму, а кроме того, он занимается исследованиями
разнообразных проблем на стыке геологии и биологии: от магнито-
чувствительных бактерий и бабочек, биомагнетизма человека, био-
минерализации и окаменелостей, содержащих магнитные частицы,
до разработки новаторских гипотез кембрийского взрыва, изменения
климата, а также геохимического моделирования, полярных путе-
шествий и реконструкции положения материков в древности, А еще
Джо изобретает, строит и отлаживает собственное лабораторное обо-
рудование и даже сам пишет компьютерные программы. К тому же
он выдающийся, вдохновляющий, расширяющий кругозор учитель,
который предлагает своим блестящим студентам в Калтехе раздви-
гать границы. Он получил премию Фейнмана за преподавание е Кал-
техе и премию Уильяма Гилберта в области палеомагнетизма, кото-
рую вручает Американский геофизический союз. В его честь даже
назвали астероид.

В 1989 г. Джо задумался над тем, как же Земля-снежок выходит
из состояния полного замерзания, и вернулся к ответу7, предложенному
Уокером, Хейсом и Кастингом. С Уокером и Кастингом они входили
в Исследовательскую группу докембрийской палеобиологии (PPRG),
организованную моим хорошим другом Биллом Шопфом из Калифор-
нийского университета в Лос-Анджелесе. В 1989 г. на собрании PPRG
Джо не только рассказал об идее вулканизма, но и привел доказатель-
ства этой концепции — из моусоновской формации Элатина в Австра-
лии (рис. гб.д). Важнее всего, что именно он ввел броское и запоми-
нающееся обозначение явления - «Земля-снежок»*, которое сместило
акцент с выветривания почвы на вулканы и замерзшую планету.

Поскольку у Джо в распоряжении одна из лучших в мире па-
леомагнитных лабораторий, он заново определил древнюю широту

Англ. Snowball Earth. — Прим, ред
протерозойских сэндвичей из ледниковых отложений и известня-
ков и продемонстрировал, что многие из них (особенно из моусо-
новской формации Элатина в Австралии) располагались в тропиках
или субтропиках. Эти данные изложены в его короткой статье, упря-
танной в огромном дорогущем томе материалов симпозиума PPRG
1989 г., посвященного докембрийской жизни. После многих задержек
том в конце концов вышел из печати в 1992 г. (причем цена книги
была настолько большой, что лишь немногие ее приобрели или про-
читали), и Джо занялся другими задачами. Большинство людей опуб-
ликовали бы такую прорывную работу в журналах Nature или Science,
но Джо не нужна слава. У него всегда так много отличных идей, что
ему не нужно тратить свое время на долгое продвижение любой из них.
У концепции Земли-снежка появились название и четкое объяснение
действующего механизма. Вскоре за нее взялись другие геологи.

СНЕЖОК НАЧИНАЕТ РАСТИ

В 1989 г. геолог из Гарвардского университета Пол Хоффман пересекся
на Международном геологическом конгрессе в Вашингтоне с Кирш-
винком и узнал о его идее Земли-спежка (Я тоже был на этом кон-
грессе, но занимался другими научными проблемами.) Когда Хофф
ман в 1993 г. начал работать с ледниковыми отложениями верхнего
докембрия в Намибии, он осознал важность гипотезы Земли-снежка
и с 1997 г. стал активно продвигать эту концепцию, поскольку леднико-
вые отложения Намибии начали в его исследованиях доминировать.

Хоффман — высокий, сухощавый, крепко сложенный бородатый
полевой геолог, который предпочитает проводить как можно больше
времени в поисках обнажений в канадской Арктике или в намибий-
ских и австралийских пустынях Он мастерски бегает кроссы, а потому
любит пешие походы. Хоффман повидал множество сэндвичей из лед-
никовых отложений и известняка, относящихся к канадскому проте-
розою, посвятив большую часть своей карьеры картированию прото-
континентов, которые были архейскими предшественниками Канады.
Позже они сбились в протерозойское ядро, а оно стало тем центром,
вокруг которого выросла Северная Америка. Хоффман привлек к ра-
боте нескольких блестящих специалистов по геохимии (в том числе
Дэна Шрага), и вскоре они взбудоражили геологическое сообщество
разговорами о Земле-снежке.

Хоффман, Шраг и другие геологи изучили несколько прекрасно
обнаженных сэндвичей из ледниковых отложений и известняка —
в частности, в пустынях современной Намибии на юго-западе Африки
(рис. 16.3). В этом месте на кровле ледникового тилла располагаются
особенно мощные и хорошо развитые известняки с примечательными
геохимическими и минералогическими характеристиками. Хоффман
и Шраг предположили, что эти покровные карбонаты поверх леднико-
вых отложений — продукты неорганического осаждения известняков,
произошедшего после того, как океан, насыщенный растворенными
в нем карбонатами, освободился от хватки льда. Это явно не обычные
известняки, которые образуются сегодня, осаждаясь в результате ор-
ганической активности. Современные известняки состоят в основном
из раковин кораллов, моллюсков и других морских существ, а также
известковых водорослей.

Еще один факт, наводящий на размышления, — кратковременное
возвращение полосчатых железистых кварцитов (BIF) на пике снеж-
ных условий позднего протерозоя. Киршвинк указал, что подобное
событие вполне естественно при замерзании Земли: в этом случае за-
крытые океаны остаются без кислорода и насыщаются растворенными
карбонатами, становясь в результате очень кислыми (как это случа-
ется с современными океанами из-за парниковых газов}. Реки (ко-
торые полностью замерзли) не уносят в океан осадочный материал,
и поэтому останавливается поступление в воду сульфатов. В резуль-
тате в этих кислых океанах с низким содержанием кислорода и серы
хорошо растворяется железо. В таких обстоятельствах железо вполне
могло накапливаться на дне, как это и было в промежутке 3,7-1,7 млрд
лет назад (рис. 14.5).

Итак, базовая модель Земли-снежка функционирует следующим
образом: какой-то фактор приводит к началу сильного остывания
планеты, после чего начинают формироваться огромные ледяные
щиты. Поскольку отсутствует современная сложная жизнь, кото-
рая регулирует углеродный цикл и выделяет углекислый газ в атмо-
сферу (глава 6), планета входит в цикл обратной связи лед — альбедо
и в конечном итоге замерзает от полюсов до экватора. Как только
такой шар застывает окончательно, Земля застревает в этом состоянии
на миллионы лет — подобно нынешнему Марсу, который полностью
заморожен, хотя в прошлом на его поверхности была жидкая вода,
создававшая оксаны и реки. Океаническая циркуляция прекращается,
на бескислородном морском дне накапливаются железистые квар-
циты, а большое количество углерода оказывается в донных отложе-
ниях внутри льдистых соединений — гидратов метана. Что-то должно
произойти — иначе Земля осталась бы замороженной, и нас бы на ней
нс существовало.

Однако, повторим, на Земле, в отличие от Марса и других планет,
совершаются тектонические процессы (движение блоков коры) и есть
вулканы, которые за долгое время извергли достаточно парниковых
газов, чтобы наша планета наконец стала нагреваться. Как только на-
ступал такой момент, снова запускался цикл положительной обратной
связи лед — альбедо, а в результате ледяной покров планеты быстро
таял и почти исчезал. Гидраты метана на морском дне высвобождали
огромное количество метана, что еще больше ускоряло глобальное
потепление. Геохимический состав океана был теперь настолько богат
растворенными карбонатами, что огромные залежи кальцита выпа-
дали в осадок прямо из морской воды, образуя покровные карбонаты.
В итоге Земля снова становилась стабильной — на ней опять существо-
вали и теплые тропические регионы, и холодные полярные. Дальней-
шие исследования показали, что описанный процесс происходил как
минимум дважды или трижды в позднем протерозое и один раз —
в раннем протерозое (около 2 млрд лет назад); последнее оледенение
называют гуронским (рис. 16.4). Оно основывается на хорошо извест-
ном тиллите формации Гоуганда на берегу озера Гурон и свидетель-
ствует, что ситуация с Землей-снежком не уникальна и при надлежа-
щих условиях может повторяться несколько раз.

ИЗ СНЕГА ИЛИ ИЗ СНЕЖУРЫ?

Как и все ученые, геологи скептически относятся к новым идеям, осо -
бенно тем, которые кажутся выходящими за рамки нормы. За послед-
ние 25 лет модель Земли-снежка подтверждается все новыми и но-
выми данными, поэтому большей части геологического сообщества
пришлось согласиться с очевидным выводом, что нечто такого рода
должно было являться по крайней мере трижды или четырежды.
Рис. 16.3 Ьтави [Намибия]. Геилоги Дэн Шраг [слеза] и Пол Хоффман стоят на ледниковой формации
Гхоб, содержащей ледниковые валуны, и показывают на границу между ледниковыми отложениями
и покровными карбонатами. Фото предоставлено Полем Хиффманим [Paul Xofi'man]

Однако все же есть и другие мнения. Некоторые геологи хотя
и признают, что в позднем протерозое на экваторе существовали лед-
ники на уровне моря, тем не менее нс считают, что при этом окоче-
нели все тропические регионы, а планета превратилась в замерзший
ком. Они предпочитают чуть менее экстремальную гипотезу, назван-
ную Slushball, то есть Шар из снежуры (смеси снега, льда и воды).
В этой модели какое-то оледенение на экваторе происходило (это
подтверждают имеющиеся факты), однако большая часть тропиче-
ского региона была пусть и холодной, но все же свободной ото льда.
Сторонники такой версии указывают на геологические свидетель-
ства отложений, которые могли образоваться только в воде, а не во
льдах. Первоначальная модель Киршвинка тоже допускала существо-
вание некоторых свободных ото льда областей в тропиках, так что
новизны в этом нет. Кроме того, многие геологи видят подтвержде-
ния версии Киршвинка в том, что эпизоды с Землей-снежком отли-
чались быстрыми колебаниями ледниково-межледниковых циклов,
как это было в последние ледниковые периоды (см. главу 25), а это
Рис. 16.4 Ледниковые отложения из тилла Гоуганда около сзера Гурин в Канаде, соответствующие
раннепро т ерьзоискому [гуронскому] оледенению, ини свидетельствуют о раннем состоянии
Земли-снежка примерно 2,1 млрд лет назад. Источник: Wikimedia Commons

допускает одновременно наличие и ледниковых отложений, и отложе-
ний, сформировавшихся в проточной воде и в незамерзающих океа-
нах Важнее всего, что датировка отдельных эпизодов Земли-снежка
в позднем протерозое показывает глобальную синхронность: события
от полюса до экватора происходили в одно и то же время. Все пере
численное говорит в пользу именно экстремальной гипотезы шара
из снега, а не из снежуры, потому что в моделях со снежурой гра-
ницы льда отступают при повышении уровня углекислого газа — од-
нако этого не наблюдается в модели Земли-снежка для позднего про-
терозоя.

Одно из следствий модели Земли-снежка - го, что сильное замер-
зание в конце протерозоя, по-видимому, вызвало большие изменения
в жизни на планете. Мы обнаруживаем в морских осадочных отло-
жениях множество окаменелостей спор эукариотических водорослей
(известных как акритархи), обитавших на Земле до оледенения. Затем
они, вероятно, пережили массовое вымирание, потому что после окон-
чания стадии Земли-снежка разнообразие акритархов исчезает. Вместо
этого в конце позднего протерозоя мы видим признаки возвращения
жизни во множестве более сложных форм, включая многоклеточ-
ные организмы. К концу протерозоя по всей Земле появляются пер-
вые крупные многоклеточные животные; этот комплекс известен как
эдиакарская биота. Впервые их обнаружил Рет Спригг в исследован-
ном Моусоном австралийском хребте Флиндерс, а описал палеонтолог
Мартин Глесснер. В то время как эти существа процветали, уже пол-
ным ходом шла диверсификация многоклеточной животной жизни
(например, трилобитов). У данного явления есть вводящее в заблу-
ждение название «кембрийский взрыв», хотя ему больше подошло бы
обозначение «кембрийский длинный фитиль», поскольку от первых
эдиакарских существ до первых трилобитов прошло 70 млн лет.

Вполне справедливо, что один из странных медузоподобных от-
печатков эдиакарской биоты назван Mawsonites spriggi в честь двух
человек, один из которых нанес на карту хребет Флиндерс, а другой
открыл эдиакарскую фауну.
17

ПАРАДОКС В ГОРНЫХ ПОРОДАХ: БЛУЖДАЮЩИЕ
ОКАМЕНЕЛОСТИ И СТРАНСТВУЮЩИЕ МАССИВЫ СУШИ

ЭКЗОТИЧЕСКИЕ ТЕРРЕЙНЫ

Вот парадокс, вот парадокс,

Замысловатый парадокс!

Софизмов слышала мы тьму,

Но не смекаем, что к чему!

Да, парадокс, да, парадокс,

Замысловатый парадокс!

Ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха,

Вот парадокс!

Уильям Гилберт. Из либретто комической оперы «Пираты Пензанса»

ПАРАДОКСАЛЬНЫЕ ТРИЛОБИТЫ

Чарльз Дулиттл Уолкотт был озадачен. В 1880-90-х гг. он собрал тысячи
кембрийских окаменелостей (в основном трилобитов) в самых разных
местах от Калифорнии и Невады до канадских Скалистых гор, север -
ных районов штата Нью-Йорк и Новой Англии. На большей части тер-
ритории Северной Америки трилобиты раннего кембрия были очень
похожи. Одни и те же примитивные членистоногие, известные как
оленеллиды (рис. 17.1), встречаются от пустыни Мохаве до западного

Террейн (англ. terrane, от фр. terrain — «участок земли, местность») — ограни-
ченное разломами геологическое тело регионального масштаба в составе склад-
чатого пояса, которое характеризуется особенностями и тектонической исто-
рией, отличающей его от соседних геологических тел. — Прим. ред.

206
Ньюфаундленда. Однако в восточном Ньюфаундленде попадаются
совершенно другие окаменелости. Еще более странным выглядел тот
факт, что раннекембрийские трилобиты Шотландии больше походили
на трилобитов Северной Америки, нежели на трилобитов из прочих
мест Великобритании или Европы. Уолкотт назвал трилобитов, оби-
тавших от Тихоокеанского побережья до западного Ньюфаундленда,
«тихоокеанской фауной», а трилобитов, обитавших в восточном Нью-
фаундленде и Шотландии, — «атлантической фауной», хотя эти фау-
нистические провинции и не соответствовали современным океанам:
некоторые трилобиты «тихоокеанской фауны» были обнаружены в за-
падной части Ньюфаундленда, граничащей с современным Атланти-
ческим оксаном (рис. 17.2).

В среднем кембрии картина стала еще более загадочной. В Боль-
шом Бассейне на территории нынешнего штата Юта обитали знакомые
формы, такие как Elrathia kingii, похожие на них Modocia, Asaphiscus,
а также крошечный слепой трилобит Peronopsis (рис. зуд в). Elrathia
kingii — самые распространенные трилобиты: их продают магазины
горных пород и торговцы по всему миру, поскольку в формации Сла-
нец Уилер в ютском хребте Хаус их так много, что крупные коммер-
ческие предприятия собирали их с помощью экскаваторов. Этих же
среднекембрийских трилобитов можно было обнаружить от Юты
до канадских Скалистых гор и районов западного Ньюфаундленда.

Но когда Уолкотт и другие палеонтологи собирали окаменело-
сти в отложениях среднего кембрия в восточном Массачусетсе (не-
далеко от города Брейнтри - родины президентов Джона Адамса
и Джона Куинси Адамса), Нью-Брансуике или восточном Ньюфаунд-
ленде, они обнаружили, что трилобиты в этих породах весьма отли-
чались от трилобитов из соседних мест (например, запада штата Нью-
Йорк и Пенсильвании). В этих ископаемых сообществах преобладали
крупные трилобиты Paradoxides, длина которых составляла 37 см —
крайне много по меркам кембрийских трилобитов (рис. 17.3). Имелись
и какие-то одинаковые трилобиты, например, маленькие Peronopsis,
но разница между двумя фаунистическими провинциями поистине
поражала.

Однако, повторим, что действительно озадачивало, так это что
трилобиты Ныо-Брапсуика, восточного Ньюфаундленда и восточного
Массачусетса больше походили на европейских трилобитов, чем на ор
ганизмы соседних Нью-Йорка или Пенсильвании. Еще в 1760-х гг. Карл
Рис. 17.1 Трилобиты. [A] Oleneilus — представитель самых примитивных известных трилобитов,
типичный для раннего кембрия [«тихоокеанская фауна»]. Источник: Wikimedia Commons.

[В] Типичные трилобиты среднего кембрия [«тихоокеанская фауна»] с хребте Хаус в штате Юта.
Крупные трилобиты — Elrathia kingii, мелкие - агностиды Peronopsis interstricta которые, по-видимэму,
были слепыми и плавали в планктоне. Оотс автора
Рис. 17.2 Карта, показывающая распределение окаменелостей «атлантической фауны» и «тихэгкеанской
фауны» Iтрилобитов и граптслитов] по обеим сторонам Атлантический океана. Окаменелости Шотландии
и Северной Ирландии имеют ботьше общего с образцами из Северной Америки («тихоокеанская фауна»],
чем с окаменелостями остальных частей Британских островов в то время как окаменелости восточного
Ньюфаундленда, Нью-Брансуика Невой Шотландии и восточного Массачусетса ближе к европейским
образцам, чем к найденным на остальной части Америки («атлантическая фауна»]. Пунктирная линия
показывает где некогда в раннем палеезое существовал предшественник современного Атлантического
океана-так называемый Япетус, или Прот'-Атпантический океан, разделявший континенты.

Составлено по нескольким источникам

Линней (1707-1778), создатель системы классификации раститель-
ного и животного мира, окисал окаменелость из Швеции Entomolithus
paradoxus, которая теперь называется Paradoxides paradoxissimus. Лин-
ней выбрал свое название не за алогичную биогеографию (которая
стала известна гораздо позже), а по другой причине: в 1760-х гг. три-
лобиты представляли собой странные окаменелости, не вписывав-
шиеся ни в одну из существующих групп животных. (Другой трило-
бит получил название Agnostus* **, потому что автор описания не знал,

* Лат. sutura — «шов». — Прим. ред.

** Др.-греч. ayvoioxog— «непознаваемый».
Рис. 17.3 Крупный среднекембрийский тр ил оби i Paradoxides davidis из «атлантической провинции».
Источник: Alamy / Legion Media

что это за животное.) Эффектный гигантский вид из ущелья реки
Мануэле па полуострове Авалон в Ньюфаундленде выглядел так же,
как особь, обнаруженная в местечке Порт-и-Роу недалеко от города
Сент-Дейвиде в графстве Пембрукшир (Уэльс), — отсюда и назва-
ние Paradoxides davidis. Другие образцы были обнаружены и описаны
во Франции, Германии, Чехии и Польше в начале 18оо-х гг. Даже
само название Paradoxides было европейским: его ввел французский
палеонтолог Александр Броньяр в 1822 г. (Вместе с бароном Жоржем
Кювье они, напомним, открыли фаунистическую последовательность
во Франции — см. главу 7.)

Шли годы, коллекции разрастались, и другие палеонтологи со вре-
менем показали, что в период ордовика отличие «атлантической
фауны» от «тихоокеанской» все еще было большим, и только в силуре
между ними начало появляться некоторое сходство. Однако к девону
различия полностью исчезли, и морские фауны Европы и Северной
Америки стали весьма похожими.

В чем могла быть причина этого парадокса? Геологи и палеонто-
логи выдвигали множество идей, при этом большинство считало, что
существовал какой-то глубокий и узкий оксан (а также соответствую-
щий осадочный бассейн), который не давал трилобитам из мелководья
Нью-Йорка добраться до Массачусетса, а трилобитам из западного
Ньюфаундленда — до восточного Ньюфаундленда. Предполагалось,
что через некоторое время после образования в кембрии этого глубо-
ководного желоба он становился все уже и уже и в конце концов исчез,
так что к девону7 его уже не было и весь район оставался мелководным.
Но эта гипотеза далеко не все объясняла. У трилобитов, вероятно,
были плавающие личинки, которые могли перемещаться на большие
расстояния или пользоваться поверхностными течениями. Почему же
они не пересекали узкий глубоководный желоб, если явно могли пла-
вать по всему мелководью, от нынешней Юты до Квебека или от Мас-
сачусетса до Шотландии? Более того, почему они не могли пересечь
этот предположительный глубоководный барьер между восточным
и западным Ньюфаундлендом или между Нью-Йорком и Массачусет-
сом, если они были способны преодолеть весь Атлантический океан
и переместиться от Шотландии до западного Ньюфаундленда или
от Массачусетса до Уэльса?

Загадка сохранялась почти целое столетие. Только в конце 1950- х гг.
пионеры теории тектонических процессов предложили новое реше-
ние. Дальновидные геологи, такие как Артур Холмс (глава 8), сначала
предположили, что все дело в движении плит, а не в каком-либо спе-
цифическом морском барьере. Эту мысль подхватил канадский геолог
Джон Тузо Вильсон, который уже обосновал идею трансформных раз-
ломов, подобных разлому Сан-Андреас (см. главу 23), или образования
Гавайских островов при перемещении Тихоокеанской плиты: когда она
двигается над горячей точкой мантии, постепенно возникают новые
извергающиеся вулканы.

В 1966 г. в ведущем научном журнале Science появилась историческая
по значению статья Вильсона под названием «Океан закрывался и снова
раскрывался?» Из опубликованных к тому моменту/ данных о спрединге
океанского дна ученый знал, что современная Атлантика — молодой
океан, который появился и начал расширяться только в позднем триасе
(220 млн лет назад), то есть в начале эпохи динозавров. До этого, когда
в пермском периоде и раннем триасе все континенты были единым ма-
териком Пангея, Атлантического океана не существовало. Однако на-
личие разных фаун трилобитов заставляло предположить, что когда-то
(еще в кембрии и девоне) существовал некий предшественник совре-
менного Атлантического океана, который исчез, когда все части Пангеи
соединились друг с другом. Вильсон утверждал, что линия, разделяющая
«атлантическую» и «тихоокеанскую» фауны Уолкотта, в действительно-
сти представляет собой сутуру шов между7 двумя континентами, кото-
рые в древности разделял канувший предшественник Атлантики. Этот
давно исчезнувший океан иногда называли Прото-Атлантическим, а те-
перь именуют океаном Япетус. Когда океан закрылся в девоне и перми,
а затем снова раскрылся, части того, что было на европейской стороне
Япстуса (восточный Ньюфаундленд, восток Новой Англии и еще не-
которые места), прилипли к западному берегу нового Атлантического
океана, а районы, которые когда-то находились на североамериканской
стороне Япетуса (Шотландия, северная Ирландия), присоединились
к Европе (рис. 37.4). Раскрытие Атлантики разорвало земную кору при-
близительно по старой линии Япетуса, оставив Шотландию по одну сто-
роны плиты, а Массачусетс — по другую; при этом восточный Ньюфа-
ундленд, некогда бывший частью Европы, присоединился к западному
Ньюфаундленду, который всегда относился к Северной Америке. Эта
гипотеза прекрасно объясняет парадокс Уолкотта.

Явление закрытия, а затем повторного раскрытия оксана примерно
в одном и том же месте теперь называют циклом Вильсона. Похоже,
у Атлантического океана было не менее пяти предшественников, по-
этому данный район пережил по крайней мерс пять циклов Вильсона.

ЗАТЕРЯННЫЙ КОНТИНЕНТ АВАЛОНИЯ

В легендах о короле Артуре описывается мифический остров Авалон,
сыгравший в событиях ключевую роль. Там был выкован волшеб-
ный меч Экскалибур, который Артур получил от Владычицы озера.
Когда в битве при реке Камлан Артур был смертельно ранен, сража-
ясь с Мордредом, именно на Авалон короля отвезли для исцеления.
В некоторых вариантах сказания Артур умер и похоронен на Ава-
лоне. Предполагается, что на этом острове жила и чародейка Моргана
(иначе — Моргана ле Фэй).

Название Авалон происходит от валлийского Ynys Afallon — «ост-
ров яблок», и многие люди связывают это мифическое место с неко-
торыми районами Уэльса, которые действительно были далеки от Ан-
глии во времена артуровских легенд. В труде Гальфрида Монмутского
«Жизнь Мерлина» таинственный остров Авалон описывается следую-
щим образом:
Рис. 17.4 Палелгеографическая карта для силурийского и девонского периодов показывающая
коллизию [столкновение] Европы [Балтийская платформа! во время каледонской складчатости [силур]
и девонскую коллизию террейна Авалония здопь Аппалачей [акадская складчатосто].

В ^произведено с изменениями из книги: Donald R. Prothero and Robert H. Dott Jr.

Evolution of the Earth. 8th ed. [New York: McGraw-Hill, 2010]

Остров яблок, который люди называют Счастливым островом
(Insula Pomorum quae Fortunata uocatur), получил свое имя потому,
что все производит сам. Поля там не нуждаются в плугах зем-
ледельцев. Там не приходится возделывать землю; все дает при-
рода. Он сам в изобилии рождает зерно и виноград, и яблони в его
рощах поднимаются из короткой травы. Само по себе растет все,
а не только трава, и люди живут там сто лет или больше. Там
девять сестер благожелательно правят теми, кто приходит к ним
из нашей страны.
Около 1190 г. получила популярность другая версия: хронист Ги-
ральд Камбрийский сообщал, что артуровский Авалон это область
вокруг города Гластонбери графства Сомерсет в западной Англии. Мо-
нахи аббатства Гластонбери утверждали, что нашли тела короля Ар-
тура и его супруги Гвиневры. Гиральд писал:

То, что сейчас называется Гластонбери, в древние времена име-
новалось островом Авалон. Это практически остров, потому что
его повсюду окружают болота. По-валлийски он называется Ynys
Afallach, что означает Остров яблок, и некогда плоды эти росли
в великом изобилии. После битвы при Камлане благородная леди
по имени Морган, впоследствии правительница и покровитель-
ница этих краев, а также близкая родственница короля Артура,
для лечения ран унесла его на остров, ныне известный как Гластон-
бери. Много лет назад этот район также назывался по-валлийски
Ynys Gutrin, то есть Стеклянный остров, и от этих слов вторгшиеся
саксы позже придумали топоним «Гластингебери».

Целые поколения британцев всерьез относились к этим преда-
ниям, и в 1278 г король Эдуард 1 Длинноногий (завоеватель Уэльса
и Шотландии и тиран-злодей из фильма Мела Гибсона «Храброе
сердце» об Уильяме Уоллесе) с пышными церемониями перезахоро-
нил эти скелеты в аббатстве Гластонбери. Хотя в Средние века дан-
ная версия легенды о короле Артуре выглядела убедительно, сегодня
она считается псевдоархсологией. Большинство современных истори-
ков воспринимают ее как рекламный ход монахов, затеянный ради
получения средств на ремонт аббатства. Тем не менее эта легенда
в течение многих веков побуждала паломников посещать аббатство
Гластонбери — вплоть до Реформации, когда Генрих VIII порвал
с католической церковью. Разные писатели впоследствии связывали
историю Артура в Гластонбери с легендарным появлением Иосифа
Аримафейского, привезшего в Англию святой Грааль. Были и такие
авторы, что ассоциировали Авалон и Гластонбери с тайнами Земли —
загадочными лей-линиями* и даже с мифом об Атлантиде. Об Ава-
лоне создано много преданий и написано немало современных

Англ Ley Lines — магические силовые линии, на которых якобы расположены
древние памятники, курганы и т. д.
произведений, включая такие книги, как «Туманы Авалона» (The
Mists of Avalon), «Гластонберийский роман» (A Glastonbury Romance)
Джона Каупера Повиса и «Кости Авалона» (The Bones of Avalon) Фила
Рикмана.

Возможно, артуровский «остров Авалон» всего лишь легенда, чего
не скажешь про древний затерянный континент Авалония. В послед-
ние годы модели тектоники плит, описывающие движение массивов
суши по обе стороны современной Атлантики, стали более совершен-
ными. Дальнейшие исследования разных провинций ископаемой
фауны и детальное структурное картирование показали, что массив,
содержащий фауну Paradoxides и простирающийся от южных Аппа-
лачей до восточного Массачусетса и Нью-Брансуика, Новой Шот-
ландии, восточного Ньюфаундленда, а также южная Англия, Уэльс,
части Франции, Германии, Польши и Чехии — все они фрагменты
древнего палеозойского микроконтинента, который назвали Авало-
нией (рис. 17.2, 17.4 и 17.5). Свое название микроконтинент получил
нс столько по мифическому острову Авалон, сколько по полуострову
Авалон в Ньюфаундленде. Полуострову дал, в свою очередь, это имя
сэр Джордж Калверт, получивший в 1632 г. королевскую хартию на вла-
дение землями в колониях*; баронет назвал полуостров, как сам отме-
чал, «в подражание Старому Авалону в Сомерсете, где стоит Глассен-
бери, первый плод христианства в Британии, каким другой был в этой
части Америки». Калверт явно верил в мифы об Артуре в Гластонбери,
которые были в тот момент все еще широко распространены. И, хотя
в то время, когда полуостров Авалон получил свое имя, об этом никто
не знал, трилобиты из ущелья Мануэле действительно связаны с три-
лобитами Уэльса, остальной части Англии (старого легендарного Ава
лона) и многих других частей Авалонии, ныне разбросанных от во-
сточной Европы до Канады и Джорджии. И закономерно, что один
из трилобитов Уэльса и западной Англии получил название Merlinia —
в честь волшебника Мерлина из артуровского цикла.

Так что же случилось с Авалонией? В кембрии и раннем ордовике
она отделилась от Гондваны, и трилобиты Авалонии имеют много
общего с трилобитами этого громадного южного суперконтинента.

Джордж Калвер! Балтимор получил тогда в свое распоряжение штат Мэриленд.
В честь этого английского колониста в Мэриленде назван город Балтимор. —
Прим. ред.
Рис. 17.5 Карта частей террейна Авал опия писле того, как каледонская и акадская складчатости
соединили его с Северной Америкой [Лаврентия] и Балтикой. Позднее в каменноугольном пери де
присоединился блок Арморика [лежащий сегодня год Северной Европой], образовав офиолиты з Девоне
и Корнуолле, а также каменноугольные граниты в этих регионах.

Составлено по нескольким источникам

Но по мере того, как Авалония отодвигалась от одного континента,
она быстро приближалась к другому — предшественнику Северной
Америки (названному Лаврентией). К позднему силуру это ядро Ев-
ропы (Балтийская платформа, включая Скандинавию и Россию) на-
чало давить на Лаврентию; произошедшее столкновение (коллизия)
двух континентальных плит (подобное тому, как Индостанская плита
сейчас врезается в Евразийскую и образует Гималаи) подняло горы
высотой с современные Гималаи. Ту эру тектогенеза называют кале-
донской складчатостью (Каледония — латинское название Шотлан-
дии), и ее следы можно увидеть в смятых и метаморфизованных
породах Шотландии, северного побережья Гренландии и побережья
Норвегии (рис. 17.5). Образовавшиеся при разрушении каледонских
гор речные пески стали материалом для части девонского древ-
него красного песчаника, залегающего поверх силурийских пород,
опрокинутых и эродированных в результате коллизии, что создало
знаменитые угловые несогласия на мысе Сиккар-Пойнт и в Джед-
боро (глава 4).

В девонском периоде, после каледонской коллизии, Авалония на-
чала врезаться в восточное побережье Лаврентии. Это столкновение
происходило последовательно с севера на юг (рис. 17.5), порождая
в эпоху гак называемой акадской складчатости еще один хребет раз-
мером с Гималаи. Осадочный материал с этого огромного горного мас-
сива сносился к западу, образовав девонские песчаники и сланцы зна-
менитой осадочной толщи Катскилл в северной части штата Нью-Йорк
и в центральной части западной Пенсильвании.

И под конец еще о связи с одной легендой: акадская складчатость
получила свое название от старой французской провинции Акадия, ко-
торая некогда включала почти всю приморскую Канаду, части Квебека
и Мэна, — а также полуостров Авалон. Те, кто знаком с американской
литературой, могут знать название Акадия по поэме «Эванджелина»
Генри Уодсворта Лонгфелло. В ней рассказывается, как британцы вы-
теснили франкоканадцев Акадии из большей части региона. Некото-
рые из отступавших оказались на юге Луизианы, где эти французские
«канадцы» стали «каджунами» — чье культурное влияние ощущается
до сих пор.

ЭКЗОТИЧЕСКИЕ ТЕРРЕЙНЫ

Столкновение террейна Авалония с Лаврентией — хорошо докумен-
тированный пример так называемого экзотического террейна, то есть
массива земной коры, который прибыл из какого-то другого места.
Весь регион Аппалачей построен из кусков других континентов, в раз-
ное время присоединившихся к Лаврентии. Сначала с ней столкнулся
блок земной коры, известный как Пидмонтский террейн, который
можно найти в некоторых частях восточной Канады, долине Гудзона
в Нью-Йорке и вплоть до предгорного плато Пидмонт в Вирджинии,
Джорджии и обеих Каролин (рис. 17.2). Он причленился б позднем
ордовике в ходе события, известного как таконская складчатость: при
этом поднялись и деформировались породы современного хребта Та-
коник в штате Нью-Йорк.

Затем произошло столкновение с Балтикой, сформировавшее ка-
ледонскую складчатость в позднем силуре (и повлиявшее на северное
побережье Лаврентии), за которым последовала акадская складчатость
в девоне, которая добавила террейн Авалония от приморской Ка-
нады через восточный Массачусетс вниз до Сланцевого пояса Каро-
лины на юге. В заключение произошло столкновение африканской
части Гондваны с Восточным побережьем, в результате чего в позд-
нем карбоне (пенсильвании) возникли Аппалачи. Эго событие также
окончательно закрыло предшественников Атлантического океана и со-
единило Лаврентию (или Северную Америку) с суперконтинентом
Пангея. Аппалачи образовались в результате этого мощного столкно-
вения ь гималайском стиле более 300 млн лет назад, и с тех пор они
медленно разрушаются.

Если вас недостаточно потрясло то, что восточный Массачусетс или
восточная Каролина были частями других континентов, то еще уди-
вительнее оказывается набор экзотических террейнов, составляющих
тихоокеанское побережье Северной Америки Вся Аляска и большая
часть Британской Колумбии, Вашингтона, Орегона, Айдахо, Невады
и Калифорнии — экзотические террейны (рис. 17.6). И снова об этом
свидетельствуют окаменелости. Многие десятилетия геологов и пале-
онтологов озадачивали некоторые находки с тихоокеанского побере-
жья — от кораллов, попадавшихся в северной Калифорнии и Британ-
ской Колумбии, до имеющих форму рисовых зерен одноклеточных
амеб, известных как фузулиниды (отряд фораминифер), которые
встречаются повсюду от Аляски до северной Калифорнии. Когда уче-
ные тщательно исследовали эти окаменелости, стало ясно, что они
прибыли из тропиков Южного полушария причем с другой стороны
Тихого океана, из древнего океана Тетис, простиравшегося от совре-
менной Индонезии до Гибралтара'

Сначала геологи и палеонтологи отказывались принять идею, со-
гласно которой огромные блоки земной коры за последние 250 млн лет
пересекли весь Тихий океан, проделав путь от Индонезии до Британ-
ской Колумбии, но факты ясно говорят именно об этом. То же самое
подтверждают не только окаменелости, но и тектонические свидетель-
ства: Аляска. Британская Колумбия и большинство штатов Тихоокеан-
ского побережья составлены из тектонических блоков, разделенных
крупными разломами. Наконец, это подтверждают палеомагнитные
данные, которые показали, что тектонические блоки действительно
прибыли из области южнее экватора и, по-видимому, оттуда, где сей-
час находится Индонезия.
W- Большая Врангеллия
[островной супертеррейн)

Слсжнопос’роенные или закрытые
площади, не охваченные
геологическим квотированием

Аббревиатуры расположены над террейнами
если нет указательных стр елок

ОС—Острова кооолевы Шарлотты
St—террейн Стикин

СР-Береговой плутонический комплекс

СС—террейн Каше-Крик
BR—террейн Бридж-Ривер

-остров Ванкувер

Q—террейн Квеснел

ГМ—бассейн Тайотон-Метоу

ОМ—террейны Олимпик-Маунтинс

NC—Неверные Каскады и
террейны

Е0-терзейны

Восточный

IB-батолит Айдахо

К-Кламат, Норт-Сьерра и близкие

CV-отложения
греддугевоги бассейна
Калифорнийской долины

Fr-Францисканский
преддугсвый
и меланжевый

SN—батолит Сьерра-Невада

Рис. 17.6 Карта экз( тических террейнов Тихоокеанской окраины Северной Америки.
Составлено по нескольким источникам
Сегодня мы можем реконструировать, откуда взялись все эти
части пазла, и сравнить их с тем, где они находятся ныне (рис. 17.7).
Одним из первых при аптлерской складчатости (в девоне — миссиси-
пии) появился блок (Антлерский террейн), который проходит через
всю центральную Неваду и включает породы, найденные в западных
предхорьях Сьерра-Невады и на восточной стороне хребта Кламат
возле горы Шаста. Следующим крупным блоком стал террейн Соно-
мия в ходе сономской складчатости (пермь — триас). Он составляет
весь северо-западный угол Невады, а также другие блоки в предгорьях
Сьерры и в хребте Кламат, вдавленные под те массивы, что прибыли
при антлерской складчатости. Не отставали и многие другие террейны,
в том числе Стикиния и Квеснеллия, которые составляют ядро Бри-
танской Колумбии и простираются до Аляски, и Врангеллия, кото-
рая включает горы Врангеля на Аляске (а также самую высокую гору
США — Денати, или Мак-Кинли*), северо-запад Британской Колумбии

20'

Палеоэкватор

Холодноводные
фауны террейна
Врангеллия

Сонсмия

Тропические фауны
террейна Каше-Крик

Субтропические
до теплоходных фауны
террейна Александр?

Восточная граница

-1- - распространения
Фузул инид свой фауны
центральной части
океана Гетис

Квеснеллия

Гондвана

Стикиния

Евроамерика

Восточная граница Северные Каскадь
распространения мшанковой

южной части океана Тетис

Рис. 17.7 Кар'а, показывающая первоначальное расположение экзотических террейнов в Прою-
Тихсюкеансг им бассейне. Все они в свие время испытали коллизию и смятие, став Аляской, Британской
Колумбией и прибрежными регионами Вашингтона, Орегона и Калифорнии. Вс время пермского периода
многие из них [такие как террейн Врангеллия и террейн Александра] начинали движение из тей "Оласти,
которая теперь представляет собой юго-западную часть современного Тихого океана: это можно
определить по характерным окаменелостям из океана Тетис, которые очи несут. Взято с изменениями
из книги: Donald R. Prothero and Robert H. Dott Jr. Evolution of the Earth. 8;h Ed. [New Vork: McGraw-H:ll, 2D 10]

Это название гора получила в 1896 г. в честь избранного тогда президентом США
Уильяма Мак-Кинли. — Прим. ред.
и юго-восточную Аляску («ручку Аляски»). Большинство блоков при-
были в эпоху динозавров и оказались на месте к меловому периоду,
принеся с собой пермские окаменелости из тропической юго-запад-
ной части Тихого океана.

Так что в следующий раз, когда вы будете на Аляске, в Британ-
ской Колумбии, Вашингтоне, Орегоне, Неваде или Калифорнии, про-
сто помните: вы не в Северной Америке. 11а самом деле вы на Фиджи
или в Индонезии.
18

АЛЬФРЕД ВЕГЕНЕР И ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ

ПОРОДЫ,
СТАВШИЕ ДЕТАЛЯМИ ПАЗЛА

Новая теория виновна, пока не доказали ее невиновность,
в то время как старая невиновна, пока не доказали ее виновность...
Теория дрейфа материков была виновной, пока не доказали ее
невиновность.

Дэвид Рауп, палеонтолог

ПРЕЗИРАЕМЫЙ И ОТВЕРЖЕННЫЙ...

Рождество 1910 г. Тридцатилетний немецкий метеоролог Альфред
Вегенер (рис. 18л) рассматривал атлас мира рождественский пода-
рок одному из его друзей. Перелистывая страницы, он заметил уди-
вительное совпадение береговых линий Южной Америки и Африки.
В голове словно вспыхнула лампочка. Почему два континента, разде-
ленные южной частью Атлантического океана, гак хорошо подходили
по очертаниям друг другу? Конечно, Вегенер был не первым, кто заме-
тил это совпадение. По тому же поводу высказывались уже в XVI в.,
когда появились первые приличные карты Атлантики.

Сам Вегенер писал об этом так:

Впервые идея дрейфа континентов пришла мне в голову еще
в 19ГО г., когда я рассматривал карту мира, — на меня произ-
вело впечатление совпадение береговых линий по обе стороны
Атлантики, Сначала я не обратил особого внимания на это, по-
тому что считал дрейф маловероятным. Осенью 1911 г. я случайно
наткнулся на синоптический отчет, из которого впервые узнал
о палеонтологических доказательствах существования в прошлом
сухопутного моста между Бразилией и Африкой. Я мельком озна-
комился с соответствующими исследованиями в области геологии
и палеонтологии, и это немедленно дало такое весомое подкреп-
ление, что убеждение в принципиальной правильности идеи уко-
ренилось в моем сознании.

Итак, на протяжении четырех веков люди замечали это совпаде-
ние, но потом занимались другими вешами. С Вегенером было по-
другому. Он успешно продвигался в науке, обладая многолетним опы-
том работы в области метеорологии и климатологии. В том же 1911 г.
написал по этой теме монографию «Термодинамика атмосферы», так
что он хорошо знал свое дело. Его нельзя было назвать неопытным
новичком: в 26 лет он как метеоролог участвовал в своей первой экс-
педиции в Гренландию для изучения полярного климата и погоды.

Несмотря на то что много времени уходило на метеорологические
и полярные исследования и преподавание в Марбургском университете,
Вегенер продолжал искать доказательства того, что материки некогда
составляли единое целое Еще в 1908 г. он начал работать с легендар-
ным климатологом Владимиром Кёппеном, который создал стандарт-
ную классификацию климатических регионов и зон, применяемую
до сих пор. (Я каждый год рассказываю о ней на своих лекциях по ме-
теорологии.) Вегенер и Кёппен изучили научную литературу и обнару-
жили, что климатические зоны пермского периода (250-300 млн лет)
не имеют никакого смысла при современном распределении их по кон-
тинентам. Исследователи искали доказательства того, что породы, за-
висящие от климата, служат в пользу их гипотезы: континенты ранее
перемещались. К 1912 г. Вегенер прочитал несколько лекций, где при-
водил подтверждение дрейфа континентов, а затем опубликовал три
короткие статьи с этими аргументами в немецких географических жур-
налах. В 1913 г. Вегенер женился на дочери Кёппена, а до этого принял
участие во второй экспедиции в Гренландию, где перезимовал во льдах
и затем едва не погиб вместе со своими спутниками, пересекая остров.

28 июня 1914 г. убили эрцгерцога Франца Фердинанда, и вскоре раз-
разилась Первая мировая война. Как и всех трудоспособных мужчин
Рис. 18.1 Альфред Вегенер в своей последней арктической экспедиции, 1930 г.
Источник: Wikimedia Commons

в Германии того времени, Вегенера призвали в кайзеровскую армию.
Он был дважды ранен (один раз в шею), прежде чем германское вер-
ховное командование решило, что в качестве опытного метеоролога
он будет полезнее, нежели в качест ве пушечного мяса в траншеях.
Работая на разных немецких метеостанциях, он продолжал докумен-
тировать свои гипотезы. В конце 1915 г. вышла книга «Происхождение
континентов и океанов» (Die Entstehung der Kontinente und Ozeane),
однако в условиях военных ограничений ее мало кто читал и даже
видел. В этом груде Вегенер поместил первые карты (рис. j8.2), пока-
зывающие, как континенты переместились после пермского периода
(250 млн лет назад), и отметил их расположение в суперконтиненте
Пангея, южную половину которого называют Гондваной, а северную —
Лавразией (от «Лаврентия» и «Евразия»). Оказалось, что, несмотря
на служебные обязанности, должность армейского метеоролога — хо-
рошее место для ученого; до конца войны он опубликовал еще 20 ста-
тей по метеорологии и климатологии.
Рис. 18.2 Карта Вегенера 1915 г., пиказываюцая движение материков.

Из книги “Die Enstehung der kontinente und Ozeane”, 1915.
После окончания войны Вегенер сменил несколько мест работы
в Гамбурге, а затем получил постоянную должность в Грацском уни-
верситете. Он использовал это время, чтобы совместно с Кеппеном на-
писать книгу о климате в геологическом прошлом, основываясь на до-
казательствах, которые изначально собирал для подтверждения своих
суждений о дрейфе континентов. И все же за пределами Германии Ве-
генера практически нс знали — главным образом из-за того, что его
труды до 1925 г. не переводились на английский язык.

После 14 лет игнорирования Вегенера пригласили изложить
его концепцию на собрании Американской ассоциации геологов-
нефтяников в Нью-Йорке в 1926 г. Этот симпозиум организовали
противники ученого, намереваясь высмеять его идеи, и Вегенер шел
в логово льва. Только приглашавший его председатель ассоциации
выслушал выступление беспристрастно; остальная аудитория отнес-
лась к докладчику с пренебрежением и насмешками. Если исходить
из геологических знаний того времени, идеи Вегенера выглядели бре-
довыми.

Почему же к ученому и его теориям не относились всерьез? Пре-
жде всего, Вегенер был не геологом, а метеорологом и климатологом.
Если посторонний человек без полноценного образования вторгается
в вашу сферу, у вас будут определенные основания относиться к нему
скептически. Я постоянно сталкиваюсь в интернете с безумными вер-
сиями, касающимися Земли. Там есть сторонники плоской Земли,
геопентристы, поборники теории полой Земли, приверженцы младо-
земельного креационизма* и те, кто верит, что Земля расширяется.
Любой, кто прослушал базовый курс геологии, легко поймет, почему
эти люди ошибаются, и особенно очевидно это для тех геологов, кото-
рые имеют реальный полевой опыт, а не просто занимаются измыш-
лениями, основанными на вторичных источниках.

У идей Вегенера были изъяны. Он утверждал, что континенты пе -
ремещались ио планете, однако геологи выдвигали такое возражение:
в этом случае материки «вспахивали» бы океаническую кору, а по-
тому должны существовать огромные участки такой коры, смятой,
как ковер. (Сейчас мы знаем, что океаническая кора совсем не похожа

Креационизм (ог лат. creatio — «творение») — религиозное и философское уче-
ние, согласно которому Земля и жизнь на ней сотворены Богом и возраст Земли
соответствует указанному в тексте Библии.
на представления специалистов т ого времени и что обычно она уходит
под континенты в зонах субдукции, а не сминается в горные пояса.)
Кроме того, Вегенер не мог объяснить, каким образом континенты пе-
ремещались и что приводило их в движение: предлагаемые им аргу-
менты (например, центробежная сила) были невозможны по геофизи-
ческим законам. Да и скорость движения плит у Вегенера оказывалась
слишком велика (250 см б год), тогда как теперь известно, что боль-
шинство плит дрейфуют в сто раз медленнее (2,5 см в год). Справед-
ливости ради нужно отметить, что когда он около 1915 г. предположил
указанную выше величину, процесс определения геохронологической
шкалы только начинался, и потому никто не знал границ пермскою
периода, во время которого существовала единая Пангея.

Наконец, как мы увидим далее в этой главе, самые убедительные
подтверждения его теории относятся к ситуации в Южном полуша-
рии. Однако почти все геологи того времени жили и работали в Север-
ной Америке и Европе, и лишь немногие приехали из менее развитых
стран. В начале XX в. поездка на лайнере до Бразилии или Южной
Африки была делом очень долгим и дорогостоящим, поэтому мало
кто из геологов действительно бывал в этих регионах и видел там
местные горные породы своими глазами. Большинство специалистов
ограничивались чтением описаний в журналах и книгах и просмотром
нескольких тусклых черно-белых фотографий, которые не передавали
ярких цветов и поразительного сходства горных пород в Южном полу-
шарии. Самыми большими сторонниками дрейфа континентов стали
геологи, лично повидавшие то, что изображено на снимках (например,
южноафриканец Александр дю Туа), однако взгляды таких иностран-
цев редко озвучивались на специализированных форумах их северо-
американских или европейских коллег. Один из немногих европейских
приверженцев тектонической теории Артур Холмс (глава 8) работал
в Африке, поэтому он тоже знал многие породы не понаслышке. Таким
образом, вся идея дрейфа континентов еще 30 -40 лет оставалась для
научного сообщества из разряда безумных.

Между тем Вегенер не отсиживался и не хандрил из-за негативного
восприятия его выдающихся гипотез. Он продолжил свои полярные ме-
теорологические исследования и в 1929 г. возглавил третью экспедицию
в Гренландию, ставшую для него последней. В 1930 г. его группа взяла
с собой массу различного метеорологического оборудования, а также
аэросани и другое снаряжение. В центре ледяного щи га Гренландии
была организована станция Айсмитте (Eismitte), в переводе с немец-
кого «середина льда». Данное место одно из самых холодных в Се-
верном полушарии. В среднем за год здесь -30 °с, а зимой температура
отгускается до -62 °с. Вследствие расположения вблизи Полярного круга
Айсмитте не видит солнца с 23 ноября по 20 января. Снабжать станцию
припасами было трудно и опасно из- за ее удаленности.

В ноябре 1930 г, Вегенер и другой полярник Расмус Виллумсен
в стужу и сильнейшую метель возвращались с Айсмитте на западную
базу. В этом походе Вегенер умер, возможно, от сердечного приступа
(он был заядлым курильщиком) или от переохлаждения. Виллумсен
похоронил товарища в снегу, отметив могилу лыжами, и продолжил
двигаться на запад, однако больше его никто не видел. Могилу Веге-
нера нашли через полгода. Тело перезахоронили, поставив на могиле
крест, и оно все еше покоится под стометровым слоем накопившегося
снега и льда, двигаясь вместе со льдами Гренландского щита. Вегенер
умер вскоре после своего пятидесятилетия, но геологическое сообще-
ство не заметило этого и не оплакало ученого. Проживи немецкий ме-
теоролог еще три десятка лет, он мог бы стать свидетелем подтвержде-
ния своих идей, но удача и судьба оказались не на его стороне. Он стал
очередным примером гения, преданного своей великой идее, который
умер презираемым и недооцененным, так и не дожив до того, чтобы
увидеть, как его работа превратилась из безумной в общепринятую на-
учную теорию*.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 1:

СОВПАДАЮЩИЕ, КАК ДЕТАЛИ ПАЗЛА, ПОРОДЫ

Какие факты убедили Вегенера и многих геологов, представителей
Южного полушария? Существовали две основные линии доказа-
тельств1 горные породы пермского периода и древние докембрий-
ские подстилающие породы под большей частью южных континентов.

На русском языке главная книга Вегенера вышла впервые уже з 1925 г. См. Веге-
нер А. Возникновение материков и океанов. — Л.: Госиздат, 192s. XIV, 147 с. (Со-
временные проблемы естествознания; Кн. 24). Впоследствии этот труд в нашей
стране неоднократно переиздавался — Прим. ред.
Одно из наиболее впечатляющих доказательств представляют
собой древние коренные породы континентов, составлявших супер-
континент Гондвана, — Южной Америки, Африки, Австралии, Индии
и Антарктиды (рис. 18.3). Уберите покров из растительности и более
молодых пород, и вы доберетесь до покровов, лежащих в основе мате-
рика. Он состоит из древних протоконтинентов архея. Они накрепко
прижаты друг к другу а между ними втиснуты породы протерозой-
ского горного пояса, образовавшиеся на их краях до того, как прото-
континенты столкнулись друг с другом. Каждый континент обладает
определенной комбинацией этих материалов архейских протоконти-
нентал иных ядер, а раздавленные между ними протерозойские породы
выполняют объединяющую функцию.

В подстилающих породах Южной Америки и Африки поражает то,
что эти древние структуры резко обрублены Атлантическим океаном.
Однако стоит сопоставить Южную Америку и Африку, как архейские
ядра совпадают; словно детали пазла, — и так же совпадают’ протеро-
зойские пояса, зажатые между ними.

Невозможно отмахнуться от такого удивительного соответствия.
И все же в течение 40 лет геологи именно этим и занимались, либо на-
стаивая на чистой случайности, либо утверждая, что коренные породы
вовсе не так похожи, как говорят, либо попросту игнорируя факты.

ФРАГМЕНТ ГОЛ1ВСЛОМКИ № 2:

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОЯСА НЕ в ТОМ МЕСТЕ

Если вы отправитесь в Южную Африку, Бразилию, Антарктиду, Индию
или Австралию, то увидите поразительно сходные последовательности
пород. Они включают в себя характерную толщу каменноугольных
песчаников с угольными пластами, за которой следует ледниковый
тилл нижнего и среднего пермских периодов, перекрытый мощной
подушкой пермско-триасовых красных пластов, набитых окаменело-
стями рептилий и протомлекопитающих, и, наконец, масштабные юр-
ские лавы, венчающие все это природное сооружение. Я слышал, как
некоторые геологи отмечали: если не читать названия формаций или
не слышать, на каком языке (африкаанс или португальском) говорят
местные коллеги, вы не сможете сказать, где находитесь — в Южной
Африке либо в Бразилии.
Рис. 18.3 Совпадение деталей пазла для докембрийских ki речных пород

Африки и Южной Америки, '’ба континента начинались как небольшие прл1окон’,иненты, состоящие
из архейской коры [возрастом более 2.5 млрд лет), которые соединились друг с другом, образовав
из попавших между ними горных пород протерозойские горные г.ояса. Ныне эти фармации разделились,
поэтому архейские ядра и протерозойские горные пояса встречаются но гбе стероны Атлантики, а их
структуры подходят друг к другу, как кусочки пазла. Составлено по нескольким источникам

Еще более показательно местоположение этих характерных отло-
жений (рис. 18,4). Угольные залежи пермского периода, которые дол-
жны находиться только в поясе экваториальных дождевых лесов, сего-
дня обнаруживаются далеко за пределами этого региона. Аналогично
пермские отложения пустынных дюн не ограничиваются субтропи-
ческими поясами высокого давления между ю и 40° к северу и югу
от экватора, как в пустынях современного мира. Но если вернуть кон-
тиненты из современного положения в конфигурацию Пангеи, то все
пермские угольные пласты оказываются в поясе влажных тропических
Рис. 18.4 Климатические пояса пермского периода [ледники на полюсах, угольные болота во злажных
тропических лесах, песчаные дюны в субтропических зонах высокого давления] имеют объяснение
только при конфигурации континентов в виде Пангеи. В районах их сивременнего оасположенип эти
отложения выглядят совершенно неуместна Составлено ло нескольким источникам

лесов, а все пермские дюнные пески — в субтропическом поясе высо-
кого давления, как и положено.

Больше всего впечатляют мощные ледниковые отложения, обнару-
женные на многих континентах Гондваны, — например, тиллит Двика
в Южной Африке и его эквиваленты на других материках, включая
Южную Америку, Индийский субконтинент, Австралию и Антарктиду.
Они обретают смысл только при допущении местоположения этих
Африка

Рис. 18.5 Карта, показывающая области оледенения Гондеаны в пермский период [белый цвет]
и выстраивание ледниксвых шрамов между юго-западной частью Африки и Бразилией.

Составлено по нескольким источникам

массивов в пермском периоде в составе Гондваны. Если бы вы попыта-
лись изобразить распределение этих ледяных щитов на современных
континентах, то получили бы пермский ледяной щит, который охва-
тывает всю Южную Атлантику и большую часть Индийского океана
и простирается через экватор до некоторых частей Индии. С точки
зрения палеоклиматологии это явно нелогично.

Еще более примечательными были шрамы и борозды, образовав-
шиеся, когда ледники перетаскивали по ландшафту огромные камни
(рис. 18.5). В некоторых случаях борозды начинаются е Южной Аф-
рике и прослеживаются вдоль той же линии уже в Южной Америке.
Если бы это происходило при современном расположении континен-
тов, пермские ледники должны были бы спрыгнуть в Атлантический
океан, пересечь его по прямой и выбраться на сушу, сохранив взятое
направление. Это тоже абсурдно. Такие совпадающие борозды могли
появиться только в том случае, если в пермском периоде материки на-
ходились в пределах Гондваны и ледникам не требовалось пересекать
Атлантический оксан.

Кроме этих свидетельств, полученных при исследовании гондван-
ских пород позднего палеозоя и раннего мезозоя, есть еше более по-
казательные данные окаменелостей. Почти все пермские отложения
в Гондване, включая Антарктиду, Австралию и Мадагаскар, содержат
листья примитивного вымершего семенного папоротника глоссоптериса
(Glossopteris) (рис. 18.6). Есть также полуметровое пресмыкающееся ме -
зозавр (Mesosaurus), которое попадалось только на дне озер в Южной
Африке и Бразилии, — оно слишком мало, чтобы переплыть современ-
ную Южную Атлантику. Почти на каждом континенте Гондваны обна-
ружены окаменелости листрозавра (Lystrosaurus) маленького млеко-
питающего с носом, похожим на клюв (ранее его неправильно называли
«звероподобной рептилией»). Он уже был известен в Африке, Южной
Америке, Индии, а обнаружение его в Антарктиде в 1969 г. некоторые
ученые сочли решающим доказательством дрейфа континентов. На-
конец, упомянем о хищном, размером с медведя, протомлекопитаю-
щем циногнате (Cynognathus), который в поздней перми встречается
нс только в Южной Африке и Южной Америке, но и в России.

Все эти аргументы выглядели убедительными для таких геологов,
как дю Туа и Холмс, но скептически настроенные коллеги Северного
полушария пытались их отвергнуть или игнорировать. Широкое рас-
пространение одинаковых растений и животных по материкам Гонд-
ваны приписывалось сухопутным мостам или возможности пересечь
океан на природных плотах. Совпадений в самих породах либо не за-
мечали (потому что на крошечных черно-белых фотографиях в жур-
нале они были не столь убедительны), либо нс воспринимали, считая
их не относящимися прямо к делу. Практически все доказательства,
которые сегодня кажутся неопровержимыми, ученые не принимали
б расчет со времени публикации книги Вегенера в 1915 г. и вплоть
до начала 1960-х — почти 50 лет ужасающей слепоты со стороны боль-
шинства геологов мира.

Самые влиятельные американские и европейские геологи конца
1940-х — начала 1950-х гг. считали, повторю, теорию дрейфа континен-
тов совершенно бредовой. Известный биолог и режиссер-документалист
Дэвид Аттенборо, поступивший в университет в конце 1940-х, вспо-
минал: «Как-то я спросил одного из своих преподавателей, почему он
не рассказывает нам о дрейфе континентов, и получил издевательский
ответ, что если я смогу доказать, что существует сила, которая способна
двигать материки, то он, может быть, и подумает об этом. Меня проин-
формировали, что это вздор». В 1949 г. Американский музей естествен-
ной истории провел симпозиум, на котором участники критиковали
доказательства дрейфа, говорили о сухопутных мостах и отвергали сход-
ство между породами на разных континентах (хотя большинство тех,
кто это делал., воочию такие породы не видел). Материалы симпозиума
Рис. Г.6 Карта, показывающая распространение в Гондване пермского семенного папоротника
глоссоптериса [Glossopteris], населявшего тзера небольшого пресмыкающегося мезозавра [Mesosaurus],
тразоядногэ млекопитающего листрозавра [Lystrosaurus] и крупного хищного прптомлекопитающегэ
циногната [Cynognathus]. Составлено пс нескольким источникам

опубликовали только три года спустя,, и теперь, по прошествии времени,
можно сказать, что он стал удивительным памятником близорукости,
как раз когда мир стоял на пороге перемен.

РЕШЕНИЕ В ОКЕАНСКИХ ГЛУБИНАХ

Тем временем доказательства поступили совсем с новой стороны,
а именно с морского дна. Помните, как геологи отвергали аргументы
Вегенера, заявляя, что донные породы океана должны были сминаться
перед дрейфующими континентами, точно снег перед снегоочистите-
лем? Оказалось, что это возражение совершенно неверно, потому что
о земной коре под океанами никто ничего толком не знал.

Действительно, до Второй мировой войны о водных пучинах почти
ничего не было известно. Океаны составляют около 71% земной поверх-
ности, но вплоть до послевоенного периода наше знание пс данному
предмету лишь ненамного увеличилось. Важность подводной войны
показала военным флотам всего мира, что в глубинах океана нужно
по-настоящему разбираться. После окончания войны большинство го-
сударств сократили оборонные расходы, однако США и еще некоторые
страны начали вкладывать средства в океанографические институты,
чтобы ликвидировать давнее слепое пятно в человеческих знаниях.
В эти учреждения направлялись не только финансы, но и списанные
военные корабли, которые не отправляли на металлолом, а перепро-
филировали в исследовательские суда.

К концу 1940-х — началу 1950-х гг. основные океанографические цен-
тры (Институт Скриппса в Сан-Диего, Вудс-Хоул в штате Массачусетс,
Ламонт-Доэрти в штате Нью-Йорк и другие) располагали судами, кото
рые круглогодично курсировали по всему миру, собирая данные о тем-
пературе. солености, плотности и химическом составе океанской воды,
о глубинах дна и характере пород и отложений под океаном. Корабли
спускали с борта длинные трубки — поршневые пробоотборники и за-
хватывали десятимегровые керны отложений, отражающие миллионы
лет истории океана; они буксировали похожие на торпеды протонные
прецессионные магнитометры (когда-то использовавшиеся для охоты
на подводные лодки) и измеряли магнитные свойства пород океанского
дна.

В течение 1950-х и 1960-х гг. океанографические исследования
справились со множеством загадок крупнейших водоемов мира.
Мари Тарп и Брюс Хейзен (рис. 22.1) из Геологической обсерватории
Ламонт-Доэрти Колумбийского университета (ныне Обсерватория
Земли Ламонт-Доэрти) составили первую карту океанского дна. В ходе
этой работы Тарп зафиксировала наличие гигантской рифтовой долины
посреди срединно-океанического хребта, и это стало для нее доказа
тельством, что плиты расходятся (см. главу 21). Детальные исследова-
ния, проведенные многими научными экипажами, не только показали
глубины океанического бассейна по всему миру, но и установили, что
лежит под поверхностью дна. Керны глубоководных отложений позво-
лили понять, как океаны менялись со временем, как трансформировался
климат во всем мире, а также раскрыли причины ледниковых перио-
дов (глава 25). Но главное, магнитометры, буксируемые за кораблями,
выявили своеобразную структуру намагниченной породы, что в конеч-
ном итоге в 1963 г. подтвердило реальность спрсдинга — раздвигания
морского дна. После этого революционного открытия тектоника плит
набрала ход и изменила все науки о Земле.
Вегенер, как уже говорилось, не дожил до этого события — оно
произошло через 33 года после его смерти; однако многие его критики
еще оставались в живых. Одни (особенно геологи-нефтяники старой
гвардии) отказались принять тектонику плит и в конце концов ушли
со сцены или прекратили исследования. Другие (например, организа-
торы печально известного симпозиума, проведенного Американским
музеем естественной истории в 1949 г.) неохотно признали свою не-
правоту. Некоторые из них приняли новую модель: так, легендарный
стратиграф Колумбийского университета Маршалл Кей, обнаружив, что
труды всей его жизни устарели, с энтузиазмом начал пересматривать
свой опыт в свете тектонической теории, несмотря на то, что ему было
за шестьдесят. В конце концов Вегенер посмертно обрел почести и при-
знание за то, что столь далеко опередил свое время, - - пророк, который
в итоге оказался прав.
19

ЗАПАДНОЕ ВНУТРЕННЕЕ МОРЕ
И ПАРНИКОВАЯ ПЛАНЕТА

МЕЛ

И взлетят наутро

У Ьелых скал Дувра
Завтра птицы синие...

Нат Бертон. Белые скалы Дувра

БЕЛЫЕ СКАЛЫ ДУВРА

Когда вы плывете через пролив Ла-Манш из восточной Франции или
из Бельгии в юго-восточную Англию, то прежде всего видите на гори-
зонте легендарные Белые скалы (рис. 19.1). Они символизируют Ан-
глию как остров-крепость и будто олицетворяют крепостные стены
и бастионы, противостоящие завоевателям с континента. Впрочем,
какими бы внушительными преграды ни казались, захватчики всегда
находили способ их обойти. Армии Вильгельма Завоевателя высади-
лись в заливе Певенси, прошли между скалами вглубь страны и завла-
дели Англией после битвы при Гастингсе в 1066 г. Как бы то ни было,
Белые скалы были желанным зрелищем для британских войск, эва-
куировавшихся из песков Дюнкерка в 194 о г., или для союзнических
экипажей бомбардировщиков, пытавшихся вернуть домой свои иска-
леченные самолеты. Во время Битвы за Британию эти утесы служили
стратегическими высотами для наблюдателей, сообщавших о пока-
завшихся немецких самолетах; на них также размещали секретные
радиолокационные вышки, которые позволяли британцам заранее
Рис. 19.1 Белые скалы Дувра. [А] Вид с пре л ива Па-де-Кале. [В] Вид с самим высокой точки -
мыса Бичи-Хед. Источник Wikimedia Commons
узнать о приближающихся бомбардировщиках. Они стали сентимен-
тальным образом Англии как, например, в песне времен Второй
мировой войны «Белые скалы Дувра», которая ностальгически пере-
носила тоскующих по дому солдат с полей сражений в Европе к мир-
ной жизни в Англии. По результатам голосования читателей журнала
Radio Tinies скалы Дувра заняли третье место в списке чудес природы
б Великобритании. По одной из версий, старое римское название Ан-
глии — Альбион — происходит от латинского слова albus, означаю-
щего «белый», и, возможно, относилось к меловым утесам, которые
приходилось обходить римским захватчикам.

ЧТО ТАКИЕ МЕЛ?

Своим цветом Белые скалы обязаны слагающей их породе мелу.
Когда большинство людей слышат слово «мел», им представляются
брусочки из белого порошкообразного материала, которыми мно-
гие поколения школьников писали на классных досках. Хотя когда-то
для этого использовался настоящий мел, большинство современных
школьных «мелков» состоят вовсе не из мела, а из порошкообразного
гипса, спрессованного в палочки.

Настоящий мел — это мягкий белый пористый известняк, сложен-
ный минералом кальцитСхМ (его состав — карбонат кальция, СаСО_).
Он образуется в глубоководных условиях в результате постепенного
накопления мельчайших кальцитовых раковин (кокколитов), кото-
рые выделяются микроскопическими водорослями кокколитофори-
дами (рис. 19 2). Распространены включения кремня (тип кремнистой
породы, характерный для мела) в виде полос, параллельных напла-
стованию, или желваков, погруженных в мел (рис. 19.3). Вероятно, его
происхождение связано со спикулами губок* или других кремнийсо-
держащих организмов, когда при уплотнении породы вода отгонялась
вверх. Часто кремень откладывается вокруг более крупных окамене-
лостей, которые могут подвергаться силицификации, или окремне-
нию (тогда молекулы кальцита постепенно заменяются кремнеземом).

Эта сложенная преимущественно мелом толща юго-восточной Ан-
глии богата окаменелостями, которые можно найти здесь на многих

Спикулы — минеральные элементы скелета губок
Рис. 19.2 Мел состоит из крохотных известковых bi дорослей - кокколитофорид, кпторые образуют
зикруг себя известковые пластинки в форме пуговиц - кокколиты, диаметром всего несколько
микронов. Источник: Wikimedia Commons

Рис. 19.3 В меле нередко вс i речае ген черный кремень. Фото автора
пляжах. Там есть морские ежи обычные и сердцевидные, которых уси-
ленно изучали палеонтологи, написавшие о них массу работ, а также
множество моллюсков и устриц — особенно причудливо изогнутых
устриц Gryphaea и Exogyra, которых ученые тоже активно исследовали.
В этих породах изредка обнаруживают плохо сохранившихся аммони-
тов, а еще зубы акул и окаменелости разных рыб.

Мел как порода более устойчив к выветриванию и образованию
оползней, нежели глины, с которыми он обычно связан, и поэтому
там, где меловые хребты встречаются с морем, образуются высокие
обрывистые утесы. Меловые холмы («меловой даунленд») обычно
формируются там, где пласты мела достигают поверхности под углом,
образуя крутые склоны. Поскольку в меле много трещин, он может
удерживать большой обьем грунтовых вод: создается естественный
резервуар, который медленно высвобождает воду в сухое время года.

Обнажения мела есть не только в юго-восточной Англии. Сложен-
ный главным образом из этой породы пояс проходит через Па-де-Кале
до Алебастрового берега в Нормандии и мыса Блан-Не. Под областью
Шампань во Франции находятся меловые отложения; они определяют
состав почв для выращивания винограда, из которого производят шам-
панское, и предоставляют природные пещеры для хранения вина. Эта
меловая в основном толща простирается далее на восток через Бельгию
и страны, расположенные от нее к северо-востоку, включая националь-
ный парк Ясмунд в Германии и скалы Мёнс Клинт в Дании. Мел был
настолько заметным и распространенным элементом на значительной
части Европы, что в 1822 г. бельгийский геолог Жан Батист Жюльен
Д’Омалиус ДАллуа назвал в его честь последний период мезозоя.

МЕЛКИЕ МОРЯ ПАРНИКОВОГО МИРА МЕЛОВОГО ПЕРИОДА

90 млн лет назад то, что сейчас является «меловым даунлендом», хол-
мистой равниной Северной Европы, представляло собой влажный из-
вестковый ил, скапливающийся на дне большого моря. Мел стал одной
из первых пород с суб микроскопическими частицами, попавших под
электронный микроскоп; оказалось, что он почти полностью состоит
из кокколитое. Эти раковины были образованы кальцитом, извлечен-
ным из морской воды. По мере умирания организмов за миллионы лет
постепенно сформировался значительный слой, который под тяжестью
других отложений в конечном итоге превратился в горную породу.
Более поздние перемещения земной коры, связанные с возникнове-
нием Альп, подняли эти былые донные отложения выше уровня моря.

Мел также представляет собой продукт гораздо более масштаб-
ного явления глобального парникового мира позднемеловой эпохи.
Во второй половине эпохи динозавров климат был настолько теплым,
что эти животные бродили за Полярным кругом в Арктике и в Антарк-
тике. Льдов и снега в то время практически нигде не было, и уровень
двуокиси углерода в атмосфере составлял около 2000 частей на мил-
лион (сегодня эта величина превышает 400 частей на миллион и про-
должает увеличиваться). Таяние всех этих ледяных шапок привело

Риг. 19.4 Западнее внутреннее море покрывало в меловом периоде центральные равнины Северной
Америки - от Северно'О Ледовитого океана до Мексиканского залива.

Составлено по нескольким источникам
Рис. 19.5 Скаль. Монумент Рокс в округе Гоув штата Канзас. Мел встречается не только в Европе,
но и в Г'Тлпжениях мелового периода центрального Техаса и западного Канзаса.

Источник: Wikimedia Commons

к значительному повышению уровня океана, и на месте суши появи-
лись мелководья. Такие богатые мелом неглубокие моря затопили
большую часть Европы, о чем и свидетельствует распространенность
мела не только в Англии, но также в Бельгии и Франции. Повышение
уровня моря привело к затоплению и Центральных равнин Северной
Америки, где появилось Западное внутреннее море (или Западный
внутренний пролив), соединявшее Северный Ледовитый океан с Мек-
сиканским заливом (рис. 19.4). Эти моря кишели аммонитами, мол-
люсками, улитками, огромными рыбами и рептилиями, окаменелости
которых сегодня можно найти в сложенных мелом толщах этого воз-
раста таких как Ниобрара-Чок в западном Канзасе (рис. 19.5) или
Остин-Чок в центральном Техасе.

Ничего из сказанного выше нс было известно, когда легендарный
английский биолог Томас Генри Гексли в 1868 г. прочел рабочим Но-
риджа лекцию «О куске мела» на собрании, проведенном Британской
ассоциацией содействия развитию науки. Гексли твердо верил в необ-
ходимость просвещать массы, рассказывая людям о науке и природе,
и воспользовался кусочком скромного мела, лежащим у доски, чтобы
поведать захватывающую историю обо всех геологических событиях,
которые привели к образованию этого вещества, о том, из каких ока-
менелостей оно состоит и как должны были выглядеть древние ме-
ловые моря. Впоследствии эту лекцию напечатали в виде книги; она
до сих пор считается одной из величайших научно-популярных работ
и одной из первых опубликованных (ныне се можно найти в интер-
нете). Лауреат Нобелевской премии по физике Стивен Вайнберг на-
звал ее «одной из лучших книг, когда-либо написанных для любителей
естествознания». Обозреватель Даэл Вольфл из Американской акаде-
мии содействия развитию науки отмечал в 1967 г.:

То, что сегодня уроки палеонтологии ценятся гораздо больше, чем
в те времена, когда Гексли вел их с помощью куска плотницкого
мела, — в значительной степени дань уважения гению Гексли. Сей-
час у нас гораздо больше знаний, чем у него, но у нас нет ни луч-
шего примера искусства убедительно и понятно объяснять, чем
занимается наука, ни более яркого примера того, как ученый обя-
зан применять это искусство.
20

СМЕРТЬ ДИНОЗАВРОВ

ИРИДИЕВЫЙ СЛОЙ

Эпоха рептилий закончилась, потому что продлилась достаточно
долго и изначально была ошибкой. На закате мезозойской эры наступал
лучший день Вокруг бегали маленькие теплокровные животные,
которые воровали и ели яйца динозавров, а также постепенно учились
воровать и другие вещи. Цивилизация была не за горами.

Уилл Каппи. Как вымереть

ОТКРЫТИЕ ПО СЛУЧАЮ

Благодаря множеству чрезмерно упрощенных учебных пособий мно-
гие люди считают, что ученые всегда планируют свои исследования
ради достижения какой-то определенной цели, делают несложные
прогнозы, а затем ищут ответ с помощью экспериментов Однако
большинство учебников (и людей) не учитывают элемента удачи
б науке. Многие величайшие научные открытия были сделаны слу-
чайно, без какого-либо плана.

Так, в науке, особенно в химии, известны сотни примеров случай-
ных открытий. Гапе фон Пехмапн в 1898 г. случайно открыл полиэти-
лен. Непреднамеренно появились «жвачка для рук» Silly Putty, тефлон,
цианакрилатный суперклей, спрей Scotchgard и вискоза; неожиданно
были открыты гелий и йод. Примеры из медицины — пенициллин,
веселящий газ, оральные контрацептивы. Миноксидил — популяр-
ное средство для роста волос — изначально был синтезирован для
лечения язвы желудка, а виагру разрабатывали для улучшения кро-
вотока, а не против импотенции. Неожиданными были многие вели-
кие открытия в физике и астрономии — планета Уран, инфракрас-
ное излучение, сверхпроводимость, электромагнетизм, рентгеновские
лучи и многое другое. Среди практических изобретений к случайным
можно отнести струйные принтеры, кукурузные хлопья, безопасное
стекло, керамику Corningwarc и вулканизацию каучука. Перси Спенсер
после окончания Второй мировой войны искал применение излиш-
кам магнетронов и, когда один из них расплавил шоколадный батон-
чик в кармане его лабораторного халата, понял, что их можно исполь-
зовать в качестве микроволновых печей. В 1964 г. два физика, Арно
Пензиас и Роберт Вильсон, пытались избавиться от «шума» в своей
недавно разработанной микроволновой антенне. Когда они устранили
обычные помехи, оставалось какое-то фоновое «шипение», с которым
не удавалось справиться. Еще более удивительно, что источник этого
звука оказался в юо раз мощнее, чем ожидалось, и был равномерно
распределен по небу, а не исходил из какого-то одного точечного объ-
екта на Земле или в космосе. В конце концов ученые поняли, что обна-
ружили давно предсказанное микроволновое реликтовое излучение —
след Большого взрыва. В 1978 г за свое открытие Пензиас и Вильсон
получили Нобелевскую премию*

Эти и многие другие примеры служат хорошим обоснованием
того, почему наука должна заниматься «чистыми изысканиями» ради
познания вещей. К сожалению, многие недальновидные и заблужда-
ющиеся люди (особенно члены Конгресса, пытающиеся урезать фи-
нансирование науки из федерального бюджета) не ценят такие ис-
следования, считая их бесполезным занятием ради самого занятия,
и требуют, чтобы каждый ученый показывал практическую пользу
от своей работы — а иначе он останется без финансирования. Это вер-
ный путь к научному застою. Даже многие фонды содействия науке
действуют таким же образом, стремясь вкладывать средства в тради-
ционные исследования и в работы типа «еще больше того же самого»,
но редко выделяя средства на отвлеченные и рискованные темы. Поли-
тики и говорящие головы на телевидении снова и снова высмеивают

В гот же год Нобелевской премии по физике был удостоен также П. Л. Ка-
пица — «За фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких
температур». — Прим. ред.
фундаментальные исследования, не имеющие конкретной практиче-
ской цели или четкого применения. Иногда недалеким и малообразо-
ванным людям удается вмешиваться в устоявшийся научный процесс
и закрывать темы, которые им не нравятся (даже если их одобрили
настоящие ученые).

Ирония всего этого ошибочного представления, что «наука дол-
жна быть практической и полезной», состоит в том, что большинство
величайших открытий в науке не ожидалось и не планировалось; они
произошли благодаря случаю Чаще бывает, что ученые, наткнувшиеся
на какую-то важную находку, искали не ее, а что-то другое, и сделали
свое великое открытие совершенно внезапно. Однако в науке способ-
ность к открытию чаще всего работает, когда ученый готов увидеть
последствия какого-то нового и неожиданного развития событий Луи
Пастер выразился на этот счет следующим образом: «В области наблю-
дений случай благоприятствует только подготовленному уму». А из-
вестный ученый и писатель Айзек Азимов заметил: «Самые волную-
щие слова, которые можно услышать в науке, — тс, что предвещают
новые открытия, вовсе не “Эврика!”, а “Это забавно...”».

СЛУЧАЙ НА АПЕННИНАХ

Классический случай непреднамеренного открытия — обнаружение
свидетельств события, положившего конец эпохе динозавров. На про-
тяжении десятилетий велись бессмысленные и безрезультатные споры
о том, что же погубило динозавров в конце мелового периода. Одни
утверждали, что климат стал слишком жарким; другие говорили, что
стало слишком холодно. Третьи винили во всем эволюцию цветковых
растений — вот только она происходила в раннем меле, на 8о млн лет
раньше, и на самом деле, вероятно, как раз способствовала эволюции
травоядных динозавров, таких как утконосые и рогатые динозавры.
Четвертые предполагали, что млекопитающие поедали яйца дино-
завров — вот только млекопитающие и динозавры возникли вместе
в позднем триасе (около аоо млн лет назад), сосуществовали в тече-
ние 135 млн лет, и у млекопитающих почему-то не возникало желание
съесть все яйца динозавров. Появлялись еще более дикие и менее про-
веряемые идеи — эпидемии и болезни, распространившаяся депрессия
и психологические проблемы и даже тиражируемая таблоидами вер-
сия, что динозавров похитили или убили инопланетяне!

Палеонтолог Гленн Джепсен писал в 1964 г.:

Почему они вымерли? Авторы разной степени компетентности
предполагали, что динозавры исчезли из-за изменения климата
(который резко или постепенно стал слишком жарким, холод-
ным, сухим или влажным) или из-за ухудшения рациона (слишком
большое количество пищи; недостаток таких веществ, как папо-
ротниковое масло; яды в воде, растениях или проглоченных мине-
ралах; недостаток кальция или других необходимых элементов).
Другие авторы винят болезни, паразитов, войны, анатомические
или метаболические расстройства (смешение позвоночных дисков,
нарушение функций или дисбаланс гормональной и эндокринной
систем, уменьшение мозга и, как следствие, отупение, стерилиза-
ция от жары, последствия теплокровности в мезозойском мире),
дряхлость расы, эволюционный дрейф к старческой сверхспециа-
лизации, изменение давления или состава атмосферы, ядовитые
газы, вулканическую пыль, избыточное содержание кислорода
в растениях, метеориты, кометы, ухудшение генофонда из-за по-
едания яиц мелкими млекопитающими, чрезмерные возможности
хищников, колебания гравитационных констант, развитие психи-
ческих суицидальных факторов, энтропию, космическое излуче-
ние, смещение полюсов Земли, наводнения, дрейф континентов,
выброс Луны из Тихоокеанского бассейна, осушение болот и озер,
где обитали динозавры, солнечные пятна, Божью волю, горообра-
зование, налеты маленьких зеленых охотников на летающих тарел-
ках, нехватку стоячих мест в Ноевом ковчеге и палеовельтшмерц*.

Из-за невозможности проверки эти идеи оказывались всего лишь
умозрительными предположениями, а не наукой. Более того, все они
слишком концентрировались на динозаврах и при этом игнорировали
гораздо более важную картину: вымирание в конце мелового периода
было глобальным событием, затронувшим и морскую пищевую цепь

Велышмерц (нем. Weltschmerz, от Welt — «мир» и Schmerz — «боль») — «мировая
скорбь», пессимистическое настроение и разочарование в мире, модное у неко-
торых романтиков XIX в.
(особенно некоторые виды планктона и многие виды морских живот-
ных), и наземные растения. Объяснить требовалось не только исчез-
новение динозавров, но и все это повсеместное вымирание, По сути,
если процессы были настолько масштабными и уничтожили множе-
ство других организмов на всех уровнях пищевой цепочки, то выми-
рание динозавров просто следствие, а вовсе не самая важная часть
головоломки.

Таково было состояние исследований мелового вымирания, когда
молодой геолог Уолтер Альварес занимался полевыми работами
в Апеннинских горах центральной Италии. (Я впервые встретил Уол-
тера в 1976 г. в Геологической обсерватории Ламонт-Доэрти, когда он
был неизвестным независимым исследователем, а я учился в маги-
стратуре.) Тематика его работ не имела ничего общего с динозаврами:
он давно интересовался структурной геологией горных толщ, тем, как
они были наклонены и смяты в складки. Когда он наносил на карту
и описывал мощные разрезы известняков, охватывающие поздний мел
и ранний кайнозой (палеоцен) недалеко от итальянского города Губ
био, он заметил нечто необычное. Прямо на границе меловых и кайно-
зойских отложений вместо известняка лежал хорошо заметный слой
темной глины (рис. 20.1). Тогда эту границу обозначали КТ, поскольку
К — стандартное геологическое сокращение для мелового периода
(от немецкого Kreidc — «мел»), а буквой Т обозначали третичный пе-
риод — интервал кайнозоя от 66 млн лет до 2,4 млн лет. С тех пор гео-
логи пытаются отказаться от устаревшего термина «третичный» и ис-
пользуют термин «палеоген» для интервала от 66 млн лет до 23 млн
лет. Поэтому теперь это уже не граница КТ, а граница KPg.

Здесь и подстерегало неожиданное открытие. Из любопытства Уол-
тер решил проверить, даст ли слой глины какие-либо намеки на дли-
тельность мел-палеогенового массового вымирания. Он захватил
образцы с собой и принес их на свою новую работу е Калифорний-
ском университете е Беркли, а при этом спросил у своего отца, фи-
зика из Беркли Луиса Альвареса, как можно по слою глины опреде -
лить продолжительность вымирания. Луис был известным ученым: он
участвовал в Манхэттенском проекте, в ходе которого была создана
атомная бомба, а также получил Нобелевскую премию за собственные
открытия. Отец и сын Альваресы решили, что глина способна что-то
рассказать, если поискать в ней частицы космической пыли. Неболь-
шое количество космической пыли должно указывать, что эта глина
Рис. 20.1 Луис Альварес [слева] и его сын Уолтер Альварес у мел-палеогеновой границы
в ущелье недалеко от Губбио, Италия. Источник: Wikimedia Commons

откладывалась быстро; большое количество должно говорить, что она
накапливалась в течение длительного времени.

Как измерить древнюю космическую пыль? Луис решил поискать
элементы, которые крайне редко встречаются в породах земной коры,
но чаще обнаруживаются в космической пыли и других внеземных
материалах. Он выбрал редкий элемент иридий — тяжелый металл
платиновой группы из нижней части периодической таблицы. Ученые
отправили свои образцы физикам Фрэнку Асаро и Хелен Мичел, ра
ботавшим, тоже в Беркли, с установкой нейтронно-активационного
анализа, на которой можно было измерять даже крошечные примеси.

Результаты шокировали всех. Количество иридия в образцах за-
шкаливало! Его было гораздо больше, чем можно было ожидать в слу-
чае простого длительного накопления космической пыли. Ученые по-
пытались найти объяснение этой аномально высокой величине. Если
иридий появился в основном из космоса, то естественно предполо-
жить, что существовал какой-то внеземной его источник. Перебрали
самые разные идеи — от прилета комет до множества других гипотез.

Наконец, путем вычислений пришли к выводу, что причиной был
удар астероида диаметром около 10-15 км, упавшего на Землю в конце
мелового периода. Он должен был обладать энергией в юо млн мега-
тонн в тротиловом эквиваленте — более чем в миллиард раз больше,
чем мощность атомных бомб, сброшенных на Хиросиму или Нага-
саки (действие удара по Хиросиме Луис Альварес видел лично — он
был научным наблюдателем на втором бомбардировщике В-29, сле-
довавшем за самолетом «Энола Гэй», с которого и сбросили бомбу).
Такой удар не только разбросал бы по Земле космические обломки,
но и, что более важно, выбросил бы в атмосферу облако пыли, которое
вызывает эффект «ядерной зимы»: солнечный свет перестает доходить
до поверхности, а это убивает растения на суше и в океане и разрушает
пищевую цепь в самом ее начале. Все эти рассуждения были собраны
воедино и опубликованы в 1980 г. в Science. Статья Альваресов, Асаро
и Мичел стала одной из самых цитируемых в истории науки.

ВОЗДЕЙСТВИЕ УДАРА

Естественно, когда геологам предлагают такую эпатажную идею, они
должны отнестись к ней скептически. Во всех научных сферах появля-
ется множество дерзких и спорных гипогез, которые проходят первый
этап отбора и рецензирования, необходимый для публикации, однако
отбрасываются после повторного исследования проблемы и появле-
ния новых данных. Ученые по горькому опыту знают, что не следует
принимать всерьез все новые открытия, о которых шумят в СМИ, по-
тому что большинство из них оказываются ложными или как мини-
мум не такими примечательными, какими их представляет пресса.
К сожалению, пресса стала жертвой своей культуры сенсаций, кото-
рую хорошо определяет лозунг «Больше крови выше рейтинги».
Журналисты сообщают броские новости, но никогда не берут интер-
вью у тех исследователей, которые ставят под сомнение рассказанную
историю, не говоря уже о том, чтобы рассказать через несколько лет,
что открытие развенчали.

На профессиональных академических форумах правят веские дока-
зательства, а не сенсационные заявления. Многие годы после появле-
ния статьи Луиса Альвареса и его коллег в программах крупных науч-
ных конференций (например, проводимых Геологическим обществом
США, на которых я бываю ежегодно с 1978 г.) доминировали заседа-
ния, посвященные обсуждению гипотезы удара, демонстрации отно-
сящихся к ней новых данных и ее разоблачению. Маятник качался
в обе стороны, и нейтральному специалисту приходилось ломать го-
лову чтобы оценить все заявления. Поначалу геологи настороженно
отнеслись к иридию в слое глины из Губбио, так как глины хорошо из-
вестны тем, что впитывают в себя всевозможные редкие компоненты.
Но затем аномально высокие количества этого металла были обнару-
жены в массиве Стеунс Клинт в Дании и в глубоководных отложениях,
так что эффект оказался не локальным. Тем нс менее, возможно, он
связан только с океанами? Тогда у него может быть какая-то океано-
графическая геохимическая причина. Однако вскоре иридий нашли
б возникших на суше слоях формации Хелл-Крик в Монтане, поэтому
стало понятно, что эффект глобален, а для охвата всей Земли его ис-
точником должна быть атмосфера. Добавлю, что в ходе проверки ги-
потезы бывали трудности при анализах — один образец, например,
показал высокое содержание иридия из-за обручального кольца лабо-
ранта: ведь в платиново-золотом кольце содержится гораздо больше
иридия, чем в любом изучаемом объекте с мел-палеогеновой границы.

В начале 1980-х появилось еще одно возражение. Многие геологи
давно знали, что прямо на мел-палеогеновой границе происходило
второе по мощности вулканическое извержение в истории Земли —
излияние лав на плато Декан в Индии и Пакистане. При этом в атмо-
сферу могли выбрасываться несметные массы пыли и пепла, созда-
вавшие эффект, аналогичный гипотетической «стероидной ядерной
зиме». Ситуация стала еще интересней, когда выяснилось, что много
иридия содержат мантийные вулканы — например, Килауэа. (Ири-
дий крайне редко встречается в земной коре, но в мантии и в космосе
его несколько больше.) И снова последовало качание маятника. Об-
наружение ударных шариков (капель вещества земной коры из кра-
тера), ударно-метаморфизовашюто кварца (который образуется только
при ударах и ядерных взрывах) и отложений вокруг Карибского моря
и Мексиканского залива, свидетельствующих о гигантских цунами,
указывали на то, что удар был реальностью. Однако уточненная дати-
ровка деканских лав показала, что их масштабное излияние тоже про-
исходило непосредственно перед мел-палеогеновой границей.

Самой большой проблемой было отсутствие «главной улики» —
кратера от предполагаемого удара. Имелось несколько кандидатов
(в частности, кратер Мэнсон в штате Айова), однако датировка по-
казала, что их возраст не подходит. В конце концов ответ на вопрос
был найден — и опять же случайно. Еще в конце 1970-х гг. геолог-
нефтяник Глен Пенфилд установил, что геофизические данные ука-
зывают на огромную засыпанную кратероподобную структуру, поло-
вина которой погребена под джунглями на севере полуострова Юкатан
в Мексике, а половина скрыта морем. Но когда Пенфилд сообщил
о своей находке в опубликованном в 1978 г. отчете нефтяной компа-
нии, никто еще не интересовался моделью столкновения Земли с асте-
роидом. Спустя десятилетие специалист по планетологии Алан Хиль-
дебранд понял, что по Карибскому морю и Мексиканскому заливу
разбросаны вызванные цунами отложения и ударные капли, и начал
искать кратер в этом регионе. В 1990 г. он наткнулся на отчеты Пен-
филда. Погребенный кратер получил майяское название Чикшулуб —
по расположенному недалеко от его центра поселению. Когда гео-
логи провели бурение, датировка кратера показала точное попадание
на мел -палеогеновую границу. Так подтвердилось, что именно сюда
упал искомый астероид

ЧТО ГОВОРЯТ ОКАМЕНЕЛОСТИ?

Конечно, хорошо установить, что в конце мелового периода случи-
лось столкновение с астероидом, и многие геологи (особенно не па-
леонтологи) тут же остановились и обтэявили, что «дело закрыто».
Но все гораздо сложнее, поскольку, как мы знаем, в то же самое
время (причем даже несколько раньше столкновения) происходило
излияние деканских лав. Как разделить эти два события? Добавьте тот
факт, что в конце мелового периода произошло гигантское снижение
уровня моря, осушившее огромные площади внутренних морей
например, меловых, некогда покрывавших Европу и Великие рав-
нины Северной Америки, где существовало Западное внутреннее
море (см. главу 19). Это обстоятельство должно было оказать огром-
ное влияние на морских животных, среда обитания которых зави-
села от мелководья.

Лучшим арбитром в этом сложном переплетении причин и след-
ствий должна была стать летопись окаменелостей. В конце концов,
именно массовое вымирание динозавров, аммонитов и многих других
существ заставило нас искать причину мел-палеогенового вымирания.
Поэтому исследователи сосредоточились на этом вопросе Если бы все
жертвы мел-палеогенового вымирания исчезли одновременно на этом
горизонте с иридием и другими ударными отложениями, то должен
был бы доминировать сценарий столкновения. Если бы, напротив,
организмы медленно вымирали в течение позднего мела, исчезли
до удара или пережили удар, а затем вымерли, то более важными
оказались бы постепенно проявлявшиеся последствия долговремен-
ного изменения климата в результате деканских извержений и, воз-
можно, изменения уровня моря.

Именно здесь в основном сосредоточились споры, и за годы, про-
шедшие с первой публикации первоначальной импактной модели
вымирания Альвареса, шло непрерывное накопление данных. Сразу
скажу, что пока так и не обнаруживается простой закономерности,
когда все заканчивается на уровне иридия (рис. 20.2). В действитель-
ности на горизонте столкновения вымерло только несколько групп
животных, зато удивительно большое их количество либо пережило
удар, либо вымерло или сократилось в численности задолго до столк-
новения.

В морском царстве обнаруживаются две группы планктон-
ных организмов (амебоподобныс фораминиферы и водоросли-
кокколитофориды), которых, вероятно, уничтожила эта катастрофа;
они, действительно, стали единственными значительными жертвами
среди планктона (рис. 19.2). На три другие группы планктона (диа-
томовые водоросли, силикофлагелляты, а также амебоподобные ра-
диолярии) то же самое событие повлияло, напротив, несущественно
или не повлияло вовсе. Минимальному воздействию подверглось
(если вообще подверглось) большинство морских беспозвоночных
Рис. 20.2 Вымирание и выживание при переходе через мел-палеогепсвук; границу.
Схема составлена автором

(губки, кораллы, морские ежи, морские лилии, офиуры, брахиоподы
и мшанки). Две группы крупных моллюсков (иноцерамиды размером
с обеденную тарелку и жившие колониями конусообразные рудисты)
исчезли задолго до удара — возможно, из-за воздействия на океан
вулканических газов, выделявшихся в деканских извержениях. Среди
оставшихся моллюсков вымерло 35% улиток и 55% двустворчатых мол-
люсков, однако все исследования показывают, что их вымирание про-
исходило постепенно в конце мелового периода. Единственные мор-
ские беспозвоночные, которые вымерли на мел-палеогеновой границе
или вблизи нес, - аммониты, и большинство палеонтологов соглаша-
ются с тем,, что они пришли в упадок задолго до конца мелового пе-
риода, а возможно, их уже не существовало, когда прилетел камень
из космоса. В некоторых местах (например, в Антарктиде) их чис-
ленность постепенно уменьшалась в течение позднего мела, пока они
практически не пропали на мел-палеогеновой границе, что согласуется
с ухудшением климата из-за вулканических газов Декана. Кроме того,
морские пресмьткаюшиеся (мозазавры, плезиозавры и гигантские че-
репахи) в позднем меле тоже находились в упадке, и нет убедитель-
ных доказательств того, что они дожили до удара.
Такая же сложная картина наблюдается и на суше. Пыльца сви-
детельствует, что типичная позднемеловая флора (группа видов
Aquilapollenites) вымерла на иридиевом горизонте, а непосредственно
на мел-палеогеновой границе наблюдается поразительное обилие спор
папоротника, что согласуется со сценарием гибели растений, похоло-
дания и темноты. Однако данные, касающиеся наземных животных,
неоднозначны и противоречивы Конечно, динозавры вымерли (кроме
их потомков — птиц), однако последние исследования показывают,
что их упадок наступил задолго до мел-палеогеновой границы, и сви-
детелями удара огненного шара, возможно, стали лишь последние три-
цератопсы и тираннозавры. При этом почти все другие наземные жи-
вотные (крокодилы, черепахи, змеи, ящерицы, пресноводные рыбы,
лягушки и саламандры) пережили предполагаемую адскую «ядерную
зиму» на Земле почти без ущерба. Если условия в мире были такими
экстремальными, как утверждается в некоторых вариантах ударной
(импактной) модели, то почему крокодилы выжили, хотя даже те ди-
нозавры, что были мельче крокодилов, не уцелели? Есть специалисты,
предполагающие, что некоторые крокодилы, возможно, пережили пик
огненной бури в водных убежищах; но это не могло длиться долго.
Другие считают, что какие-то крокодилы впадали е спячку в норах
на берегах рек, как это порой наблюдается и сегодня. Однако для
подготовки к спячке животным требуется длительное время, кото-
рого удар им не давал, - если они вообще впадали в спячку. Вспо-
мните, что зимы мелового периода были довольно мягкими, по-
скольку в то время мир был парниковым, почти без снега и льда.
Лидерство в мире млекопитающих в палеоцене перешло от сумча-
тых, похожих на опоссумов, к первым доминирующим группам пла-
центарных млекопитающих, вместе с тем наблюдается относительно
небольшое общее снижение разнообразия. Яйцекладущие многобугор-
чатые, похожие на белок, исчезли в Китае, но нс в Северной Америке.
Наконец, любой экстремальный сценарий, который предполагает вы-
падание огромного количества дождей с серной кислотой, образовав-
шейся е результате удара о гипсовые пласты Юкатана, игнорирует тот
факт, что земноводные из-за своей пористой кожи не могут выносить
и самую слабую кислотность среды их обитания. Даже современные
незначительные изменения кислотности, происходящие из-за кислот-
ных дождей, вызывают хаос среди лягушек и саламандр.
МЕТААНАЛИЗ

Короче говоря, летопись окаменелостей не поддерживает простой
сценарий «Эго сделал камень из космоса, и конец истории», который
упорно доводили до сведения множества репортеров и читателей
(в него также верят некоторые ученые). Хотя прошло почти 40 лет,
дискуссии в научном сообществе продолжаются, и не заметно никаких
признаков их прекращения. Каждый год я, как уже говорил, приезжаю
на конференцию Геологического общества США, которая проводится
осенью в разных городах, и каждый год в ее рамках организуется все
больше семинаров, где обсуждают новые данные по теме вымирания.
Одно время казалось, что верх одержали сторонники удара, но на со-
брании 2014 г. в Ванкувере вновь усилились позиции выступающих
в пользу вулканов плато Декан, и то же самое повторилось на конфе-
ренциях 2015 г. в Балтиморе и 2016 г. в Денвере.

Ясно пока лишь, что примерно в одно и то же время происходили
три события: столкновение Земли с астероидом, извержения вулканов
и падение уровня моря. Все три причины должны были внести свой
вклад в жизнь планеты, и какой-то одной недостаточно, чтобы объяс-
нить все последствия. Природа сложна и не подчиняется упрощенным
моделям; нет и простого «правильного» ответа на такой многоаспект-
ный вопрос, как причины массового мел-палеогенового вымирания, —
вне зависимости от того, насколько средствам массовой информации
хочется упростить его, чтобы было легко писать на эту тему и уклады-
ваться в отведенное количество слов.

Между тем бесконечная полемика разводит участников по раз-
ным полюсам в зависимости от специализации. Геологи, геофизики
и геохимики расположены больше к ясным и четким ответам в соот-
ветствии с данными, получаемыми на их оборудовании, и склонны
отдавать предпочтение сценарию, основанному только на ударе. В от-
личие от них палеонтологи изучали биологию и осознают сложность
живых систем, которые не поддаются упрощениям. Когда в 1985 г.
опросили специалистов по палеонтологии позвоночных (изучающих
динозавров, рептилий, земноводных и млекопитающих), только 5%
из них согласились, что причиной мел-палеогенового вымирания было
столкновение с астероидом. А когда в 1997 г узнали мнение 22 выдаю-
щихся британских палеонтологов (специалистов по каждой из групп
организмов, живших в позднем меле), подавляющее большинство их
не согласилось с утверждением, что удар оказал значительное воздей-
ствие на летопись морских окаменелостей. В 2004 г. опрос специали-
стов по палеонтологии позвоночных показал, что только 20% считают
причиной мел-палеогенового вымирания столкновение с астероидом,
в то время как 72% полагают, что вымирание было постепенным, дол-
гим процессом, коррелирующим с извержениями плато Декан, а не ре-
зультатом удара. В 2ОЮ г. в Science появилась статья нескольких авто-
ров (в их числе были и палеонтологи), где единственным объяснением
мел-палеогенового вымирания было названо столкновение. В ответ 28
других палеонтологов немедленно написали статью-опровержение,
доказывая, что столкновение являлось лишь незначительной частью
истории. Даже Уолтер Альварес в своей популярной книге «Т. Rex
и Кратер Судьбы» (Т. Rex and the Crater of Doom) признал, что мел-
палеогеновое вымирание было вызвано целым комплексом причин.

В общем, борьба поныне не ослабевает, а поляризация во мно-
гом проходит по линии научной специализации. Но па карту постав-
лено слишком многое. Некоторые ученые всю свою карьеру построили
на продвижении той или иной модели, поэтому им есть что терять:
гранты, публикации, престиж и даже чувство гордости за собственные
заслуги. Они вряд ли отступят, какими бы весомыми ни были доказа-
тельства. В конце концов, ученые тоже люди, и если какой-то вердикт
не заставит их уступить, добровольно они этого не сделают.

Иногда обмен мнениями далек от беспристрастности, и, без-
условно, в бесцеремонных спорах 1980-90-х гг. было много перехо-
дов на личности и разрушенных карьер. Луис Альварес как-то заме-
тил: «Не хочу говорить плохое о палеонтологах, но они на самом деле
не совсем ученые. Они больше похожи на коллекционеров марок».
А исследователь динозавров Роберт Бэккер в беседе с одним репорте-
ром так высказался о представителях другой профессии:

Спесь этих людей просто невероятна. Они почти ничего не знают
о том, как эволюционируют, живут и вымирают реальные живот-
ные Но, несмотря на свое невежество, геохимики считают, что
все, что нужно сделать, — это завести какую-нибудь причудливую
машину, и тогда вы сразу произведете революцию в науке. Истин-
ные причины вымирания динозавров связаны с изменениями тем-
пературы и уровня моря, распространением болезней путем ми-
грации и другими сложными процессами. По сути, они говорят
так: мы со своими высокими технологиями располагаем ответами
на все вопросы, а вы, палеонтологи, просто примитивные собира-
тели камней.

При таком отношении и с такими крупными ставками единствен-
ным ответом может быть только расплывчатая формула «Все сложно»,
а споры не закончатся до тех пор, пока все первоначальные бойцы
не покинут поле сражения из-за смерти или выхода на пенсию. И этот
день еще не наступил.

Тем не менее, открытие иридиевой аномалии в Губбио и предло-
женная Альваресами модель вымирания в результате падения асте-
роида пошли на пользу науке — какой бы ни оказалась научная судьба
этой версии. Споры породили огромное количество новых детальных
исследований, тысячи научных статей и десятки книг. Эти дискуссии
вдохнули новую жизнь в некоторые разделы геологии и палеонтоло-
гии и положили начало многим успешным карьерам (хотя, повторю,
чьи-то карьеры оказались разрушены). Долгое время это заставляло
ученых взглянуть на геологию по-иному, с упором на редкие ката-
строфические природные события, — то есть используя метод, кото-
рый долгое время подавлялся крайним градуализмом* Чарльза Лай-
еля. Возможно, в какой-то момент противодействие традиции зашло
слишком далеко. В 1980-90-х гг. некоторые ученые пытались возло-
жить на столкновения вину за все вымирания, но обнаружилось, что
ни один из других горизонтов массовых исчезновений видов не пока-
зывает никаких свидетельств столкновения; эта версия подтвержда-
ется только для мел-палеогенового вымирания. Что же, именно так
действует наука. Мы делаем ошибки, но рано или поздно коллеги-
альная оценка и множество дополнительных изысканий находят их,
исправляюг, и мы приходим к верному ответу. И мир от этого стано-
вится богаче.

От лат. gradatio — «постепенное изменение». Представление, что в природе даже
значительные трансформации происходят медленно и поэтапно.
21

КАК ПАЛЕОМАГИЯ ДАЛА НАЧАЛО ТЕКТОНИКЕ ПЛИТ

ПРИРОДНЫЕ МАГНЕТИТЫ

Magnus magnes ipse еst globus terrestris. (Земля сама no себе является
огромным магнитом.)

Уильям Гильберт. О магните

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 1:

МАГНЕТИТЫ И МАГНЕТИЗМ ЗЕМЛИ

С античных времен людей озадачивали некоторые камни, которые
называли магнитами*. Теперь известно, что это были куски мине-
рала магнетита (рис. 21.1). Еще в VI в. до н.э. греческий философ
Фалес Милетский описывал, как эти особые камни притягивались
друг к другу и как к ним прилипали мелкие железные предметы. Упо-
минания о притягивающих камнях есть в китайском труде IV до н. э.
«Гуй Гу-цзы» (неизвестный автор книги укрылся за псевдонимом,
означающим «Ученый из Долины бесов»). Китайская хроника III в.
до н. э. «Люйщи чуньцю» содержит утверждение: «Магнит притягивает
железо: будто кто-то тянет»**. В трактате «Лунь хэн» («Критические
рассуждения»), появившемся в конце 1 в.н.э., отмечается, что магнит

* В оригинале употреблено англ, lodestones (lode — «рудная жила»), буквально
«камень с большим количеством железа»; соответствует понятию «магниты,
магнитные камни». — Прим. ред.

** Пер Г. А. Ткаченко.

260
притягивает иглу. К ХП столетию китайские мореплаватели соединили
магнит с пробкой, которая плавала в воде: получился примитивный
компас. А в 1190 г. Александр Некхэм описал компас из магнитного
камня, сообщив, что к тому времени такие компасы были широко
распространены не только в Китае, но и в Европе.

Веками высказывались предположения, какая таинственная сила за-
ставляет магнит искать север и притягивать другие магниты или куски
железа. Слово «магнетизм» фактически стали применять к любой не-
объяснимой силе, действующей на расстоянии, не имеющей никакой
реальной связи с тем, что мы теперь знаем о магнитах или электриче-
стве. Даже сегодня мы все еще говорим о «животном магнетизме» или
о «магнетических личностях». Но в 1600 г. английский естествоиспы-
татель и физик Уильям Гильберт опубликовал написанную им на ла-
тыни (языке ученых в то время) книгу под названием «De magnete»
(«О магните») *, в которой обобщил почти все, что было известно о маг-
нетизме и магнитах на тот момент. Его работа считается началом со-
временного понимания электричества и магнетизма. Ученый пришел
к верному заключению, что вокруг стержневого магнита существуют
невидимые поля, которые притягивают другие магнитные объекты,
и что это можно наблюдать, если рассыпать вокруг магнита железные
опилки. Он также утверждал, что вся Земля должна быть огромным
магнитом, и это объясняло, почему магнит всегда указывает на север.
Намного опередив свое время, он писал, что в недрах Земли должна
находиться колоссальная масса железа; ученые подтвердили это го-
раздо позже — с помощью сейсмологии и исследований гравитапии
и метеоритов (см. главу то).

Гильберт также правильно отмечал, что Земля вращается вокруг
своей оси, и, пользуясь намеками, поддерживал гелиоцентрическую
систему Коперника (работа Коперника была опубликована в 1543 г.),
хотя эта идея все еще считалась ересью для большей части христиан-
ского мира. Вспомните, что это было еще за три десятка лет до того,
как Галилей станет отстаивать гелиоцентрическую систему, а ин-
квизиция угрожать ему пытками, если он не отречется от своей
ереси. Гильберт указал, что представление о «неподвижных звез-
дах» на огромном куполе небес (так тогда было принято считать)

Полное название «De magnete, magneticisque corporibus et de Magno Magnete
Tellure» («О магните, магнитных телах и большом магните — Земле»).
Рис. 21.1 Галилей предложил вариант компаса, в котором на проволоке был подвешен кусок природного
магнетита. Поскольку он мог свободно поворачиваться, устройство гг дилось для определения
магнитного севера. Источник: Wikimedia Commons

абсурдно — как абсурдна и концепция «небесных сфер», по которым
перемещаются планеты под этим куполом. Он понял, что звезды —
точки света от источников, расположенных на огромных расстояниях
от нас. Гильберт также занимался изучением природы статического
электричества и даже назвал эту силу электрической, он ввел слово
electricus, что буквально означает «напоминающий янтарь». Это опре-
деление восходит к латинскому electrum (янтарь), а далее к греческому
обозначению янтаря т^Хвктроу; ведь можно легко создать статический
заряд, потерев кусок янтаря о ткань.

У Гильберта не было возможности продолжить свою блестящую
работу, потому что он скончался (возможно, от бубонной чумы)
всего через три года после публикации книги. Однако на протяже-
нии столетий изучение магнитов и дальнейшие прорывы в понимании
электричества были на переднем крае научных исследований. В начале
XIX в. Майкл Фарадей провел множество экспериментов, которые
продемонстрировали природу магнитного поля Земли и связь между
магнитными и электрическими полями. В 186о-х гг. Джеймс Клерк
Максвелл с помощью математики блестяще объяснил эксперименты
Фарадея.

Источник магнитного поля Земли долгое время оставался загад-
кой, с которой связано много мифов. Древние философы и натура-
листы предполагали, что источник силы находится где-то в небесах,
потому что магнит действовал в воздухе без какой-либо очевидной
физической причины. Во времена греков и римлян считалось, что сила
создается некой огромной магнитной горой где-то далеко на севере*.
Греческий философ и астроном Клавдий Птолемей из Александрии
(тот самый Птолемей, что создал систему эпициклов для объяснения
проблем с орбитами планет в геоцентрической системе**) упоминал
острова недалеко от Борнео, которые притягивают корабли с желез-
ными гвоздями. В знаменитых арабских сказках о Синдбаде-мореходе
из цикла «Тысяча и одна ночь» изложена легенда о магнитной горе,
которая вытянула из корабля все гвозди и другое железо, после чего
он распался на части. Прославленный картограф Меркатор изобразил
железную гору на Северном полюсе, а когда это не помогло объяснить
проблемы с направлением магнитного поля, возникающие из-за раз-
ницы между Северным географическим полюсом и Северным магнит-
ным полюсом, он поместил в верхней части своей карты две желез-
ные горы.

Истинную причину магнитного поля Земли обнаружили только
в середине XX в., когда геологи пришли к заключению, что у Земли
есть ядро из плотного сплава железа и никеля (см. главу ю). Темпе-
ратура ядра превышает 4000 °с: это слишком много для существо-
вания в центре какого-то постоянного стержневого магнита (твер-
дые стержневые магниты размагничиваются, если их нагреть выше
650 °с). В1946 г. Вальтер Эльзасе ер впервые выдвинул предположение,

* В древности существовали и другие мнения о магните. Например, вышеупомя-
нутый Фалес Милетский считал, что у магнита есть душа, поскольку только су-
щества с душой могут приводить в движение другие объекты.

** Система эпипиклов была известна за несколько веков до Птолемея; он обобщил
и усовершенствовал труды предшественников
каким образом движения потоков железа в ядре могут генерировать
наблюдаемое магнитное поле Земли. Затем появилась работа физика
Эдварда Булларда, который впервые математически смоделировал
магнитное поле Земли и движения в ядре, используя геофизическую
гидродинамику.

Геофизическое моделирование, проведенное Эльзассером, Буллар-
дом и многими другими учеными, показало, как внутри жидкого жс-
лезоникелевого внешнего ядра Земли вращаются магнитные динамо
Подобно тому, как на гидроэлектростанции динамо вращает катушку
с проводом вокруг магнита, генерируя ток е катушке, так и геодинамо
вращает массу проводящего железа и никеля через магнитное поле
Земли, генерируя электрический ток. Этот ток в колоссальном цикле
обратной связи генерирует более сильное магнитное поле, которое
дает еще более мощный ток, и так далее. Реальные математические
подробности того, как работает такая система, весыма сложны, но это
единственное объяснение, которое соответствует известным свойствам
магнитного поля Земли.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 2:
ЛИНИИ БЛУЖДАНИЯ ПОЛЮСОВ

К середине XIX в. ученые изобрели примитивные устройства для об-
наружения магнитного поля в твердых образцах материала — напри-
мер, в камне. Со временем приборы становились все более и более
сложными, и к 1930-м гг. появились протонные прецессионные маг-
нитометры, которые могли определять магнитную сигнатуру (характе-
ристики магнитного поля) подводной лодки. К 1940-м гг. были разра-
ботаны феррозондовые магнитометры, которые обнаруживали более
слабые магнитные поля в образце породы.

В 1948 г. Эллис Джонсон, Томас Мерфи и Оскар Торресон из От-
дела земного магнетизма Института Карнеги в Вашингтоне опубли-
ковали вызвавшую большой резонанс статью под названием «Исто-
рия магнитного поля Земли». Анализируя направления магнитного
поля в слоях древних отложений одного ледникового озера, они по-
казали, что сильный магнитный сигнал могут давать не только лавы
и вулканические породы, но и осадочные породы. Им удалось просле-
дить постепенные изменения магнитного поля планеты в интервале
от 17000 до и ооо лет тому назад. Эта публикация побудила ученых
заняться исследованиями древнего магнитного ноля Земли. Данную
область геофизики стали называть палеомагнетизмом, а ее предста-
вители получили прозвание палеомагов, потому что их изыскания
помогли решить много интересных и сложных геологических про-
блем.

Эти работы привлекли внимание блестящего физика Патрика Блэ-
кетта, который в том же 1948 г получил Нобелевскую премию за ис-
следование космических лучей с помощью камеры Вильсона. Блэкетт
родился в Лондоне в 1897 г-> служил в Королевском флоте во время
Первой мировой войны, прошел несколько сражений, налаживая
и улучшая артиллерийские орудия и другое военно-морское оборудо-
вание. После войны он занялся физикой в знаменитой Кавендишской
лаборатории Кембриджского университета, где стал учеником Эрнеста
Резерфорда, пионера в изучении радиоактивности. Блэкетт и Резер-
форд усовершенствовали камеру Вильсона и в конце концов открыли
античастицы. Вплоть до 1947 г. Блэкетт работал над созданием маг
нитометра для обнаружения магнитного поля Земли, надеясь, что это
поможет связать электромагнетизм с другой фундаментальной силой,
а именно с гравитацией. Попытка не увенчалась успехом, но в про-
цессе работы физик разрабатывал все более точные магнитометры,
а также собрал множество палеомагнитных данных о древних горных
породах. Среди студентов Блэкетта в Кембридже был Стэнли Кейт
Ранкорн, который стал первопроходцем в совершенно новом направ-
лении палеомагнетизма — наблюдениях за изменениями положения
магнитного полюса, запечатленными в магнитных породах континен-
тов в течение миллионов лет. В свою очередь, Ранкорн начал масштаб-
ную программу по палеомагнетизму, когда перешел в Ньюкаслский
университет. Его учениками стали такие выдающиеся специалисты,
как Тед Ирвинг, Д. Коллинсон, Кен Крир, Нил Опдайк, а также многие
другие известные палеомаги. (Я сам учился у Опдайка, так что явля-
юсь прямым интеллектуальным потомком линии Резерфорд — Блэ-
кетт — Ранкорн.)

Ранкорн вместе со своими учениками и коллегами задался целью
собрать как можно больше данных по направлениям иалеомагнитного
поля для разнообразных пород разного возраста на разных континен-
тах. К середине 1950 х гг. массив информации стал очень солидным,
и тогда начали проступать определенные закономерности. Прежде
всего ученые смогли сказать, что положение любого из континентов
относительно Северного магнитного полюса со временем менялось.
Если вы изучите направление магнитного поля для очень молодых
пород, то все они будут указывать на современный магнитный север.
Но если станете смотреть на породы все более и более старые с од-
ного континента, то древнее направление на магнитный север, зафик-
сированное в этих образцах, будет все дальше и дальше отклоняться
от нынешнего направления на магнитный полюс. Зная все направления
на полюс для разных эпох, вы можете выстроить кривую, по которой
двигался Северный магнитный полюс относительно данного материка.
Это явление назвали «блужданием полюса».

Сложности возникнут, когда вы проделаете то же упражнение
с другим континентом (рис. 21.2). Самые молодые породы снова будут
давать направления примерно на современный магнитный север,
а более старые породы указывать все более отклоняющийся курс.
Вы можете вывести еще одну кривую блуждания полюса для этого
континента. Вот только она не совпадет с первой кривой. То же самое
случится, если использовать данные с третьего континента. Самые мо-
лодые породы опять будут соответствовать современному магнитному
северу, а более старые породы дадут кривую перемещения полюса,
которая не совпадет с линиями, построенными для первых двух ма-
териков.

Рис. 21.2 Кривые кажущегося блуждания магнитного полюса [APWP, Apparent polar zander path]
для материкиР в неподвижном положении. Если же допустить, что континенты двигались,
то кривые в точности совпадают. Составлено по нескольким источникам
Возникает дилемма. Вы можете предположить, что континенты
не двигаются (в 1950-е гг. в это все еще верилось большинству гео-
логов). Отсюда вытекает, что у каждого континента есть собствен-
ная линия движения полюса, а сегодня эти линии сошлись в одном
месте на современном магнитном полюсе. Иными словами, на про-
тяжении всего геологического прошлого у Земли было много разных
магнитных полюсов, но в наше время они случайно собрались вместе.

А если вместо этого вы позволите континентам двигаться? Если вы
вернете их в исходное положение в прошлом, то все линии блуждания
полюса прекрасно совпадут. Таким образом, за геологическое время
сам Северный магнитный полюс не очень существенно сместился от-
носительно полюса вращения, зато древние горные породы, фикси-
рующие направление на этот полюс, сместились относительно него,
создавая «видимую кривую перемещения полюса».

Основную часть этих данных опубликовали в середине 1950-х гг.,
и они стали мощным подтверждением гипотезы дрейфа материков.
Однако геологическое сообщество в пелом было не готово принять эту
идею и отказаться от своей давней ориентации на неподвижность кон-
тинентов. Большинство считало, что палеомагнетизм — дело новое,
и в палеомагнитных данных содержится слишком много провалов
и подводных камней (как известных, так и неизвестных в то время),
чтобы оценить, действительно ли они показывают движение конти-
нентов. Геологи, которые знали об этих исследованиях, просто заняли
выжидательную позицию.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 3:

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ ИЗМЕНИЛО НАПРАВЛЕНИЕ!

Кроме кажущегося движения магнитного поля Земли с течением
времени, люди обратили внимание еще на одно удивительное свой-
ство магнетизма древних горных пород: направление магнитного
поля время от времени меняется. Сегодня, например, северный конец
стрелки магнитного компаса указывает на север, но 800000 лет назад
он указывал на юг. Иными словами, поле меняет свое направление
каждые несколько тысяч или каждые несколько миллионов лет, по-
этому меняют направление силовые линии, идущие от Северного по-
люса к Южному, и Земля обретает другую магнитную полярность.
Направления магнитного поля в горных породах, которые соответ-
ствуют сегодняшнему направлению на магнитный север, условно на-
зываются прямыми, а те, которые указывают на юг, — обратными.

Впервые породы с обратной полярностью обнаружил французский
физик Бернар Брюнес в 1905 г. при изучении тех же самых вулканов
в Оверни (Франция), ко горые оказались критически важными для
подтверждения плутонизма в 1770-х гг. (см. главу 5). Но это было всего
лишь единичное наблюдение, поэтому никто не знал, что с ним делать.
Лишь в 1929 г. японский геофизик Мотонори Матуяма пошел дальше:
он собрал более юо образцов базальтов из Японии и Маньчжурии
и показал, что они дают только два направления поля: на современный
магнитный север или на 18о° от него (обратная полярность). Он также
расположил камни по временной последовательности и смог опре-
делить, что почти все породы с обратной полярностью примерно од-
ного возраста, но при этом были и другие времена, когда у всех пород
полярность была прямой, К 1933 г. швейцарский геофизик и исследо-
ватель Арктики Пол Луи Меркантон описал вулканические породы,
а также спеченные интрузиями этих пород глины, обладавшие обрат-
ной полярностью Он утверждал, что такие породы показывают как
прямую, так и обратную магнитную полярность и могут оказаться по-
лезными для проверки вегенеровской гипотезы дрейфа континентов.

Однако в течение следующих 25 лет породы с обратной намагни-
ченностью игнорировались, а геофизики сосредоточились на других
темах, включая идею блуждания полюсов Одной из причин стало
необычное поведение специфической породы — дацита горы Харуна
в Японии. Когда в 1951 г. провели анализ этой породы, оказалось, что
она обладает странным свойством «самореверсивности»: сначала этот
дацит показывает одно направление поля, затем при нагревании ме-
няет его на противоположное и так при каждом следующем тестирова-
нии. Этот странный материал заставил многих ученых опасаться утвер-
ждений, что какие-то породы демонстрируют обратное направление
магнитного поля, потому что было непонятно, первичны ли направ-
ления поля, зафиксировавшиеся при формировании самих пород; все
породы могли вести себя как харунский дацит. Такой сбой на долгие
годы отвратил представителей палеомагнетизма от проблемы инвер-
сии магнитного поля.

Затем в конце 1950-х — начале 1960-х гг. этой загадкой решили
вплотную заняться трое ученых: два палеомага из Стэнфорда, Аллан
Кокс и Ричард Доэлл, и молодой геохимик из Беркли Гэри Брент
Далримпл (рис. 21.3), который был пионером е совершенствовании
калий-аргонового метода датирования. Вскоре после получения док-
торской степени в Калифорнийском университете в Беркли Дал-
римпл начал работать в Геологической службе США в Менло-Парке,
недалеко от Стэнфорда. (Далримпл был выпускником маленького
Оксидентал-коллсджа, где я преподавал в течение 27 лет, поэтому
я его знаю лично.) Итак, Кокс, Доэлл и Далримпл стремились про-
верить два альтернативных объяснения для поведения пород с обрат-
ной намагниченностью. Предположим, что обратное направление
поля в древних породах — свойство отдельных образцов, которые
самопроизвольно меняли полярность. Тогда при анализе группы об-
разцов одинакового возраста со всего мира они покажут смешанную
полярность. Однако, если верна безумная идея, что свое направление
изменило все магнитное поле Земли, то породы одинакового возра-
ста во всем мире должны показывать одинаковую полярность — пря-
мую или обратную.

Кокс, Доэлл и Далримпл начали ездить по всему миру и отби-
рать пробы на обнажениях разных горных пород, стремясь полу-
чить как можно больше образцов. В основном это были довольно
молодые лавовые потоки, которые не только поддаются датировке
калий-аргоновым методом, но и склонны к сильной и стабильной
намагниченности. В течение следующего десятилетия ученые про-
анализировали сотни разновременных подразделений горных пород
и тысячи образцов: Далримпл определял их возраст, а Кокс и Доэлл
проводили палеомаптитпый анализ. К началу 1960-х гг. они заметили
определенную закономерность (рис. 21.4А). Все самые молодые гор-
ные породы на Земле (моложе 780 ооо лет) отличались прямой поляр-
ностью. Но по мере того как анализу подвергались породы все более
и более древние, стало наблюдаться чередование прямой и обратной
полярности. Так, меняли полярность большинство горных пород воз-
растом от 780000 лет до 2,5 млн лет: короткие периоды прямой по-
лярности перемежались с длительными периодами обратной. Породы
возрастом от 2,5 до 3,4 млн лет в основном были намагничены прямо,
тогда как породы от 3,4 до примерно 5 млн лет демонстрировали и пря-
мую полярность, и обратную. Стало ясно, что магнитное поле Земли
меняло свою полярность и что это утверждение верно пс отношению
ко всем пригодным для анализа породам, где бы они ни находились.
Рис. 21.3 Аллан Кокс [сидит] Ричард Доэлл [в центре] и Гэри Брент Далримпл в магнитной лабарат' рии
Геологической службы США в 1965 г. В in время они активно разрабатывал и шкалу магнитной
полярности. Фот Геологической службы США

Кроме того, речь уже не шла о возможном сбое, связанном со стран-
ными породами вроде харунского дацита.

Исследования троих ученых продолжались в течение 1960-х гг.,
и постепенно они выявляли все больше и больше долгих или коротких
периодов разной полярности за последние ю млн лет. Их работу под-
стегивало дружеское соревнование с группой из Австралийского на-
ционального университета в Канберре, включавшей Иана Макдугалла
(гсохронолог), Дона Тарлинга и Франсуа Шамалауна (специалисты
по палеомагнетизму), которые занимались той же задачей: они тоже
старались взять пробы и провести анализ как можно большего количе -
ства образцов разных пород. К концу 1960-х гг. две лаборатории уста-
новили временную шкалу магнитной полярности (рис. 21.4В). Теперь,
если вы можете определить характер магнитного сигнала в какой-либо
породе, его можно сопоставить с историей инверсий магнитного поля
в геологическом прошлом и с высокой точностью определить возраст
исследуемого материала.
1Л]

Наблюдения

Интерпретация

Потоки Потеки

Эпоха [хрон]
прямой полярности Брнэнес

Эпоха[хрон]
обратной полярности Матуяма

Эпоха[крон]
прямой полярности Гаусс

Эпоха[хрон]
обратной полярности Гилберт

Рис. 21.4 История магнитной полярности Земли. [А] Первоначальная магнитная шкала времени,
показывающая датированные потоки лавы, коп рыв в одинаковом возрасте имеют одну и ту же
полярность [прямую или оЗаагную]. [В] Последние 4 5 млн лет истории магнитной полярности,
расшифрованные в 1900-х гг. Алланом Коксом, Ричардом Доэллом и Гори Брентом Далримплом
из Геологической службы США, а также Ианом Макдугаллом, Доном Тарлингом и Франсуа Шамалаунэм
из Австралийского: национального университета. Воспроизведено из нескольких источников
с изменениями

Такой гигантский прорыв в геологии принес Коксу, Доэллу и Ран-
корну премию Ветлесена высшую награду в области геологии и гео-
физики. Благодаря их исследованиям возникла новая научная дисци-
плина — применение инверсий магнитного поля, зафиксированных
в отложениях на суше и в глубоководных кернах, и появился новый
метод высокоточной глобальной датировки. (Именно этот метод маг-
нитной стратиграфии я использовал в большей части своих исследо-
ваний, поддерживаемых грантами.) Однако Кокс, Доэлл и Далримпл
и не подозревали, что их результаты откроют также секрет спрединга
морского дна и тектоники плит.
Рис. 21.4 [продолжение]

СП  1111		CD	СЛ	CD	СЛ	CD	01	°	СЛ  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1								Возраст млн лет ! !	[К-Аг]
										Данные о прямой полярности
		II 11111				III III	III	Hill IIIIIIII	IIIIIII	Данные об обратной полярности
										|||||И Прямое направление поля
										Обратное направление поля
с5 а	сл	— а,ас -3,70 -3,92 -4,05		/2,90 "2,94 —а пк		\1,9Б /2,11 \2,13 -2,43	— I,OJ 41,64 -1,79 195	""0.95 1,61	/0,69  /-0,89	— “ Возраст границ
Событие Нунивак		-Событие Кочити	£  С	аит1ядсд	Сз6ытие Каена	Событие /Олдувей	^Событие Гилза	Харамильо	—Событие	Е °*  |? =ч	События  =	[субхроны]  полярности
Эпохг обоатной полярности Гилберт			Эгсха прямой поляонэсти Гаусс				Зпсха обратной полярности Матуяма		Эпоха пря полярности	мои	Эпохи [хроны]  Брюнос	полярности

ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ В 25 КАМНЯХ
ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 4: ПОЛОСЫ НА МОРСКОМ ДНЕ

Когда после окончания Второй мировой войны начала активно раз-
виваться морская геология, исследователи, как правило, просто накап-
ливали как можно больше различных данных, не зная, что именно
они могут найти или что эти данные могут означать. Все суда инсти-
тута Скриппса, лаборатории Ламонт или института Вудс-Хоул регу-
лярно собирали по всем морям информацию о глубине дна, геологии
слоев под ним, а также температуре, солености и химическом составе
морской воды на разных глубинах. При любой возможности длинная
стальная трубка — поршневой пробоотборник опускалась в отло-
жения океанского дна, чтобы взять керн из осадочных слоев, образо
вавшихся за миллионы лет истории океана.

На борту каждого из этих судов имелся также длинный торпедо-
образный прибор — протонный прецессионный магнитометр. Изна-
чально его разработали для охоты на подводные лодки во время Вто-
рой мировой войны, поскольку стальные корпуса кораблей обладают
сильным магнитным полем. Когда война закончилась, оставшиеся
после нее корабли и магнитометры передали, как уже упоминалось,
океанографическим учреждениям для геологических исследований.
Обычно эти приборы буксировали за кораблем, и они непрерывно
фиксировали все магнитные поля, которые улавливали.

В конпе 1940-х — начале 1950-х гг. ученые благодаря этому нако-
пили огромное количество данных о магнитных полях на морском
дне. Когда такую информацию конвертировали из старых компью-
терных файлов, проанализировали и представили в виде графика,
результаты выглядели не случайным набором точек, а демонстриро-
вали странную закономерность: при нанесении на карту точки обра-
зовывали огромные полосы разной напряженности магнитного поля,
встреченные кораблями во время плавания в океане (рис. 21.5). Эти
полосы формально именовались магнитными аномалиями, потому
что измеренные величины отличались от обычного фонового значе-
ния магнитного поля, которое бы ощущаете в течение жизни. В одних
случаях наблюдались положительные аномалии — показатели пре-
вышали фоновое значение окружающего поля Земли. В других слу-
чаях отмечались отрицательные аномалии измеренные показатели
были ниже средней величины магнитного поля, регистрируемой маг-
нитометром.
Рис. 21.5 Схема магнитной полярности мороком дна. Это оригинальная картина для хребта Рейкьянес -
составной части Срединно-Атлантического хребта к югу от Исландии. Полосы прямей полярности
[черные] и обратной полярности [белые] соответствуют исходным положительным и отрицательным
магнитным аномалиям, измеренным судовым магнитометром.
Составлено по нескольким источникам

Геологи не знали, что делать с обнаруженным феноменом. Воз-
можно, это чередующиеся полосы разных типов пород? Или чере-
дование сильно и слабо намагниченных пород? К концу 1950-х гг.
геофизики из Института Скриппса Рональд Мейсон и Артур Рафф ана-
лизировали данные о дне Тихого океана у берегов Аляски, Британ-
ской Колумбии, Вашингтона и Орегона, но картина оказалась слож-
ной и запутанной. Оставалось неясно, что вызывало появление этих
параллельных магнитных полос.

Тем временем над аналогичными проблемами размышляла боль-
шая группа геологов и геофизиков Кембриджского университета под
руководством физика Эдварда Булларда. В 1961 г. Драммонд Мэтьюз
(рис. 21.6а) написал диссертацию на основе исследования образцов,
драгированных из Срединно- Атлантического хребта. Его работа по-
казала, что хребет полностью состоит из одинаковых на вид пото-
ков базальтовой лавы и что не существует никакой реальной разницы
в типах горных пород, которая могла бы объяснить пресловутые маг-
нитные полосы. В 1962 г. еще один молодой ученый Фредерик Вайн
стал участвовать вместе с Мэтьюзом в океанографических рейсах,
нс только собирая образцы, но и просматривая массу сведений о маг-
нитном поле, получаемых с той же части морского дна. Сначала Вайн
использовал данные, которые Мэтьюз привез с хребта Карлсберг в Ин-
дийском океане, а в 1962 г. Вайн и Мэтьюз начали изучать имеющуюся
информацию для Срединно-Атлантического хребта к югу от Исландии
(рис. 21.5), где Мэтьюз собирал свои образцы пород. Они тесно сотруд-
ничали и даже делили жилье во время пребывания в Кембридже.

Их также вдохновлял пример еще одного геолога — Гарри Хэм-
монда Хесса из Принстонского университета (рис. 21.6в). В 1931 г. Хесс
участвовал в плавании американской подводной лодки, целью кото-
рого было измерение гравитации на дне оксана от Флориды и Кубы
до восточной части Карибского моря. Во время Второй мировой вой-
ны он стал капитаном военного транспорта USS Cape Johnson, совер-
шавшего рейсы по Тихому океану. Хесс днем и ночью держал эхолот
включенным и поэтому постоянно накапливал информацию о мор-
ском дне под судном.

В ходе этого процесса Хесс впервые обнаружил многие важные
структуры океанского дна, включая огромные подводные горы, воз-
вышающиеся над ложем океана. У некоторых из этих подводных гор
были плоские вершины. Будучи первооткрывателем, ученый имел
право дать им название, и он предложил именовать их гюйотами —
в честь Арнольда Гюйо *, швейцарского геолога, основавшего в Прин-
стонском университете геологический факультет (который до сих пор
располагается в Гюйо-Холле).

Когда война закончилась, Хесс некоторое время оставался в резерве
ВМФ и дослужился до контр-адмирала, хотя и возобновил препода-
вание в Принстоне. Он начал собирать информацию, поступавшую
из разных океанографических учреждений за последнее десятилетие
Из своей работы на флоте он знал, что подводные горы — это, веро-
ятно. вулканы, которые когда-то извергались над поверхностью моря,

Англ, guyots, в честь Arnold Guyot. — Прим. ред.
Рис. 21.6 Пионеры тектоники плит. [А] Фредерик Вайн [слева] и Драммг чд Мэтьюз
в 1972 голу. Фото Дж. Р. Канна [J. R. Сапп]. [В] Гарри Хесс, объясняющий твктс нику плит.
Источник: Merritt, J., I. Hess’s Geological Revolution: Hiw An Essay In Geopoetry"
Led to The New Science of Plate Tectonics. Princeton Alumni Weekly [1979]

а с возрастом постепенно погружались все глубже и глубже. Из своих
гравитационных исследований он имел представление о странных ве-
личинах гравитационного поля под океаническими глубоководными
желобами. От своих друзей из Обсерватории Ламонт он слышал, что
Брюс Хейзен и Мари Тарп нанесли на карту исполинский Срединно-
Атлантический хребет с его огромной рифтовой долиной посередине,
которая доказывала, что по этой линии хребта происходят растягива-
ние в стороны и разрыв океанского дна (см. главу 22). Он также был
знаком с гипотезой Артура Холмса об огромных конвекционных ячеях
в мантии, толкающих блоки земной коры (глава 8).

Соединив все эти факты, Хесс опубликовал в J962 г. фундамен-
тальную статью, в которой объяснялись почти все составляющие
современной модели тектоники плит — от спрединга морского дна
в зоне срединно-океанических хребтов до постепенного опускания
океанической коры по мере ее удаления от этих хребтов. Он также
понял, что фронтальная часть движущейся коровой плиты погружа-
ется в глубоководный желоб (эти места еще не были названы зонами
субдукции). Однако все еще не существовало надежных данных, под-
тверждающих, что морское дно действительно раздвигается и пере-
мещается, как пара конвейерных лент, идущих в противоположных
направлениях. Не имея таких доказательств, Хесс назвал собственную
работу «упражнением в геопоэзии», принижая тем самым собственные
смелые утверждения и приписывая им больше умозрительности, чем
они в действительности содержали

РОЗЕТТСКИЙ КАМЕНЬ ДЛЯ ОКЕАНСКОГО ДНА

Когда большинство людей слышат словосочетание «Розеттский ка-
мень», они думают о широко разрекламированной программе для
изучения иностранных языков*. Настоящий Розеттский камень пред-
ставляет собой огромную стелу из черного гранодиорита (рис. 21.7),
которую в 1799 г. обнаружили в дельте Нила солдаты Наполеона в еги-
петском походе. Когда французы потерпели поражение от англичан
в 1801 г., то побежденные передали победителям Розеттский камень,
и с 1802 г. он демонстрируется в Британском музее. Часто его даже
трудно рассмотреть из-за толпы людей, сгрудившихся перед самым
известным экспонатом музея.

Розеттский камень известен тем, что содержит три версии одного
и того же текста: иероглифы вверху, демотическое письмо (упрошен-
ный тип египетского письма) в середине и классический греческий
язык (на котором могут читать многие ученые, в том числе и я) внизу.
До того момента никто не мог перевести иероглифы, и большая
часть египетского письма (и, следовательно, история Египта) оста-
валась загадкой. Однако наличие одного и того же текста на извест-
ном языке (греческом) и неизвестном (иероглифы) дало ученым

Имеется в виду программа Rosetta Stone; ее слоган — «Изучайте язык,
а не слова!», а логотип представляет собой символическое изображение Розетт-

ского камня.
Рис. 21.7 Ро заттский камень - стела из чеэного гранодиорита, найденная возле Александрии в Египте.

На ней выбиты три идентичных по содержанию текста - два на египетском языке (и ерогл и фаги и вверху
и демотичэским письмом в середине] и один на древнегреческом [внизу]. Камень дал ученым ключ
к чтению иероглифов, и это открыл; окно в историю Древнего Египта. Источник: Wikimedia Commons

ключ к расшифровке. В 1822 г. текст на камне прочел французский ар-
хеолог Жан-Франсуа Шампольон. После этого у него оказался ключ
к иероглифам и, если брать шире, к древнеегипетской истории. Сего-
дня выражение «розеттский камень» служит метафорой для любого
открытия, дающего ключ к разгадке какой-либо тайны или указываю
щего нузь в новую область знаний.

Вернемся в 3963 г. Вспомните, что Вайн и Мэтьюз читали статью
Хесса 1962 г. как раз в то время, когда они без устали анализировали
собранные ими магнитные данные для Срединно-Атлантического
хребта. Они знали, что срединно-океанический хребет всегда состоит
из очень молодой лавы, извергающейся под водой. При более деталь-
ном рассмотрении они заметили, что центральная часть хребта и из-
вергающиеся сегодня лавы всегда характеризуются прямой намагни-
ченностью, однако с обеих сторон от центральной части существуют
симметричные зоны отрицательных магнитных аномалий (рис. 21.5
и 21.8). Фактически рисунок магнитных полос с одной стороны хребта
был зеркальным отражением таких же полос с противоположной сто-
роны.

Затем Вайн и Мэтьюз вспомнили недавно опубликованную работу
Кокса, Доэлла и Далримпла, излагающую историю магнитного поля
Земли за последние 5 млн лет (рис. 21.4В). И тут их озарило. Может
быть, сильная положительная аномалия в центре хребта связана с тем,
что породы были намагничены в зоне с такой же прямой полярностью,
которая есть и сейчас, и поэтому общий магнитный сигнал получается
сильнее среднего современного показателя? И, напротив, может быть,
симметричные отрицательные аномалии возникли из-за того, что дно
океана было намагничено в зоне обратной полярности? Тогда обратное
направление намагниченности для лав на дне океана частично компен-
сировало бы фоновое ноле, и потому суммарная напряженность маг-
нитного поля оказывается ниже среднего, и магнитометр фиксирует
отрицательную магнитную аномалию.

Эврика! Все совпало. Лава, извергавшаяся под водой, рифтовая до-
лина в центре, симметричный рисунок магнитных полос, отражающий
симметричное расположение прямо и обратно намагниченных пород
на морском дне, — все это соответствовало догадке Хесса о спрединге
морского дна. В природе происходит постоянный процесс создания
нового океанического ложа: магма извергается в трещинах рифтовой
долины в центре хребта, когда происходит его растягивание в стороны
(рис. 2.5 и 21.8). Как только донные лавы остывают, они фиксируют
магнитное поле Земли на момент своего формирования. Затем они
растаскиваются в стороны, а в середине формируется новая кора, ко-
торая намагнитится уже в другом направлении, если магнитное поле
Рис. 21.8 Ингернрегацля симметричных данных для магнитных полей [чередующиеся аномалии
напряженности пиля, зарегистрированные судовым магнитометром) на срединно-океанических хребтах.
Согласно 31 ои интерпретации, причиной таких аномалий служит изображенный ниже процесс спрединга
[раздвигания морского дна]. Породы, появляющиеся при извержениях, фиксировали существовавшее
на тот момент направление п ля на планете, а затем пассивно расходились в стороны, как конвейерная
лента. Составлено гл нескопаким источникам
планеты перевернулось. Старая кора постепенно отходит от цен-
трального хребта, как пара конвейерных лент, и эти ленты - подобно
пленке старого магнитофона, отходящей от записывающей головки, —
сохраняют сигнал, который оставляют чередующиеся периоды прямой
и обратной полярности Земли. Свои выводы Вайн и Мэтьюз изложили
в эпохальной статье, опубликованной в 1963 г. Так началась революция
тектоники плит. (По стечению обстоятельств в то же самое время ка-
надский геофизик Лоуренс Морли выдвинул ту же идею, однако жур-
нал, куда он обратился, отверг его работу. Большинство людей никогда
не слышали о нем, хотя историки геологии сейчас говорят о гипотезе
Вайна — Мэтьюза — Морли.)

Такое истолкование магнитных аномалий и раздвигания океаниче-
ского дна было бы невозможно без счастливой случайности, выразив-
шейся в том, что Кокс, Доэлл и Далримпл самостоятельно фиксиро-
вали изменения в магнитном поле Земли путем отбора лавовых проб
на суше. Временная шкала магнитной полярности шала «розеттским
камнем», открывшим тайну спрсдинга морского дна. С этого момента
тектоническая теория захватила науки о Земле, навсегда изменив их.
22

ЗАГАДКА ЗОН СУБДУКЦИИ

ГОЛУБЫЕ СЛАНЦЫ

Францисканский меланж содержит горные породы столь разнообразного
происхождения, что это в буквальном смысле коллекция со всего
Тихоокеанского бассейна или даже с половины поверхности планеты.
Как показывают окаменелости и палеомагнетизм, здесь есть
отложения с континентов (песчаники и так далее) и породы
из разбросанных морских источников (кремнистые сланцы, граувакки,
серпентиниты, габбро, подушечные лавы и другие вулканиты),
собравшиеся случайным обпазом в цементирующей их глинистой основе.
Они оказались между плитами в зоне субдукции, и многие из них унесло
на глубины от бу тысяч до юо тысяч футов* и выбросило обратно
в виде голубых сланцев. Эта плотная тяжелая серо-голубая порода,
характерная для любых зон субдукции, содержит малиновые гранаты.

Джон Макфи. Ссбирая Калифорнию

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 1: ПУТЕШЕСТВИЕ НА ДНО МОРЯ

Вплоть до моего поколения форма океанского дна оставалась для науки
одной из величайших загадок. Несмотря на то что океан занимает 7]%
земной поверхности, до 1950-х гг. о нем было известно очень мало. Все
изменилось, когда известная своими новаторскими подходами Мари
Тарп и Брюс Хейзен (рис. 22.1), ее соратник по исследованиям и спут-
ник в жизни, объединили все данные эхолотов, собранные кораблями

От 20 до 30 км.
Геологической обсерватории Ламонт-Доэрти (ныне Обсерватория
Земли Ламонт-Доэрти) с конца 1940-х гг. и начали наносить на карту
донные очертания. Сбором океанографической информации занимался
Хейзен, потому что в 1950-х гг. женщин на такие суда еще не допускали.
Однако у Тарп тоже хватало работы. У нее было несколько дипломов ба-
калавра; она занималась математикой, геологией, картографией и дру-
гими предметами и отказалась от секретарских обязанностей в Ламонт
Тарп неустанно обрабатывала горы бумажных лент, которые посту-
пали с прецизионных эхолотов-самописцев, фиксировавших глубины
океанов, для картирования подводного рельефа, а затем с помощью
своих знаний геологии заполняла пробелы, составляя полную физико-
географическую карту океанского дна.

К началу 1950-х гг. Тарп нанесла на карту данные Хейзена и соста-
вила первую в истории полную карту Атлантического океана: она была
опубликована в 1957 г. Но уже в 1952-1953 гг. Мари стала первой, кто
осознал, что существуют срединно-океанические хребты, тянущиеся
по всему земному шару, и что это самые длинные горные цепи на пла-
нете. Более того, она заметила идущую по всей оси хребта огромную
рифтовую долину, которая была масштабнее Большого каньона. Как
геолог Мари знала, что рифтовые долины означают растяжение зем-
ной коры, и потому твердо считала, что океанское дно должно расши-
ряться. Однако Хейзен и Морис «Док» Юинг, основатель и руководи-
тель Обсерватории Ламонт, не разделяли ее уверенности. Они были
ведущими составителями карты и соавторами опубликованных ста-
тей, поэтому сдерживали Тарп и оставляли без внимания ее догадки.
Спустя несколько лет Гарри Хесс, Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз
(см. главу 21) объединили все сведения по данной проблеме и полу-
чили заслуженные почести за открытие и подтверждение спрсдинга
морского дна. Однако именно Мари Тарп стала первым исследовате-
лем, обнаружившим те же факты и предложившим их правильное
истолкование — за то лет до того, как представили свои доказатель-
ства Вайн и Мэтьюз.

К концу 1960-х гг. Тарп и Хейзен закончили картирование всего
океанского дна, и в 1977 г. National Geographic опубликовал культо-
вую карту глубин, на которой росли все новые поколения. Нов мои
школьные годы на глобусах и картах мировые океаны обозначались
сплошным бледно-голубым цветом, поскольку о том, что скрывается
под волнами, практически ничего не было известно. Я познакомился
Рис. 22.1 Мэри Тарп и Брюс Хейзен возле их карт0| океанского дна. Начало 1900-х гг.

Источник/ Wikimedia Commons

с Хейзеном и Тарп будучи студентом в Ламонт в 1976 г. и помню шок,
который испытали все сотрудники обсерватории, когда в 3977 г. услы-
шали, что Хейзен умер от сердечного приступа на подводной лодке
во время картографирования и съемок морского дна. Тарп закончила
свою работу, уволилась из Ламонт в 1983 г. и спокойно жила на доходы
от своих карт, пока не скончалась в 2006 г. в возрасте 86 лет. Она на-
несла на карту больше территорий планеты, чем любой другой человек
(как в прошлом, так и в будущем), но очень немногие люди вообще
слышали о ней или о том, как она оказалась первопроходцем в той
науке, где в ее времена доминировали мужчины.

На картах Мари появилась одна из величайших загадок океанов:
чрезвычайно глубокие области морского дна, известные как океани-
ческие желоба. В Мировом океане их насчитывается примерно 50; их
обшая длина достигает 50 ооо км, хотя они настолько узки, что вклю-
чают только 0,5% морского дна (рис. 22.2). Почти все они находятся
по краям Тихого океана, но есть и расположенные у той части побережья
Индийского океана, где он омывает Индонезию, а таюке в других местах.
Глубина большинства из них — от 3000 до 4000 м, при этом глубина
Рис. 22.2 Карта основных глубоководных желпбгв в западней части Тихого океана. Предоставлено
Национальным управлением океанических и атмосферных исследований

Марианского желоба составляет и 034 м это самая глубокая впадина
на поверхности планеты. Вы можете опустить в нее Эверест; и у вас оста-
нется еще 2186 м до поверхности. Некоторые из этих желобов были от-
крыты британским «Челленджером» — парусно-паровым исследователь-
ским судном, которое в 1872-1876 гг участвовало в океанографической
экспедиции, производя измерения глубин и извлекая образцы со дна.
Участники экспедиции обнаружили место, известное сейчас как Бездна
Челленджера одну из самых глубоких частей Марианского желоба.

АЗИЯ

На такой глубине холодно и темно, а давление воды столь велико,
что выжить могут совсем немногие организмы. Его не выдержит
даже большинство подводных лодок, и т олько в i960 г. на дно Ма-
рианской впадины опустился специально сконструированный ба-
тискаф «Триест» (рис. 22.3) с прочным корпусом, рассчитанным
Рис. 22.3 Батискаф "Триест» - первое судно, погрузившееся на дно Марианской впадины.
Источник Wikimedia Commons

на колоссальный напор воды. Он стал первым аппаратом, который
взял образцы и сфотографировал самые глубокие уголки океана,
С тех пор на дно Бездны Челленджера и других желобов опускались
несколько специально разработанных автоматических или управ-
ляемых людьми подводных аппаратов. Одно из недавних погруже-
ний в одиночку осуществил режиссер Джеймс Кэмерон (снявший
фильмы «Терминатор», «Титаник» и «Аватар»), который управлял
батискафом под названием Deepsea Challenger. 26 марта 2012 г. Кэ-
мерону потребовалось почти 3 часа, чтобы спуститься на глубину
10898 м, затем он еще 3 часа занимался исследованиями, а еще через
2 часа вернулся на поверхность. Это было всего лишь второе по-
добное погружение в самую глубокую впадину океана и рекордное
на тот момент по времени, затраченному на исследования. Кроме
того, Кэмерон до сих пор остается рекордсменом по глубине пило-
тируемого погружения.
Хотя Тарп и Хейзен зафиксировали множество глубоководных
желобов, в 1950-х гг. их происхождение все еще оставалось загадкой.
Одним из ключевых шагов стала гравиметрическая съемка дна океана,
которую вел с подводной лодки голландский геофизик Феликс Ан-
дрис Венинг-Мейнес. С 1923 по 1939 г. этот высоченный голландец регу-
лярно втискивался в крохотную подводную лодку и бороздил океаны.
Затем началась Вторая мировая война, немцы захватили нейтральные
Нидерланды, и Вепинг-Мейнесу пришлось отложить науку в сторону
и сражаться в рядах голландского Сопротивления. После войны он
вернулся к своим обязанностям в Утрехтском университете. К 1948 г.
он опубликовал результаты собственных многолетних исследований
гравитационных профилей морского дна. Одним из самых порази-
тельных результатов оказалась крайне низкая гравитация, отмечаемая
под океаническими желобами. В соответствии с основными принци-
пами гравиметрии это означало, что кора под желобами была гораздо
менее плотной, чем ожидалось. В большинстве других мест плотность
морского дна, напротив, была весьма высокой из-за пород очень плот
ной мантии, залегающих непосредственно под тонкой океанической
корой. Иными словами, что-то должно было вытеснить плотную ман-
тию на большой глубине под желобом — что-то вроде материала зем-
ной коры с низкой плотностью.

ФРАГМЕНТ ГО Л-1 ВОЛ ОМ КИ № 2:

ЗОНА СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Во время послевоенного бума наук о Земле сейсмология развивалась
семимильными шагами. Благодаря средствам, полученным по ходу
наблюдений за советскими ядерными испытаниями (ядерные взрывы
создают четкие ударные волны, которые сейсмографы могут улавли-
вать), специалисты разрабатывали все более и более сложные способы
интерпретации волн, проходящих через планету. С помощью сейсми-
ческих волн они уже выяснили структуру и глубину мантии и ядра
и определили, что внешнее ядро жидкое. Но теперь оказалось, что
сейсмические волны могут рассказать еще больше.

Работая независимо друг от друга в конце 1920-х — 1930-х гг., сей-
смолог из Калифорнийского технологического института Хьюго Бе-
ниофф и его японский коллега Кийо Вадати разработали методы
Рис. 22.4 Погружающаяся зона концентрации землетрясений под океаническим желобом
и вулканический дугой, известная как зона Задати - Бениоффа. Составлена по нескольким источникам

определения глубины, на которой произошло какое-либо землетря-
сение. Затем оба начали наносить на диаграмму фокусы многочислен -
ных землетрясений, происходивших вблизи океанических желобов.
К своему удивлению, исследователи выявили отчетливую закономер-
ность (рис. 22.4). Неглубокое землетрясение всякий раз происходило
прямо под океаническим желобом и под оконечностью континента.
Но чем глубже были землетрясения, тем дальше они «уходили» от же-
лоба под край континента. По сути, на диаграммах наглядно выделя-
лась зона погружающихся фокусов землетрясений, иногда уходящая
на сотни километров под поверхность.

Что могла означать эта закономерность? Ьениофф опублико-
вал свои результаты в 1949 г.; Вадати изложил в целом ту же идею
еще в 1928 г., но о ней мало кто знал. Оба ученых указывали, что
одинаковая картина обнаружена почти во всех океанических жело-
бах мира. Однако у них не было никаких объяснений открытию.
Оно было похоже на единственный фрагмент пазла. Вы понятия
не имеете, что на нем изображено, пока не увидите остальную часть
головоломки.

Объяснения странных особенностей океанических впадин (гра-
витационный профиль, а позже сейсмичность) были предложены
только в статье Гарри Хесса, опубликованной в 1938 г., и в появив-
шейся годом позже работе Дэвида Трссссла Григгса геофизика, ко-
торый помимо прочего помог основать корпорацию RAND. В 1951 г.
он в качестве ведущего научного сотрудника Военно-воздушных сил
США участвовал в разработке водородной бомбы. В своих статьях
и Хесс, и Григгс предположили, что тепловая конвекция в мантии
заставляет океаническую кору прогнуться и сложиться, как ковер,
вдвое, отсюда и необычная мощность низкоплотностных коровых
пород под желобами (рис. 22.5). Хесс назвал эту структуру тектоге-
ном. Идея опередила свое время, но в конпе концов, когда появи-
лась теория тектоники плит, устарела (хотя я помню, как встречал
ее в некоторых учебниках для колледжа, изданных в 1960-х гг., —
до того как тектоника плит заставила переписать все книги). Бе-
ниофф считал, что может существовать что-то вроде тектогенной
складки коры, создающей погружающуюся зону землетрясений, од-
нако почти никто не представлял их истинной причины. Прошло
почти два десятка лет, прежде чем зоны Вадати — Бсниоффа послу-
жили ключом к ответу на еще более масштабную загадку.

ФРАГМЕНТ ГОЛ 1В0Л0МКИ № 3: ХОЛОДНАЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

В течение многих лет геологи наносили на карты породы Береговых
хребтов Калифорнии. Во многих местах находили специфическое ме-
таморфическое вещество голубого цвета, которое назвали голубым
сланцем (рис. 22.6). Этот материал обладает такой же сильной пло-
скостной листоватостью (повторяющимся чередованием слоев), что
и сланцы других видов, но редко встречается на планете и сначала был
обнаружен, помимо Береговых хребтов Калифорнии, только в Япо-
нии. Геологи изучили под микроскопом образцы толщиной 30 ми-
кронов и заключили, что этот сланец состоит из особых минералов.
Одним из них был уникальный богатый натрием голубоватый глауко-
фан (в переводе с греческого «выглядящий сине-зеленым») из группы
Рис. 22.5 Концепция тектогена, представленная Гарри Хессом в 1938 г. Изгиб земной корь; под
океаническим желобом, который должен был объяснить низкую гравитацию и повышенную
мощность [толщину] пород земной коры в этом регионе, а также погружающуюся зону сейсмичности,
зафиксированную Вадати и Бениоффом. SIAL - породы: земной коры, состоящие из кремния и алюминия:
SIMA - мантийные породы, состоящие из кремния и магния. Воспроизведен, с изменениями из статьи:

Н. Н. Hess, "Gravity Anomalies and Island Arc Structure with Particular Reference to the West Indies,"
Proceedings ot the American Philosophical Society, 79 [1938J:71-96

амфиболов. Хотя глаукофан был впервые описан на греческих Киклад
ских островах в Эгейском морс, глаукофановыс сланцы Калифорнии
вскоре стали гораздо известней. Голубыми сланцами (англ blueschist)
эти породы неофициально называли многие геологи, однако в публи-
кациях данный термин не встречался до 1962 г., когда его употребитт
в реферате сотрудник Геологической службы США Эдгар Херберт
Бейли.

Другой необычный минерал был обнаружен в голубых сланцах
на полуострове Тибурон в округе Марин (штат Калифорния) в 1895 г.
Он получил название лавсонит в честь Эндрю Доусона, одного
из основателей геологической программы Калифорнийского универ-
ситета в Беркли (давшего также название разлому Сан-Андреас и ру-
ководившего изучением землетрясения в Сан-Франциско в 1906 г.
см. главу 23). Минерал обнаружили два его ученика — Чарльз Палач
и Фредерик Рэнсом, которые и отдали дань своему наставнику. Вскоре
геологи собрали длинный перечень необычных минералов, встреча-
ющихся в голубых сланцах, но их происхождение оставалось полной
загадкой. Попадались и другие минералы  например, синий со сталь-
ным оттенком кианит из группы алюмоси л икатов и жадеит из группы
Рис. 22.6 Классический голубий сланец, состоящий из тонколистоватых глаукофана, лавсонита и других
голубых минералчв. Предоставлено Син- 1и Ли [С.-Т. Lee]

пироксенов (когда говорят о ювелирных изделиях из жада, то под ним
подразумевается жадеит или нефрит).

Только в 1940-50-х гг. удалось синтезировать некоторые важнейшие
минералы метаморфических пород. Используя лабораторные печи
с чрезвычайно высокой температурой и высоким давлением, геологи
подвергали образцы нагреву и давлению, а затем смотрели, какие ми-
нералы получались в результате такого воздействия. С помощью этого
метода смогли установить, что некоторые метаморфические минералы
подобны геобарометрам и геотермометрам. Благодаря лабораторным
данным известно, что они образуются только в определенном диапа-
зоне температур и давлений, поэтому их наличие в любой метамор-
фической породе говорит нам о параметрах внешних сил, влияние
которых испытал данный материал.

Таким образом исследователи (в частности, финский геолог
Пснтти Эскола в 1939 г.) смогли определить, что породы, которые
долгое время назывались зелеными сланцами из-за содержащихся
в них зеленых по цвету минералов (слюдоподобные хлориты, эпи-
доты, а также тремолит и актинолит из группы амфиболов), под-
вергались испытанию относительно низкими температурами и дав-
лениями (2-8 килобар и всего 330-500 °с). Если какая-либо горная
порода погружается в земную кору глубже, она достигает области
промежуточных давлений и температур (4-12 килобар и 500-700 °с).
Породы, испытавшие метаморфизм средней степени, геологи отно-
сят к амфиболитам, потому что, как правило, эти образования бо-
гаты так называемой роговой обманкой (магматическим веществом)
из группы амфиболов. Наконец, порода может опуститься в самую
глубокую часть континентальной коры, где действуют экстремальные
давления (6-14 килобар) и температуры (не менее 700 °с), которые
обеспечивают самую высокую степень метаморфизма. Эти породы
характерны гнейсовой текстурой, иногда их называют гранулитами.
Породы всех трех типов образуются в результате регионального мета-
морфизма — например, при столкновении континентов, когда взды-
маются колоссальные горные пояса (вроде современных Гималаев).
Материалы, испытавшие неглубокое захоронение, превратятся лишь
в зеленые сланцы; оказавшиеся ниже станут амфиболитами; а те, ко -
торые уйдут на многие километры в земную кору и в корневые части
гор, — гранулитовыми гнейсами.

Такова схема образования большинства метаморфических пород
планеты, и распределение их специалисты надежно закартировали
и тщательно изучили. А как насчет голубых сланцев? Почему в них
содержатся специфические минералы? Почему они оказались такими
редкими и встречаются лишь в нескольких районах — на греческих
островах, в Береговых хребтах Калифорнии, на побережье Японии
и еще кое-где? Это оставалось загадкой в течение многих лет. В 1939 г.
над данным вопросом и задумался Пентти Эскола, который подозре -
вал, что голубые сланцы — это породы высокого давления, потому
что они выглядели как промежуточное звено по отношению к уже
известным породам высокого давления например, эклогитам (ко-
торые, как мы теперь знаем, зарождаются вблизи мантии). В конце
1950-х гг. иные геологи полагали, что ассоциация жадеита и кварца
из некоторых голубых сланцев представляет собой аналог хорошо
изученных зеленых сланцев, но сформированных при высоких дав-
лениях.

Наконец, в начале 1960-х гг. стэнфордский геолог У. Гэри Эрнст
и другие ученые провели решающие лабораторные эксперименты,
чтобы выяснить, в каких условиях образуются редкие минералы
(такие как глаукофан и лавсонит), а также минеральная ассоциация
голубых сланцев в целом. После многих лет тестирования ответ по-
явился, но он мало что прояснил: при чрезвычайно высоком давле-
нии (более 4-6 килобар), но при относительно низких температурах
(ниже 400 °с). Это не могло не озадачить. Обычно горные породы,
погруженные достаточно глубоко, чтобы оказаться под воздействием
такого высокого давления, также и «жарятся» при высоких темпера
турах. Как образовалась порода, «холодная под давлением», кото-
рая, по-видимому, никогда не нагревалась до высокой температуры,
несмотря на испытанное воздействие? И каким образом горная по-
рода смогла выбраться из глубин земной коры, где на нее оказывался
такой «прессинг», и подняться на поверхность? И почему образцы
нашли только в Береговых хребтах Калифорнии и еще в нескольких
местах планеты?

Появился, таким образом, еще один фрагмент головоломки.
Но иска не хватало слишком многого, чтобы сложить всю картину.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 4:

ХАОТИЧНО ПЕРЕМЕШАННЫЕ ПОРОДЫ

Десятилетиями геологи наносили на карту многие непонятного про-
исхождения породы Береговых хребтов Калифорнии к югу от Сан-
Франциско до Сан-Луис-Обиспо, используя обозначение «фран-
цисканская формация» (термин, предложенный самим Эндрю
Лоусоном). Однако у этих пород не было простых стратиграфиче-
ских соотношений «слоистого торта», и они не демонстрировали зна-
чительной выдержанности на расстояние, как настоящие осадочные
формации. Наоборот, «францисканские» породы выглядели сильно
деформированными и «нашинкованными», словно их измельчили
в блендере. Из-за такого внешнего вида они получили название «ме-
ланж» — от французского melange — «смесь» (рис. 22.7). Типичные
породы включали много слоев глубоководных сланцев и кремнистых
образований, а также турбидитные песчаники (глава 15), хотя все
эти слои были расчленены и деформированы, и потому их не уда-
валось проследить на сколько-нибудь значительном расстоянии. Ко-
ренная порода часто резко менялась при переходе от одного текто-
нического блока к другому. Наблюдалось также тиного необычных
обнажений. Во многих местах Береговых хребтов встречались офио-
литы (глава 2), однако только в 1970-х гг. ученые признали в них

Рис. 22.7 Типичнее обнажение меланжа, сильно раздробленного и хастичногс.

Из прибрежных обнажений ниже Сан-Симеона и Херст-касла в Калифорнии. Фото автора
фрагменты океанической коры. В процессе метаморфизма они пре-
вратились из базальта в волокнистый зеленовато-черный минерал,
известный как серпентин (из-за гладкой текстуры, напоминающей
змеиную кожу). Это породило большое количество серпентинита —
породы, состоящей из серпентина (и других минералов типа асбе-
ста). Кроме того, серпентины выветривались, превращаясь в почвы,
богатые магнием; прижиться на этих почвах могли только некоторые
виды растений. Еще более необычными были крупные фрагменты
голубого сланца: лишь в 1960-х гг. ученые определили, что они по-
явились в результате воздействия высоких давлений, но при условии
относительно низких температур.

Каким образом эти породы были так сильно рассланцованы и ис-
кромсаны? Почему эти меланжи обнаруживаются только в считаных
местах — прежде всего в Береговых хребтах Калифорнии? И почему
они полностью состоят из причудливой смеси глубоководных отложе-
ний, офиолитов и голубых сланцев — образований, которые крайне
редко встречаются в других условиях? Загадка оставалась нерешен-
ной в течение первой половины XX в. К началу 1960-х гг. фрагменты
головоломки уже почти сложились, но еще никто не мог рассмотреть
общую картину.

РЕШЕНИЕ № 1: СУБДУКЦИЯ ВЕДЕТ К тРОГЕНЕЗУ

На основе первоначальных представлений о мантийной конвекции
и возможном дрейфе континентов возникло логичное предположе-
ние. Плиты, образовавшиеся там, где магма поднимается к поверхно-
сти, должны каким-то образом погружаться в мантию там, где погру-
жаются течения в верхнем ее слое. Это подразумевается на диаграмме
(рис. 8.2) из новаторского для того времени учебника геологии Артура
Холмса 1944 г. Холмс писал о плитах:

Они должны тонуть в глубинах, так как им больше некуда дви-
гаться. Именно это, вероятнее всего, должно происходить,
когда два противоположных течения сойдутся и повернут вниз
под покровом из базальтового состава. На дне проявлением та-
кого опускания базальтового слоя будет океаническая впадина.
Огромные впадины, окаймляющие гирлянды островов Азии
и Австралазийской дуги (Тонга и Кермадек), вероятно, представ-
ляют собой случай, когда сиалический край континента повер-
нулся вниз, образуя внутренний склон впадины, в то время как
дно океана формирует внешний склон...

При такой крупномасштабной конвективной циркуляции ба-
зальтовый слой становится своего рода бесконечной конвейер-
ной лентой, на поверхности которой может переноситься кон-
тинент, пока он не остановится (относительно ленты), когда его
движущийся фронт достигает места поворота ленты вниз и ис-
чезает в земле.

Если учесть, что это было написано задолго до появления боль-
шинства доказательств тектоники плит, текст Холмса звучит удиви-
тельно современно. Ученый не только предугадал спрединг морского
дна и описал поднимающуюся из его зоны «бесконечную конвейер-
ную ленту» базальтовой океанической коры, но и понял, как именно
она погружается обратно е мантию. Его концепция, по сути, объясняет
процесс субдукции, хотя сам термин тогда не фигурировал.

Еще в 1939 г. Дэвид Григгс выдвигал гипотезу, согласно которой по-
гружающиеся ниже океанических желобов зоны землетрясений, воз-
можно, свидетельствуют о сдвигании одной плиты под другую вдоль
конвекционных течений. По словам Григгса, ведущие сейсмологи были
«согласны с тем, что очаги глубоких землетрясений в Тихоокеанском
регионе, по-видимому, находятся на плоскостях, наклоненных при-
мерно на 45° относительно континентов. Возможно, эти землетрясе-
ния вызываются скольжением конвекционных потоков вдоль поверх-
ностей».

Четко описал тот же процесс Гарри Хесс в своей знаменитой «гео-
поэтической» статье 1962 г. (см. главу 21). Он рассматривал дно океана
как эфемерную материю, переносимую конвекционными потоками
в мантии: материя создается на хребтах и опускается там, где конвек-
ционные течения возвращаются в мантию. Хесс пояснял:

Передние края сильно деформируются, когда сталкиваются с дви-
жущимися вниз крыльями мантийного течения. Океаническая
кора, прогибаясь в опускающемся крыле, нагревается и теряет
свою воду, которая попадает в океан. В эту дробилку опускаю-
щегося крыла затягивает также верхние океанические отложения
и вулканические подводные горы; они подвергаются метаморфи-
ческим изменениям и в конечном итоге, вероятно, привариваются
к континентам.

Здесь мы видим почти все элементы современного представле-
ния о зонах субдукции: опускающаяся плита, нагрев и потеря воды
(что в основном стимулирует плавление магм с образованием дуго-
вых вулканов), куски океанической коры, подводные горы и другие
материалы, которые подвергаются метаморфизму, деформируются
в «дробилке опускающегося крыла» и в конечном итоге «приварива-
ются» к континентам.

После того как е 1963 г. Вайн и Мэтьюз опубликовали доказатель-
ства спрединга морского дна, в середине 1960-х гг. появилась лавина
прорывных статей — Джона Тузо Вильсона, Дэна Маккензи, Уильяма
Джейсона Моргана, Ксавье Ле Пишона и многих других ученых. Почти
все они рассказывали о «желобах» и «границах сжатия». Поэтому ос-
новные загадки того, что именно образовало океанические желоба,
почему гравиметрические измерения в них показывали менее плот-
ную породу и почему обнаружились зоны Вадати — Бениоффа погру-
жающихся землетрясений, оказались связаны с новыми моделями
тектоники плит.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 5:

ВЕЛИКОЕ АЛЯСКИНСКОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ

Однако ключевым событием, которое буквально потрясло мир и по-
казало субдукцию в действии, стало землетрясение на Аляске в 1964 г.
Катастрофа, произошедшая в Страстную пятницу 27 марта, в 17:36,
оказалась самым мощным землетрясением в истории Соединенных
Штатов с магнитудой 9,2 по шкале Канамори. На тот момент Аля-
ска была американским штатом всего 5 лет. Некоторые города на юге
Аляски стихия сровняла с землей, а огромные цунами смывали все
в прибрежной зоне. Одни районы просто исчезли, погрузившись под
воду, другие превратились в зыбучие пески, а дома из-за колоссаль-
ных оползней скользили по грунту, как вагончики на американских
горках. Удивительно, что, несмотря на огромную магнитуду землетря-
сения и 7 минут сильной тряски в некоторых местах, погибло всего
136 человек. Повезло, что большинство людей уже были в безопас-
ности дома но случаю Страстной пятницы, да и население Аляски
в то время было совсем немногочисленным.

Множество людей занялось логистическими проблемами, вызван-
ными чрезвычайной ситуацией, а геологи приступили к детальному
изучению землетрясения и его последствий. Одним из специалистов
быт представлявший Геологическую службу США Джорди; Плафкер,
который во время катастрофы находился на месте происшествия.
Вскоре сейсмологи установили, что произошел колоссальный надвиг
пород, при котором часть дна Тихого океана оказалась под Алеутским
желобом и Аляской на севере. Плафкер обнаружил весьма интересную
закономерность в породах земной коры, переместившихся выше на-
двига (рис. 22.8а). Породы непосредственно к северу от Алеутского же-
лоба — с пролива Принс-Уильям до южного берега острова Кадьяк —
поднялись в воздух примерно на 9,1 м. С причалов в этом регионе
было видно, как вода отступала, словно во время отлива, но затем
так и нс вернулась, и вся морская жизнь, процветавшая ранее в при-
ливных зонах, погибла (рис. 22.8а и 22.8в). Однако еще дальше к се-
веру от желоба, в районе к северо-западу от поднявшейся области
(полуостров Кенай, остров Кадьяк и берега залива Кука), земля про-
села на 2,4 м, поэтому вода покрыла прибрежные территории и уже
не ушла. Погибли обширные прибрежные леса, которые теперь зато-
пила соленая вода (рис. 22.8а и 22.8с).

Плафкер сопоставил всю эту информацию и понял, как именно
на коре сказалось смятие блока, лежащего поверх огромного надвига.
Давление выгнуло вверх область непосредственно выше зоны надвига
в желобе, в то время как кору сразу за ней почти в такой же степени
прогнуло вниз. Землетрясение 1964 г. на Аляске стало первой демон-
страцией субдукции в действии.

К концу 1960-х гг. сейсмологи использовали модификацию ста-
рого метода, чтобы подтвердить, что плиты двигались именно «тем
курсом», который предсказывала концепция тектоники. Используя
так называемый анализ первого движения, специалисты по данным,
полученным от разных сейсмографов, смогли определить, куда был
направлен надвиг и каков был угол плоскости разлома. Собрав дан-
ные о тысячах землетрясений, происходивших на десятках разных
границ между плитами, ученые из Обсерватории Ламонт Брайан
Айзекс, Джек Оливер и мой бывший профессор сейсмологии Линн
Рис. 22.8 ГА] Подъем и опускание после Вел и кого Аляски некого землетрясения 1964 г., по-видимому,
были вызваны сдвиганием одной плиты год другую вдоль Алеутского желоба. [В] Поднявшиеся
береговые обнажения. Приливы больше не доходили до них, и морская жизнь оказавшись без воды,
прекратилась. [С] Некоторые территории после Аляскинского землетрясения опустились и сказались
затопленными. Предоставлен Геологической службой США
Рис. 22.8 [продолжение]

Сайкс в 1967-1968 гг. представили свои выводы: землетрясения под
тверждают, что границы земной коры перемещаются в соответствии
с моделями тектоники плит. Все землетрясения демонстрировали
не только то, что зона сейсмичности погружалась под вышележа-
щую плиту (согласно предварительным расчетам Бениоффа и Вадати),
но и то, что сейсмические перемещения свидетельствуют о надвига-
нии одной пластины на другую. Напротив, землетрясения от средин-
но-океанических хребтов растаскивались в стороны вдоль вертикаль-
ных плоскостей, как можно было предсказать по спредингу морского
дна. Это исследование было признано одним из доказательств реаль-
ности тектоники плит.

Несмотря на всплеск научной деятельности по данной теме,
оставался вопрос, как назвать общую концепцию. Ведь до тех пор
со всевозможными вводящими в заблуждение коннотациями ис-
пользовались самые разные термины; поддвиг, опускающаяся плита,
надвигающаяся плита, перекрывающая плита, зона сближения, зона
сокращения, зона поглощения, погружение, желоб, зона разрушения
земной коры, зона Бениоффа, островная дуга, затягиваемая вниз кора,
зона нисходящего потока, нисходящее крыло, зона захвата, глубинное
течение, глубинный поток и т. д. Одни определения (например, зона
Бениоффа) были сейсмическими понятиями, в то время как другие
передавали структурные или тектонические характеристики.

В начале 1969 г. Билл Дикинсон из Стэнфордского университета
организовал первую Пенроузскую конференцию Геологического об-
щества США. Пенроузские конференции весьма отличаются от обыч-
ных форумов Геологического общества, на которые приезжает 5000-
бооо специалистов и на которых в течение 4 дней проводится около
20 одновременных сессий, а участники выступают с 15-минутными
докладами, которые могут вызвать (или не вызвать) некую дискус-
сию, либо просто приходят послушать чужие выступления. Я побы-
вал на трех Пенроузских конференциях, две из которых сам ор-
ганизовывал, и они больше похожи на семинары или на мозговые
штурмы, чем на официальное заседание. На них приглашают тех спе-
циалистов, которые могут внести свой вклад в какую-то масштабную
тему, и обсуждение продолжается до тех пор, пока участникам есть
что сказать, поэтому расписание принципиально свободное и гиб
кое. Еще важнее, что все участники слушают все доклады, так что
это не похоже на обычное собрание общества, когда параллельно,
повторю, происходит множество выступлений в разных аудиториях,
а вы можете побывать только на некоторых из них. Суть Пенроуз-
ских конференций состоит в том, чтобы собрать вместе представи-
телей разных дисциплин, которые обычно никогда не взаимодей-
ствуют, — чтобы они выслушали друг друга и посмотрели, чему
могут научиться.

Пенроузская конференция 1969 г. была исторической не только по-
тому, что стала первой такой встречей, но и потому, что Дикинсон
и его соорганизаторы собрали в одном месте почти всех пионеров
тектоники плит. Незнакомые с этой областью ученые получили пол-
ное представление о проходящей период становления новой теории.
Прибыли и многие старые титаны науки, обладавшие огромным опы-
том в некоторых областях геологии, но еще не видевшие применения
тектоники плит в своих направлениях. Коллективный интеллектуаль-
ный потенциал форума впечатлял — более дюжины участников были
или позже стали членами Национальной академии наук.

Дикинсон с коллегами организовали эту конференцию на курорте
Асиломар в Пасифик-Гроув на полуострове Монтерей. Асиломар из-
вестен как место проведения стимулирующих, новых по повестке
форумов — конференций TED*, уик-эндов, посвященных медитации
и самопомощи, и многих других встреч. Это идеальное место, чтобы
расслабиться и пообщаться со Вселенной или обсудить важные идеи,
сидя в джакузи с бокалом хорошего вина и захватывающим видом
на Тихий океан и окружающие секвойи. Первая Пенроузская конфе-
ренция, проходившая с 15 по 20 декабря 1969 г., изменила все геологи-
ческое сообщество. Участники обнаружили, что у каждого из них есть
свой важный фрагмент головоломки тектоники плит, что все эти фраг-
менты подходят друг к другу и что коллективно составленная картина
прекрасно объясняет некоторые серьезные геологические проблемы,
над которыми старая гвардия билась десятилетиями. Когда конферен-
ция закончилась, участники разъехались освободившимися от преж-
них стереотипов и полными новых идей, а многие из них охотно вско-
чили в повозку победителей, встав на сторону плитно-тектонической
научной революции.

Одним из ценных сувениров стала обычная обеденная тарелка,
похищенная из столовой Асиломара: ее в качестве награды вручили
Дикинсону участники конференции. Они написали на тарелке марке-
ром: «Приз героя тектоники плит**. Пенроузская конференция в Аси-
ломарс, декабрь 1969». И еще: «Мы верим в субдукцию». Позднее сам
Дикинсон так комментировал состоявшееся событие: «Революция тек-
тоники плит в науках о Земле произошла как раз в то время, когда
я прочно стоял на земле своими профессорскими ногами, и я летал
на этой ракете несколько лет... Революция плит — это было на самом
деле весело. Мы постоянно спрашивали себя, как можно было так
долго оставаться тупицами. Но мы также знали, что находимся в вы-
годном положении и можем добиться успеха, просто ломясь вперед».

Во время Пенроузской конференции в Асиломаре участники об-
судили и терминологическую путаницу, связанную с попытками пра-
вильно обозначить загадочную область с погружающимися землетря-
сениями в зоне Вадати Бениоффа. После изучения исторических
прецедентов собравшиеся пришли к выводу, что стоит остановиться

* Англ. Technology, entertainment, design — «Технологии, развлечения, дизайн»;
американский некоммерческий фонд, известный в том числе ежегодными кон-
ференциями под слоганом «Идеи, стоящие распространения».

** Англ. Hero of Plate Tectonics Award В шуточной надписи обыгрывались разные
значения английского слова plate — «тарелка» и «плита». — Прим, ред
на одном из первых фигурировавших в печати названий — субдукция,
использованном французским геологом Андре Амстутцем в 1951 г. для
описания этого явления в Альпах. Таким образом, субдукция стала
по общему решению определяться как процесс, при котором одна
плита погружается под другую, и геологическое сообщество получило
четкую терминологию для элементов «зоны субдукции».

РЕШЕНИЕ № 2: КОМПЛЕКС ЗОНЫ СУБДУКЦИИ

К концу 1960-х гг. геофизические данные (особенно из сейсмологии,
гравиметрии и палеомагнетизма) надежно установили природу океа-
нических желобов и плит земной коры, из которых одна соскальзы-
вает под другую. Последствия реального землетрясения, вызванного
подобным погружением, были задокументированы после того самого
землетрясения на Аляске в Страстную пятницу 1964 г. Но что насчет
своеобразных горных пород, известных как меланж, или странных
метаморфических голубых сланцев?

На протяжении 1960-х гг. морская геология продолжала делать
большие успехи. Геологи тщательно изучали породы не только в глу-
боководных желобах, но и по обеим их сторонам. На краю плит, под-
ходящих к желобам, обнаружили характерные гребни материала, ко-
торые иногда были настолько толстыми, что поднимались над водой
и образовывали цепочку островов, идущих от желоба в сторону суши.
Когда суда пробурили эти гребни и построили для них сейсмические
профили, геологи увидели, что материал необычен по структуре. Взя-
тые керны показали, что он сложен раселанцованними породами, часто
без общей слоистости. Еще более примечательным оказалось то, что
самые старые линзы или пластины пород находились вверху, а по на-
правлению к нижней части породы молодели, — полная противопо-
ложность тому, что происходит, когда слои осадочных пород соскальзы-
вают один на другой с сохранением естественной последовательности,
то есть с молодыми породами, залегающими поверх более древних.

Это отступление от обычной картины было еще более очевидным
на сейсмических профилях, которые показывали, что каждый гре-
бень представляет собой стопку сложенных надвиговых пластин, часто
с развитой по ним интенсивной складчатостью (рис. 22.9). В некото-
рых случаях десятки таких пластин были брошены, словно колода карт,
по бортам этих гребней. Еще более показательно, что слои из буровых
кернов в основном были деформированными морскими осадочными
отложениями, такими как глубоководные глинистые сланцы, крем-
нистые породы и турбидиты, однако иногда исследователи находили
пластины офиолитов и других специфических материалов.

Геологические исследования морских кернов привели ученых к вы-
воду, что вся эта своеобразная груда пород была, так сказать, соскоб-
лена с опускающейся плиты, когда та погружалась в желоб и уходила
в мантию Земли. Отсутствие непрерывности и сильная деформация
материала объясняются тем, что его в процессе соприкосновения плит
интенсивно резало, сдвигало и сминало. Можно сравнить это с тем,
как бульдозер загребает землю: первые породы перемещаются в верх-
нюю часть кучи, а новые нож бульдозера загоняет под старые. Чем
дольше происходила субдукция, тем больше и выше была у желобов
стопка соскобленного материала.

Почти сразу после того, как морская геология предоставила такие
наблюдения, специалисты на суше поняли, что этот процесс вполне
может объяснить и особенности меланжа. В серии классических ста-
тей, опубликованных между 1969 и 1971 гг., Гэри Эрнст и Билл Дикин-
сон (в то время трудившиеся в Стэнфорде) и Кеннет Сюй (работав-
ший в Геологической службе США) определили эту связь и заявили,
что беспорядочно видоизмененная «францисканская формация» вовсе
не какое-то условное осадочное образование, а тектонический ком-
плекс, или комплекс аккреционного клина (аккреционной призмы).
Все части этой головоломки обрели смысл.

Оставался всего один фрагмент головоломки: причудливые голу-
бые сланцы. В начале 1960-х гг. Эрнст и другие ученые показали, что
эти породы образовались в ситуациях чрезвычайно высокого давле-
ния, но при низкой температуре. Где же могли существовать такие
места? Тот факт, что голубые сланцы обнаруживали в меланжах и в ас-
социации с древними вулканическими дугами, свидетельствует, что
они также представляют собой продукты субдукции. В серии статей,
вышедших в j970-1973 гг., разные авторы, и в том числе Эрнст, по-
казали, что зоны субдукции могут оказаться идеальным местом для
таких специфических мегам орфических условий. Опускающаяся пла-
стина океанической коры (слэб) была не только холодной после мил-
лионов лет медленного перемещения по морскому дну, она также ис-
пытала сильное воздействие выветривания и пропиталась водой. Когда
Рис. 22.9 [А] Схема аккреционной призмы перед вулканической дугой. Состоит из материала, который
соскребается с спускающейся плиты и прилипает к основанию плиты наползающей.

Бзяти с изменениями из книги Donald R. Proihero and Robert H. Dolt Jr. Evolution of the Earth. 8th ed.
[New York: McGraw-Hill, 2010]. [В] Сейсмический профиль через аккреционную призму, показывающий
разломо- и складксибразование внутри нее. [В] Источник: Моле et al., 21107

этот слэб погружался в мантию, холодные влажные породы попадали
в область очень высокого давления. Требовалось много времени, чтобы
холодная пластина нагрелась до температуры, обычной для нижнеко-
ровых — верхнемантийных пород Такие условия были бы идеальными
для появления голубых сланцев. Слэб не только оставался бы «холод-
ным под давлением», но часть его могла оказаться вдавленной в по-
дошву аккреционной призмы, а в конечном счете даже вынесенной
на поверхность — по мере того как новые тектонические пластины
выталкивали породы на открытый воздух.

Ныне мы можем найти во многих частях мира примеры древних
зон субдукции, с их аккреционными клиньями, голубыми сланцами,
меланжами и офиолитами. Однако соединение всех фрагментов этой
головоломки было медленным процессом, который ускорился только
после появления морской геологии и последующего зарождения тек-
тоники плит.
23

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ! РАЗЛОМ САН-АНДРЕАС

ТРАНСФОРМНЫЕ РАЗЛОМЫ

В ясную погоду летчик мог легко пролететь эти 400 миль без радио
и приборов, ориентируясь только по разлому. В лесных высокогорьях
след то тут, то там исчезает, однако в целом Сан-Андреас не просто
ясно виден —на него стоит посмотреть, как на проторенный путь
какой-нибудь великой миграции, как на хирургический шрам на животе.
На юге... он прорезает две высокие выемки, в которых плиоценовые
осадочные породы выглядят как скрученные журналы, отражая не одно
тектоническое событие, а целую последовательность их, обнажившихся
посреди действия.

Дж-'-н Макфи. Собирая Калифорнию

САН-ФРАНЦИСКО, 1906

5:00 утра 18 апреля 1906 г. Тихое утро в Городе у залива*. На ногах
только несколько патрульных полицейских и разносчиков: остальные
люди еше спят. Накануне вечером было необычно жарко. Многие бо-
гачи посетили постановку «Кармен» в Большом оперном театре с ле-
гендарным тенором Энрико Карузо в роли Хозе. (По иронии судьбы
в газетах в тот день напечатали сообщения об извержении вулкана
Везувий, который находится рядом с Неаполем, родиной Карузо.)

Благодаря Калифорнийской золотой лихорадке, начавшейся
в 7848 г., Сан-Франциско превратился из сонного мексиканского

Англ. City by the Вау. Одно из неофициальных обозначений Сан-Франциско.
поселения, каким он был в 1830-40-х гг., в огромный город с населе-
нием более 400 ооо человек. Вместе с таким стремительным разви-
тием увеличивалось и количество опасностей. Хлипкие строения вре-
мен золотой лихорадки, сооруженные из дерева и парусины, горели
по меныпей мере 6 раз в период пожаров между 1848 и 1851 гг. В 1836
и г 868 гг. в городе произошли небольшие земле трясения, но с момента
последнего из них минуло уже 38 лет, и жители либо забыли о бед-
ствии, либо приехали после него, либо просто родились после ката-
строфы. К 1906 г. вместо большинства старых деревянных построек
появились новые блестящие здания со стальными каркасами и кир-
пичными фасадами на цементном растворе. У многих домов на кры-
шах размещались большие резервуары с водой, чтобы пожарные
могли получать воду под давлением. Сан-Франциско располагал одной
из самых масштабных и профессиональных систем пожаротушения
в Америке.

В 5:12 утра тихие улицы и дома внезапно сотрясла серия сильных
толчков. Один из дежуривших полицейских позже описал движение
земли как вал бурного моря, катящийся по улице (.рис. 23.га). Дру-
гой патрульный, Джесси Браун Кук, находившийся в восточной части
Вашингтон-стрит, стал одним из первых очевидцев таких мощных
волн, приближающихся с севера. Потоки воды неслись по улице, и мо-
стовая под этим напором колебалась. Здания и тротуары поднимало
и опрокидывало. В своем отчете Кук сообщал:

Земля, казалось, поднялась подо мной, и в то же время Дэвис-стрит
и Вашингтон стрит в нескольких местах разверзлись, и из этих тре-
щин потекла вода. Улица, казалось, оседала подо мной, и она дей-
ствительно опустилась в некоторых местах от одного до трех футов.
Здания вокруг меня начали крениться и рушиться, и какое-то время
я был сильно занят тем, что уворачивался от кирпичей. Я увидел,
как верхний этаж дома на юго-западном углу перекрестка Дэвис-
стрит и Вашингтон-стрит обрушился и убил Фрэнка Боду э л ла.

Выбежавший из отеля «Валенсия-стрит» ночной портье вспоминал:
«Гостиница накренилась вперед, словно из-под нее вытащили фунда-
мент, и рухнула на Валенсия-стрит. Она не распалась па части и не раз-
летелась вокруг, а сложилась как гармошка».
Рис. 23.1 Землетрясение 1906 г. в Сан-Франциски. (А) Деформированные

и растрескавшиеся улицы. (В} Накренившиеся здания. [С] Толпы людей, наблюдающие за пожарами,
дви। ающимися вверх по склону в районе Голден Гейт Хайтс. [0] Пожар бушующий у ратуши Сан-
Франциско; охрана из солдат была выставлена, чтобы предо гвратить мародерство.

Источники [A] California State Library, California History Room. [B] UC Berkeley Bancroft Library. [C] Wikimedia
Commons. [D] UC Berkeley. Bancroft Library
Рис. 23.1 [пр*, дь.лжение]

Людей, находившихся на первых трех этажах отеля, раздавило
насмерть (погибло не менее юо человек), а те) у кого номера ока-
зались на четвертом этаже, просто вышли на улицу. Еще один оче-
видец по имени П. Барретт рассказывал: «Мы не могли устоять
на ногах. Большие здания рассыпались, как печенье, сжатое в руке.
Огромный карниз передо мной раздавил какого-то человека, словно
личинку».

«Палас» был на тот момент самым большим отелем в Сан-
Франциско и крупнейшим в стране; в нем останавливались такие зна-
менитости, как Карузо, а также президенты и короли. В здании было
семь этажей, четыре недавно изобретенных лифта, свыше 8оо но-
меров Под крышей гостиницы на случай пожара установили желез-
ные цистерны на 700000 галлонов воды*. После первых подземных
толчков лошади, стоявшие у подъезда, убежали, деревья зашата-
лись, но здание устояло. Карузо, поужинавший после выступления,
лег спать всего за 3 часа до катастрофы. Певец был сильно напуган.
Газеты напечатали разные версии того, как он отреагировал на бед-
ствие, и в одном из сообщений отмечалось, что певец набросил шубу
прямо поверх пижамы и немедленно уехал, бормоча: «Чертов город!..
Никогда сюда не вернусь!» И он действительно никогда сюда больше
не приезжал.

Полицейский Гарри Уолш наблюдал смерть и разрушение, видел
огромные трешины в мостовой на Фремонт-стрит, которые закрыва-
лись и вновь раскрывались, когда по улице проходили ударные волны
Затем он заметил стадо лонгхорнов**, несущихся к нему по Мишен-
стрит со стороны причалов. Судя по всему, животных только что
выгрузили с прибывшего корабля и, когда разразилось землетрясе-
ние, как раз гнали на скотные дворы к югу от города. Мексиканские
пастухи-вакеро в панике удрали, оставив бедняг метаться по улицам
города. Уолш вспоминал:

Когда многие из них бежали по тротуарам Мишен-стрит, между
Фремонт-стрит и Фест-стрит, на проезжую часть обрушился боль-
шой склад, отбросив большинство животных через тротуар к цо-
кольному этажу, раздавив их и похоронив на месте. Прежде всего
в глаза бросались те, кого зацепило и искалечило падавшими кар-
низами и прочим... и они сильно мучились. Поэтому я вынул ре-
вольвер и пристрелил их. Когда у меня осталось всего шесть пуль,

* Около 2 650000 л.

** Порода крупного рогатого скота.
я заметил, что приближаются новые животные, и понял, что ожи-
даются большие неприятности.

В этот момент я столкнулся с Джоном Моллером, владельцем
салуна... Я спросил, есть ли у него какое-нибудь оружие, и если
есть, то пусть побыстрее его мне тащит. Моллер был очень напу-
ган и взбудоражен землетрясением и всем прочим; а когда увидел
мчащийся к нам ревущий скот, похоже, совсем оробел.

В любом случае думать было некогда. Пока я просил помощи,
на нас бросились два молодых бычка, и он рванулся к своему
салуну. Мне требовалось быстро выполнить свою часть работы,
но из оружия у меня был только револьвер, и поэтому мне для
выстрела приходилось выжидать, чтобы животное подбежало со-
всем близко. Иначе я бы не убил и даже не остановил его.

Когда я застрелил одного из бычков, то увидел, как другой бро-
сился вдогонку за Джоном Моллером, который был уже у две-
рей своего салуна и, казалось, находился в безопасности. Но пока
я осматривался, Моллер обернулся, и его точно парализовал ограх.
Он протянул обе руки, словно умоляя зверя отступить. Но тот на-
бросился и распорол его, прежде чем я успел подбежать доста-
точно близко для выстрела. Когда я убил животное, было уже
слишком поздно, чтобы спасти человека...

Потом прибежал какой-то молодой парень с винтовкой и кучей
патронов. Это был старенький «Спрингфилд», и он знал, как им
пользоваться. Он оказался отличным стрелком и в скотине тоже
разбирался. Он сказал мне, что приехал из Техаса... мы, вероятно,
убили 50 или 6о голов.

Фактически толчки длились около 40 секунд, но тем, кто испы-
тал их в то утро, секунды показалась вечностью. Разрушения были
повсюду. Обрушились почти все кирпичные здания и дымовые трубы
(рис. 23.гв), поскольку не были укреплены стальной арматурой, как
это требуется в Калифорнии сейчас. Здания с деревянными или сталь-
ными каркасами выдержали землетрясение лучше, но в деревянных
домах немедленно начались пожары: упали все масляные лампы и раз -
бросало горевшие камины и очаги (рис. 23.1с). Вскоре огонь вышел
из-под контроля. Пожары длились в течение четырех дней, уничто-
жив примерно 28000 зданий, сровняв с землей больше трех четвертей
города и в конечном итоге нанеся в десять раз больше ущерба, чем
само землетрясение*.

Несмотря на все приготовления, пожарные проявили беспомощ-
ность Начальник пожарной службы погиб во время землетрясения,
а большая часть системы водоснабжения оказалась бесполезной из-за
разрушения груб при подземных толчках. Немного помогали делу
цистерны на чердаках зданий, однако их было недостаточно, чтобы
справиться с огнем. Вскоре гооо солдат с военной базы в Президио
(рис. 23.1D) отправились патрулировать улицы с приказом стрелять в ма-
родеров (хотя военное положение формально не объявлялось). Пожар-
ные так отчаянно стремились остановить пламя, что на его пути даже пы-
тались взрывать здания, чтобы создать противопожарную полосу. Филип
Фрадкин, автор книги «Великие огненные бури 1906 года» (The Great
Firestorms of 1906), пишет: «Одной из проблем был тип использованной
ими взрывчатки. Порох легко воспламеняется и способствует распро-
странению огня. И они допустили ошибку в конце второго дня, взорвав
огромный химический склад... и это была просто пиротехника плюс».

Ко второму дню образовался огромный поток беженцев, которые
спасались от пожаров, разбивая палаточные лагеря за городом или
пересекая залив на паромах. Одна из свидетельниц катастрофы Роза
Барреда, жившая с матерью, писала подруге:

Мимо нашего дома прошло множество опаленных людей с котом-
ками, волочивших тяжелые баулы с помощью веревок на шее.
После того как они слышали роковой душераздирающий звук
трубы, возвещающий, что их дом будет сожжен или взорван, они
должны были уйти — либо оказаться застреленными. Когда солнце
садилось, черное облако, за которым мы наблюдали весь день, ста-
новилось ярко-красным, и это точно не было образом нашего про-
славленного заката у Золотых ворот.

Дотла сгорели даже районы, не очень пострадавшие от землетря-
сения, Через 4 дня было разрушено 8о% Сан-Франциско, а половина

Известно, что причиной значительной части пожаров в городе стало не земле-
трясение, а поджоги, совершенные самими домовладельцами: дело в том, что
пожар считался страховым случаем, а землетрясение к этому разряду бедствий

не относилось.
400-тысячного населения осталась без крова. Официально заявленное
количество погибших составляло от 300 до 700 человек, но в стати-
стике никогда не учитывались китайцы или латиноамериканцы, жив-
шие в трущобах, поэтому считается, что реальное число жертв около
3 тысяч.

Почти сразу после землетрясения и пожаров городские активисты
и крупные бизнесмены дали обещание отстроить город, сделав его
больше и лучше. Существовали амбициозные планы поменять всю
систему улиц и превратить город в более современный, однако в итоге
его восстановили по старому плану, хотя строители все же расширили
некоторые улицы, а также увеличили количество зданий противо-
пожарной конструкции. Однако необходимость стальной арматуры
во всех кирпичных зданиях не была должным образом осознана, так
что даже сегодня все еще существует много опасных и немодернизи-
рованных старых построек.

Через 9 лет после землетрясения Сап-Франциско, демонстри-
руя свое полное восстановление, принял масштабную Панамо-
Тихоокеанскую международную выставку парадную экспозицию,
посвященную завершению строительства Панамского канала. Чтобы
освободить пространство для выставки, строители сбросили в залив
значительную долю завалов, оставшихся после землетрясения. После
окончания форума на некоторых из этих площадей разместился парк
«Золотые ворота», а часть новой суши использовали для строитель-
ства квартала Марина. Именно он принял на себя самый мощный
удар и сильнее всего пострадал во время землетрясения Лома-Приета
в 1989 г. в городе Санта-Круз.

Власти не только восстановили город, но и решили, что упоми-
нание о землетрясении принесет ему дурную славу, которая отпугнет
инвесторов; поэтому стихийное бедствие официально назвали «пожа-
ром Сан-Франциско 1906 г.». В конце концов, пожары — это привыч-
ные и неизбежные события, которые постоянно опустошали многие
крупные города, тогда как землетрясения ужасны и непредсказуемы
Отцы города сделали все возможное, чтобы пресечь любое упомина-
ние о землетрясении в прессе. Они даже скармливали газетам Восточ-
ного побережья ложные истории, где хвастались, что Сан-Франциско
восстал из пепла всего за неделю.

Конечно, геологи сочли эти пропагандистские попытки сокрытия
истины одновременно смешными и разочаровывающими — особенно
когда в результате цензуре подвергалась законная научная информа-
ция, которую общественность должна была знать. В 1908 г. Джон Бран-
нер писал в Bulletin of the Seismological Association of America (издании,
основанном как раз в связи с землетрясением 1906 г.):

Основным препятствием для надлежащего изучения землетря-
сений было неверное представление многих людей, организаций
и коммерческих кругов, что землетрясения наносят ущерб хоро-
шей репутации Западного побережья и, вероятно, мешают биз-
несу и капиталу, а потому чем меньше о них говорить, тем лучше
Эта теория привела к преднамеренному замалчиванию сообщений
о землетрясениях и даже просто упоминаний о них.

Вскоре после апрельского землетрясения 1906 г. проявилась общая
тенденция, которая практически свелась к согласованным дей-
ствиям с целью подавить всякое упоминание об этой катастрофе.
Некоторые геологи пытались заинтересовать людей и предприя-
тия в сборе информации об этом бедствии, но нам неоднократно
советовали и даже призывали не собирать таких сведений и, глав-
ное, не публиковать их. Со всех сторон мы слышали: «Забудьте
об этом», «Чем меньше говорить, тем скорее все будет исправлено»,
«Не было никакого землетрясения».

Нет никаких сомнений в добрых чувствах и благих намерениях
тех людей, кто придерживается такой точки зрения на этот во-
прос, и есть разумное оправдание популярному, но ошибочному
представлению, распространенному в других частях страны, что
все землетрясения — ужасные явления; но людям, интересую
щимся наукой, нет необходимости говорить, что таксе отноше-
ние не только ложно, айв высшей степени неудачно, непрости-
тельно, неоправданно и может рано или поздно привести только
к путанице и катастрофе.

РОЖДЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ СЕЙСМОЛОГИИ

Бедствие 1906 г. в Сан-Франциско также еще одна важная веха: оно
стало одним из первых землетрясений, широко изученных современ-
ными научными методами, а открытия, сделанные после него, легли
б основу сейсмологии. Для его изучения губернатор Калифорнии
создал авторитетную комиссию из геологов и геофизиков. Этой Ко-
миссией штата по расследованию землетрясения (SE1C) руководил
Эндрю Лоусон, легендарный геолог и преподаватель Калифорнийского
университета в Беркли (см главу 22). Группа Лоусона изучила все ас-
пекты великого землетрясения и в 1908 г. представила «Отчет Комис-
сии штата по расследованию землетрясения» в двух частях, который
насчитывал больше 300 страниц. В редактуре принимал участие пионер
сейсмологии Гарри Филдинг Рид из Университета Джонса Хопкинса.

Среди авторов отчета были многие светила в области геологии и гео-
физики того времени. Один из них  Гров Карп Гилберт из Геологиче-
ской службы США, ряд открытий которого восхищают даже спустя сто-
летие. Во время землетрясения Гилберт оказался в Беркли. Поскольку
он несколько дней не мог попасть в Сан-Франциско, то обследовал дру-
гие районы в области залива, картографируя и фотографируя возник-
шие смещения, от залива Томалес до южной границы области и го-
рода Сан-Хуан-Баутисга (рис. 23.2 л). Больше всего поражала изгородь
около Олемы (Калифорния): ее сдвиги показывают огромное количе-
ство горизонтальных перемещений вдоль разлома (рис. 23.2В). Гарри
Рид использовал землетрясение 1906 г. для разработки сейсмологиче-
ской теории упругой отдачи, которая принята в наши дни. Другие члены
комиссии стали родоначальниками геологического сообщества Кали-
форнии. Джон Каспер Браннер создал геологический факультет в Стэн-
форде, а позднее стал президентом этого университета. Харри Оскар
Вуд учредил сейсмологическую лабораторию Калифорнийского техно-
логического института. Франсуа Эмиль Маттес определил топографию
многих мест, включая Йосемитский парк и другие национальные парки.
Джордж Дэвидсон возглавлял в качестве первого президента Сейсмо-
логическое общество США. Единственный иностранный член комис-
сии Фусакичи Омори — один из самых известных сейсмологов Японии.

Эта звездная команда геологов и сейсмологов в своем деталь-
ном отчете не только задокументировала воздействие землетрясения
на конструкции и пережитые людьми ощущения, но и подробно из-
ложила физические последствия, особенно смешение при разломе
и разрыв грунта. В то время еще не было доказано, что разломы при-
водят к землетрясениям, но отчет 1908 г. разрешил этот вопрос раз
и навсегда. Комиссия проследила смещение па всем пути от мыса
Дельгада к северу от залива Томалес до города Сан Хуан-Баутиста
и даже упомянула эффекты южнее — вплоть до каньона Уайтуотер
Рис. 23.2 Фотографии повреждений в северной части области залива Оан-Франциско,
сделанные Гровом Карлом Гилбертом после землетрясения 1906 г. [А| Трещины в земле
[на фого ботаник Элис Иствуд для масштаба!. |В] Знаменитый смещенный забор около Злемы
[Калифорния]. Источники: [А] Предоставлено Геологической службой США. [В] Wikimedia Commons
возле Палм-Спрингс. Хотя авторы отчета не связывали всю эту ак-
тивность с разломом Сан-Андреас и не установили, что перемещение
в основном было сдвиговым (разломом с перемещением только в го-
ризонтальной плоскости), а не вертикальным, они все же осознали,
что Береговые хребты Калифорнии иссечены разломами, включая раз-
лом Хейворд под Оклендом и разлом Сан-Хасинто к западу от Палм-
Спрингс, Они также зафиксировали многие связанные между собой
явления — например, косейсмические оползни, поднятие и опускание
пород земной коры; составили карты повреждений различных соору-
жений; зафиксировали данные нескольких доступных тогда сейсмо-
графов, а также сведения о предыдущих землетрясениях в Калифор -
нии. Вторая часть отчета, написанная в основном Ридом, не только
включала теорию упругой отдачи, но и заложила основы геофизики
землетрясений. Короче говоря, отчет SEIC стал базовым источником
для многих разделов современной сейсмологии.

С 1908 г. сейсмологические методы усовершенствовались, и ученым
сейчас известно гораздо больше, Чаше всего магнитуду того земле-
трясения оценивают величиной 7,8. Эпицентр основного толчка нахо-
дился примерно в з км от берега, недалеко от скалы Массел-Рок. Раз-
рыв произошел вдоль разлома Сан-Андреас, протянувшегося с севера
на юг, а общая его длина составила 477 км,

В 2006 г. геологическое сообщество отметило столетие земле-
трясения в Сан-Франциско многочисленными научными форумами
и публикациями. Почти все ученые признавали, что угроза не мино-
вала. В 1989 г. на одном участке разлома Сан-Андреас к югу от разрыва
1906 г. произошло уже упоминавшееся землетрясение Лома-Приета*,
которое нанесло серьезный ущерб Сан-Франциско (в частности, раз
рушило пролеты моста между Сан-Франциско и Оклендом, а мно-
гие дома в районе Марина ушли в землю или сгорели). Еще более
опасными считаются крупные разломы в регионе Ист-Бей, особенно
разлом Хейворд. В общем, возможность нового стихийного бедствия
в Сан-Франциско сохраняется. Давно назревает столь же сильное зем-
летрясение, как в 1906 г., но оно окажется гораздо более катастрофиче-
ским — из-за резкого роста населения за прошедшие годы и развития
инфра структурь i.

По названию горного пика, в jo км от которого находился эпипентр землетря-
сения. — Прим, ред.
МИФЫ О ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ

Когда вы кому-нибудь (особенно в Калифорнии) говорите слова «зем-
летрясение» и «разлом», первое, что приходит на ум, — разлом Сан-
Лндреас. Это самый известный в мире разлом благодаря многолетней
разрекламированности его мощных землетрясений, а также фильмам,
пусть и низкого качества с научной точки зрения.

К сожалению, знания большинства людей о калифорнийских зем-
летрясениях и разломе Сан-Андреас просто не соответствуют действи-
тельности. Во-первых, Калифорния he собирается падать в морс. Дви-
жения по разлому происходят в горизонтальном направлении, при
этом западная сторона (Тихоокеанская плита) смещается на северо
запад относительно восточной стороны (Североамериканская плита).
При каждом перемещении по разлому Тихоокеанская плита повора-
чивается на северо-запад в среднем примерно с такой же скоростью,
с какой растут ваши ногти. Иногда она сдвигается всего на несколько
сантиметров, а иногда прыгает на десяток метров с лишним. Через
50 млн лет Лос-Анджелес будет соседствовать с Сан-Франциско, а весь
этот блок в конце концов вклинится в южную Аляску

Во-вторых, этот разлом совсем не похож на то, что изобража-
ется в сенсационных антинаучных фильмах — таких как «Разлом Сан-
Андреас» 2015 г. с Дуэйном Джонсоном или «Землетрясение» 1974 г.
с Чарлтоном Хестоном. Не появится больших цунами (разлом Сан-
Андреас и сопутствующие ему разломы практически целиком нахо-
дятся на суше, поэтому не станут вытеснять морскую воду, порождая
гигантские волны), не будет сотрясений, которые длятся более ми-
нуты, не будет никаких других зрелищных, но выдуманных эффек-
тов, которые можно наблюдать в подобных фильмах. Земля не раз-
верзнется расселиной с глубокой лавовой трещиной, как в фильме
«Супермен» 1978 г. с Кристофером Ривом. На поверхности есть только
бескрайняя ровная долина, и непонятно, где именно под ней проходит
линия разлома, пока не произойдет разрыва. После землетрясений
можно увидеть только расселины, вызванные оползнями, которые
открывают зазоры между блоками, причем обычно далеко от линии
разлома. Сами разломы (в частности, Сан-Андреас) медленно измель-
чают породы с обеих сторон, заставляя их разрушаться быстрее, по-
этому все, что вы можете видеть, — это равнина (часто с несколькими
небольшими водоемами во впадинах, где линия разлома задерживает
воду). Геологи в Калифорнии наблюдают эту закономерность так
часто, что любая равнина считается разломом, если не доказано об-
ратное-

Список мифов и заблуждений можно продолжать и продолжать.
Не существует такого понятия, как «пора землетрясений». Тщательный
анализ землетрясений практически во веек регионах показывает, что
они могут произойти в любой момент и в любое время года, не выби-
рая жаркую или холодную погоду либо какое-то определенное время
суток. Причина в том, что землетрясения происходят на многокило-
метровой глубине, а ежедневные колебания температуры ощущаются
максимум в нескольких футах ниже поверхности.

Гораздо большие проблемы обостренная реакция и иррацио-
нальный страх перед землетрясениями, особенно в Соединенных Шта-
тах. Многие люди боятся их больше, чем других природных катаклиз-
мов, Однако в США землетрясения убивают меньше людей (около
6 жертв в год), чем такие редкие события, как удары молнии или змеи-
ные укусы. В реальности самыми смертоносными бедствиями стано-
вятся обыденные неприятности например, периоды экстремаль-
ной жары и сильные метели, которые, безусловно, являются самыми
страшными убийцами в Америке. Далее с небольшим отставанием
идут ураганы, торнадо и наводнения. Но люди все равно будут вы-
ходить в снежную бурю и совершать глупости, которые убивают их
во время аномальной жары. Их не парализует страх перед такими
опасностями, зато, когда дело доходит до гораздо менее рискован-
ного для них землетрясения, они действуют вопреки здравому смыслу7.

Почему? Одна из причин в том, что, в отличие от других событий,
связанных с погодой, землетрясения абсолютно непредсказуемы. Есть
шарлатаны, которые утверждают, что могут предугадать землетрясе-
ния, но более чем полувековой опыт научил сейсмологов тому, что
нет двух одинаковых землетрясений, и сигналы, которые способны
предупредить нас об одном типе землетрясений, бесполезны для дру-
гого, у которого нет таких предвестников. Зато, напротив, мы вполне
можем посмотреть прогноз погоды, узнать, не ожидаются ли метели,
ураганы, торнадо и наводнения, и как-то подготовиться, чтобы эти
явления были не такими пугающими. Другой фактор — это глубокий
психологический шок от осознания того, что твердая земля под на-
шими ногами в действительности не так уж тверда, и это потрясает
нас до глубины души.
Это не означает, что в мире нет мест, где землетрясения смер^
тельно опасны. В менее развитых или более старых регионах пла-
неты значительная часть построек — старинные здания, возведенные
из простого кирпича на растворе и не укрепленные арматурой, а в сей-
смоопасной зоне такой тип сооружений наихудший вариант. Однако
люди в большей части подверженного землетрясениям мира продол-
жают строить эти смертельные ловушки как из-за недостатка зна-
ний, так и из-за отсутствия других вариантов, таких как деревянный
каркас (наилучшая конструкция) или стальной каркас Вот почему вы
слышите о таком количестве жертв во время сильных землетрясений
в Турции, Иране, Армении, Непале, Китае или Италии. Однако в Ка-
лифорнии закон Филда (принятый сразу после землетрясения в Лонг-
Бич в 1933 г ) запрещает подобное строительство, и в этом штате все
строения из кирпича на растворе должны быть укреплены армату-
рой из стальных прутьев, которая не даст дому рассыпаться во время
катастрофы. Вот почему вам незачем забивать себе голову мыслями
о гибели при землетрясении в Калифорнии или где-либо еще е США.
Вместо этого следует серьезно относиться к аномальной жаре, метели
или просто к дорожному движению! Эти события убьют вас с гораздо
большей вероятностью.

РАЗЛОМ САН-АНДРЕАС

Почти ничего этого люди не знали в 1906 г., когда произошло земле-
трясение в Сан-Франциско, а сейсмология находилась в зачаточном
состоянии. Показатель того, насколько развилась наука и сколько но-
вого мы узнали, гигантское количество информации о разломах
и землетрясениях, накопленной более чем за сотню лет после траге-
дии в Городе на заливе.

Разлом Сан-Андреас впервые обнаружил в 1895 г- Эндрю Лоусон
геолог-первопроходец из Калифорнийского университета в Беркли, тот
самый человек, который в 1906 г. возглавил комиссию, изучавшую зем-
летрясение в Сан-Франциско. Он назвал разлом не в честь озера Сан-
Андреас (как обычно утверждают), а в честь одноименной долины,
е которой расположено это озеро (тогда Лагуна-де-Сан-Андреас).
После того как комиссия Лоусона 1906 г. задокументировала переме-
щение во время землетрясения в Сан-Франциско, разлом не только
опознали в области залива, но и проследили до Южной Калифорнии,
которую меньше задела катастрофа.

В течение следующих нескольких лет геологи наносили на карту все
больше и больше фрагментов разлома Сан-Андреас, однако полагали,
что он ничем не отличается от любого другого разлома разве что
намного длиннее (рис. 23.3 л). В конце концов оказалось, что он прости-
рается более чем на 3300 км начинается в районе мыса Мендосино
и Гуалалы, затем пролегает по морю, пока не доходит до мыса Пойнт-
Рейес, далее тянется по диагонали через южную часть Сан-Франциско
(преимущественно через Дейли-Сити), непосредственно к западу
от Кремниевой долины, под городом Сан-Хуан-Баутист а, а после этого
вдоль Береговых хребтов от Холлистера до Паркфилда и до равнины
Карризо (рис. 23.3В). Там линия разлома изгибается, проходя практиче-
ски с запада на восток через северный край Поперечных хребтов, про-
должается между хребтами Сан-Гейбриел и Сан-Бернардино по пере-
валу Кахон, проходит через Сан-Бернардино, Баннинг, Палм-Спрингс
и, наконец, уходит по Солтонской впадине к мексиканской границе.

Во время первоначального картирования самым большим откры-
тием стало то, что разлом Сан-Андреас нес ответственность не только
за землетрясение в Сан-Франциско 1906 г., но и за другие важные со-
бытия. Крупнейшим из таких эпизодов было землетрясение в Форт-
Техоне в 1857 г., которое вызвало прорыв огромного (около 350 км)
участка разлома от центральной Калифорнии до Форт-Техона (где до-
рога Грейпвайн и федеральная автомагистраль № 5 пересекают разлом
на перевале Техон). За считаные секунды Тихоокеанская плита скакнула
на го м к северу, полностью разорвав дороги через каньоны и пере-
валы, — а ведь сегодня через этот сегмент разлома проходит гораздо
больше трасс и других составляющих инфраструктуры. Магнитуда зем-
летрясения оценивается величиной 7,9, то есть оно примерно соответ-
ствовало по силе землетрясению в Сан-Франциско в Г906 г. с магни-
тудой 7,8, однако оказалось гораздо менее смертоносным, поскольку
не затронуло крупные города. В некоторых случаях толчки могли про-
должаться почти з минуты намного дольше, чем в Сан-Франциско.

В 1857 г. на большей части Южной Калифорнии было мало людей:
несколько солдат в кавалерийском форте в Форт-Техоне (где разруши-
лись все глинобитные постройки) и незначительное население в не-
многочисленных старых испанских и мексиканских поселениях вдоль
побережья. Однако рухнули многие каменные здания, в том числе
[А]

Рис. 23.3 Зона разлома Сан-Андреас [ЗРСА] в Калифорнии. [А] Карта, показывающая основные райгны
здаль линии разлома. Составлено по нескольким источникам. [Bl С воздуха разлом хорошо виден
на оавнине Карризо, где он образует длинный прямой шрам со смятыми возвышенностями го сторонам.
Источник Wikimedia Commons
некоторые ис торические францисканские миссии на всем пути от Санта-
Круза до Вентуры и миссии Сан-Габриэль к востоку от современного
центра Лос-Апджелеса. Сообщалось только о двух жертвах, причем
причиной их гибели стало е основном то, что тогда немногочисленное
население жило в маленьких домах.

С тех пор на этом участке разлома Сан-Андреас стало тихо —
слишком тихо (как говорят в кино). Большинство сейсмологов счи-
тают этот сегмент разлома «заблокированным»: он не может медленно
перемещаться при постоянных небольших землетрясениях (как это
происходит е Береговых хребтах в центральной Калифорнии и в Сол-
тонской впадине), а вместо этого накапливает напряжение до тех пор,
пока оно не сбрасывается разом в мощном землетрясении. В 1970-х
и 1980-х гг. сейсмологи вырыли траншеи через отложения в водо-
емах, которые веками накапливались в долине разлома. В Паллетт-
Крик удалось найти слои возрастом почти 2000 лет. В разрезах этих
траншей наблюдались слои, нарушенные землетрясениями, а затем
покрытые более поздними ненарушенными слоями. С помощью ра-
диоуглеродного датирования кусков древесного угля в слоях сейсмо-
логи смогли определить возраст землетрясений, которые происходили
между этими слоями, и восстановили историю сейсмической актив-
ности на разломе. На основе этих анализов было показано, что отло-
жения охватывают последние 2000 лет активности на данном участке
разлома Сан-Андреас. Первоначальное датирование выявило период
повторяемости 137 ± 8 лет; результатом более позднего исследования
стал показатель интервала 145 ± 8 лет. Если вы учтете, что в 2017 г. ис-
полнилось уже 160 лет с момента землетрясения в Форт-Техопе 1857 г.,
то сможете понять, почему сейсмологи так обеспокоены этим участ-
ком Сан-Андреаса. При следующем сдвиге за секунды произойдет,
вероятно, смещение примерно па 10 м — как и в 1857-м. Это и будет
то самое «большое землетрясение», которого так долго со страхом
ждут все жители Южной Калифорнии.

ПОРАЗИТЕЛЬНЫЙ СДВИГ

В течение многих лет, прошедших после землетрясения в Сан-
Франциско 1906 г., геологи рассматривали разлом Сан-Андреас просто
как некую протяженную структуру, смещение которой в долгосрочной
перспективе составляет не более нескольких десятков метров. Да, это
очень длинный разлом, но его сдвиг не казался чем-то необычным.
Тем не менее мощный удар по такому представлению нанесло самое
базовое из геологических умений — простое и старомодное полевое
картирование. Люди, сделавшие открытие, о котором пойдет речь,
принадлежали к числу самых удивительных геологов всех времен.

Одним из них был Томас Диббли, который занимался полевым
картированием более 6о лет. Он умер в 2004 г., когда ему было 93,
но даже в возрасте под 90 он все еще работал, хотя двигался не так
быстро, как в молодости. Мне посчастливилось несколько раз встре-
чаться с ним и общаться. Он был потомком мексиканского офи-
цера, командовавшего фортом Санта-Барбара, и вырос на ранчо Сан-
Хулиан среди холмов на западе округа Санта-Барбара. Когда однажды
на семейное ранчо приехал геолог-нефтяник, искавший предполагае-
мые нефтеносные структуры, у юного Тома (тогда старшеклассника)
зародился интерес к геологии. В 1936 г. он получил геологическое
образование в Стэнфорде, затем работал в Калифорнийской службе
горнодобычи и геологии, публикуя множество отчетов о месторожде-
ниях ртути и о других проектах. Затем Том работал для Union Oil
Company и Richfield Oil (ныне ARCO) и обнаружил крупные нефтя-
ные месторождения, первым проведя полевое картирование хреб-
тов Темблор, Кальенте, Сан-Эмигдио и южной части хребта Дьябло,
равнины Карризо, районов Каямы, Салинаса и Империал-Вэлли, гор
Санта-Круз, района реки Ил-Ривер, территорий на западе Орегона
и в Вашингтоне. В 1952 г. Том присоединился к Геологической службе
США и до 1967 г. занимался базовым картированием пустыни Мо-
хаве, где изучил больше обнажений и сделал больше открытий, чем
кто-либо до него. После завершения этого проекта он перешел к Бе-
реговым хребтам в Калифорнии, а затем, закончив в 1977 г. работу
в Геологической службе, закартировал еще около 7800 кв. км при-
брежной Калифорнии для Лесной службы США В общей сложно-
сти Диббли нанес на карту почти четверть Калифорнии, или около
юоооо кв. км, охватив большую территорию, чем сделал это кто-
либо когда-либо.

О Диббли и его методах ходит множество легенд. Он отличался
феноменальной выносливостью и даже в 70-80 лет мог ходить быстрее
и дальше, чем люди втрое моложе его. Его интересовало только реко-
гносцировочное картирование, поэтому он не ходил и не осматривал
каждый пятачок какого-нибудь квадранта*, а использовал выемки
дорог, вершины гор и хребтов, по которым мог видеть общую картину.
Позднее геологи часто приходили к выводу, что детали были сложнее,
чем представлялось Тому, но это был необходимый компромисс —
Диббли сосредотачивался на рельефе в целом, а не на подробностях.

Основную часть времени он занимался картированием в крайне
отдаленных районах, запасаясь сдой и водой на неделю. Ночью укры-
тием от дождя и ветра для него становилась старенькая побитая ма-
шина. Он укладывался спать на сиденье, открыв одну дверцу и выдви-
нув наружу доску, на которую клал ноги. Такое простое устройство
лагеря посреди рабочего участка (не требовалось преодолевать много
километров, возвращаясь в городскую гостиницу) позволяло ему
при минимуме затрат охватить огромное пространство. Он был из-
вестен своей экономностью и неприхотливостью — даже по сравне-
нию с другими геологами, тоже вынужденными работать с ограни-
ченным бюджетом. Один из его начальников в компании Richfield
Oil, ошарашенный счетом по какому-то геологосъемочному проекту
всего на 14,92 доллара, сказал, что не может представить, как удается
прокормить себя на такую малую сумму. Том ответил: «О, в горах я на-
хожу много того, что люблю есть». Каковы бы ни были достоинства
его предварительного картирования, любой геолог в Калифорнии дей-
ствует в его тени и обычно начинает с копии карт Тома, чтобы выяс-
нить, что уже известно, а с чем нужно разобраться. К счастью, после
его смерти многочисленные коллеги-геологи и сторонники создали
Геологический фонд Диббли, где хранятся все его распечатанные цвет-
ные карты, так что их можно в любое время заказать в интернете.

Еще одним легендарным калифорнийским геологом был Мей-
сон Хилл, которого друзья называли Мейзом. Он вырос е Помоне
(Калифорния) и учился в Помонском колледже, где его увлек геоло-
гией легендарный ученый Альфред Освальд «Вуди» Вудфорд. После
чистки картофеля в качестве полевого помощника Вуди Мейсон Хилл
в 1926 г. окончил колледж, поработал на золотом руднике Блэк-Хок,
затем е ко.мпании Shell Oil, затем окончил еще Клермонтский колледж
и Калифорнийский университет в Беркли. Там он провел и описал
первое полное исследование геологии хребта Сан-Гейбриел. Далее он

В Геологической службе США квадрант — тонографическая карта, отображаю-
щая определенный участок площадью примерно 130-180 кв. км.
перешел в Висконсинский университет, где в 1934 г. получил доктор
скую степень, занявшись механикой разломов.

В 1936 г. Хилл начал работать в компании Richfield Oil, где позна-
комился с Томом Диббли. Впоследствии они неоднократно сотрудни-
чали Хилл, в частности, использовал карты Тома, чтобы разобраться
с «ощущением смещения» в слабо проявленных разломах, и по ходу
работы обнаружил много нефтяных месторождений под скрытыми
от глаз надвигами. Он трудился в «Ричфилде» до конца своей карь-
еры, достигнув перед выходом в отставку должности главного геолога.
Хилл ввел стандартную терминологию для сдвиговых разломов, сделал
ряд открытий в районе Норт-Слоп на Аляске и внес основной вклад
в труд «Геология Южной Калифорнии», опубликованный Калифорний-
ской службой горнодобычи и геологии в 1954 г. Окончательно Хилл
ушел на пенсию в 1969 г. после многих лет работы не только в Atlantic
Richfield (ARCO), но и во многих других профильных организациях.

Диббли и Хилл видели больше геологических особенностей Ка-
лифорнии, чем кто-либо в прошлом и, вероятно, в будущем. К 1953 г.
они пришли к удивительному выводу, который изложили в знамена-
тельной статье: со времен юрского периода (всего 140 млн лет назад)
смещение разлома Сан-Андреас составило сотни километров Боль-
шинство геологов ранее утверждали, что разлом смещался в лучшем
случае не более чем на несколько километров.

Как же Хилл и Диббли пришли к такому поразительному заклю-
чению? Во время картирования Диббли обнаружил, что на одной сто-
роне разлома Сан-Андреас встречаются комплексы пород, которые
четко совпадают с породами па противоположной стороне, по при
этом «двойники» находятся на расстоянии многих миль друг от друга
(рис. 23.4). Хилл, в свою очередь, использовал свои навыки анализа
разломов, чтобы распознать признаки перемещения деформации та-
кого типа. В частности, они нашли совпадения пород позднего мио-
цена (всего 7 млн лет назад), которые находились на расстоянии юо км
друг от друга, пород раннего миоцена (не более 20 млн лет назад), на-
ходившихся на расстоянии 280 км друг от друга, и пород поздней юры
(около 150 млн лет назад) на расстоянии примерно 480 км. Если бы
вы могли переставить блок Калифорнии, лежащий к западу от раз-
лома Сан-Андреас, в его «юрское» положение, то увидели бы, что этот
блок начинался значительно южнее нынешней мексиканской границы
и продвинулся за прошедшее время на огромное расстояние.
Рис. 23.4 Смещение разных точек соответствия вдоль разлома Сан-Андреас ь разные моменты
в геологическом прошлом показывающее, что в юрским периоде [врезка в верхней части] большая
часть западной Калифорнии находилась южнее нынешней границы с Мексикой. Предоставлено
Калифорнийской службой горнодобычи и геэло1 и и, Geology of Southern California, Bulletin VO 11954]

Естественно, такую эпатажную идею тут же оспорили мнотие гео-
логи. Они сомневались в том, что сходство между сдвинувшимися
комплексами с обеих сторон настолько хорошо выражено, или в точ-
ности датировки этих комплексов. Однако после 1953 г. обнаружи-
валось все больше и больше совпадений, подтверждавших смелое
предположение Хилла и Диббли. Например, эффектные породы в На-
циональном парке Пиннаклс в центральной части Береговых хребтов
(рис. 23.5) — это вулканические лавы, извергнутые примерно 23 млн
лет назад. С северо-восточной стороны они обрубаются разломом Сан-
Андрсас, и им соответствуют вулканические породы потухшего Ни-
наха в западной части пустыни Мохаве к западу от Палмдейла, нахо-
дящиеся на расстоянии более 313 км. На это расстояние «двойники»
переместились всего за 23 млн лет
Рис. 23.5 Смещение пород Национальною парка Пиннаклс и их соответствие пародам вулкана Нинах
в пустыне Мьхаве. Предоставлено юолсгической службой США

Эоценовый песчаник Бутано к северу от Санта-Круза соответствует
песчанику Пойнт-оф-Рокс в хребте Темблор, что говорит о смещении
примерно на 354 км, произошедшем за 4 о млн лет. Почти такое же
смещение отмечается для эоценового сланца Пелона в северной части
хребта Сан-Гейбриел и его «двойника» — сланца гор Орокопия восточ-
нее озера Солтон-Си. Палеоценовые породы хребта Ла-Панза в цен-
тральной Калифорнии соответствуют формации Сан-Францискито
в Поперечных хребтах (рис. 23.4).

Когда добираетесь до более древних пород, смещение стано-
вится еще более удивительным. Меловые породы блока Гуалала к се-
веру от Пойнт-Арена соответствуют породам в Поперечных хребтах,
доказывая, что они передвинулись на 514 км примерно за юо млн лет.
А юрский фундамент под блоком Гу ал ал а совпадает с фундаментом
Сьерры, что заставляет предположить перенос на 560 км примерно
за 140 млн лет.

Эту удивительную версию, рассказывающую, насколько далеко
ушла западная половина Калифорнии, было весьма трудно прогло-
тить в 1950-х и 1960-х гг,, даже несмотря на то, что чем больше геологи
проверяли гипотезу, тем весомее становились доказательства Никто
не мог вообразить такой огромный горизонтальный сдвиг в разломах
или блоки, перемещающиеся на сотни километров по неподвижной
континентальной коре. Но все изменилось с рождением нового науч-
ного представления признания тектоники плит.

ТРАНСФОРМАЦИИ В ТРАНСФОРМНОМ РАЗЛОМЕ

На заре развития тектонической теории происходило взаимообогаще-
ние многих творческих умов, прежде всего в нескольких передовых
институциях, таких как Кембриджский университет, Геологическая
обсерватория Ламонт-Доэрти, Принстонский университет и Инсти-
тут океанографии Скриппса. В 1965 г. все эти исследователи оказались
в Кембридже. Канадский геофизик Джон Тузо Вильсон проводил там
свой годичный отпуск, Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз решали
проблему спрединга морского дна и магнитных аномалий (глава 21),
Гарри Хесс был приглашен в Кембридж из Принстона, сэр Эдвард Бул-
лард корректировал представления о совпадениях между континен-
тами и занимался физикой движения плит земной коры по земной
сфере, а такие блестящие исследователи, как Дэн Маккензи, Джон
Склейтер и Роберт Паркер, работали над ключевыми проблемами
тектоники плит в качестве кембриджских аспирантов. Вильсон обра-
тился к идее дрейфа континентов еще в i960 г., а в 1963-м опублико-
вал поворотную во многих отношениях статью, показывающую, чго
Гавайские острова образовались, когда Тихоокеанская плита прохо-
дила над какой-то неподвижной горячей точкой в мантии. Сейчас над
горячей точкой находится Большой остров (остров Гавайи), и вулкан
Килауэа на нем все еше активен. Что касается других островов архипе-
лага, то чем дальше находится остров в цепочке, уходящей на северо-
запад, тем он старше: вулканы образовывались и извергались, когда
находились над горячей точкой, но извержения прекращались, когда
они ее миновали. В главе 17 рассказывалось, как Вильсон понял, что
доказывают перемешенные трилобиты и другие окаменелости по обе
стороны Атлантики: Прото-Атлантический океан закрывался, а затем
снова открылся по другой линии.

В 1965 г. Вильсон участвовал в первых теоретических исследова-
ниях движения плит относительно друг друга. Вдохновляясь идеями
Булларда, Маккензи, а также австралийского геолога Сэмюела Уор-
рена Кэри (который был сторонником теории расширяющейся Земли),
Вильсон пришел к мысли, что границы плит бывают трех основных
типов. Вайн, Мэтьюз и Хесс разработали концепцию спрединга мор-
ского дна они определили места, где плиты расходятся (глава 21).
Обычно это происходит на срединно-океанических хребтах, и к 1965 г.
данная идея стала уже более доходчивой. Холмс, Хесс и другие ученые
также постулировали, что плиты земной коры сближаются, и при этом
одна погружается под другую (глава 22).

Именно тогда Вильсон осознал, что если материал новой плиты
извергается из срединно-океанического хребта в одной части земного
шара и медленно перемещается к месту своего разрушения в желобе
е другой части планеты, то должен существовать и третий тип гра-
ницы плит, где они не разделяются и не сталкиваются, а просто сколь-
зят мимо друг друга. Такие границы Вильсон назвал трансформными
разломами, потому что они транспортируют (или «трансформируют»)
плиту с одного места на другое. Движение на этой границе сдвиговое,
то есть происходит в основном по горизонтали, почти без вертикаль-
ного перемещения, и сжатие или разъединение совсем невелико. Глядя
на быстро заполнявшуюся карту плиточных границ, Вильсон увидел,
что большинство срединно-океанических хребтов разбиты на сегменты
короткими поперечными разломами, по которым происходит их сме-
щение. Это были первые случаи рассмотренных им трансформных
разломов. Он также показал, почему в срединно-океанических хреб-
тах такие разломы не могут не появляться: они необходимы, чтобы
согласовать различия е перемещениях плит при их вращательном дви-
жении по сферической поверхности Земли.

Однако при внимательном взгляде он заметил, что на планете мно-
жество примеров огромных сдвиговых разломов, которые до сих пор
оставались загадкой. Всякий раз такой трансформный разлом оказы-
вался связующим звеном между границами плит двух других типов,
например, при соединении двух спрединговых хребтов или хребга
и желоба. Он разработал все возможные геометрические вариации
трех взаимодействующих границ плит и указал реальные примеры
для многих из таких разновидностей.

Затем Вильсон подступил к самой большой тайне - разлому Сан-
Андреас (рис. 23.за). И, разумеется, он смог показать, что этот разлом
начинался на северной оконечности Восточно-Тихоокеанского под-
нятия — спредингового хребта, который идет от побережья Южной
Америки, достигая центра Калифорнийского залива. Сан-Андреас взял
на себя спрединг земной коры от этого хребта, соединив его с другим
хребтом и трансформной системой к северу, на мысе Мендосино.

Эксцентричные перемещения, предложенные в 1953 г. Хиллом
и Диббли, внезапно обрели смысл. Они оказались прямым результа-
том движения плит по поверхности планеты. А разлом Сан-Андреас
просто воспринимает движение Тихоокеанской плиты на северо-запад,
чтобы погрузиться в зоне субдукции под Алеутской дугой, а также
во всех прочих зонах субдукции в западной части Тихого океана.

Тайна была раскрыта.
24

СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ БЫЛО ПУСТЫНЕЙ

МЕССИНСКИЕ ЭВАПОРИТЫ

Мы связаны с океаном. И когда мы возвращаемся к морю - -чтобы
плыть или смотреть на него, - мы возвращаемся туда, откуда вышли.

Джон Ф. Кеннеди

ИЗ ПЕПЛА БЕДСТВИЯ...*

К концу 3940-х — началу 1950-х гг. стала стремительно развиваться
морская геология. Океанографические суда из Геологической обсер-
ватории Ламонт-Доэрти в Нью-Йорке, Океанографического инсти-
тута Вудс-Хоул в Массачусетсе и Института океанографии Скриппса
открыли длившийся более 30 лет период плаваний по всему миру,
собирая любые доступные крупицы информации об океанах. Год
за годом океан открывал свои тайны. Регулярные пробы воды на всех
уровнях показывали ее температуру и химический состав. Эхолоты
и гидролокаторы постепенно расшифровывали глубины и форму дна.
Сбрасывание динамита с кормы судов и фиксация звуковых волн,
отражающихся от слоев под морским дном, обнаруживали неглу-
боко залегающие структуры. Длинные стальные трубы, называемые

Отсылка к строке «From the ashes of disaster grow the roses of success!» («Из пепла
бедствия растут розы успеха») из популярной песни «The Roses of Success», про-
звучавшей в фильме-мюзикле 1968 г. «Chitty Chitty Bang Bang»; в российском
прокате фильм шел под названием «Пиф-паф ой-ой-ой».
поршневыми пробоотборниками, погружались в отложения на мор-
ском дне и брали цилиндрические керны величиной до ю м
но не больше. Каждый раз, когда ученые пытались опустить стальную
трубу существенно дальше, появлялись проблемы, поэтому летопись
осадочных пород была относительно короткой и в основном представ-
ляла собой отложения последнего миллиона лет ледникового периода.

На тот момент сейсмологи уже более 6о лет определяли структуру
земных недр по тому, как волны ст сильных землетрясений отобра-
жались на сейсмографах. По изменениям сейсмических волн они вы-
яснили структуру ядра и мантии, температуру и плотность каждого
из слоев, а также узнали, что внешнее ядро нашей планеты жидкое.

Одно из первых открытий в этой области сделал в 1909 г. хорват-
ский ученый Андрия Мохоровичич. Глядя на сейсмограммы, на кото-
рых были видны волны, приходящие из верхней части земной мантии
и коры, он заметил резкое изменение скорости между волнами, рас-
пространявшимися только через кору, и теми, что добирались до ман-
тии, а затем возвращались к сейсмографам обратно через кору. Вы -
числяя уровень глубин, сквозь которые проходили эти сейсмические
волны, Мохоровичич установил, что между корой и верхним слоем
мантии должна существовать заметная разница в плотности, а сле-
довательно, и четкая граница. Позднее сейсмологи подтвердили это
предположение, и граница между корой и мантией теперь называется
поверхностью Мохоровичича. Поскольку это название труднопроиз-
носимо, то геологи для краткости говорят просто Мохо.

К концу 1940-х гг. сейсмологи определили толщину земной коры
во многих частях мира. Они обнаружили, что океаническая кора от-
носительно тонка — всего около ю км ее покрывает мантию. Кон-
тинентальная кора, напротив, как минимум в 5-15 раз толще
от 50 до 150 км. Таким образом, если мы хотим сделать скважину,
чтобы получить образец мантии, то лучше всего бурить самую тонкую
часть океанической коры.

Эта идея заинтересовала известного морского геофизика Уолтера
Манка (рис. 24.1). Манк родился в 1917 г. в Вене, а в 1932 г. семья, пе-
ребравшаяся к тому времени в США, отправила его учиться в школу
в штате Нью-Йорк, надеясь, что он займется банковским делом. Хотя
молодой Уолтер ненавидел это занятие, он все же работал несколько
лет в семейном бизнесе, учась при этом по вечерам в Колумбийском
университете. Затем он перешел в Калтех и в 1939 г. получил степень
Рис. 24.1 Уолтер Манк, получающий премию Крафорда - -«Нобелевскую премию- в области геологии.

2010 г. Источник: Wikimedia Commons

бакалавра прикладной физики, а в 1940-м — степень магистра геофи-
зики. Манк стал аспирантом в Институте Скриппса, однако началась
Вторая мировая война, и он пошел добровольцем в армию. Впрочем,
американские военные оценили пользу от его знаний океана, поэтому
Манк служил в исследовательской группе, которая помогала опреде-
лять идеальные условия прилива и прибоя для высадки союзников
в Северной Африке, на Тихом океане и в День Д. В 2009 г. Манк рас-
сказывал: «Высадка в Нормандии известна тем, что погодные усло-
вия были очень плохими, и вы, возможно, не знаете, что генерал
Эйзенхауэр отложил ее на 24 часа из-за преобладавших волновых
условий. А затем он решил, что лучше высаживаться, несмотря на не-
благоприятные условия, чем потерять элемент внезапности в случае
ожидания следующего приливного цикла через две недели». Ученый
также сыграл немаловажную роль, консультируя военных по вопро-
сам преобладающих приливных течений и ветровых условий, кото-
рые могли повлиять на испытание водородной бомбы на атолле Би-
кини.

После войны Манк вернулся в аспирантуру и в 1947 г. получил док-
торскую степень в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе,
а затем стал работать в Институте Скриппса, с которым связал даль-
нейшую карьеру. Он способствовал созданию в этом центре Института
геофизики и планетарной физики и участвовал во многих океаногра-
фических экспедициях. Одним из самых важных его открытий стало
определение того, как пассаты порождают замкнутую циркуляцию
воды в умеренных и тропических широтах. Он также продемонстри-
ровал, что приливные силы связали Луну с Землей и что одна лунная
сторона всегда обращена к нашей планете. Однако известнее всего
его вклад в развитие такого научного направления, как прогнозиро-
вание прибоя.

Самый амбициозный проект Манка (в сотрудничестве с Гарри Хес-
сом из Принстона) — попытка добраться до мантии Земли, пробу-
рив дно океана. В 1952 г. по инициативе Хесса и Манка группа ученых
(включавшая, в частности, Мориса «Дока» Юинга, главу Обсерватории
Ламонт, и Роджера Ревелла, директора Института Скриппса) создала
AMSOC* — неформальное междисциплинарное сообщество, с целью
консультировать правительство по вопросам выгоды и осуществимо-
сти разнообразных научных проектов. В 1956 г. эти выдающиеся люди
привлекли консорциум нефтяных компаний CUSS (Continental, Union,
Superior и Shell) к масштабному замыслу: пробурить океаническую
кору с судна и добраться до мантии. Б итоге проект был передан тогда
еще молодому Национальному научному фонду (NSP), работавшему
в сотрудничестве с консорциумом CUSS. Проект получил название
«Мохол» (от англ, hole — «дыра», «скважина» и Moho, то есть име-
лось в виду «Скважина до поверхности Мохоровичича») и отличался

American Miscellaneous Society (букв. «Американское разнородное общество»). —
Прим. ред.
не менее грандиозной программой, чем космическая гонка, которая
началась в 1957 г. в ответ на запуск первого спутника в СССР.

Испытания прошли возле Института Скриппса, а затем в марте
1961 г. началось пробное бурение у мексиканского острова Гуада-
лупе. «Мохол» заключил контракт с компанией Global Marine из Лос-
Анджелеса на использование ее новейшего бурового судна CUSS 1.
Оно стало первым кораблем, которое нефтяные компании построили
для бурения дна океана в поисках новых нефтяных месторождений:
ни одно предприятие в одиночку в то время не могло бы это осуще-
ствить

Сотрудничество между NSF и консорциумом CUSS было взаимо-
выгодным. Ученые пожинали плоды результатов исследований, а неф-
тяные компании эксплуатировали новые шельфовые ресурсы. Бурение
было сложным делом: прежде чем добраться до дна океана, приходи-
лось пройти 3600 м морской толщи. Самая глубокая из пяти пройден-
ных скважин достигала 183 га. Из нижней призабойной части этой сква-
жины были отобраны пробы базальта океанической коры длиной всего
лишь 14 м. В первом рейсе не намеривались продвигаться намного
глубже, поскольку предполагалось, что это пилотная эксперименталь-
ная стадия для проверки самой возможности бурения в океане. Од-
нако у проекта «Мохол» так и не оказалось шанса повторить попытку.
Вмешалась политика. Когда ответственность за управление проектом
перешла к NSF, AMSOC распалось и появилась масса трудностей. Кон-
гресс в такой ситуации решил прекратить финансирование. «Мохол»
сочли неудачным проектом.

...РАСТУТ PfJ3bl УСПЕХА

Между тем трудности бурения через твердый базальт выявили еще
кое-что: верхние 159 метров были легко пройдены, так как бур погру-
жался в мягкие океанические илы и раковины планктона миоцено-
вого возраста. Эти глубоководные керны дали ученым первую каче-
ственную летопись океанических отложений, которую нельзя было
составить путем обычного отбора кернов морского дна с помощью
стальных труб, сброшенных с научного судна. Хотя к 1966 г. «Мохол»
потерял популярность и лишился финансирования, ученые и неф-
тяники, получившие связанный с ним опыт, обрели понимание, что
бурение слоев океанических осадков относительно простая и очень
ценная процедура. Действительно, нефтяные компании интересова-
лись только осадочными породами, поскольку именно в них формиро-
валась и залегала нефть; твердая базальтовая лава под этими отложе-
ниями была добытчикам ни к чему. Ученые же осознали, что бурение
осадочных пород по всему миру может рассказать подробную историю
всех оксанов и разных их изменений на протяжении многих миллио-
нов лет. В отличие от летописи наземных отложений, которая скудна
и эпизодична, илы и раковины планктона, опускающиеся с поверх-
ности океана на морское дно, обеспечивают практически непрерыв-
ную хронику земной истории с небольшими пропущенными времен-
ными интервалами.

К июню 1966 г. Институт Скриппса и консорциум уже других неф-
тяных компаний стали реализовывать Проект глубоководного буре-
ния (DSDP), спонсируемый совместно NSF и частными нефтяными
структурами В октябре 1967 г. началось строительство судна Glomar
Challenger (рис. 24.2) —более совершенного, нежели CUSS 1. Назва-
ние нового корабля было образовано от названия судостроительной
компании Global Marine, Inc. (сокращенно Glomar), а также увеко-
вечивало знаменитое британское парусно-паровое судно Challenger,
которое с 7.872 по 1876 г. совершило кругосветное плавание в рамках
первой в мире океанографической экспедиции. «Гломар Челленджер»,
спущенное на воду 23 марта 1968 г., было 120 м в длину и 20 м в ши-
рину и могло двигаться со скоростью 22 км в час, совершая плавания
продолжительностью до 3 месяцев. Увенчанное бо-метровой буровой
вышкой, оно было способно выполнять бурение на морских глубинах
до бюо м, а буровая колонна позволяла пройти скважину до 8оо м
в осадочных породах морского дна.

Судно совершило два пробных рейса в Мексиканском заливе для
проверки работоспособности. Третья экспедиция стала первым на-
стоящим научным исследованием, и, естественно, ученые решили об-
ратиться к самой жгучей геологической идее того времени и узнать,
реален ли спрединг расширение морского дна. Судно отправилось
в Южную Атлантику и взяло серию кернов по обе стороны Срединно-
Атлантического хребта. Действительно, отложения в нижней части
каждого керна оказались тем старше, чем дальше породы находились
от хребта; это доказывало, что морское дно действительно расширя-
ется (см. главу 21).
Рис. 24.2 Океанографическое буровое судно Glomar Challenger [«Гломар Челленджер»].
Источник: UC San Diego Librarу

В течение 15 лет до 1983 г. «Гломар Челленджер» использовался
почти непрерывно, поучаствовав в 96 экспедициях, или «этапах». Он
прошел 695 670 км, пробурил 624 скважины на морском дне и извлек
из них 19119 кернов. В ходе этих исследований ученые получили пора-
зительную летопись истории Мирового океана, которая дала ответы
на множество загадок — от причин ледниковых i гериодов (см. главу 25)
и вымирания динозавров (см. главу 20) до вопроса, как именно океа-
нические течения влияли на климат планеты в течение последних
150 млн лет. Многие считают эти экспедиции одним из важнейших
достижений в истории науки и, безусловно, самым важным в морской
геологии и океанографии.

Однако постепенно оборудование на судне износилось и уста-
рело, поэтому его списали и бесцеремонно пустили на металлолом.
Это было позорное решение, потому что «Гломар Челленджер» как
научный инструмент имел такое же историческое значение, как теле-
скопы обсерватории Маунт-Вилсон, применявшиеся для исследования
расширяющейся Вселенной, или циклотроны, использовавшиеся для
развития всей современной ядерной физики. В 1985 г. «Гломар Челлен-
джер» уступил место более совершенному судну JOIDES Resolution,
которое с тех пор прошло 572574 км, провело ш экспедиций и пробу-
рило 1797 скважин, взяв 35772 керна. Хотя JOIDES Resolution все еще
на плаву после долгих лет службы, сейчас оно чаще используется для
образовательных целей проведения семинаров, видеоконференций
и других мероприятий.

Теперь океанским бурением занимается огромное японское судно
Chikyu Maru (в переводе на русский «Корабль Земля») (рис. 24.3).
Его начали строить в 2002 г., а первый выход в море и первые буро-
вые работы прошли в 2007 г. К сожалению, «Тикю» было повреждено
во время цунами 2011 г., когда оно сорвалось со швартовов и столк-
нулось с причалом. Судно настолько велико — длина 210 м, ширина
38 м, буровая вышка поднимается на 130 м над уровнем моря (выше
статуи Свободы или арки «Ворога на Запад» в Сент-Луисе), — что ему
дали прозвище Годзилла. На «Тикю» есть собственная вертолетная пло-
щадка, дальность плавания превосходит 27000 км. На судне работает

Рис. 24.3 Буроьое судне Chikyu Maru. Источник: Wikimedia Commons
больше 2оо человек, включая юо членов экипажа. «Тикю» может бу-
рить скважины глубиной более юооо м. 6 сентября 2012 г. судно пре-
высило мировые достижения, пробурив скважину и взяв образцы
горных пород с глубины 21И м ниже морского дна недалеко от полу-
острова Симокита в Японии в северо-западной части Тихого океана.
27 апреля 2012 г. скважина «Тикю» добралась до отметки 7740 м ниже
уровня моря, и это тоже мировой рекорд глубоководного бурения.

Возвращаясь под конец к проекту «Мохол», добавлю, что в ближай-
шем будущем «Тикю» планирует добраться до мантии Земли.

ФРАГМЕНТ ГОЛ 1В0Л0МКИ № 1: СЦИЛЛА И ХАРИБДА

Одно из самых примечательных мест в мире — Мессинский пролив
между Сицилией и материковой Италией, размер которого в самом
узком месте составляет 3,1 км. Он оказывает большое влияние не только
на существование обитателей Средиземного моря, но и на жизнь на-
земную. В этом узком проходе встречаются необычная морская флора
и фауна (включая глубоководных рыб-гадюк, которых время от вре-
мени выносит на поверхность), к тому же через него проходит важный
миграционный путь практически для всех птиц, летящих из Африки
через Сицилию в Европу и обратно. Во время весенней миграции
здесь обычно регистрируют представителей около 300 видов перна-
тых, а как-то за одну миграцию зафиксировали рекордное количество
хищных птиц — 35000

Пролив был известен уже в Античности. Он упоминается в мифе
о Ясоне и аргонавтах и в сочинениях Эзопа. Один из старейших рас-
сказов о нем содержится в «Одиссее» Гомера. Когда корабль Одис-
сея проходил пролив, он столкнулся с двумя опасностями: на скале
с итальянской стороны жило шестиглавое чудовище Сцилла, а на си-
цилийской стороне пролива обитала Харибда олицетворение ги-
гантского водоворота, который затягивал суда (рис. 24.4). Проход
был настолько узким, что ни одно судно не могло пройти безопасно;
можно было лишь выбрать, к какой из угроз приблизиться. По совету
волшебницы Цирцеи Одиссей предпочел проплыть около Сциллы,
потеряв из-за чудовища несколько матросов, но избегнуть водово-
рота. Если обратиться к бессмертным строкам Гомера, Цирцея выра-

зилась так:
Рис. 24.4 Мифологический сюжет прохождения между Си и плои и Харибдой стал распространенной
метаФирой сложного выбора. Например, на этой британской п.-литичеикий карикатуре 1793 г. плывущая
между Сциллой и Харибд~й женщина олицетворяет Великобританию, которой управляет премьер-
министр Уильям. Питт. Подпись гласит: -Судно Конституции избежало Скалы Демократии и Водоворота
Произвола Власти». Питт направляет кораблик “Конституция» к замку под флаюм с надписью "Гавань
общественною счэсгьн». Лодку преследуют политические и общественные деятели Ричард Бринсли
Шеридан, Чарльз Джеймс Фокс и Джсзеф Пристли, изображающие акул или собак Сциллы.

Источник Wikimedia Commons

К Скиллиной ближе держася скале, проведи без оглядки
Мимо корабль быстроходный: отраднее шесть потерять вам
Спутников, нежели вдруг и корабль потопить, и погибнуть
Всем*.

Затем, когда Одиссей приближается к скале, где жила Сцилла, го-
ловы чудовища хватают с палубы шестерых спутников героя. В «Одис-
сее» так описывается этот момент:

Гомер. «Одиссея». Песнь двенадцатая. Пер. В. А. Жуковского.
Так трепетали они в высоте, унесенные жадною Скиллой.

Там перед входом пещеры она сожрала их, кричаших

Громко и руки ко мне простирающих в лютом терзанье*.

Благодаря целым поколениям, на протяжении многих лет изучав-
шим классическую литературу, выражение «между Сциллой и Хариб-
дой» вошло в язык как идиома, означающая необходимость делать
трудный выбор между двумя плохими вариантами, подобно выраже-
ниям «меж двух огней» или «между молотом и наковальней»**.

Гомеровский миф не был полной выдумкой. У изрезанного штор-
мами побережья с итальянской стороны много подводных скал, что,
возможно, привело к легенде о Сцилле, Знаменитый мыс на берегу
Калабрии называется Скалой Сциллы — предполагается, что именно
тут располагалась пещера чудовища. Харибда вообще не миф. Из-за
необычной циркуляции и сильного приливного течения через узкое
место пролива на его сицилийской стороне часто возникает боль-
шой водоворот. Пусть он не так велик, как мифическая Харибда, ко-
торая могла проглотить целый греческий корабль, но вполне реален
и по-прежнему опасен для лодок.

В геологии у названия Мессина свои особые коннотации. В XIX в.
геологи, впервые работавшие в Сицилии около Мессины, обнаружили
аномальные по мощности отложения гипса и соли (рис. 24.5). Эти ми-
нералы обычно образуются при испарении воды в озерах или морских
бассейнах, и для появления всего нескольких сантиметров соли или
гипса должно испариться много воды В некоторых местах в окрест-
ностях Мессины залежи соли и гипса достигали толщины более 1500 м,
а это говорило о том, что здесь должны были исчезнуть колоссальные
объемы морской воды. Жители Сицилии с античных времен разраба-
тывали эти залежи соли и отправляли ценный товар по всему древ-
нему миру.

Когда геологи занялись этими отложениями, то сначала не могли
объяснить их появление. Но в 1867 г. Карл Майер-Эймар провел их
детальное исследование и обнаружил несколько важных подсказок.

* Гомер. «Одиссея». Песнь двенадцатая. Пер. В. А. Жуковского.

** В оригинале используются англоязычные идиомы с гем же значением: on the
horns of a dilemma (букв, «на рогах дилеммы»), between a rock and a hard place
(«между камнем и твердым местом») и др
Рис. 24.5 Мощные отложения соли и гипса с прослойками морских илов б Мессинском проливе.

Источник: А1эTiy / Legion Media

В слое непосредственно над верхним пластом соли и гипса он нашел
окаменелости, которые указывали, что эти илы образовались в со-
лоноватых лагунах, где вода по химическому составу была между
пресной и морской. Окаменелости также свидетельствовали, что эти
слои относятся к позднему миопену. Сразу над солоноватым слоем
находились отложения глубоководных илов, образованных про-
зрачными холодными водами нормальной солености. Они в свою
очередь покрывали отложения, ставшие результатом испарения
на поверхности. Эта мощная толща эвапоритов* стала основой для
мессинского яруса позднего (или верхнего) миоцена в Европе, а глу-
боководные илы над ним послужили базой занклийского яруса ран-
него плиоцена.

Впоследствии в Средиземноморье было найдено много других
примеров массивных пластов соли и гипса, соответствующих позд-
нему миоцену. Но никто не мог объяснить, как именно они сформи-
ровались и почему в то время образовалось так много эвапоритов

От лат. evaporo — «испаряю»; отложения, образовавшиеся после выпадения
осадка из перенасыщенных водных растворов
ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 2: БОЛЬШОЙ КАНЬОН НИЛА

Нил могучая сила природы и самая длинная река в мире. Зародив-
шись в нагорьях Кении и в озере Виктория, Нил проходит 6853 км
до устья е Средиземном море. Вторую поповину пути он протекает
через суровые пустыни Судана, Эфиопии и Египта, принося жизнь
в регионы, где нет воды.

Когда в верховьях Нила идут сильные дожди, в долине реки начи-
наются масштабные разливы, стирающие с липа земли все маленькие
деревни в пойме. В то же самое время эти наводнения несут в пойму
свежий ил и органические вещества, создавая богатейшие почвы. Бла-
годаря Нилу и его плодородным равнинам в Древнем Египте более
бооо лет назад возникла одна из древнейших цивилизаций мира. Как
писал греческий историк Геродот, «Египет — это дар Нила». Многие
века египтянам приходилось справляться с ежегодными разливами
реки, чтобы использовать ее щедрость в сельском хозяйстве, и они
весьма преуспевали в этом. Египетский календарь также был привя-
зан к Нилу: в нем выделяли три сезона Ахет («половодье, разлив»),
Перет («период созревания») и Шему («время жары»). Тысячи лет Еги-
пет был житницей Древнего мира: здесь получали огромные урожаи
зерна, а позднее выращивали знаменитый египетский хлопок. Еже-
годные наводнения влекли гибель людей и уничтожение имущества,
но египтяне принимали это как неизбежное.

В 1954 г. египетские военные совершили переворот, свергнув кор-
румпированный монархический режим короля Фарука. Во главе армии
стоял честолюбивый офицер Гамаль Абдель Насер. Будучи амбициоз-
ным и харизматичным правителем, он вскоре счел себя лидером всех
мусульманских стран Ближнего Бостока. Б разгар холодной войны
Насер пытался сохранять строгий нейтралитет в отношениях с Соеди-
ненными Штатами, Великобританией и их союзниками, с одной сто-
роны, и Советским Союзом, Китаем и коммунистическим блоком —
с другой. Когда ему понадобилась помощь, Насер обратился сначала
к США, но президент Эйзенхауэр и глава ЦРУ Джон Фостер Даллес
соглашались предоставить ему оружие только для оборонительных
целей и с американскими военными советниками в придачу. От таких
условий Насер отказался. В 1955 г. на отношения с Америкой стали не-
гативно влиять стычки Египта с Израилем, и Насер попросил помощь
у руководителя Советского Союза Никиты Хрущева.
В 1956 г. Насер национализировал Суэцкий канал, чтобы собрать
деньги для строительства плотины на Ниле. Это спровоцировало ми-
ровой кризис*. Великобритания, Франция и Израиль вторглись в Еги-
пет, и мир чуть не вступил в войну но в конце концов из-за давления
главным образом США и СССР войска были выведены. С тех пор Еги-
пет контролирует канал.

Когда в 1958 г. все улеглось. Советский Союз пообешал предоста-
вить кредит на строительство плотины в городе Асуан, которая была
названа Высотной Асуанской плотиной. Работы начались в i960 г. и за-
вершились в 1970-м. Строительство вызвало серьезные негативные
последствия. Самое известное из них — затопление нескольких изу-
мительных древнеегипетских хра.мов, например храма Абу-Симбел.
В i960 г. в рамках спасательной операции под эгидой ЮНЕСКО огром-
ные статуи Рамсеса II разрезали на блоки и перенесли на более высо-
кое место (рис. 24.6А и 24.6В) на берегу водохранилища (сейчас оно
называется Насер), где позднее восстановили весь храм. Так же при-
шлось переносить памятники острова Филы, храмы Калабша и Амада,
Некоторые из перемещенных египетских памятников передали стра-
нам, которые участвовали в спасательных работах: в частности, знаме-
нитый храм Дсндур находится сейчас в Мстрополитен-музсе в Нью-
Йорке.

Плотина обеспечила защиту от наводнений и стабильный источник
воды в случае засух (которые поражали и Египет, и Судан), а также
давала гидроэлектроэнергию. Однако это обошлось дорого. Ежегод-
ные разливы Нила прекратились, но это означает, что плодородный
ил больше не пополняет почвы, и в результате страдает сельское хо-
зяйство. Кроме того, из-за отсутствия паводковых вод и по причине
сильного испарения в долине Нила соли в почве стали просачиваться
на поверхность — в то время как раньше их растворяла и смывала
вода. Из-за засоления во многих районах стало невозможно выращи-
вать сельскохозяйственные культуры.

Поскольку река больше не несет осадочные материалы, перестала
наращиваться дельта Нила: более того, Средиземное море стало ее

Имеется в виду Суэцкий кризис, происходивший с октября 1956 по март 1957 г.
Правительство Египта национализировало принадлежавшую иностранцам Ком-
панию Суэцкого канала, которая управляла им с 1859 г. На период кризиса канал
был закрыт. — Прим, ред
Рис. 24.6 Последствия сооружения Высгтной Асуанской плотины. [А] Храм Абу-Симбел, который
пришлось перенести на более высокое место. (В] Перемещение фрагментов исполинских статуй
Рамсеса II. [С] Поперечный разрез через большой каньон поц Нилом с исходными пометками геологов,
составивших этот чертеж, на русском языке. Источник: Wikimedia Commons
[С]

Рис. 24.6 [продолжение]

разрушать. Все эти речные отложения теперь задерживаются на дне
водохранилища Насер, которое постепенно мелеет, засоряется и в ко-
нечном итоге станет бесполезным. Нил больше не мутный, но в чи-
стой реке разрослись водоросли, что влияет на качество питьевой воды
по всему Египту. Уничтожено рыболовство в дельте Нила и на среди-
земноморском побережье. В общем, многие считают, что экономиче-
ские издержки проекта Насера перевешивают все выгоды, которые
он дает, особенно с учетом того, что Египет сейчас самая населенная
страна Африки и страдает от проблем бедности и политических вол-
нений.

Однако возведение Высотной Асуанской плотины повлекло еще
одно удивительное последствие. Советские и египетские инженеры
выбрали для строительства узкое место между скалами из песчаника.
Затем они пробурили скважины через долину, чтобы определить глу-
бину коренных пород, требуемых для фундамента плотины. Они бу-
рили и бурили, но не могли добраться до дна; долину по всей глубине
заполняли осадочные отложения, залегавшие под поймой. В 1967 г.
советский геолог Иван Чумаков обнаружил, что керны в скважинах
полны плиоценового морского планктона, отвечающего глубоко-
водным условиям, Наконец, инженеры достигли коренных пород
и те оказались на сотни метров ниже уровня моря! Если точнее, бу-
рение под Каиром показало, что коренные породы находятся более
чем на 2500 м ниже поверхности поймы. Дальнейшие исследования
с использованием сейсмических волн, которые отражались от под-
поверхностных слоев, установили, что на глубине сокрыта структура
размером с Большой каньон. Строители плотины обнаружили, сами
того не ожидая, что долина Нила на самом деле расположена поверх
какого-то заполненного древнего каньона (рис. 24.6с), прорезанного,
как уже говорилось, на 2500 м ниже современного уровня моря.

Но что же могло заставить Нил опуститься настолько ниже ны-
нешнего уровня моря? И почему всю эту глубоко прорытую впадину
затем полностью заполнили осадочные отложения? Появилась очеред-
ная тайна, и к головоломке добавился еще один отдельный фрагмент.

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 3: СКВАЖИНА НА ДНЕ ОКЕАНА

На протяжении десятилетий сейсмологи изучали дно Средиземного
моря с помощью акустических волн. Ученые видели слои отложений,
соответствующие опусканию бассейна в миоцене, плиоцене и в более
ранние времена. На протяжении большей части мезозоя и кайнозоя
бассейн Средиземного моря был частью огромного океана Тетис, кото-
рый простирался от Гибралтара до Индонезии. Затем в миоцене бас-
сейн прогнулся из-за давления, вызванного столкновением между Аф-
риканской и Евразийской плитами (это столкновение, или коллизия,
привело также к поднятию Альп). Однако в 1961 г сейсмические про-
фили впервые выявили некий выделяющийся слой, который обеспечи-
вал очень «яркое» отражение звуковых волн. Его назвали М- отражате-
лем. Материал этого слоя сильно отличался по плотности от слоев ила
и песка в остальной части разреза, поэтому исследователи сразу пред-
положили. что это могут быть залежи соли. Они «соткали» своего рода
одеяло по всему Средиземноморью площадью с морское дно, но зале-
гающее глубоко под ним. Это позволило предположить, что когда-то
данный слой отложился по всему дну, а затем был перекрыт более
молодыми отложениями. В 1967 г. итальянский сейсмолог Джорджо
Руджери предположил, что М отражатель не просто состоит из соли,
но и соответствует соляным пластам, давне известным по Мессин-
скому проливу. Он выдвинул гипотезу, что когда-то все Средиземное
море высохло, превратившись в гигантский соляной бассейн, и ввел
термин «Мессинский пик солености» (или «Мессинский кризис соле-
ности»). Однако у его догадки не было никаких прямых доказательств.

Тем не менее гипотезу явно стоило изучить. Ученые предложили,
чтобы бурением дна Средиземного моря занялся «Гломар Челлен-
джер» — в тринадцатой своей экспедиции и через два года после
первого рейса. Экспедиция должна была решить, что представляет
собой М-отражатель и прав ли Руджери. Как и во всех плаваниях
Проекта глубоководного бурения (DSDP), в тринадцатой экспедиции
на судне находилась большая группа ученых во главе с тремя специа-
листами. В числе последних были ведущая ми кропал еонтолог Мария
Бьянка Чита и Кен Сюй, седиментолог китайского происхождения, из-
вестный как первопроходец во многих областях исследований. В част-
ности, он выяснил, как формировались калифорнийские меланжи
(глава 23). Когда я пишу эти строки, ему 94 года, и он получил за свои
важные открытия почти все возможные награды в области геологии,
включая медаль Волластона Геологического общества Лондона и ме-
даль Пенроуза Геологического общества США.

Последним в этой тройке был специалист по морской геофизике
Уильям Райан, который занимался геофизикой, профилями глубин
и забором кернов Когда я учился в аспирантуре в Ламонте в 1977 г.,
Билл Райан преподавал нам морскую геологию, и я слышал эту ис-
торию непосредственно от него. Он участвовал в десятках океано-
графических экспедиций Обсерватории Ламонт, а его изобретения
и разработка технологий эхолокации, океанографической С7>емки, глу-
боководных камер и драг помогли собрать множество данных с мор-
ского дна. Райан спокоен, сдержан и замкнут, говорит медленно и не-
громко. но его идеи и самодисциплина вне всякого сравнения. Хотя
ео время лекций он сохранял бесстрастие и не повышал голос, я до сих
пор отчетливо помню, как он описывал первый свой опыт картирова-
ния абиссальных* равнин Мирового океана. Райан отметил, что они
были такими плоскими и такими огромными, что ученые целыми
днями плыли над абиссальным плато, а эхолот постоянно давал одно
и то же значение глубины.

Кен, Билл и Мария присоединились к проекту с разными целями-
найти причину хорошо известного падения уровня океана во всей Ев-
ропе в позднем миоцене (Сюй); разыскать хорошую морскую миоцен-
плиоценовую последовательность и улучшить биостратиграфическое
датирование морских пород Средиземноморья (Чита); выяснить при-
роду М-отражателя и узнать, как сформировался Средиземномор-
ский бассейн (Райан). В начале 1970 г. «Гломар Челленджер» вышел

Абиссальная зона (грея,	— «бездонный») — район наибольших морских

глубин (от 3000 м). —Прим, ред
из Лиссабона, прошел Гибралтарским проливом и сразу же приступил
к бурению в Балеарской впадине (западная половина Средиземного
моря между Испанией и Сардинией — Корсикой, включая Балеарские
острова). Первые места бурения (точки 120,121 и 122) находились на за-
падной окраине Балеарской впадины у восточного побережья Испании
(рис. 24.7). Пройдя мощные толщи плейстоценовых и плиоценовых
морских илов, ученые обнаружили на границе миоцена и плиоцена
мощный слой гравия. Это позволило предположить, что в Средизем-
номорский бассейн попадали грубые речные отложения или даже вне-
запные паводки из арройо (сухих пустынных русел). Не являясь окон-
чательным доказательством, это все же убедительно указывало, что
верхние склоны Балеарской впадины не всегда находились под водой,
а некогда были широкими аллювиальными конусами выноса*, покры-
тыми песком и гравием, которые смывало с суши.

Затем судно отправилось бурить дальше на восток и вниз по склону
этой впадины. Когда геологи опустились ниже плейстоценовых и плио-
ценовых илов, обнаружилось кое что поистине удивительное — слои-
стые строматолиты (см. главу 13) и корки доломита, указывающие
на то, что нижняя часть склона представляла собой суперсоленую
приливно-отливную (литоральную) илистую отмель, где покрытия-
маты могли быть образованы только синезелеными бактериями и не-
которыми водорослями. Вода была настолько соленой, что образо-
вывались необычные минералы, такие как доломит. Это убедительно
подтверждало тот факт, что дно Средиземного моря высыхало, по-
скольку строматолиты и литоральные отложения доломитов не могут
развиваться в глубинах океана, а фотосинтезирующие бактерии не спо-
собны жить без солнечного света.

Наконец, корабль отправился к намеченной целевой точке цен-
тру Балеарской впадины. Когда геологи пробурили плиоценовые мор-
ские отложения, они нашли толстые слои соли и гипса, залегающие
на сотни и тысячи метров ниже нынешнего дна Средиземного моря.
Это стало надежным доказательствохМ, что около 5,5 млн лет назад за-
падное Средиземноморье полностью высыхало. Одновременно под-
твердилось то, что подозревали многие сейсмологи: М-отражатель

Конус выноса — скопление аллювиальных отложений (галька, песок, глина)
в виде конуса в устье горной реки или балки, когда они выходят на равнину.
Рис. 24.7 Концентрическая зональность распределения эвапоритовых минералов в Балеарской впадине
в западном Средиземноморье. Показано расположение мест бурения пи Проекту глубоководно г о бурения
[Deep Sea Drilling Project, DSDP]. Предоставленс Deep Sea Drilling Project

оказался мощным слоем соли и гипса позднего миоцена, и этот слой
обнаруживался под донными пластами по всему Средиземноморью.

Такую же картину вы найдете в любом полностью высохшем во-
доеме — например, в Мертвом море или калифорнийской Долине
Смерти. На окраинах этик бассейнов могут оказаться аллювиаль-
ные гравийные, а иногда и литоральные отложения со строматоли-
тами и карбонатными минералами. Ряд известных экспериментов,
проведенных итальянским химиком М. Усиглио в 1849 г., показали,
что для образования карбонатов (например, кальцита, арагонита
или доломита) необходимо испарить около 50% исходной воды
Следующая зона вокруг «мишени» богата сульфатами (в частности,
гипсом), которые образуются, когда испарение удаляет 8о% исход-
ного объема воды. Наконец, последними в осадок выпадают «горь-
кие соли»: галит (хлорид натрия), сильвин (хлорид калия) и разные
формы хлорида кальция. Эти соли образуются, только когда испаря-
ется не меньше 90% первоначальной воды; они выпадают в осадок
из высококонцентрированного рассола по мере того, как остатки влаги
исчезают из середины бассейна центра «мишени».

Удивительные открытия продолжались. Одна скважина прошла
через принесенные ветром дюнные отложения из пустыни на дне Сре-
диземного моря, которые состояли из зерен кварцевого песка, сме-
шанных с высохшими раковинами планктона. Эти материалы выве-
трились из старых морских илов, доставленных песчаными бурями
миоцена. В других кернах обнаружились многочисленные грязевые
трещины, свидетельствующие о том, что дно полностью высыхало.
В большинстве кернов геологи нашли слои соли и гипса, чередую-
щиеся со слоями обычных морских отложений: это говорило, что дно
Средиземного моря высыхало, затем снова ненадолго затапливалось,
после чего снова высыхало, и так раз за разом. Именно повторяю-
щиеся стадии высыхания и затопления обеспечили такую огромную
толщину отложений соли и гипса в Мессинском проливе. Если бы ис-
парение произошло один раз, то после исчезновения воды остался бы
только тонкий слой соли и гипса. Фактическое количество соли оцени-
вается в 4 триллиона триллионов килограммов, то есть больше т млн
кубических километров! Это в 50 раз больше, чем содержится в Сре-
диземном море сейчас. Таким образом, для этого требуется, чтобы
Средиземное море высыхало минимум 50 раз, поэтому в прошлом
должны были происходить частые колебания между затоплением
и высыханием.

РЕШЕНИЕ: ГИГАНТСКОЕ МЕРТВОЕ МОРЕ

Тринадцатая экспедиция DSDP продолжилась далее к востоку, мимо
Италии и Сицилии; судно пробурило скважины в восточном Среди-
земноморье и обнаружило еще больше отложений того же типа. К мо-
менту окончания работ ученые на борту считали полученные дока-
зательства неопровержимыми. По их мнению, другого объяснения
просто не было. Средиземное море некогда было огромной пусты-
ней (рис. 24.8).

И все же, когда геологи вернулись из путешествия и начали изла-
гать свои результаты на научных конференциях в начале 1971 г., они
столкнулись с невероятным скепсисом и сопротивлением. Какими бы
серьезными ни были их аргументы, у многих ученых не укладывалось
Рис. 24.8 Сысо1хание Сре диземь иизрсжьго бассейна в представлении художника.
Источник. Wikimedia Commons

в голове, что все Средиземное море когда-то высохло и образовало
заполненный солью пустынный бассейн на глубине до 18оо м ниже
уровня моря — подобный расширенной версии Мертвого моря. Даже
полвека спустя все еще есть профессионалы, которые противятся этой
идее, хотя большинство согласилось с заключениями, которые Сюй,
Райан и их коллеги отстаивали в 1970 и 1971 гг.

Прежде всего нужно понять, что Средиземное море очень уяз-
вимый водоем. Оно расположено в пустынных широтах субтропиче-
ского пояса высокого давления (рис. 18.4); здесь преимущественно
жарко и сухо от побережья Северной Африки до европейских стран
с их теплым «средиземноморским климатом» (Испании, Италии и Гре-
ции). Из-за того, что регион находится в пустынном поясе, в Среди-
земное море поступает гораздо меньше воды, чем испаряется, и высо-
кую скорость испарения компенсируют лишь несколько впадающих
в него крупных рек (в их числе Нил и Рона). Сначала этот бассейн за-
крылся на восточном краю, когда около 20 млн лет назад Аравийский
полуостров и Африка столкнулись с Азией. В результате для компен-
сации испарения остается только узкий Гибралтарский пролив, через
который в море может поступать морская вода. Если какое нибудь
критическое событие перекроет этот кран, водоем будет полностью
отрезан.

Действительно, 5,96 ± 0,02 млн лет назад произошло глобаль-
ное падение уровня моря, и одновременно столкновение между Аф-
рикой и Испанией вызвало подъем Атласских юр. Как только океан
опустился ниже уровня того узкого порога, который позволял воде
попадать в Средиземное море, оно оказалось изолировано. Между
5,96 и 5,33 млн лет назад Средиземноморский бассейн то полностью
высыхал, то затапливался, когда вода на какое-то время просачивалась
через Гибралтар, затем снова высыхал и снова затапливался — и так
по крайней мере 50 раз.

Между тем бассейн походил на огромное Мертвое море, и те жи-
вотные, которые переносили жару и засуху, могли мигрировать через
море или между многими районами, которые сейчас являют собой ост-
рова. Мы давно знаем, что на многих островах Средиземноморья —
Кипре, Мальте, Гаргано*, Корсике, Сицилии и Сардинии — обитали
необычные карликовые формы ископаемых млекопитающих, которые
эволюционировали в изоляции после того, как Средиземное море за-
полнилось водой в последний раз и отделило острова друг от друга.
На Кипре и Мальте жили вымершие карликовые бегемоты. На дру-
гих островах обитали карликовые мамонты. 11а третьих зато найдены
ископаемые гигантские ежи размером с собаку и кролики размером
со свинью. Этот феномен характерен для многих островных фаун:
крупные млекопитающие (например, слоны и гиппопотамы) стано-
вятся меньше из-за ограниченных ресурсов и отсутствия хищников,
а мелкие млекопитающие (ежи, кролики и др.) укрупняются из-за
отсутствия других животных, которые в обычных условиях могли бы
конкурировать с ними в этом классе размеров тела.

Палеонтологи, изучающие древних млекопитающих, давно знали,
что в конце миопена в фауне произошли серьезные изменения; звери
тогда свободно перемещались между Евразией и Африкой. Основы-
ваясь на этом факте, они первыми предположили, что Средиземное
море высыхало.

Понимание того, что Средиземное море бывало пустыней, также
дает ключ к разгадке последнего фрагмента головоломки — Большого

Сейчас Гаргано — полуостров («шпора» итальянского сапога).
каньона под Нилом. Поскольку в начале мессинского события уровень
воды в Средиземном море начал падать, древний предшественник
Нила должен был сделать в своей пойме прорезь, чтобы уравнове-
сить возникший градиент. Это продолжалось до полного исчезновения
Средиземного моря, и за это время река образовала каньон глубиной
примерно 2500 м ниже нынешнего уровня моря: принесенная вода
уходила в солончаки, а затем испарялась. Когда в плиоцене в Среди-
земноморском бассейне вновь появилась морская вода, она заполнила
также и каньон Нила, и постепенно эту впадину занесло — как мор-
скими отложениями из низовий, так и песком и илом из верховий.
Эту гипотезу подтвердили исследования долины Роны во Франции:
оказалось, что под Роной тоже находится глубокий каньон, до краев
заполненный плиоценовыми морскими отложениями.

Наконец, тот факт, что происходило с полсотни более мелких
эпизодов затопления водой, которая потом просто испарялась, дает
нам некоторое представление о том, сколько воды было необходимо
и с какой скоростью она должна была прибывать, чтобы компенсиро-
вать стремительное испарение. Для великого плиоценового «потопа»,
который в итоге заполнил Средиземное море и положил конец мас-
штабному циклу высыхания и затопления, потребовался еще больший
объем воды. Райан вычислил, что через Гибралтар должно было про-
ходить так много холодной морской воды из Атлантики, что образо-
вался водопад примерно в 1000 раз больше Ниагарского, или в 15 раз
больше, чем водопад Виктория на реке Замбези — один из крупней-
ших в мире. Райан и Сюй подсчитали, что для наполнения Среди-
земного моря за юо лет через Гибралтарский водопад должно было
проходить около 34000 кубических километров воды в год, а на деле,
вероятно, намного больше. При такой скорости объем и давление
были настолько велики, что, кажется, грохот мог бы преодолеть зву-
ковой барьер!

Так простое наблюдение за солью в Мессинском проливе и обна-
ружение каньона под Нилом привели к пониманию одного из самых
удивительных эпизодов в истории Земли.
25

ПОЭТ, ПРОФЕССОР, ПОЛИТИК. УБОРЩИК
И ОТКРЫТИЕ ЛЕДНИКОВЫХ ПЕРИОДОВ

ЛЕДНИКОВЫЕ

ЭРРАТИЧЕСКИЕ ВАЛУНЫ

Ледник был великим Божьим плугом, запущенным в работу давным-
давно, чтобы истирать, пахать и, так сказать, месить поверхность
Земли.

Луи Агассис

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 1: СТРАНСТВУЮЩИЕ ВАЛУНЫ

На заре геологии в конце XVIII — начале XIX в. одной из величай-
ших загадок были огромные валуны. Они нередко попадались в не-
обычных местах, а некоторые при этом балансировали в неустойчи-
вом положении (рис. 25.1). Совершенно непонятной была природа
этих камней. Они состояли из пород, которых не было рядом с ме-
стом, где валуны находились. В каких-то случаях происхождение
этих пород можно было проследить — и «родина» их оказывалась
на сотни километров севернее местопребывания валуна. Шотландский
геолог-первооткрыватель (ученик Джеймса Хаттона) Арчибальд Гейки
гораздо позже описывал их так: «Большие каменные массы, часто ве-
личиной с дом, которые перенесены ледниковым льдом и залегают
на видном месте в ледниковых долинах или разбросаны по холмам
и равнинам. Изучение их минералогического состава позволяет иден-
тифицировать их источник».
Рис. 25.1 Несколько примеров oi ромных ненадежно уравновешенных эрратических валунов в Северной
Европе. [А] Куммакиви [«странный камень- в переводе с финског] в финский провинции Сави.

[В] Гигантский инор"дный валун, лежащий на других камнях в Норбере, недалеко от Оствика, графство
Йоркшир [Англия]. [С] Эрратический балансирующий валун, недавни оказавшийся в результате таяния
ледников в Йосемитском национальном парке [Калифорния]. Источники: [А], [В] Wikimedia Commons.

[С] The Geologic Story of Yosemite National Park [1987] by N. King Huber
Рис. 25.1 [продолжение]

Чем дольше геологи наблюдали валуны, тем больше понимали,
насколько они чужды своему окружению. В Схокланде в центре Ни-
дерландов — страны, покрытой очень молодыми отложениями, где
нигде нет выхода твердых коренных пород, — много валунов, проис-
хождение которых можно проследить до Норвегии. Посреди прибреж-
ной равнины на севере Германии в коммуне Штёксе есть огромный
валун, который называют Гибихенштайн. Он явно неместный: в этом
районе нет твердых коренных пород, есть только мягкие осадочные
материалы прибрежных равнин. Происхождение камня можно про-
следить до Скандинавии. В Европе есть еще такие же камни, а на дру-
гих континентах можно найти и более примечательные например,
огромные валуны, возвышающиеся над равнинами Альберты: все они
образовались явно не из тех мягких сланцев мелового периода, что
их окружают. Другой пример Плимутский камень, скала, к которой
в 1620 г., по преданию, причалили отцы-пилигримы. Когда я проводил
выездные занятия по геологии в центральном Иллинойсе, мы часто
останавливались у одной из выемок и вытаскивали куски самород-
ной меди, которая могла происходить только с Верхнего полуострова
Мичигана. Подобные объекты, которые обнаруживаются по всему Се-
верному полушарию, получили название эрратических от латин-
ского глагола errare («блуждать»). Английские слова err («ошибаться»)
и error («ошибка») восходят к тому же корню: когда вы ошибаетесь,
то блуждаете, отклоняясь от истины. Эти валуны также именовали
«заблудшими овцами» или «подкидышами», поскольку они напоми-
нали ученым животных, которые отбились от стада.

Однако, как мы видели в главе 5, на заре геологии ученые приписы-
вали все слоистые породы (не только осадочные, но и лавовые потоки)
деятельности какого-то масштабного наводнения — обычно Ноева по-
топа. Наводнение могло бы объяснять перемещение камней на боль-
шие расстояния, однако эта гипотеза пренебрегала важными деталями:
например, оставалось неясным, почему вода подхватывала такие боль-
шие валуны, не оставляя при этом слои гравия и гальки (как это про-
исходит при сильных наводнениях в наши дни). Она также не проли-
вала свет на тог факт, что многие из этих валунов отличаются острыми
угловатыми краями, а не округлены и не сглажены, как всегда бывает,
когда камни перекатываются в воде, особенно во время паводков. Од-
нако геология тогда, повторим, находилась в зачаточном состоянии,
а догмат о Великом потопе был настолько непоколебимым, что мало
кто вникал в подобные несоответствия. Большинство просто игнори-
ровали их, чтобы втиснуть все находки в одно простое объяснение.
В 1824 г. выдающийся британский натуралист Уильям Баклэнд писал:

У пас есть свидетельства того, что какое-то течение с севера пере-
несло на нынешнее место по всему восточному побережью Англии
ту долю находящихся там камней, которая не может происходить
из этой местности; некоторое их количество, возможно, пришло
с побережья Шотландии, но большую часть, по-видимому, при-
несло с другой стороны Германского океана.

Таким образом, ледниковые эрратические валуны оставались загад-
кой. То же самое было и с мощными отложениями несортированных
валунов, песка и глины, которые в ту пору геологи называли наносами,
как все отложения, которые образовались в результате паводковых те-
чений. Другое их название — дилювий, от латинского diluvium («на-
воднение, потоп»). Если бы натуралисты посмотрели на вещи крити-
чески, то увидели бы, что любой водный поток порождает отчетливые
слои и напластования — вне зависимости от того, насколько мощ-
ным является обводнение. Даже когда наводки внезапно теряют свою
энергию, они не сбрасывают собственный груз в виде беспорядочной
нестратифицированной смеси валунов, гравия, песка и глины, а от-
кладывают материал, отсортированный по слоям с разным размером
зерен — от отдельных пластов гравия до пелены песка и 'тонкослои-
стых отложений алеврита и глины. Но до такого критического мыш-
ления было еще далеко...

ФРАГМЕНТ ГОЛОВОЛОМКИ № 2: ЦАРАПИНЫ НА КАМНЕ

Первых европейских геологов озадачивала еще одна особенность твер-
дых коренных пород — на них были заметны параллельные царапины
и борозды, иногда тянущиеся на много метров (рис. 25.2). Порой эти
борозды были очень меткими, но встречались и удивительно глубо-
кие. В некоторых случаях параллельные царапины покрывали огром-
ные участки скальных пород. Какая сила могла процарапать борозды
в таком твердом материале? И, что еще более важно, какие причины
заставили борозды выстраиваться строго параллельно друг другу?

Вплоть до конца 1830-х гг. удобной и простой версией для объясне-
ния царапин на камне служил все тот же Всемирный потоп. В 1823 г.
Баклэнд написал 200-страничную монографию «Reliquiae Diluviac
[в переводе с латинского «Следы потопа»], или Наблюдения за орга-
ническими остатками, содержащимися в пещерах, трещинах и дилю-
виальном гравии, а также за иными геологическими явлениями, свиде-
тельствующими о деятельности Всемирного потопа». В этом трактате
с помощью библейских представлений объяснялись эрратические ва-
луны, ледниковые наносы и параллельные царапины. Баклэнд утвер-
ждал, что царапины были проделаны «трением тяжелых тел, приведен-
ных в движение мощной силой быстро двигающейся воды». При этом
любой внимательный наблюдатель, посмотревший — хоть тогда, хоть
сейчас — на действие бурлящих паводковых вод, понял бы, что теку-
щая вода не переносит камни по длинным прямым линиям на боль-
шие расстояния и не проделывает этими камнями борозды. Однако
такие эксперименты станут проводиться гораздо позднее, поскольку
геологов того времени вполне удовлетворяла модель Земли со Все-
мирным потопом.
Рис. 25.2 Ледник /вые биризды и царапины на киренний пироде. Их оставляют ка|уни, которые тащит
ледник: такие камни действуют словно зубья рашпиля. Источник: Wikimedia Commons

РЕШЕНИЕ: АГАССИС И EISZEIT

Не все европейцы считали эти странные геологические особенности ре-
зультатом воздействия разлившихся вод. Например, те, кто жил недалеко
от Альп, видели ледники в действии и потому придерживались другой
точки зрения. Швейцарский священник Бернхард Фридрих Кюн еще
в 1787 г. утверждал, что эрратические валуны принесены льдом, потому
что мог отметить, как это делают швейцарские ледники. Когда несколько
лет спустя Джеймс Хаттон посетил горы Юра в Швейцарии и Франции,
он при; пел к тому же выводу, хотя эта мысль и теряется среди его ради-
кальных и революционных идей. В 1824 г. норвежский натуралист Иене
Эсмарк утверждал, что именно ледники причина борозд и эрратических
валунов в Норвегии. Эти люди могли воочию убедиться, как неимоверная
тяжесть льда давит на камни, которые ледник тащит с собой, и под давле-
нием этой огромной силы камни царапают коренную породу, словно зубья
рашпиля или терки. Под влиянием Эсмарка немецкий естествоиспытатель
Рейнхард Бернхарди опубликовал в 1832 г. статью, в которой утверждал,
что когда-то льдом была покрыта вся территория Европы вплоть до цен-
тральной Германии.

Тем временем в Швейцарии накапливались наблюдения за совре-
менными альпийскими ледниками и сведения об их влиянии, так что
ситуация постепенно прояснялась. В1815 г. швейцарский охотник и зна-
ток гор Жан-Пьер Псрродсн описал воздействие ледников на местные
долины и сделал вывод, что некогда ледники были больше и простира-
лись дальше. В 1818 г. его идеи произвели впечатление на инженера Иг-
наса Венеца, который по ходу работы хорошо изучил природу Швей-
царии. Венец постепенно все больше убеждался в том, что ледники
распространялись из Альп и воздействовали на окрестные террито-
рии. В своих трудах 1816,1821 и, наконец, 1829 г. он развивал мысль, что
в прошлом льды занимали значительно большую площадь. В том же
самом убедился Жан де Шарпантье, руководитель соляных копей в Бе,
послушав доводы Перродена, а затем Венеца и проведя собственные
полевые наблюдения. С 1829 по j833 г. он опубликовал еще несколько
весомых статей на эту тему.

В 1834 г. на выступлении де Шарпантье в Люцерне присутствовал
молодой швейцарский палеонтолог Луи Агассис (рис. 25.3). Он уже
был известен в Европе благодаря своей новаторской работе, посвящен-
ной ископаемым рыбам. Летом 1836 г. Агассис приехал к де Шарпантье
в Бе, намереваясь доказать ошибочность его ледниковых идей. В ре-
зультате он сам обратился к гляциальной теории и стал распространять
ее среди геологов, незнакомых с ледниками. В отличие от упомянутых
выше приверженцев ледниковой геологии, которые просто выклады-
вали доказательства оледенения Альп и близлежащих регионов, Агас-
сис был творчески мыслящим специалистом, ярким оратором, зади-
ристым писателем, а также отличался энергичностью, трудолюбием
и амбициозностью.

В 1837 г. Агассис проводил у себя в Невшателе ежегодное собрание
Швейцарского общества естественных наук. Когда он встал, чтобы про-
изнести вступительную речь, аудитория ожидала услышать очеред
ное сообщение об ископаемых рыбах. Однако вместо этого ученый
изложил серьезные аргументы в пользу идеи, согласно которой при-
чиной большинства геологических особенностей, которые когда-то
приписывались Всемирному потопу, являются ледники. Рассмотрев
доказательства и представления Перродена, Венеца и де Шарпантье,
Рис. 25.3 Луи Агассис [Агасси] в молодости. Источник: Wikimedia Commons

он распространил их предположения на большую часть Европы и за-
явил, что она была покрыта льдом во время «ледникового периода»
{нем. Eiszeit). Это выступление было настолько неожиданным и уди-
вительным, что собравшиеся пришли в замешательство, а долгая дис-
куссия сорвала программу других запланированных докладов. Один
из них должен был читать Аманц Гресли, который собирался изло-
жить свою ныне общеизвестную концепцию осадочных фаций, но так
и не успел сделать это из-за хаоса, последовавшего за «бомбой», взо-
рванной Агассисом.

Большинство участников собрания весьма скептически и крити-
чески отнеслись к идеям Агассиса, поэтому после дискуссии он спон-
танно решил организовать поездку к ближайшим альпийским лед-
никам. (На каком-нибудь современном профессиональном научном
форуме ничего бы не получилось — у людей теперь все расписано
на несколько месяцев вперед, есть самолеты, на которые нужно успеть,
и бронирование номеров в гостиницах, которое нельзя отменить.)
В карете с ним отправились величайшие геологи региона, в том числе
Эли де Бомон и Леопольд фон Бух. Но если Агассис думал, что коллеги
мгновенно поменяют свои взгляды по результатам полевых наблюде-
ний, то он был чрезмерно оптимистичен в отношении человеческой
природы. Поездка их не убедила, и большая часть геологического со-
общества по-прежнему недоверчиво относилась к его идее. Великий
естествоиспытатель и исследователь Александр фон Гумбольдт сове-
товал Агассису вернуться к ископаемым рыбам и «оказать большую
услугу реальной геологии, а не заниматься этими общими (к тому же
слегка оледенелыми) рассуждениями об изменениях древнего мира
рассуждениями, которые, как вам хорошо известно, убеждают только
тех, кто их рождает».

Если на континенте к Агассису отнеслись недоверчиво, то ученые
в других местах оказались более восприимчивы. Когда британский
геолог Уильям Баклэнд узнал о некоторых его идеях, он начал сомне-
ваться в собственной работе, объясняющей все Ноевым пот опом. Агас-
сис с Баклэндом стали друзьями еще в 1835 г., когда швейцарец при-
езжал в Оксфорд для изучения ископаемых рыб. В 1838 г Баклэнд
отправился в немецкий Фрайбург: он посетил Ассоциацию немецких
натуралистов, послушал, как Агассис излагает свою ледниковую тео-
рию, и отнесся к его выступлению без предубеждения. Вместе с Агас-
сисом они отправились в Невшатель, где совершили большое путе-
шествие по ледникам в сопровождении Шарля-Люсьена Бонапарта,
богатого покровителя естественных наук. (Шарль-Люсьен занялся на-
укой после того, как его дядя в 1815 г. проиграл битву при Ватерлоо
и отправился в свое последнее изгнание.) Поездка не убедила Бак-
лэнда полностью. Он размышлял над увиденным вплоть до 1840 г.,
когда Агассис выступил в Глазго перед членами Британской ассоциа-
ции содействия развитию науки. В итоге Баклэнд поменял точку зре-
ния, став одним из первых в Британии последователей гляциальной
теории. Большинство других британских геологов отнеслись к изме-
нению его взглядов с удивлением и презрением. Одна карикатура того
времени (рис. 25.4) изображала Баклэнда в полевом костюме, цилин-
дре и академической мантии, с картами, молотками и другим геологи-
ческим снаряжением. На камнях у его ног были параллельные цара-
пины, а на них лежали записки: «Поцарапано ледником за тридцать
три тысячи триста тридцать лет до сотворения мира» и «Поцарапано
тележным колесом на мосту Ватерлоо позавчера».
Тем не менее Баклэнд убедил самого крупного авторитета своей
эпохи Чарльза Лайеля, и тот немедленно написал статью в под-
держку его идей. Затем Агассис, Баклэнд и Лайель совершили по-
ездку по Северо-Шотландскому нагорью, и Агассис сумел продемон-
стрировать коллегам, что многие характерные особенности, которые
так долго оставались загадочными, можно объяснить тем, что Шот-
ландия когда-то была покрыта льдом. В преддверии 1841 г. Эдвард
Форбс писал Агассису: «Вы заставили всех здешних геологов поме-
шаться на ледниках, и они превратили Великобританию в льдохрани-
лище. Забавные и весьма абсурдные попытки противостоять вашим
взглядам предприняли один или два псевдо геолога».

Битва за ледниковые периоды бушевала еще много лет, но Агас-
сис устал от непрекрашающегося неразрешенного конфликта. В 1846 г.
он отправился в Соединенные Штаты — первоначально для изучения
ископаемых рыб, но затем получил щедрое предложение на работу
в Гарварде и основал .Музей сравнительной зоологии. Он оставался
в США до конца жизни и умер ь 1873 г., после 27 лет преподавания
и исследовательской деятельности в Гарварде. Что еще более важно,
он использовал свой переезд в другую страну, чтобы путешествовать
по всей северо-восточной части Северной Америки, где обнаружил
множество гляциальных особенностей, раз за разом подтверждая,
что арктическая ледяная шапка некогда действительно покрывала все
северные континенты. Он, кроме того, подготовил нескольких выда-
ющихся учеников, ставших следующим поколением американских
натуралистов и геологов, включая палеонтологов Чарльза Дулиттла
Уолкотта (глава 17), Алфеуса Хайата и Натаниела Шалера; палеонто-
лога и энтомолога Алфеуса Паккарда; натуралиста-первопроходца
Эрнеста Ингерсолла; ихтиолога Дэвида Старра Джордана; геолога
Джозефа Леконта; а также известного философа и психолога Уиль-
яма Джеймса.

Профессор, политик и поэт... * Швейцарский профессор Агассис
выдвинул теорию ледникового периода, а политик-геолог Лайель

Отсылка к названию книги Эдмунда Боллеса «Ледовые исследователи: как поэт,
профессор и политик открыли Ледниковый период» (Edmund Blair Bolles. ‘‘The
ice finders: how a poet, a professor, and a politician discovered the Ice Age”). Строго
говоря, будучи крупным авторитетом своего времени, Чарльз Лайель не был
ни политиком, ни государственным деятелем и всю жизнь занимался только
наукой.
Рис. 25.4 Знаменитая карикатура на Уильяма Баклэнда, стпящегп аа ледниковых царапинах.
Источник: Wikimedia Common
поддержал ее, убедив к 1842 г. многих других коллег. Но, чтобы эта
идея окончательно завоевала мир, потребовалось еще одно откры-
тие — его сделал поэт и ученый Илайша Кент Кейн.

РИСК И СМЕРТЬ В ГРЕНЛАНДИИ

Одной из основных проблем для геологов и негеологов, пытавшихся
уразуметь концепцию ледникового периода, был визуальный образ
огромных ледяных щитов, покрывающих всю Европу. Одно дело ду-
мать о том, что альпийские ледники в прошлом простирались гораздо
дальше, чем сегодня. Совсем другое — вообразить себе толстую ледо-
вую шапку, спрятавшую континент. И снова трудность заключалась
в ограниченных знаниях о мире у большинства европейцев. Точно
так же, как сторонники Абраама Вернера никогда не видели извержение
вулкана и потому не могли представить себе поток лавы в виде жидкой
породы, современники Агассиса и его сторонников не имели ни малей-
шего представления, как может выглядеть гигантский ледяной щит.

До того почти все прорывы в науке были прерогативой европейцев.
Однако молодая американская страна начала вкладывать средства в ис-
следования и расширение территории; сначала первопроходцы и раз-
ведчики путешествовали от Аппалачей до Миссисипи, а экспедиция
Льюиса и Кларка добралась в 1805 г. до Тихого оксана. В 1848 г после
А мерикано-мексиканской войны США присоединили огромные терри-
тории, а в 1850 г. американским штатом стала Калифорния.

Американцы исследовали западные земли, однако стремились из-
учать и полярные регионы. Многие отважные люди попытались вос-
пользоваться новыми возможностями и оставить свой след в истории.
Одним из них был молодой Илайша Кент Кейп. Он родился в 1820 г.
в уважаемой филадельфийской семье, в 22 года получил медицинское
образование в Пенсильванском университете, затем стал помощни-
ком хирурга на военном флоте. В результате он участвовал во многих
опасных миссиях — в Китае, Африке, а также в нескольких сражениях
Американо-мексиканской войны. В битве при Нопалукане 6 января
1848 г. Кейн захватил в плен мексиканского генерала Антонио Гаону
и его раненого сына, с которыми затем подружился.

В 1845 г. британский исследователь и офицер военного флота сэр
Джон Франклин, не дрогнув, возглавил рискованное плавание на двух
парусных кораблях, HMS Erebus и HMS Terror, чтобы найти Северо-
Западный проход из Атлантического океана ь Тихий. Экспедиция про-
пала, и никому не было известно, что случилось с судами. Поскольку
Франклин был британским аристократом и видным исследователем,
леди Джейн Франклин и Адмиралтейство назначили огромную на-
граду за нахождение мореплавателя, его кораблей и команды. Поиски
начались в 1848 г., а к лету 1850 г. в надежде на вознаграждение Фран-
клина искали и британских кораблей и 2 американских.

Кейн, благодаря опыту и смелости, стал в 1850 г. старшим врачом
в одной из экспедиций, разыскивавших Франклина, которую финан-
сировал меценат Генри Гриннелл. Эта миссия увенчалась наконец
хотя бы относительным успехом, поскольку она обнаружила место-
нахождение первого зимнего лагеря Франклина. Воодушевленный
этим достижением, Кейн организовал вторую экспедицию, уже под
собственным руководством, которую тоже финансировал Гриннелл.
Бриг Advance отплыл из Нью-Йорка 31 мая 1853 г. и к зиме достиг за-
лива Ренселер- Бей в Гренландии. Зимой Кейн и его команда страдали
от цинги, а несколько человек оказались на грани гибели. Тем не менее
следующей весной группа продолжала продвигаться на север, где она
обнаружила свободный ото льда пролив Кеннеди в самой северной
части прохода между Гренландией и островом Элсмир. Этот марш-
рут стал предпочтительным для будущих полярных исследователей,
и кульминацией их усилий стало открытие Северного полюса Робер-
том Пири в 1909 г.

Однако находиться в Гренландии было все труднее, и вскоре вме-
сто поисков Франклина пришлось бороться за выживание и возвраще-
ние домой. 20 мая 1855 г. экипаж покинул скованный льдами Advance,
и Кейн в течение 83 тяжких дней вел свою команду по ледяному щиту,
пока они не добрались до открытой воды возле Упернавика (на за-
падном побережье Гренландии), где их спас проходивший парусник.
Несмотря на трудности, все, кроме одного участника, выдержали ми-
нусовые температуры и опасный переход через предательские рассе-
лины — притом что многим приходилось тянуть тяжелые сани с по-
страдавшими.

и октября 1855 г Кейн со спутниками наконец вернулись в Нью-
Йорк; их встречали как героев. Кейп занялся описанием экспедиции,
и через год появился двухтомный отчет. Он стал сенсацией и в Со-
единенных Штатах, и в Европе, поскольку в нем с энтузиазмом
повествовалось об опасностях и героизме, которые привлекали чита-
телей. Кроме того, это был первый случай, когда люди вернулись с ле-
дяного щита километровой толщины и описали его природу. Отчет
Кейна стал бестселлером, а ученые и неспециалисты впервые смогли
визуализировать и понять концепцию необъятных ледяных щитов.
Те оставшиеся геологи, которые еще возражали против Eiszeit Агас-
сиса, больше не могли отвергать идею гигантского ледяного щита. Они
наконец смогли представить себе километры льда, громоздящиеся по-
верх Европы и Северной Америки.

Сделаю е заключение к этой истории два добавления. Сам Кейн
еще восстанавливался после чрезвычайного напряжения, пережи-
того в путешествии, однако чувствовал себя обязанным отправиться
в Англию и лично доставить свое сообщение леди Франклин. Затем
по предписанию врача он поехал лечиться на Кубу, К сожалению,
здоровье исследователя ухудшилось, и он умер на Кубе гб февраля
1857 г. — в возрасте всего 37 лет. Тело доставили в Новый Орлеан,
а затем поезд повез его на родину в Филадельфию. На всех станциях
по пути состав встречали люди, отдававшие Кейну почести как нацио-
нальному герою, а траурный поезд стал самым длинным в истории
США на тот момент (позже его превзойдет траурный поезд, который
вез Авраама Линкольна на родину в Иллинойс после убийства в ап-
реле 1865 г.).

И все же эти первые поисковые группы не выяснили, что случи-
лось со злополучной экспедицией Франклина. Только с появлением
современных спутниковых технологий и совершенных методов поиска
в Арктике удалось установить судьбу кораблей и людей. Сейчас мы
знаем, что суда затерло во льдах, а все 129 человек умерли от болез-
ней, переохлаждения, голода или каннибализма. Обломки HMS Erebus
нашли в 2014 г., а судно HMS Terror обнаружилось только в 2016 г. Оба
корабля раздавило льдами, и они затонули у острова Кинг-Вильям.

ШОТЛАНДСКИЙ УБОРЩИК И СЕРБСКИЙ МАТЕМАТИК

После подтверждения концепции ледникового периода геологи
в конце XIX в и на протяжении большей части XX в. стали картиро-
вать ледниковые наносные отложения (фактически морены, состоя-
щие из ледникового тилла, который формируется, когда песок, гравий
и валуны нагромождаются на фронте тающего ледника). Вскоре уда-
лось установить, что в Северной Америке было четыре периода на-
ступления льда; их назвали (от самого молодого к самому старому)
висконсинским, иллинойским, канзасским и небрасским оледене-
ниями. Названия были даны по самому южному из штатов, в кото-
ром каждое оледенение оставило морены. Тем временем европейские
геологи обнаружили свидетельства пяти последовательных периодов
наступления льдов, названных (тоже от самого молодого к самому
старому) вюрмским, рисским, гюнцским, миндельским и дунайским
оледенениями. Получалось, что на континентах Северного полушария
был не один ледниковый период, а минимум четыре или пять. К сожа-
лению, не существовало методов датирования, позволявших оценить
возраст этих наступлений льда или определить, как четыре события
в Северной Америке могут соотноситься с пятью событиями в Европе.
Геологи выдвигали разные теории, объясняющие многократные на-
ступления льдов, но ни у одной не было надежных подтверждений.

Астрономы обсуждали идею, согласно которой переход от оледе-
нения (периода распространения льдов) к межледниковью (периоду
их отступления) может определяться инсоляцией, то есть количеством
солнечного света, падающего на земную поверхность Никто еще
не занимался математическими расчетами требуемых орбит и не вы-
числял соответствующие различия в энергии. Эту брешь заполнил за-
мечательный шотландец Джеймс Кролль (рис. 25.5). Он прекрасный
пример человека, который, не имея состояния и образования, смог
достичь профессиональных вершин исключительно благодаря своим
стараниям и уму. Кролль родился на ферме в Пертшире (Шотландия)
и был вынужден пойти работать, когда ему не исполнилось даже 16 лет.
Сначала он стал подмастерьем колесника, затем торговцем чаем, не-
удачно управлял гостиницей для трезвенников, работал страховым
агентом. В 1859 г. его взяли уборщиком* в музей Андерсоновского

Должность janitor, которую занимал Джеймс Кролль в музее Андерсоновского
института (ныне Стратклайдский университет Глазго), предполагает исполнение
ряда хозяйственно-технических функций: комендант, смотритель, сторож, убор-
щик, дворник и т.п. Не исключено, что Кролль совмещал разные обязанности.
На сайте Стратклайдского университета отмечается, что он остается «непрояс-
ненной до конца» фигурой. При этом исследователь несомненно входит в число
исторических личностей, которыми гордится университет. — Прим ред.
Рис. 25.5 Джеймс Крплль [Кролл]. Источник: Wikimedia Gummas

института б Глазго, и он начал проводить многие часы в библиотеке,
изучая математику, физику и астрономию.

Кролль основывался на трудах астронома Урбена Леверье, кото-
рый первым продемонстрировал, что орбита Земли вокруг Солнца
и наклон ее оси постоянно меняются. Результаты собственных вычис-
лений Кролль представил сэру Чарльзу Лайелю и сэру Арчибальду
Гейки. Ученые были впечатлены, а Гейки предложил ему место хра-
нителя геологических карт и корреспонденции Геологической службы
Шотландии в Эдинбурге. Здесь у Кролля появились не только необхо-
димые документы, но и много свободного времени для чтения и заня-
тий наукой. В 1875 г. он написал книгу «Климат и время в их геологиче-
ском взаимоотношении» (Climate and Time, in their Geologic Relations),
в которой изложил свое вйдение того, как изменения орбиты Земли
меняют количество получаемой солнечной радиации и тем самым слу-
жат фактором, вызывающим ледниковые периоды. Это принесло ав-
тору назначение на должность научного сотрудника и почетную сте-
пень от Сент-Эндрюсского университета, а в конечном итоге избрание
в Лондонское королевское общество.

Кролль сделал расчеты для известных циклов орбиты Земли во-
круг Солнца, чтобы понять, насколько они могут объяснить ледни-
ковые периоды. Он указал, что уже давно астрономы, и в частности
Иоганн Кеплер, отметивший это в 1609 г., знали, что орбита, по кото-
рой движется Земля, имеет форму не окружности, а эллипса. Этот
эллипс очень медленно меняет свои очертания, с почти округлого
на более вытянутый, и теперь известно, что продолжительность такого
цикла эксцентриситета* земной орбиты составляет около юоооо лег
(рис. 25.6А). Другим циклом, известным с Гиппарха, жившего в П в.
до н. э., является цикл прецессии, или «покачивания». Древние греки
понимали, что Земля покачивается, как волчок, и ось ее вращения
меняет направление. Например, ныне эта ось указывает примерно
на Полярную звезду, но 14000 лет назад она была направлена на дру-
гую звезду — Вегу. Из-за того, что направление земной оси меняется,
на околополюсные зоны падает разное количество солнечного света.
Сейчас доказано, что цикл прецессии занимает около 21000-23000 лет
и представляет собой самый короткий из трех циклов.

Кролль также указал, что лед может очень быстро нарастать или
таять из-за обратной связи лед — альбедо (см. главу 16). Когда льда
много, планета хорошо отражает лучи, то ест ь обладает высоким аль-
бедо. Солнечная энергия отражается обратно в космос, и температура
понижается, а потому количество льда еще больше увеличивается. При
этом, если речь о ледяном ландшафте, для таяния нужно, чтобы по-
явилось немного темной, поглощающей солнечный свет поверхности
с низким альбедо (например, морской воды или растительности): эти
участки станут поглощать больше тепла, и таяние ускорится.

Книга Кролля была очень смелой, она давала пищу для размышле-
ний и заслуживала серьезного отношения, но, к сожалению, в то время
теории автора не поддавались проверке. Не существовало методов

Эксцентриситет — параметр, характеризующий «вытянутость» орбиты. У окруж-
ности он равен о, у эллипса соответствует значениям между о и 1.
[А]

Сейчас 200

Солнце

ООО 800	1000 тысяч лет назад

[В]

Плецессия
10,22.24 тыс. лет

Угол наклона
оси вращения
41 тыс. пет

Эксцентриситет
90,125 400 тыс. лет

Изменения инсоляции
60° с. ш., лето

Жапко

Стадии
оледенения

Холодно

Рис. 25.6 Циклы Миланковича. [А] Диаграмма, показывающая три цикла изменений орбиты Земли
и угла наклона по отношению к Солнцу. [В] Каждый цикл обладает собственным периодом, и когда
все три цикла взаимодействуют, то три синусоидальные волны складываются друг с другом
и порождают сложную интерференционную картину, передаваемую пилообразным графиком
потепления и охлаждения. Эту закономерность подтвердили измерения температур древнего
океана, зафиксированных в глубо\оаодных кернах и в конечн -м счете в пузырьках древне! о воздуха,
захваченного в ледяных кернах

надежной датировки, а неполные и скудные сведения о распростра-
нении льда на суше не давали возможность оценить его гипотезы.
Поэтому идеи шотландского ученого десятилетиями оставались не-
востребованными среди прочих интересных, но непроверяемых пред-
положений. В 188о г. Кролль получил сильную травму головы, из-за
которой был вынужден уйти на пенсию в 59 лет. Он прожил еще jo лет
и умер в 1890 г., а его новаторские суждения при жизни автора не по-
лучили развития.

И все же практически забытые исследования Кролля возродил
сербский астроном и математик Милутин Миланкович (рис. 25.7).
Он родился на территории нынешней Хорватии (в то время входив-
шей в состав Австро-Венгерской империи) в 1879 г. Милутин блестяще
учился и в 1904 г. получил инженерное образование в Венском техно-
логическом институте. Он стал отличным строителем, проектировал
и возводил в Австрии мосты, виадуки, акведуки, плотины и другие
сооружения, получил шесть патентов на свои изобретения, а затем
переехал в Сербию, где возглавил кафедру прикладной математики
в Белградском университете.

Несмотря на повседневную загрузку профессиональными обязан-
ностями, Миланкович больше всего интересовался фундаментальными
исследованиями, и к 1912 г. он увлекся решением проблем, связанных
с тем, как могут влиять на климат изменения инсоляции. «Метеороло-
гия, — жаловался он, по большей части просто набор бесчисленных
эмпирических фактов, в основном количественных данных, с мини-
мальными следами физики, используемой для объяснения некото-
рых из них... Математику применяли етце меньше, на уровне элемен-
тарных вычислений... Высшая математика не играла в этой области
никакой роли». В Г912-1913 гг. он опубликовал несколько работ, в кото-
рых вычислил инсоляцию для каждой широты и определил, как она
влияет на положение климатических поясов. В июле ЩГ4 г. в Сараеве
был убит эрцгерцог Франц Фердинанд, и противоречия между Сер-
бией и Австро-Венгерской империей переросли в Первую мировую
войну. Миланкович был сербом; его арестовали в Австрии во время
медового месяца и заключили в крепость Осиек. О своей первой ночи
в качестве военнопленного он писал:

За мной закрылась тяжелая железная дверь... Я сел на кровать,
оглядел комнату и начал осваиваться с новыми социальными об-
стоятельствами... Среди взятых вешей были уже опубликованные
или только начатые работы по моей космической задаче; было
даже немного чистой бумаги. Я просмотрел свои записи, взял вер-
ную перьевую ручку и начал писать и считать... Когда после полу-
ночи я оглядел комнату, мне понадобилось время, чтобы понять,
Рис. 25.7 Милутин Миланкович. Источник: Wikimedia Commons
где я нахожусь. Это крохотное помещение показалось мне разо-
вым ночлегом на моем пути сквозь Вселенную*.

К счастью, v него оказались хорошие связи в Вене, поэтому ученого
перевели в Будапешт, и, формально оставаясь пленным, он даже полу-
чил доступ к материалам, необходимым для исследований**. Исполь-
зуя предоставленное вре.мя и библиотеку Венгерской академии наук,
он добился огромных успехов в области математической метеороло-
гии и с 1914 но 1920 г. опубликовал несколько статей с изложением по-
лученных результатов. Наконец война закончилась, и в марте 1919 г.
Миланкович с семьей вернулся в Белград, где снова стал профессором
Белградского университета.

Затем Миланкович использовал свои исследования, чтобы точно
рассчитать на моделях, как циклы инсоляции могут вызывать ледни-
ковые периоды. Он понял, что ключевой фактор — количество света,
получаемого земной поверхностью в летнее время; именно этот па-
раметр определяет, сколько льда растает, а сколько останется. Милан-
кович опирался на концепцию циклов эксцентриситета и прецессии,
описанных Кроллем, и добавил третий цикл, открытый Людвигом
Пилгримом в 1904 г.: цикл изменения наклона оси вращения. Ведь
ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости ее орбиты, а на-
клонена под углом 23,5° (рис. 25.6А). Этот угол не постоянен, он ме-
няется в диапазоне приблизительно между 22 и 24,5°. Когда угол до-
ходит до 24,5°, полюсы получают гораздо больше солнечного света,
и количество льда там уменьшается; при угле 220 полярным регионам
достается света меньше, и количество льда увеличивается. Длитель-
ность такого цикла изменения угла от 22 до 24,5° и обратно составляет
около 41000 лет. У Миланковича было все необходимое, чтобы за-
няться кропотливыми расчетами и построением графиков (он исписы-
вал массу бумаги, в одиночку выполняя все вычисления, без компью-
теров и калькуляторов). Написав десятки научных статей и небольших

* Эти строки Миланкович писал в местечке Нойзидль-ам-Зе, где ждал перевода
в крепость Осиек.

** Ученому помог его бывший преподаватель — австрийский математик про-
фессор Эммануил Субер. Он подал прошение об освобождении Миланковича
из тюрьмы и переводе в Будапешт, где Миланкович, будучи гражданином вра-
ждебного государства, ходил отмечаться в полицейский участок.
книг на тему солнечной радиации и климата Земли, к концу 1930-х гг.
Миланкович решил собрать все их в один том под названием «Канон
инсоляции и его применение к проблеме ледниковых эпох».

Однако е жизнь и деятельность Миланковича снова вмешался кри-
зис в международных отношениях. В 1941 г., через четыре дня после
отправки книги в типографию, немцы напали на Югославию, и типо-
графия разрушилась при бомбежке Белграда. К счастью, отпечатанные
листы находились на складе и не пострадали. После начала оккупации
в мае 1941 г. к Миланковичу пришли два немецких офицера, которые
ранее изучали геологию в Германии, и предложили свою помощь. Он
отдал им единственный имевшийся у него переплетенный экземпляр
книги на случай, если что-либо произойдет с ним или его трудом.
Годы войны он провел в своем доме, работая над мемуарами. Когда
война закончилась, ученый вернулся к своим обязанностям в Белград-
ском университете, а также занял должность вице-президента Серб-
ской академии наук. Несмотря на полученные почетные звания и на-
грады, Миланкович нс почивал на лаврах, а продолжал работать над
важными задачами. Он проявлял интерес к пересмотру календаря,
занимался проблемой так называемого блуждания полюсов и после
выхода в отставку в 1954 г. писал статьи по истории науки. В 1958 г. уче-
ный перенес инсульт и умер в возрасте 79 лет, так и не узнав, подтвер-
ждают ли геологические данные его теорию.

РЕШЕНИЕ: ПЛАНКТОН И РИТМОВОДИТЕЛЬ

ЛЕДНИКОВЫХ ПЕРИОДОВ

Хотя Миланкович продвинул теорию астрономических циклов и при-
чин ледниковых периодов настолько далеко, насколько это было ре-
ально сделать для астронома или математика, у геологов нс существо-
вало четких доказательств, подтверждающих его расчеты. Найденные
на суше отложения по-прежнему показывали всего лишь четыре
или пять крупных продвижений ледников, и даже в конце 1950-х гг.
не были решены проблемы с их датировкой. Вся теория астрономиче-
ских циклов и ледниковых периодов оставалась неподтвержденными
умозрительными рассуждениями.

Геологическая летопись, фиксирующая оледенения на суше,
не могла справиться с этой проблемой, потому что в большей части
наземной летописи масса пробелов. Решение появилось, когда в на-
чале 1970-х гг. ученые изучили длинные керны глубоководных отло-
жений. В отличие от фрагментарной летописи отложений па суше,
дно океана на больших глубинах покрыто мелкодисперсными илами
и раковинами планктона, которые почти сплошным «дождем» оседали
с поверхности. Как только в руках специалистов появились достаточно
хорошие керны, практически непрерывно фиксировавшие данные
о климате в Мировом океане за последние 2-3 млн лет, у науки ока-
залось достаточно информации, чтобы проверить гипотезу Кролля —
Миланковича

Лидировала в этих исследованиях группа ученых, финансируе -
мая проектом Национального научного фонда (NSF) под назва-
нием CLIMAP (аббревиатура слов Climate: Long-Range Investigation,
Mapping, and Prediction — «Климат: перспективные исследования, кар-
тографирование и прогнозирование»). Ведущими сотрудниками в этом
коллективе были микро палеонтолог из Обсерватории Ламонт Джеймс
Хейс (он, кстати, входил в комиссию, рассматривавшую мою диссер-
тацию, мы также сообща выполняли некоторые исследования в обла-
сти микропалеонтологии), микропалеонтолог из Брауновского универ-
ситета Джон Имбри и специализировавшийся в изучении изотопов
геохимик из Кембриджского университета Ник Шеклтон. Втроем они
изучили множество глубоководных кернов, которые давали полную
картину за последние 2-3 млн лет ледникового периода. Все керны по-
лучили точную датировку с помощью биостратиграфии микрсокаме-
нслостей, вулканического пепла и изменений магнитного поля, зафик-
сированных в отложениях. Ученые обнаружили, что для отслеживания
изменений температуры в океане можно использовать чувствитель-
ный к температуре планктон, содержащийся в кернах. Кроме того,
в качестве вспомогательного показателя изменений температуры мор-
ской воды целесообразно анализировать состав минералов в панци-
рях планктона, так что в кернах находилось сразу несколько индика-
торов климата.

После того как участники проекта CL1MAP проверили и сопоста-
вили достаточное количество кернов из всех океанов мира, обнаружи-
лось, что за последние 2 млн лег было не четыре или пять ледниковых
циклов, а больше двадцати! По-видимому, на суше зарегистрированы
только самые крупные циклы, вызывавшие наибольшее наступление
ледников, а следы меньших циклов стерты последующими более
серьезными продвижениями ледников. Однако глубоководная лето
пись сохраняет информацию обо всех циклах, и можно построить точ-
ную кривую, связывающую время и температуру океана.

Как только ученые получили эту температурную кривую, они по-
пытались выяснить, чем именно может объясняться такой сложный
график потеплений и охлаждений. С помощью математических ме-
тодов спектрального анализа эту пилообразную кривую разложили
на отдельные компоненты. Оказалось, что она состоит из трех разных
синусоидальных волн, формирующих специфическую интерферен-
ционную картину (рис. 25.6В). Имеющиеся данные показывали три
цикла: цикл эксцентриситета продолжительностью поооо лет, цикл
наклона оси 41000 лет и цикл прецессии 21000-23000 лет — как раз
то, что предсказывал Миланкович более 50 лет назад.

Итак, в 3975 г. — ровно через юо лет после того, как Кролль опуб-
ликовал свою книгу по данной теме, - задача была ретена. В 1976 г.
Хейс, Имбри и Шеклтон опубликовали свою легендарную статью
о «ритмоводителях», в которой доказывалось, что астрономические
циклы движения Земли вокруг Солнца определяют величину полу-
чаемого планетой солнечного излучения и что эти циклы являются
главными регуляторами («ритмоводителями») ледниковых периодов.
С тех пор циклы Кролля — Миланковича обнаруживались в разного
рода геологических летописях, включая месторождения каменного
угля в каменноугольном периоде и меловых морей в меловом периоде.
Подтверждение гипотезы Кролля — Миланковича считается одним
из фундаментальных открытий в геологии, а «ритмоводительная» ста-
тья Хейса, Имбри и Шеклтона 1976 г. расценивается как один из важ-
нейших научных прорывов XX столетия.

Подумать только' Головоломка начиналась с нескольких огром-
ных валунов и поцарапанных коренных пород, а закончилось дело
тем, что ее решили с помощью крошечных раковин планктона в без-

днах океана.
БЛАГОДАРНОСТИ

Я благодарю моего благожелательного редактора Патрика Фитцдже-
ральда за идею и важный вклад в работу. Спасибо Кэтрин Хорхе из из-
дательства Columbia University Press за контроль над выпуском этой
книги и Бену Колстаду из Cenveo за управление печатным процессом.
Благодарю Грега Реталлака и Ника Фрейзера за их важные коммента-
рии и предложения, а Пола Хоффмана — за комментарии к главе 16.

Спасибо моему сыну Эрику Протеро за редактирование и перери-
совывание многих иллюстраций в программах Illustrator и Photoshop.
Спасибо многим и многим людям за разрешение использовать их ра-
боты в качестве иллюстраций; источники указаны в подписях.

Наконец, благодарю за помощь мою любящую и поддерживаю-
щую меня семью: сыновей Эрика, Закари и Теодора, а также мою по-
трясающую жену профессора Терезу Левелль.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

ЛИТЕРАТУРА

1	Вулканический туф

Beard, Mary. The Fires of Vesuvius: Pompeii Lost and Found. Cambridge, Mass.; Belknap
Press of Harvard University, 2010.

Cooley, Alison E., and M. C. L. Cooley. Pompeii and Herculaneum: A Sourcebook. New
York: Routledge, 2013.

De Carolis, Ernesto, and Givoanni Patricelli. Vesuvius, A.D. 79: The Destruction of
Pompeii. Malibu, Calif.: J. Paul Getty Museum, 2003.

Pellegrino, Charles R. Ghosts of Vesuvius: A New Look at the Last Days of Pompeii, How
Towers Fall, and Other Strange Connections. New York: William Morrow, 2004

Scarth, Alwyn. Vesuvius: A Biography. Princeion, N.J.: Princeton University Press,
2009.

2	Самородная медь

Fowler, Brenda. The Iceman: The Life and Times of a Prehistoric Man Found in an Alpine
Glacier Chicago: University of Chicago Press, 2001.

Lienard, Jean. Cyprus: The Copper Island. Paris: Le Bronze Industriel, 1972.

Nicholas, Adolphe. The Mid-Ocean Ridges: Mountains Below Sea Level. Berlin: Springer,
1995.

Searle, Rorger. Mid-Ocean Ridges. Cambridge: Cambridge University Press, 2013.

3	Касситерит

Atkinson, R. L. Tin and Tin Mining. London: Shire Library, 2010.

Price, T. Douglas. Europe Before Rome: A Site-by-Site Tour of the Stone, Bronze, and. Iron
Ages. Oxford: Oxford University Press, 2013.
4	Угловое несогласие

Broadie, Alexander, ed. The Scottish Enlightenment: An Anthology. London; Canongate
Classics, 2008.

Buchan, James. Crowded with Genius: Edinburgh, 1745-1789. New York: Harper Collins,
2009.

Geikie, Archibald. James Hutton: Scottish Geologist Shamrock Eden Digital Publish-
ing, 2011.

I lerman, Arthur. How the Scots Invented the Modern World; The True Story of How Western
Europe's Poorest Nation Created Our World and Everything in It. New York: Broad-
way Books, 2007.

Hutton, James. Theory of the Earth with Proofs and Illustrations. Amazon Digital Ser-
vices, 1788.

McIntyre, Donald B., and Alan McKirdy. James Hutton: The Founder of Modem Geology.
Edinburgh: National Museum of Scotland Press, 2012.

Repcheck, Jack. The Man Who Found Time: James Hutton and the Discovery of the Earth’s
Antiquity. New York: Basic Books, 2008.

Rudwick, Martin J. S. Earth’s Deep History: How It Was Discovered and Why It Matters.
Chicago: University of Chicago Press, 2014.

6	Уголь

Bonney, Thomas G. Charles Lyell and Modern Geology. New York: Andesite, 2015.

Geikie, Archibald. James Hutton: Scottish Geologist. Shamrock Eden Digital Publish-
ing, 2011.

Hutton, James. Theory of the Earth with Proofs and Illustrations. Amazon Digital Ser-
vices, 1788.

Lyell, Charles. Principles of Geology. 3 vols. Chicago: University of Chicago Press, 1990-
1991

McIntyre, Donald B., and Alan McKirdy. James Hutton: The Founder of Modern Geology.
Edinburgh: National Museum of Scotland Press, 2012.

Repcheck, Jack. The Man Who Found Time: James Hutton and the Discovery of the Earth’s
Antiquity New York: Basic Books, 2008.

Rudwick, Martin J. S. Earth’s Deep History: How It Was Discovered and Why It Matters.
Chicago; University of Chicago Press, 2014.

7	Мир юрского периода

Berry, William В. N. The Growth of a Prehistoric Time Scale. San Francisco: Freeman, 1968.

Rudwick, Martin J. S. Earth’s Deep History: How It Was Discovered and Why It Matters.
Chicago: University of Chicago Press, 2014.

Winchester, Simon. The Map That Changed the World: William Smith and the Birth of Mod-
ern Geology. New York: HarperCollins, 2001.

8	Радиоактивный уран

Bevan, Alex, and John De Laeter. Meteorites: A Journey Through Space and Time. Wash-
ington, D C.: Smithsonian Books, 2002.
Chambers, John, and Jacqueline Mitton. From Dust to Life: The Origin and Evolution
of Our Solar System. Princeton, NJ.: Princeton University Press, 2013.

Dalrymple, G. Brent.. The Age of the Earth. Stanford, Calif.: Stanford University
Press, 1994.

Dalrymple, G. Brent. Ancient Earth, Ancient Skies: The Age of the Earth and Its Cosmic
Surroundings. Stanford, Calif.: Stanford University Press, 2004.

Gargaud, Muriel, Herve Martin, Purification Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal. Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life: Lessons for Astro-
biology. Berlin- Springer, 2013.

Hedman, Matthew. The Age of Everything: How Science Explores the Past. Chi-
cago: University of Chicago Press, 2007.

Macdougall, Doug. Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Every-
thing. Berkeley: University of California Press, 2008.

Nield, Ted. The Falling Sky The Science and History of Meteorites and Why We Should
Learn to Love Them. New York: Lyons, 2011.

Norton, O. Richard. Rocks from Space: Meteorites and Meteorite Hunters. Missoula,
Mont.: Mountain Press, 1998.

Smith, Caroline, Sara Russell, and Gretchen Benedix. Meteorites. London: Firefly,
2010.

Zanda, Brigitte, and Monica Rotaru, eds. Meteorites: Their Impact on Science and His-
tory. Cambridge: Cambridge University Press, 2001.

9	Хондриты

Bevan, Alex, and John De Lacter. Meteorites: A Journey Through Space and Time. Wash-
ington, D.C.: Smithsonian Books, 2002.

Chambers, John, and Jacqueline Mitton From Dust to Life: The Origin and Evolution
of Our Solar System. Princeton, NJ.: Princeton University Press, 2013.

Dalrymple, G. Brent. The Age of the Earth. Stanford, Calif.: Stanford University
Press, 1994.

Dalrymple, G. Brent. Ancient Earth, Ancient Skies The Age of the Earth and Its Cosmic
Surroundings. Stanford, Calif.: Stanford University Press, 2004.

Gargaud, Muriel, Herve Martin, Purificacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life: Lessons for Astro-
biology. Berlin: Springer, 2013.

Hedman, Matthew. The Age of Everything: How Science Explores the Past. Chi-
cago; University of Chicago Press, 2007

Macdougall, Doug. Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Every-
thing. Berkeley: University of California Press, 2008.

Nield, Ted. The Falling Sky: The Science and History of Meteorites and Why We Should
Learn to Love Them. New York: Lyons, 2011.

Norton, O. Richard. Rocks from Space: Meteorites and Meteorite Hunters. Missoula,
Mont.: Mountain Press, 1998.

Smith, Caroline, Sara Russell, and Gretchen Benedix. Meteorites London: Firefly,

2010.
Zanda, Brigitte, and Monica Rotaru, eds. Meteorites. Their Impact on Science and His-
tory. Cambridge. Cambridge University Press, 2001.

to Железо-никелевые метеориты

Bevan, Alex, and John De Laeter. Meteorites: A Journey Through Space and Time. Wash-
ington, D.C.: Smithsonian Books, 2002.

Chambers, John, and Jacqueline Mitton. From Dust to Life: The Origin and Evolution
of Our Solar System. Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2013.

Dalrymple, G. Brent. Ancient Earth, Ancient Skies: The Age of the Earth and Its Cosmic
Surroundings. Stanford, Calif.: Stanford University Press, 2004.

Gargaud, Mariel, Herve Martin, Purificacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal. Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life: Lessons for Astro-
biology. Berlia: Springer, 2013.

Nield, Ted The Falling Sky: The Science and History of Meteorites and Why We Should
Learn to Love Them. New York: Lyons, 2011.

Norton, O. Richard. Rocks from Space: Meteorites and Meteorite Hunters. Missoula,
Mont.: Mountain Press, 1998.

Smith, Caroline, Sara Russell, and Gretchen Benedix. Meteorites. London: Firefly,
2010.

Zanda, Brigitte, and Monica Rotaru, eds. Meteorites: Their Impact on Science and His-
tory. Cambridge: Cambridge University Press, 2001.

11	Лунные камни

Chaikin, Andrew. A Man on the Moon: The Voyages of the Apollo Astronauts. New
York: Penguin, 2007,

Chambers, John, and Jacqueline Mitton. From Dust to Life: The Origin and Evolution
of Our Solar System. Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2013.

Dalrymple, G. Brent. Ancient Earth, Ancient Skies: The Age of the Earth and Its Cosmic
Surroundings. Stanford, Calif.: Stanford University Press, 2004.

French, В. M. Origin of the Moon: NASA’s New Data from Old Rocks. Greenbelt, Md,:
NASA Goddard Space Flight Center, 1972.

Gargaud, Muriel, Herve Martin, Purificacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal. Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life: Lessons for Astro-
biology. Berlin: Springer, 2013.

Harland, David M. Moon Manual. London: Haynes, 2016.

Hartmann, Wdliam K. Origin of the Moon. Houston: Lunar & Planetary Institute,
1986.

Mutch, Thomas A. Geology of the Moon: A Stratigraphic View. Princeton, N.J.: Prince-
ton University Press, 2973.

Reynolds, David West. Apollo- The Epic Journey to the Moon, 1963-1972. New York:
Zenith, 2013.
12	Цирконы

Chambers, John, and Jacqueline Mitton. From Dust to Life: The Origin and Evolution of
Our Solar System. Princeton, NJ.: Piincetor University Press, 2013.

Gargaud, Muriel, Herve Martin, Puriticacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal. Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life- Lessons for Astro-
biology. Berlm: Springer, 2013.

Hazen, Robert M. The Story of the Earth: The First 4.5 Billion Years from Stardust to Liv-
ing Planet. New York; Penguin, 2013.

Shaw, George H. Earth’s Early Atmosphere and Oceans, and the Origin of Life. Berlin:
Springer, 2015.

Ward, Peter, and Joe Kirschvink. A New History of Life: The Radical New Discoveries
About the Origin and Evolution of Life on Earth. New York' Bloomsbury, 2015.

13	Строматолиты

Chambers, John, and Jacqueline Mirton. From Dust to Life: The Origin and Evolution of
Our Solar System. Princeton, NJ.: Princeton University Press, 2033.

Gargaud, Muriel, Herve Martin, Puriticacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, and
Robert Pascal. Young Sun, Early Earth, and the Origins of Life: Lessons for Astro-
biology. Berlin: Springer, 2013.

Hazen, Robert M. The Story of the Earth: The First 4.5 Billion Years from Stardust to Liv-
ing Planet. New York' Penguin, 2013.

Knoll. Andrew H.Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on
Earth. Princeton, NJ.: Princeton University Press, 2003.

Schopf, J. William. Cradle of Life: The Discovery of Earth’s Earliest Fossils. Princeton,
NJ.: Princeton University Press, 1999.

Shaw, George H. Earth’s Early Atmosphere and Oceans, and the Origin of Life. Berlin:
Springer, 2015.

Ward, Peter, and Joe Kirschvink. A New History of Life: The Radical New Discoveries
About the Origin and Evolution of Life on Earth. New York: Bloomsbury, 2015.

14	Железистые кварциты

Canfield, Donald E. Oxygen: A Four Billion Year History. Princeton, N.J.: Princeton
University Press, 2014.

Hazen, Robert M. The Story of the Earth' The First 4.5 Billion Years from Stardust to Liv-
ing Planet. New York: Penguin, 2013.

Knoll, Andrew H.Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on
Earth. Princeton, N.J.: Princeton University Press, 2003.

Lane, Nick. Oxygen. The Molecule That Made the World. Oxford. Oxford University
Press, 2003.

Schopf, J William. Cradle of Life: The Discovery of Earth’s Earliest Fossils. Princeton,
N.J.: Princeton University Press, 1999.

Shaw, George H. Earth’s Early Atmosphere and Oceans, and the Origin of Life. Berlin:
Springer, 2015.
Ward, Peter, and Joe Kirschvink. A New History of Life: The Radical New Discoveries
About the Origin and Evolution of Life on Earth. New York: Bloomsbury, 2015.

15	Турбидиты

Bouma, Arnold H. Turbidites. Springer, Berlin, 1964.

Bouma, Arnold H., and Aart Brouwer, cds. Turbidites. Amsterdam: Elsevier, 1964.

Bouma, Arnold H., William R. Normark, and Neal E. Barnes, eds. Submarine Fans and
Related Turbidite Systems. Berlin: Springer, 1984.

Bouma, Arnold H., and Charles G. Stone. Fine-Grained Turbidite Systems. Tulsa, Okla.:
American Associaiion of Petroleum Geologists, 2000.

Pettijohn, E J. Memoirs of an Unrepentant Field Geologist: A Candid Profile of Some Geolo-
gists and Their Science, 1921-1981. Chicago: University of Chicago Press, 1984.

Weimer, Paul, and Martin H. Eink, eds. Seismic Facies and Sedimentary Processes of Sub-
marine Fans and Turbidite Systems. Berlin: Springer, Г991.

16	Диамиктиты

Hazen, Robert M. The Story of the Earth: The First 4.5 Billion Years from Stardust to Liv-
ing Planet. New York: Penguin, 2013.

Macdougall, Doug. Frozen Earth: The Once and Future Story of Ice Ages Berkeley: Uni
versity of California Press, 20Г3.

Mawson, Douglas. Home of the Blizzard: A Heroic Tales of Antarctic Exploration and Sur-
vival. New York; Skyhorse, 2013.

Roberts, David. Alone on the Ice: The Greatest Survival Story in the History of Explora-
tions. New York: Norton, 20J4.

Schopf, J William. Cradle of Life: The Discovery of Earth’s Earliest Fossils Prmceton,
NJ.: Princeton University Press, 1999.

Schopf, J. William, and Cornelis Klein, eds. The Proterozoic Biosphere: A Multidiscipli-
nary Study. Cambridge- Cambridge University Press. Г992.

Shaw, George H. Earth’s Early Atmosphere and Oceans, and the Origin of Life. Berlin:
Springer, 2015.

Walker, Gabrielle. Snowball Earth: The Story of a Maverick Scientist and His Theory of
Global Catastrophe That Spawned Life as We Know It. New Yor k: Broadway, 2004.
Ward, Peter, and Joe Kirschvink. A New History of Life: The Radical New Discoveries
About the Origin and Evolution of Life on Earth. New York: Bloomsbury, 20Г5.

17	Экзотические террейны

Fortey, Richard. Trilobites: Eyewitness to Evolution. New York: Vintage, 2001.

Levi-Setti, Riccardo. Trilobites: A Visual Journey. Chicago: University of Chicago Press,
2014.

Prothero, Donald R. Bringing Fossils to Life: An Introduction to Paleobiology. 3rd cd. New
York: Columbia University Press, 20Г3.

Prothero, Donald R., and Robert H. Dott Jr. Evolution of the Earth. 8th ed. New York:
McGraw-Hill, 2010.
18	Породы, ставшие деталями пазла

Greene, Mott Т. Alfred Wegener: Science, Exploration, and the Theory of Continental Drift.
Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2015.

McCoy, Roger M. Ending in Ice. The Revolutionary Ideas and Tragic Expedition of Alfred
Wegener. Ch:cago: University of Chicago Press, 2006.

Oreskes, Naomi Plate Tectonics: An Insider’s History of the Modern Theory of the Earth.
New York: Westbury, 2003.

Oreskes, Naomi. The Rejection of Continental Drift: Theory and Method in American Sci-
ence. New York: Oxford University Press, 1999.

Wegener, Alfred. The Origin of Continents and Oceans. New York: Dover, 2011

19	Мел

Everhart, Michael J. Oceans of Kansas: A Natural History of the Western Interior Sea.
Bloomington: Indiana University Press, 2005.

Huxley, Thomas Henry. On a Piece of Chalk. New York: Scribner’s, 1967.

Skelton, Peter W, Robert A. Spicer, S±mon P. Kelley, and Iain Gilmour. The Cretaceous
World. Edited by Peter W. Skelton. Cambridge. Cambridge University Press,
2003.

Smith, Andrew’ B., and David I Batten, eds. The Palaeontological Association Field Guide
to Fossils, Fossils of the Chalk. 2nd ed. London Wiley-Blackwell, 2002.

20	Иридиевый слой

Alvarez, Walter. T Rex and the Crater of Doom. Princeton, N.J.: Princeton University
Press, 1997.

Archibald, J. David. Dinosaur Extinction and the End of an Era: What the Fossils Say. New
York: Columbia University Press, 1996.

Archibald, J. David. Extinction and Radiation: How the Fall of the Dinosaurs Led to the Rise
of the Mammals. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2011.

Dingus, Lowell, and Timothy Rowe. The Mistaken Extinction: Dinosaur Evolution and
the Origin of Birds. New York: Freeman, 1997.

Keller, Gerta, and Andrew Kerr, eds. Volcanism, Impacts, and Mass Extinctions: Causes and
Effects. Geological Society of America Special Paper 505. Boulder. CO. GSA, 2014.
Keller, Gerta, and Norman McL eod. Cretaceous-Tertiary Mass Extinctions: Biotic and En-
vironmental Change. New York: Norton, 1996.

Officer, Charles, and Jake Page. The Great Dinosaur Extinction Controversy. New York:
Helix, 1996.

Powell, James Lawrence. Night Comes to the Cretaceous: Dinosaur Extinction and the
Transformation of Modern Geology. New York: St. Martin's, 1998.

21	Природные магниты

Butler, Robert F. Paleomagnetism. Magnetic Domains to Geologic Terranes. London; Black-
well, 1991.

Cox, Allan, ed. Plate Tectonics and Geomagnetic Reversals. San Francisco: Freeman, 1973.
Сох, Ahan, and R. В. Hart. Plate Tectonics: How It Works. New York: Wiley-Blackwell,
1986.

McElhinny, Michael W, and Phillip L. McFadden. Paleomagnetism: Continents and
Oceans. New York: Academic, 2000.

Molnar, Peter. Plate Tectonics: A Very Short Introduction. New York: Oxford Univer-
sity Press, 2015.

Oreskes, Naomi. Plate Tectonics: An Insider’s History of the Modern Theory of the Earth.
New York: Westview, 2003.

Tauxe, Lisa. Essentials of Paleomagnetism. Berkeley: University of California Press,
2010.

22	Голубые сланцы

Cox, Allan, ed. Plate Tectonics and Geomagnetic Reversals. San Francisco: Freeman, 1973.

Cox, Allan, and R. B. Hart. Plate Tectonics: How It Works. New York. Wiley-Blackwell,
1986.

Felt, Hall. Soundings: The Story of the Remarkable Woman Who Mapped the Ocean Floor.
New York: Holt, 2013.

Molnar, Peter. Plate Tectonics: A Very Short Introduction. New York; Oxford Univer-
sity Press, 2015.

Oreskes, Naomi Plate Tectonics: An Insider's History of the Modern Theory of the Earth.
New York: Westview, 2003.

23	Трансформные разломы

Collier, Michael. A Land in Motion: California's San Andreas Fault. Berkeley: Univer-
sity of California Press, 1999.

Cox, Allan, ed. Plate Tectonics and Geomagnetic Reversals. San Francisco Freeman, 1973.

Cox, Alian, and R. В Hart. Plate Tectonics: How It Works. New York: Wiley-Blackwell,
1986.

Dvorak, John. Earthquake Storms: The Fascinating History and Volatile Future of the San
Andreas Fault. New York: Pegasus, 2014.

Hough, Susan E. Finding Fault in California: An Earthquake Tourist’s Guide. Missoula,
MT. Mountain Press, 2004.

Molnar, Peter. Plate Tectonics: A Very Short Introduction. New York: Oxford Univer-
sity Press, 2015

Oreskes, Naomi. Plate Tectonics: An Insider’s History of the Modern Theory of the Earth.
New York: Westview, 2003.

Winchester, Simon. A Crack in the Edge of the World: America and the Great California
Earthquake of 1906. New York: Harper Perennial. 2006.

Yeats, Robert S., Kerry E.Sleh, and Clarence R. Allen. Geology of Earthquakes. Ox-
ford. Oxford University Press, 1997.

24	Мессинские эвапориты

Bascom, Willard. A Hole in the Bottom of the Sea The Story of the Mohole Project New
York: Doubleday, 1961.
Briggs, Peter. 200,000,000 Years Beneath the Sea: The Story of the Glomar Challenger —
The Ship that Unlocked the Secrets of the Oceans and Their Continents. New York:
Holt, 1971.

Hsii, Kenneth J. Challenger at Sea: Л Ship That Revolutionized Earth Science. Prince-
ton, NJ.; Princeton University Press, 1992.

Hsii, Kenneth J. The Mediterranean Was a Desert: A Voyage of the Glomar Challenger.
Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1983.

25	Ледниковые эрратические валуны

Gribbin, John, and Mary Gribbin. Ice Age: The Theory That Came in from the Cold: New
York: Barnes and Noble, 2002.

Imbrie, John, and Katherine Palmer Imbrie. Ice Ages: Solving the Mystery. Cambridge:
Harvard University Press, r.979.

Macdougall, Doug. Frozen Earth: The Once and Future Story of the Ice Ages. Berkeley:
University of California Press, 2013.

Ruddiman, William F. Earth’s Climate: Past and Future. 3rd ed. New York: Freeman,
2013.

Woodward, Jamie. The Ice Age: A Very Short Introduction. Oxford’ Oxford University
Press, 2014.

ПРЕДМЕТНО-ИМЕННОИ

УКАЗАТЕЛЬ

л

абиссальная равнина 350

Авалон 210,212,214,215,217

Авалония, террейн 212, 213, 215-218

Австралийская антарктическая экспе-
диция 192-194

Агассис, Луи 357, 362- 366, 368, 370

Адрианов вал (Стена Адриана) 55,
56

Азимов, Айзек 247

Айкенхед, Томас 50

Айсмитте, станция (Гренландия) 228
акадская складчатость 213,216-218
Акаста, гнейс (Канада) 150
аккреционная призма (аккреционный
клин) 31, 304-306

акритархи 204
актинолит 292

Александр Некхэм 261

Алеутский желоб 298, 299
альбело 197, 198, 201, 202, 373
Альварес, Луис 249, 251, 252, 254,
258

Альварес, Уолтер 249, 251, 254, 258

Альенде, метеорит 109-112, 115
алюминий 41, 46, 111, 290

а люминий-2 6 112

Аляскинское землетрясение 1964 г.
297

аминокислоты ИЗ, 115

Амитсок, гнейсы (Гренландия) 149
аммониевая соль (хлорид аммония)
52, 54

аммониты 84, 87, 93, 241, 243, 254,
255

Ампферер, Отто 136

Амстутц, Андре 303

амфиболиты 292

Анатолийская плита 31

анортозит 137
античастицы 265
антлерская складчатость 220

Антлерский террейн 220

Апекс Черт, формация 154

Ардуино, Джованни 61

Арморика 41,216

Армстронг, Нил 109, 132-134

Арран, остров (Шотландия) 59, 67

Асаро, Фрэнк 251

асбест 295

астероид, гипотеза столкновения
251, 253, 257, 259
астероиды спектрального класса М
127

Асуанская плотина (Египет) 346-348
атлантическая фауна 207, 209, 211
Атласские горы (Северная Африка)
355

атмосферный кислород 164,180

Аттенборо, Дэвид 234

Ашшер, Джеймс 48, 57

Б

бадделеит 147

Баклэнд, Уильям 360, 361, 365-367

Балеарский бассейн (западное Среди-
земноморье) 350, 354-356

Барреда, Роза 313

Барринджер, Дэниел 119-121
батискаф 285, 286

Бейли, Эдвард Баттерсби 184

Беккерель, Анри 97, 99

Бслсрий, мыс 38

Бениофф, Хьюго 287-289, 297, 300,
302

Бентам, Джереми 52

Береговые хребты (Калифорния) 289,
292, 293, 295, 318, 322, 324,
325, 328

Бернхарди, Рейнхард 363

Бикини, атолл 33б

Блэк, Джозеф 52, 54, 67

Блэкетт, Патрик 265

Блэк-Хок, золотой рудник (Калифор-
ния) 326

болезнь черных легких 73, 75

Болтвуд, Бертрам 99-102

Большой каньон (Аризона) 91,283,
348

Большой каньон Нила 345, 347, 349,
356

Бомон, Элиде 365

Бонапарт, Шарль-Люсьен 365

Бонневиль, солончак (Юта) 118

Браннер, Джон 315

Браннер, Джон Каспер 316

Браун, Харрисон 128

бронза 24, 25,35,36

бронзовый век 24, 36, 47, 71

Броньяр, Александр 27, 89, 210

Брюнес, Бернар 268, 272

Будыко, Михаил 197,198

Буллард, Эдвард 264, 274, 330, 331

Бутано, песчаник (Калифорния) 32,9

Бух, Леопольд фон 365

Бьюкен, Джеймс 50

Бэккер, Роберт 258

Бюффон, граф де (Жорж-Лук Ле-
клерк) 49

В

Вадати — Бениоффа зона 290, 300

Вадати, Кийо 287, 288

Вайнберг, Стивен 244

Вайн, Фредерик 275, 276, 279, 281,
283,297,330, 331

Варравуна, группа (Австралия) 154,
163

Вегенер, Альфред 104,222-228,
234-236

Везувий, гора (Италия) 11-15, 19-21,
63, 307

Венера 79

венеты 38

Венинг-Мейнес, Феликс Андрис 287

Вернер, Абраам Готтлоб 62, 82, 368

Ветлесена премия 105, 271

Виллумсеп, Расмус 228

Вильсона цикл 212

Вильсон, Джон Тузо 211, 230, 297,
330-332

Вильсон, Роберт 246

Винчестер, Саймон 89

вискоткитюкое оледетгение 371
включения, богатые кальцием и алю-

минием (CAI) 111, 112

внеземная жизнь 115

водоемы во впадинах разлома 319,
324

возраст Земли 48, 49, 57, 60, 95,
97-100, 103,226

Волластона медаль 93, 105, 350
Вольтер 49

Вольфл, Даэл 244

Ворота на Запад, арка (Сент-Луис) 340

Врангеллия (Аляска) 219,220

Всемирный потоп (Ноев потоп) 48,
49, 55, 57, 61, 62, 91, 360, 361,
363, 365

вторичные породы 61

Вудворд, Джон 48

Вудфорд, Альфред Освальд 326

Вуд, Харри Оскар 316
вулканизм 199
вюрмское оледенение 371

Г

Гагарин, Юрий 133

Галилей, Галилео 261,262

Гейки, Арчибальд 55,357,372

Гекатей Милетский 37

Гексли, Томас Генри 157, 243, 244
гелиоцентрическая система 261
геодинамо модель 264
геологическая карта 87, 89, 90, 94,
195,219,372

геологический разрез 77, 83, 87, 91,
92

геологическое время 60, 61, 94, 95,
99, 267

геохронология 100, 101, 103-105

Геркуланум 12, 19, 20

Геркулесовы столбы 36

Геродот 345

герцинская (варисцийская) склад-
чатость 41

Гёте, Иоганн Вольфганг 62

Гибихенштайн (валун в Германии) 359

Гивор, оловянная шахта (Корнуолл)
42-47

ГидеЛузиньян 27

Гилберт, Гров Карл 117, 316, 317

Гильберт, Уильям 40, 199, 206

Гиппарх 373

гиппопотамы карликовые 355
гипс 19, 174, 175, 239, 256, 343, 344,
352, 353

Гластонбери, аббатство (Англия) 214
глаукофан 289,291,293

Гленн, Джон 133

Глесснер, Мартин 205
глубоководные отложения 236, 252,
295, 379

гнейс 61, 92, 149, 150, 157, 292

Гоба, метеорит 122

голубой лейас 84, 86

голубой сланец 282, 289, 290, 292,

293, 295, 303, 304, 306

Гондвана 215, 218, 220, 224, 229,
231-234

горькие соли 352

Гоугоу, формация (Австралия) 191
гравитация на океанском дне 275,287
градуализм 259

граница коры и мантии 300, 334

гранулит 292

граувакка 92, 182, 184, 282

графит 24, 154

Гресли, Аманц 364

Григгс, Дэвид Трессел 289, 296

Гриннелл, Генри 369

Гуалала, блок 329

губки 255

Гулд, Стивен Джей 60

Гумбольдт, Александр фон 365
гуронское оледенение 174, 202, 204

Гюйо, Арнольд 275

гюйоты 275

д

Далримпл, Гэри Брент 269-271

Дарвин, Джордж 136

Дарвин, Чарльз 97, 136, 156, 157

дацит горы Харуна 268, 270

Двика, тиллит 231, 232

девонский период (девон) 59, 61, 78,

101, 143, 164,210,211,213,217
дегазация 154

Дейли, Реджинальд 185

Деканские лавы (Индия) 253
деление, гипотеза образования Луны
136, 139, 140
Демаре, Николя 63
демотическое письмо 277, 278

Джеймс, Уильям 366

«Джемини», космическая программа
133

Джемсон, Роберт 62

Джепсен, Гленн 248

Джефферсон, Томас 49

Джоли, Джон 96, 1 77

Джонсон, Дуэйн 319

Джонсон, Эллис 264

Джонстон, Джон 92

Джордан, Дэвид Старр 366
диамиктит формации Златина 195
диатомовые 254

Диббли, Томас 325, 326, 327

Дидро, Дени 49

Дикинсон, Билл 301, 302, 304
динозавры 87, 152,191, 211, 221,
242, 245, 247, 248, 249, 254-
258, 339

Диодор Сицилийский 12,38

Додж, Уильям 125

дожди с серной кислотой 256
докембрий 161, 174, 180, 191,
194-196, 199,200

докембрийские гтодстилающие
породы 228, 229

Долкоат, шахта (Корнуолл) 45
доломиты 351,352

Д’Омалиус Д’Аллу а, Жан Батист
Жюльен 241

Д’Орбиньи, Альсид 91

Доусон, Джон Уильям 157-159
дочерняя гипотеза образования Луны
136, 139

Доэлл, Ричард 269, 270,271, 279,
281

древнекаменный век 23 см. палеолит
древний красный песчаник 58, 59,
92, 216

дрейф материков 222-267
дробилка 148,296,297
дунайское оледенение 371

Дэви, Джеймс 52, 54

Дэвидсон, Джордж 316

дюг шые отложе! шя 353

дю Туа, Александр 227, 233

Е

ежи гигантские 355

Ж

жадеит 290, 293

железа сульфид 32, 34, 174

железистые кварциты (полосчатая
железистая формация) 170-
175, 180, 181, 191,201,202,
387

железоникелевое ядро 139,264

же лсзонике левые метеориты 118,
121, 122, 125, 127

3

загрязнение свинцом 129, 130

занклийский ярус 344

Западное внутреннее море (Западный
внутренний пролив) 242, 243,
254

захвата гипотеза 135

зеленокаменные породы 149, 184

зеленый сланец 292

землетрясения 11, 12, 18, 118,

144, 177-1.79, 184, 187-189,
287-290, 296-299, 302, 303,
308, 311-324, 334

Земли ядро ИЗ, 127, 129, 138-140,
263, 287, 334

Земля из снежуры, модель 203

Земля-снежок, модель 174, 199

земноводные 256, 257

зернистые железистые формации
173

И

Израэль, Джонатан 51

иллинойское оледенение 371

Имбри, Джон 379,380

Ингерсолл, Эрнест 366

инод ерами ды 255
инсоляция 371, 374, 375, 377
интрузия 41, 64, 67, 268

Ирвинг, 'Гед 265

иридий 250-252, 254

Исуа, формация Исуа 149, 150, 153,
154, 163, 172

К

Кааба 122

Калверт, Джордж 215
каледонская складчатость 213, 216,
217

калий-аргоновый метод датирования
128, 269

кальцит 84, 87, 157, 202, 239, 241,
352

каменноугольный период (карбон)
41, 65, 77-79,216, 380

камера Вильсона 265
«канарейка в угольной шахте» 72
Каньон-Дьябло, метеорит 127, 129
Каппи. Уилл 245

карбон (каменноугольный период)
77-79

карликовые слоны 26, 355

Карлсберг, хребет (Индийский океан)
275

Карузо, Энрике 307, 311
касситерит 42, 383

Кастинг, Джеймс 198,199
катастрофизм (теория катастроф) 55
кварц 120, 148, 180, 181, 184, 253,
293

Квеснеллия, террейн 220

Кей, Маршалл 236

Кейп, ИлайшаКент 368-370

Кельвин, лорд (Уильям Томсон)
96-100, 103, 179

Кембриджская программа арктиче-
ского шельфа 195
кембрийский взрыв 199,205
кембрийский период (кембрий) 161,
163, 164,206-208,211

Кеннеди, Джоя Финджералд 132,
333

Кеплер, Иоганн 3 73

Кёппен, Владимир 223, 226

Кехо, Роберт 130

Килауэа, вулкан (Гавайи) 63, 138,
252, 330

Кинг, Элберт 107, 109

Киршвинк, Джо 199.200,203
кислорода изотоны 140, 152
кислородная катастрофа 173-175
кислотный дождь 76, 80, 81, 130, 256
Клавдий Птолемей 263
клакамас, племя 122, 125
Клерк, Джон 58, 64, 68
ковеллин 32
кокколитофориды 239, 240, 254, 255
кокколиты 239-241

Коконино, песчаник 121

Кокс, Аллан 269-271, 279, 281

Коллинз, Майкл 133

Коллинсон, Д. 265
коматииты 149, 172, 180
кометы 154, 248, 251
конвекция в мантии 104,289,295
Конибер, Уильям 77
конкреции 77, 86, 158
континентальная кора (материковая
кора) 149, 179, 191, 292, 330,
334

конусы выноса 351

копер 43, 44

Коралловая группа 87
кораллы 142, 201, 255

Корнбраш, песчаник 87
космическая пыль 249-251
коэсит 120

кратеры 106, 116-122, 125,127,139,
140, 155,253,258

кремень 23, 154, 170, 239, 240
кремнистый сланец 282

Крир, Кен 265

кролики гигантские 355

Кролль, Джеймс 371-373, 3 75, 379,
380

крупные магматические провинции
(КМП) 170-172
Кук, Джесси Браун 308

Куллинг, Оскар 194

Куммакиаи, камень (Финляндия) 358

Куюна (Миннесота) 166, 168

Кэмерон, Джеймс 286

Кэри, Сэмюел Уоррен 331

Кювье, Жорж 89, 91,210

Кюн, Бернхард Фридрих 362

Кюнен, Филип 185, 186

Кюри, Мария и Пьер 97, 99

Л

Лавразия 213,224

Лаврентия 216-218, 224, 226

лавсонит 290, 291, 293

Лайель, Чарльз 68, 69, 95, 259, 366,
372

Лайтфут, Гордон 169

Лайтфут, Джон 48,57

Ла-Панза, хребет (Калифорния) 329

Лсвсрьс, Урбсн 372

ледники 24, 38, 79, 125, 160, 194,

195, 203, 231, 232, 357, 358,

362-366, 368, 371, 378, 379

ледниковые борозды (царапины)

232,361,362,367

ледниковые отложения 194-196, 200,
201,203, 204,231,232,370

ледниковые тиллы 194, 195,201,

229, 370

ледниковый период 26', 121, 198,

203, 236, 334, 339, 364, 366,
368, 370, 373, 377-380

ледяная катастрофа 198

Лейбниц, Готфрид 50

Леконт, Джозеф 366

Лендс-Энд, мыс (Англия) 38, 41,42

Ленман, Брюс 51

лесной мрамор 86, 87

линии блуждания полюсов 26'7

Линкольн, Авраам 3 70

Линней, Карл 209

Логан, Брайан 161

Логан, Уильям Эдмонд 157

Лоусон, Эндрю 290, 293, 316, 321

лунные камни 152

Льюис, Мериуэзер и Кларк, Уильям
(экспедиция) 368

М

магматические дайки 28, 99

магнетизм 261,264,267

магнетиты 260, 262

магний-2 6 112, 127

магнитного поля инверсии 268, 270

магнитные аномалии 118, 273, 274,
279-281,330

магнитные сепараторы 45, 46

магнитометр 236, 265, 273, 274, 279,
280

магниты 46, 260-264, 389

Майер-Эймар, Карл 343

Макдугалл, Иан 270, 271

Максвелл, Джеймс Клерк 263

Макфи, Джон 95, 282, 307

мамонты карликовые 355

Манк, Уолтер 334-336

Марианский желоб 285

Марс 22, 79, 138, 198, 202

Маттес Франсуа Эмиль 316

Матуяма, Мотонори 268

медный век 24

медный топор 23, 24

медь 22, 24-27, 32, 34, 36, 40, 42, 45,
71,359,383

Международный совет по олову 46

Мейсон, Рональд 274

мел (порода) 239-244, 247, 249, 254,
255, 257

меланж 282, 294, 295, 303-306, 350

меловой даунленд 241

меловой период (мел) 61, 221,
241-243, 247-249, 251, 253,
255, 256, 328, 359, 380

мел-палеогеновое вымирание 249,
252, 254-257, 259

мергели Блэк Вена 86, 87

Меркантон, Пол-Луи 268

Меркатор, Герард 26'3

Мерфи, Томас 264
Мерц, Ксавье 192

Мессинский пик солености (Мессин-
ский кризис солености) 349

мессинский ярус 344

метана гидраты 202

метеориты 106-115, 118-127, 129,
131, 139, 149, 151-153,248,
261,386

Метеор, кратер (Аризона) 117, 119,
120

метеорология 222, 224, 226, 227

микробные маты 164

Миланкович, Милутин 374-380

Миллера — Юри эксперимент ИЗ

Миллер, Стэнли ИЗ

Мильорини, Карло 186

Мичел, Хелен 251

млекопитающие 26, 191, 233, 234,
247, 248, 255-257, 355

Моенкопи, сланцы (Аризона) 121

мозазавры 255

Молтон, Форест Рей 120

море лунное 140

Морли, Лоуренс 281

морская геология 273, 303, 304, 306,
333, 339, 350

морские ежи 241,255

морские лилии 93, 255

М-отражатель 349-351

Моусон, Дуглас 191 -196, 205

Мохоровичич, Андрия 334, 336

Мохоровичича поверхность (Мохо)
334, 336

Мурс, Элдридж 95

Мурчисонский метеорит 113-115

мшанки 255

Мыс Йорк, метеорит 122, 124

Мэнсон, кратер (Айова) 253

Мэрис, Роджер 169

Мэтьюз, Драммонд 274, 276, 279,
281,283,297,330, 331

Н

наносы ледниковые 38, 361, 370

Насер, Гамаль Абдель 345, 346, 348

Национальная академия наук 159,
301

Национальный научно-исследователь-
ский совет 131

Национальный научный фонд (NSF)
336-338, 379

небрасское оледенение 371

Невшатель (Швейцария) 363, 365
незрелый песчаник 182
нейтронно-активационный анализ
251

неолит 23, 26

нептунизм 62, 63

Нижний оолит 86, 87

Нинах, вулкан (Калифорния) 328,
329

Ноев ковчег 248

Нокс, Джон 50

Норбер (Англия) 358

Нуввуагиттук, зеленокаменный пояс
(Квебек) 151

Ньютон, Исаак 49, 145

О

океана соленость 162, 235
океаническая кора 27, 31, 149, 226,
277, 287, 289, 295-297, 304,
334, 336, 337

океанические желоба 284, 285,
287-290, 296, 297, 303

Оксфордская глина 86, 87

Олдрин, Базз 109, 133, 134
оледенение 194, 195, 197, 202, 204,
231,233,363,371,374,378
олово 24, 25, 36-38, 40-47
офиолиты 27, 28, 30-32, 216, 295,
304, 306

офиуры 255

охлаждение Земли 97, 98

П

падение уровня моря 257, 355

Паккард, Алфеус 366

Палач, Чарльз 290
палеовельтшмерц 248
палеоген 249
палеолит 23
палеомагнетизм 196, 199, 265, 267,
268. 270, 282, 303

палеосейсмология 324
палеоцен 6, 249, 255, 256

Пангея 78, 211, 218, 220, 224, 227,
230, 231

папоротники 77,233,234,256

Парижский бассейн 89

Паркер, Роберт 330
парниковый мир 81, 241, 242, 256

Пастер, Луи 247

Паттерсон, Клэр 128-131

Пейн, Томас 49

11ензиас, Арно 246

Пенроуза медаль 105,350

Пенфилд, Глен 253
первичные породы 61,92.
перидотит 30,31, 149
Перроден, Жап-Пъер 363
Перуанск!ie Анды 196
песчаники 57-60, 77, 92, 121, 148,
152, 180-182, 184, 186,217,
229, 282, 294, 329, 348

песчаник Пойнт-оф-Рокс (Калифор-
ния) 329

Петтиджон, Фрэнсис Джон 182
Пидмонтский террейн 217
Пилгрим, Людвиг 377

Пири, Роберт 123, 369
пирит 32, 173-175
пирокластические потоки 12
пиролюзита дендриты 158
Питт, Уильям 342
плавиковая (фтороводородная) кис-
лота 102, 148

«планета грязного налета» 163, 165
пластинчатые (параллельные) дайки
28, 30

платина 146. 252

плауны 78

Плафкер, Джордж 298
плезиозавры 255

Плейфер, Джон 48, 54, 59, 60, 68

плеченогие (брахиоподы) 93
Плимутский камень (Массачусетс)
359

плинианский тип извержения 15
Плиний Младший 13, 16, 21

Плиний Старший 13, 18,21
плутонизм 61-63,268
подводные горы 275, 297
«подкидыши» 360 см. эрратические
валуны

подушечные лавы 28-30, 32, 282
полевые шпаты 180,181,184
Помпеи 12, 18-21

Помпониан 15. 16

Поперечные хребты (Калифорния)
322, 329

поршневые пробоотборники 236,
273, 334

Посидоний 37
преемственность фауны 87, 89, 93, 94
пресноводная рыба 256
прецессии цикл 373,377,380
прет щзионные эхо л оты-самописг 1ы
283

приливное трение 142,144

Проект глубоководного бурения
(DSDP) 338, 350, 352, 353
прокариоты 161
промышленная революция 47, 52, 72,
75, 76, 79, 81,83,167

протонный прецессионный магнито-
метр 236, 264, 273

псевдоархеология 214
псевдоокаменелости 158

пьютер 40

Р

радиоактивность 97-100, 105, 108,
265

радиоактивный распад 99,100
радиолярии 254

Райан, Уильям 350, 356

Рамсес II, фараон 346, 347

Ранкорн, Стэнли Кейт 2.65,271
расслоенные габбро 28, 30
Рауп, Дэвид 222

Рафф, Артур 274

региональный метаморфизм 292

Резерфорд, Эрнест 98-100, 265

реликтовое излучение 246

Риверслей (Австралия) 191

Рив, Кристофер 319

Рид, Гарри Филдинг 316, 318
рисское оледенение 371
«ритмоводитель» ледниковых перио-
дов 378, 380

рифтовая долина 236, 276. 279, 283

Робертс, Дэвид 192

Розеттский камень 277, 278, 281
рубидиево-стронцисвый метод дати-
рования 128, 149

Руджери, Джорджо 349, 350

рудисты 255

Рузвельт, Теодор 119

Руссо, Жан-Жак 49

рутил 149, 181

Рэмзи, Аллан 51

Рэнсом, Фредерик 290

С

саламандры 255, 256

самарий-неодимовый метод датиро-
вания 151

Сан-Андреас, разлом 211, 290, 307,
318,319, 321-324, 327-329,
332

Сансет, кратер (Аризона) 118

Сан-Францискито, формация (Кали-
форния) 329

сверхзрелый песчаник 181
сдвиговый разлом 318, 327, 330, 331
Седжвик, Адам 156

сейсмология 127, 261, 287, 298, 303,
315,318, 321

серпентин 157,295
серпентинит 27, 282
серы изотопы 174

сестринская гипотеза образования

Луны 136, 139
силикофлагелляты 254

силл 65

синезеленые водоросли 161 см. циа-
нобактерии

Склейтер, Джон 330

Скотт, Роберт Фолкон 192

скрытая теплота 67

сланцы глубоководные 182,294

сланцы гор Орокония (Калифорния)
329

сланцы Пелоны (Калифорния) 329

«сланцы с говядиной» 84, 86

Слейв, террейн 150

слои зеленых аммонитов 86, 87

слэб 31, 304

слюдоподобные хлориты 292

Смит, Адам 51, 52, 54, 81

Смит, Джон S3

Смит, Уильям 78, 82 -85, 87 -94

Смоллетт, Тобайас 50

Солтонская впадина (Калифорния)
322, 324

соль 52, 67, 96, 343, 344, 346, 349,
351-356

Сономия, террейн 220

сономская складчатость 220

сортированная слоистость 179,182,
183, 185, 186, 189

Спенсер, Перси 246

спрединг (океанского/морского дна)
32, 105,211,236,271,277,
279-281, 296, 297, 300, 330

Спригг, Per 205

станнарное право 38

старейшая жидкая вода на Земле 153

старейшие окаменелости 154

Стикиния, террейн 219,220

стишовит 120

стратиграфия 271

Стрейчи, Джон 77, 83

Стретт, Роберт 101

строматолиты 159-164,174,191,

351,352

субдукпия 31, 227, 277, 282, 288,
295-298, 302-304, 306, 329,
332
Сьюард, Альберт Чарльз 159

сэндвич из ледниковых отложений с
известняком 196,200,201

Сюй, Кеннет 304, 350, 354, 356

Т

Тайнтон, известняк 87

таконит 167

таконская складчатость 217

Тарлинг, Дон 270, 271

Тарп, Мари 186, 236, 276, 282-284,
287

Танит, Корнелий 13, 14, 16

Тейя 138

тектоген 289, 290

тектоника плит 30, 31, 34, 104, 105,
136, 139, 150, 151, 194, 198,
215, 236, 271, 276, 277, 281,
289, 296-298, 301,302, 306,
330

термиты 78

Тетис, океан 218, 220, 231, 349

тиллоид 194

Тилтон, Джордж 129

тираннозавры 256

тихоокеанская фауна 207-210

Тихоокеанский бассейн 136,248,
282

толщина осадочных пород 96

Торресов. Оскар 264

трансатлантические кабели .97, 179,
180, 187, 188

трансформные разломы 211, 331

тремолит 292

третичные породы 61, 92

третичный период 249, 255

«Триест», батискаф 285, 286

трилобиты 93, 144, 156, 164, 165,
205-211,215, 331

трицератопсы 256'

Трон Артура, гора (Эдинбург) 65

турбидиты 186,304

турбидитные потоки 185-188

турмалин 149, 181

У

Уатт, Джеймс 52, 54
угленосная толща 7 7
углерода двуокись (углекислый газ)
242

углеродный цикл 79, 201

углистые хондриты 108, ПО, 112,
113, 115, 152, 154

угловое несогласие 57-5.9, 217, 383
уголь 45, 67, 70-73, 76-83, 169, 229,
230, 324, 380

угольная шахта 72, 73, 75, 76, 79-81,
84, 169, 170

угольное болото 78,231

уголь с высоким содержанием серы
80

уголь с низким содержанием серы 80
удаления вершины холма (метод) 80
ударные гипотезы 140, 252

Уилламетт, метеорит 122, 125, 126
улитки 163,164,243
униформизм 55

Уокер, Джеймс 198, 199

Уолкотт, Чарльз Дулиттл 159, 206,
207, 212, 366

Уоллес, Уильям 214

Уолш, Гарри 311

уранинит 174

уран-свинцовый метод датирования
101-103, 112, 128, 139, 148,
149, 151, 152

устрицы 241

Уэбб, Эдвард 83

Уэллс, Джон 143

Ф

Фалес Милетский 260, 263

Фарадей, Майкл 263

Фергюсон, Адам 51
феррозондовый магнитометр 264
фианит 146

Фиг-Три, группа (Южная Африка)
163

Филлипс, Уильям 77
фон Пехманн, Ганс 245
фораминиферы 218,254,255
Форбс, Эдвард 366

Фрадкин, Филип 313

Франклин, Бенджамин 49, 54
Франклин, сэр Джон 368, 370
францисканская формация (Кали-
форния) 293, 304, 305
фузулиниды, отряд фораминифер
218

Фут, Альберт 118

Фэйрчайлд, Герман Лерой 120

X

Хайат, Алфеус 366
халькозин 32
халькопирит 32
Харланд, Уолтер Брайан 195, 196
Хаттона разрез (Шотландия) 66, 67
Хаттон, Джеймс 52-65, 67-69, 82,
95, 357, 362

Хатчесон, Фрэнсис 52

Хаус, хребет (Юта) 207

Хаучин, Уолтер 194
хвощи 78, 93

Хейворд, разлом (Калифорния) 318
Хейзен, Брюс 186, 188, 236, 276,
282-284, 287

Хейс, Джеймс 379, 380

Хейс, Пол 198, 199

Хелл-Крик, формация (Монтана)
252

Хемердон, шахта (Англия) 47
хемосинтез 34

Хесс, Гарри 275, 276, 279, 283, 289,
290, 296, 330, 331,336

Хестон, Чарлтон 319

Хиббинг (Минесота) 166, 167, 169
Хилл, Мейсон 326-328, 332

Хильдебранд, Алан 253

Хирокития, неолитическое поселение
26

Холл, Джеймс 59, 67, 159

Холмс, Артур 95, 99-105, 211, 227,
233, 276, 295, 296, 331

холод под давлением 293, 305

хондриты 108, 110, 112, 125, 127,
154

хондры 110-112

Хот-Спрингс (Южная Дакота) 132

Хоффман, Пол 195,200,201,203,
381

Хрущев, Никита 345

Хьюз, Эллис 125

Хэмлин-Пул (Австралия) 161

ц

цианобактерии 161, 163, 164, 175

цикл изменения наклона оси враще-
ния Земли 377,380

циркон 147-149, 151-155, 181, 386

цирконий 146, 148

цирконит 146 см. фианит

цунами 144, 177, 178, 253, 297, 319,
340

Ч

Челленджера Бездна 285, 286

черепахи 255, 256

черные курильщики 32-34

Чикшулуб, кратер 253

Чита, Мария Бьянка 350

Чумаков, Иван 348

Ш

Шалер, Натаниел 366

Шамалаун, Франсуа 270, 271

Шампольон, Жан-Франсуа 278

Шарпантье, Жан де 363

Шеклтон, Ник 379

Шеклтон, Эрнест 191

Шепард, Алан 133

Шопф, Джеймс Уильям 163, 199

Шраг, Дэн 201, 203

Шумейкер, Юджин 120

Э

эвапоритов зонирование 352

эвапориты 344

эдиакарская биота 194,205

экзотические террейны 217-220
эклогиты 104, 293

эксцентриситета цикл 373, 374, 377,
380

Эльзассер, Вальтер 263

энеолит 23 см. медный век

эпидоты 292

эпициклы 263

Эрнст, У. Гэри 293, 304

эрратические валуны 358, 360-362,
391

Эскола, Пентти 292

Эсмарк, Йенс 362

Этци, ледяной человек 24

эукариоты 161, 175, 204

эхолот 275, 282, 333, 350

ТО

Юиш; Морис Док 189, 283, 336

Юм, Дэвид 51,52

Юра, горы (Швейцария) 6, 362

Юри, Гарольд ИЗ. 114

юрские породы (Британия) 84, 87

Я

ядерная зима 251,252,256

Япетус, океан 209,212

яшма 170

ящерицы 256

А

aes Cyprium 25 см. медь

Agnostus, трилобит 209

Aquilapollenites, группа видов флоры
256

Asaphiscus, трилобит 207

В

Bathybius, структура 157

С

CAI 111, 112 см. включения, богатые
кальцием и алюминием

Chikyu Maru (Тикю), судно 340, 341

CLIMAP, программа (Climate Long-
Range Investigation, Mapping,
and Prediction) 379

Collenia, строматолит 159

Conophyton, строматолит 159

Cryptozoon, криптозоон 159-161

Cynognathus, циногнат 233, 234

E

Eiszeit (нем.), ледниковый период
362, 364, 370

Elrathia kingii, трилобит 207, 208

Eozoon canadense, эозоон 157-159

Exogyra, устрица 241

G

G'lcmar Challenger (Гломар Челлен-
джер), судно 338-350, 390

Glossopteris, глоссоптерис 233, 234

Gryphaea, устрица 241

L

Lystrosaurus, листрозавр 233, 234

M

Mawsonites spriggi, окаменелости 205

Megalosaurus, мегалозавр 87

Merlima, трилобит 215

Mesosaurus, мезозавр 233, 234

Modocia, трилобит 207

О

Oldhamia, окаменелости 93

Olenellus, окаменелости 208

Р

Paradoxides, трилобит 207, 209, 210,
215

Peronopsis, трилобит 207, 208

S

Schistus, сланцы 58, 59

Slushball 203 см. Земля из снежуры

Общая стратиграфическая (геохронологическая] шкала (по состоянию на 2024 г.)

Акро- тпма [Акрсн]	Зонотзма [эон]	Зратема [эра]	Система [период], подсистема	Отдел [эпоха] подотдел		Ярус [век], раздел
	Фгнерсзоизкая [фанерозойский]	Капнозойская [кайнозойская] К2	Четвертичная [четвертичный] Q	Голоцен [голоценовая]Н		
				Плейсга[еч [плейстоценовая] F		Неоплейстоцен
						Зоплейстоцен
						Гелазский
			Неогенсвая (неогеновый] N	Плиоцен (плиг ценовая] N3	Верхний N3	Пьяченцский
					Нижний Ч]	Занклский
				Миоцен[миоценовая) N]	Верхний Ч]	Мессинский
						Тортонский
					Средний N]	Серравальский
						Лангийский
					Нижний N]	Бурдигальский
						Аквитанский
			Палеогеновая (палеогеновый] ₽	Олигоцен (олигоценовая)₽,	Верхний ₽3г	Хаттский
					Нижний ₽•	Рюпельский
				Зоиен[эоценовая]₽3	Верхний ₽’	Приабонский
					Средний ₽3	Баотонский
						Лютетский
					Нижний ₽J	Ипрский
				Палеоцен [палеоценовая] Г,	Верхний₽]	Танетский
					Сре д| ий ₽г	Зеландский
					Нижний ₽j	Датский
		Мезозойская [мезозойская] MZ	Меловая [меловой] К	Верхний [поздняя] Кг		Маастрихтский
						Кампанский
						Сантонский
						Коньякский
						Гуронский
						Сеноманский
				Нижний ,ранняя) К,		Альбский
						Аптский
						Барремский
						Готеривский
						Валанжинский
						Берриасский
			(Опекая [юрский]J	Верхний [поздняя)J3		Титонский
						Кимеоиджский
						Оксфордский
				Средний [средняя] к		Келловейский
						Батский
						Байосский
						Ааленский
				Нижний (ранняя) J		Тоарский
						Плинсбахский
						Синемюоский
						Геттангский
			Триасовая [.триасовый] Т	Верхний[поздняя]Т3		Рэтский
						Норийский
						Каонийский
				Средний [средняя]Тг		Ладинский
						Анизийский
				Нижний (ранняя] Т,		Оленекский
						Индский

0,0117

0,781

1,806

2,58

3,600

5,333

7,246

11,63

13,82

15,98

20,44

23,03

27,82

33,9

37,71

41,2

47,8

56,0

59,2

61,6

66,0

72,1*0,2

83,6*0,2

86,3*0,5

89,8*0,3

93,9

100,5

-113,0

-121,4

125,77

-132,6

-139,8

-145,0
149,2*0,7

154,8*0,8

161,5*1,0

165,31*1,1

168,2*1,2

170,9*0,8

174,7*0,8

184,2*0,3

192,9*0,3

199,5*0,3

201,4*0,2

-208,5

-227

-237

-242

247,2

251,2

251,902*0,024

Геохронологический возраст указан по Глобальной шкале геологического времени на 2023/09 (International
chronostratigraphic chart).

Возраст границ подразделений Общей стратиграфической шкалы, которые не совпадают с Международ-
ной стратиграфической шкалой, не указывается, за исключением возраста подразделений докембрия,
частично кембрия и перми, приведенных по Стратиграфическому кодексу (2019).

(~) Приблизительный возраст границ ярусов, для которых не утвержден стратотип границы или нет
рассчитанного геохронологического возраста
	Санеризоиская [фгнерэзсйский]		Палеозойская [палеозойская]PZ	Пермская [пермскии] Р		Татарский(татарская)Р3	Вятский	259,51±0,2  264,28*0,16  266,9±0,4  273,01*0,14  283,5*0,6  290,1*0,26  293,52*0,17  298,9*0,15  303,7*0,1  307,0*0,1  315,2*0,2  323,2*0,4  330,9*0,2  346,7*0,4  358,9*0,4  372,2*1,6  382,7*1,6  387,7*0,8  393,3*1,2  407,6*2,6  410,8*2,8  419,2*3,2  423,0*2,3  425,6*0,9  427,4*0,5  430,5*0,7  433,4*0,8  438,54,1  440,8*1,2  443,84,5  445,24,4  453,0*0,7  458,4*0,9  467,3*1,1  470,0*1,4  477,74,4  485,44,9  -497  500  -504,5  509  535*1  555-570  600  1030  1350  1650  2100  2500	2500  2800  3000  3200
							Северодвинский	
						Биармийский (биармийская) Р,	Уржумский	
							Казанский	
						Г:р .(уральский [приуральская]Р,	Уфимский	
							Кунгурский	
							Артинский	
							Сакмарский	
							Ассельский	
				Каменноуголь- ная [каменно- угольный] С		Верхний (поздняя) С3	Гжельский	
							Касимовский	
						Средний .средняя]С	Московский	
							Башкирский	
						Нижний (ранняя) С,	Серпуховский	
							Визейский	
							Турнейский	
				Девонская Гдезонский] D		Верхний (поздняя] D	Фаменский	
							Франский	
						Средний (средняя!D	Живетский	
							Эйфельский	
						Нижний [ранняя] D	Змсский	
							Пражский	
							Лохковский	
				Силурийская(силурийский) S	Верхняя S2 I	Пржидо пьский тржидольская) S’		
						Лудловский (лудловская)SJ	Лудфордский	
							Горстийский	
						Вснлскский (венлокская)S’	Гомерский	
							Шейнвудский	
						Лландозерийский(лландоверийская)S[	Теличский	
							Аэронский	
							Рудданский	
				Ордовикская [ордовик- ский] 0		Верхний [поздняя] 03	Хирнантский	
							Катийский	
							Сандбийский	
						Средний (средняя) 0,	Дарривильский	
							Дапинский	
						Нижний (ранняя) 0,	Флоский	
							Тремадокский	
				Кембрийская [кембрий- ский] С		Верхний(поздняя)С3	Батырбайский	
							Аксайский	
							Сакский	
						Средний [средняя]С,	Аюсокканский	
							Майский	
							Амгинский	
						Нижний (ранняя] Q,	Тойонский	
							Ботомский	
							Атдабанский	
							Томмотский	
Протерозойская (протерозойский] RR				Вендская (вендский) V		Верхний(поздняяJ V,		
	терозой-					Нижний [ранг яя) V		
	(поздне- протеро- зойский) PR,	Рифейская RF I	Верхнерифейская RF3					
			Среднерифеиская RF,					
			Нижкерифейская RF.					
	Нижнепротеро- зойская [ранне- протерозсй- ckhmL PR, [Карельская KR)		Верхнекарельская KR,					
			Нижнекарелоская KR,					
Архейская (архейский! АН	Берхнеархейская (позднеархей- ский) AR, (Лопийская LP)		Верхнелопийская LP,					
			Средне, юпийская LP,					
			Кижнелопийская LP,					
	Нижнеархейская (раннеархей- скии] AR (Саамская SM]							
Протеро Дональд

История Земли в 25 камнях

Геологические тайны и люди, их разгадавшие

Издатель Павел Подкосов
Руководитель проекта Мария Ведюшкина
Арт-директор Юрий Буга
Дизайн обложки Алина Лоскутова
Корректоры Татьяна Медингер, Юлия Сысоева
Верстка Андрей Ларионов

Подписано в печать 05 09.2025. Формат 70x100/16.

Бумага офсетная № 1. Печать офсетная.
Объем 25,5 печ. л. Тираж 2000 экз. Заказ №

ООО «Альпина нон-фикшн»
123007, г. Москва, ул. 4-я Магистральная, д. 5,
строение 1, офис 13.

Тел +7(495)980-53-54
www.nonfiction.ru

Интернет-магазин издательской группы «Альпина»
ООО «Альпина Паблишер»

115093, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Замоскворечье,
ул. Щипок, д. 18, ком. 1; ОГРН 1027739552136
www.alpina.ru

e-mail; info@alpina.ru

Отпечатано с готовых файлов заказчика
в АО «Первая Образцовая типография»,
филиал «УЛЬЯНОВСКИЙ ДОМ ПЕЧАТИ».
432980, Россия, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14

Знак информационной продукции
(Федеральный закон № 436-ФЗ от 29.12.2010 г.)