Килограмм урана, например, где бы и при каких бы условиях он ни лежал, со временем непременно превращается в свинец. Через сто миллионов лет от килограмма урана останется 986 граммов. Зато тут же окажется 3 граммов свинца, возникшего из урана. Через тысячу миллионов лет останется 863 грамма урана, зато свинца будет уже 8 граммов. А через три тысячи миллионов лет убудет уже почти полкилограмма урана, зато свинца накопится еще больше.
Такие изменения, пожалуй, напоминают то, что происходит в песочных часах. Только там происходит пересыпание, а здесь превращение. Но время одинаково удобно измерять и пересыпанием и превращением.
Когда мы находим в земле рядом уран и свинец, мы можем думать, что когда-то тут был один только уран, а свинец произошел лотом из него. Путаницы тут не может быть потому, что свинец, произошедший из урана, имеет удельный вес немного меньший, чем обыкновенный свинец, не произошедший из урана, так что отличить их друг от друга нетрудно.
Достаточно сравнить количество свинца, произошедшего из урана, с количеством оставшегося урана, чтобы высчитать, сколько миллионов лет лежал тут уран.
Так определяют ученые возраст урана, находимого в земле, в толще материков. А так как уран находился в материках, очевидно, с самого их возникновения, то, определяя возраст урана, определяют вместе с тем и возраст материков.
Урано-свинцовые часы показывают, что возраст Земли равен приблизительно полутора тысячам миллионов лет. Есть еще и третий способ определения возраста Земли. Если не убирать комнату несколько дней, то легко заметить, что на пол ляжет тонкий слой пыли. Откуда взялась эта пыль? Где-то разрушаются камни, ветер подхватывает пыль. Вместе с воздухом попала пыль в комнату. Она плавала в воздухе и стала постепенно оседать на пол.
Чем толще слой пыли, тем больше, стало быть, времени прошло. Разрушение горных пород, из которых состоят материки, происходило всегда, во все времена. Всегда ветры и потоки воды разрыхляли, распыляли поверхность материков, уносили песок и ил в низины.
В самом деле, если бы этого не происходило, материки и сейчас были бы такими же, как в те времена, когда они только что образовались. Они бы оставались и посейчас голыми глыбами застывшей лавы.
Однако материки сейчас одеты толстыми пластами более рыхлых горных пород. Можно очень долго копать землю, пройти далеко вглубь, и все-таки не доберешься до первоначального остова материка.
Сколько же времени понадобилось ветрам и потокам воды, чтобы окутать глыбы голой лавы такой толстой пеленой?
Это можно высчитать. Можно вычислить, как быстро работают ветры и воды, как быстро наслаивается геологическая пыль.
Рамсес II, фараон Египта, царствовал, как это установлено по древним надписям, больше чем три тысячи лет назад. Но те здания, которые были построены при нем, сейчас не видны: они занесены толстым, трехметровым слоем песка. За три тысячи лет три метра: метр в тысячелетие.
Однако такое быстрое наслаивание — редкость. Наблюдения над работой ветра и рек сейчас показывают, что в Англии за тысячу лет наслаивается всего около трех сантиметров, а в Северной Америке наслоение идет еще втрое медленнее.
Таким образом, геологические песочные часы отличаются одним недостатком: в разных местах и в разные времена они идут неодинаково. Поэтому и нельзя особенно доверять их показаниям.
Обычно считают, что для накопления тех слоев, которые можно обнаружить в толще материков, нужно было от тысячи миллионов до двух тысяч миллионов лет.
Итак, разные природные часы показывают разное время, и ни одному из этих показаний мы не можем вполне доверять. От двухсот миллионов до двух тысяч миллионов — вот все, что мы можем сказать о возрасте Земли.
Пока мы не можем добиться более точных и несомненных результатов, лучше всего остановиться на каком-либо промежуточном, не самом большом и не самом малом числе. Можно, например, принять, что возраст 3емли равняется полутора тысячам миллионов лет. Что же произошло за эти полтора миллиарда лет?
СОБЫТИЯ ЗА ПОСЛЕДНИЕ ПОЛТОРА МИЛЛИАРДА ЛЕТ
Вот что случилось за это время.
Материки много раз меняли свои очертания: они росли и уменьшались, раскалывались, сходились и расходились в разные стороны. Они наращивали сверху все новые пласты.
Океан много раз наступал на сушу и вновь отступал. Он тоже наращивал пласты на дне. Из пресного океан за это время превратился в соленый.
Горы много раз вырастали, разрушались и сменялись новыми горами. Реки появлялись, меняли свои русла, исчезали и уступали место новым рекам.
Льды много раз наступали на сушу и море с северного и южного полюсов, захватывали огромные просторы Земли, холодили Землю. И много раз они отступали назад, гораздо дальше, чем находятся теперь. И тогда чуть не на всей Земле миллионами лет стоял жаркий, тропический климат.
За это время появились на Земле первые живые существа, от которых до нас не дошло никаких следов. Потом, спустя миллионы лет, от них произошли разнообразные растения и животные, огромное большинство которых совсем не было похоже на теперешние растения и животных. Появились рыбы, земноводные животные, насекомые, ящеры, птицы. Сравнительно недавно появились млекопитающие, и совсем недавно — человек.
И за это время, за самый последний промежуток его, крохотный по сравнению с теми периодами, которые изучают исследователи Земли, за этот крохотный промежуток времени прошла вся история человечества от возникновения человека до наших дней, вся история всех племен, народов, государств.
Вся история жизни на Земле, от первых живых существ до нас самих, прошла за это время. Вот сколько событий случилось за эти полторы тысячи миллионов лет. Можем ли мы узнать что-либо об этих давно минувших великих событиях? Можно ли восстановить хотя бы мысленно историю Земли и историю жизни на ней?
Или происхождение теперешних материков и океанов, гор, рек, озер, растений, животных, людей останется для нас навсегда тайной, и мы не сможем проникнуть в такое далекое прошлое?
С гордостью можем сказать: наука уже нашла способ проникнуть в это далекое прошлое. Благодаря работе ученых-геологов история Земли становится для нас с каждым годом все яснее.
О многих событиях, произошедших сотни миллионов лет назад, мы можем теперь говорить с такой уверенностью, как будто они случились только вчера. Мы знаем о них так много, точно видели их своими глазами.
Что же это за удивительный способ, который позволяет нам путешествовать по времени, видеть то, что происходило на Земле еще до появления человека? Каким образом геологи восстанавливают историю Земли и жизни на ней?
САМЫЙ ЦЕННЫЙ АРХИВ
Представьте себе: вы — историк, вы решили, скажем, изучить подробно историю России XVIII века. С чего вам начать работу? Как воскресить то, что давным-давно прошло? Где найти подлинные документы того времени?
Вам придется пойти в Государственный архив и порыться в бумагах, которые сложены там.
В каждом государстве есть такое учреждение-архив. Туда сдаются все сколько-нибудь важные документы, там они сортируются и бережно хранятся.
Пройдет несколько веков, никого из нас, конечно, не будет уже в живых, не останется ни одного живого свидетеля нашего времени, но останутся другие свидетели — документы, и по ним будущий историк опишет наше время так точно, как будто он сам жил вместе с нами.
Работа историка народов и государств начинается с обследования архивов. А работа историка Земли, геолога? На что может опереться его исследование, какими архивами пользуется он? Ведь он изучает те времена, когда не существовало никаких государств, времена, когда еще вообще не было на Земле людей. О каких же архивах можно тут говорить?
И все же работа геолога, точно так же, как работа историка, опирается на то, что он находит в архиве. Но это совсем особенный архив! Он так огромен, что до сих пор исследована только крохотная часть его.
Геологический архив простирается на тысячи километров во все стороны. Он покрывает все материки, он продолжается на дне океанов. Все наши города стоят на поверхности этого архива, все здания уходят фундаментами в него.
Короче говоря, геологический архив у нас под ногами, мы все живем на поверхности его. Геологический архив — эта сама Земля с ее отложившимися один поверх другого пластами.
Эти пласты вполне можно назвать архивными документами, потому что каждый из них хранит как бы запись о тех или других временах Земли, о событиях, которые тогда произошли.
Мы ведь говорили уже, что эти пласты образуются благодаря работе ветров и воды в течение многих тысяч лет. Ветер и вода подтачивают изо дня в день, каменные выступы 3емли, размалывают горные породы, выравнивают поверхность Земли. Ветер и вода отлагают в низинах следы своей работы. Они заботятся о том), чтобы архив Земли все время пополнялся. Они медленные, но неутомимые работники. Они великие разрушители и вместе с тем великие коллекционеры.
Выйдите после дождя из дому и посмотрите, что делается. По всем канавкам, ложбинам, оврагам течет вода. Тысячи ручейков пробивают себе дорогу, спеша принести свою воду в реку. И все ручьи несут мутную воду. Эта муть — песчинки и ил, частицы, которые были выхвачены водой из земли, увлечены потоком.
Река понесет песок и ил дальше, унесет их в озеро или в море, только там, в спокойной воде, где нет течения или оно очень слабо, только там найдут покой совершившие длинное путешествие песчинки и комочки ила. Они начнут потихоньку оседать на дно и мало-помалу накопятся толстым слоем, Слой этот сначала будет еще рыхлым, но пласт за пластом будет он расти, в нижние, самые давние пласты начнут постепенно затвердевать, пока не превратятся наконец в крепкие каменные породы. Мы назовем их песчаниками, если они образовались из песка, или сланцами, если они образовались из ила, из глины.
Так под водой хранятся документы прошлого, лежит неподвижно каменный геологический архив. Придет время, море отхлынет, озеро высохнет, какой-нибудь геолог обследует окаменевшие отложения, восстановит по ним историю этой части Земли. Песок и ил отлагаются не только на дне морей и озер, они отлагаются и в устьях рек. Ведь, подходя к морю, река начинает течь гораздо медленнее: тут скат почти всегда очень полог. И так же, как пыль начинает потихоньку оседать, когда утихнет носивший ее ветер, так и крупинки, которые несутся с речной водой, начинают оседать на дно, когда течение ослабевает. На дне речного устья нарастают пласты. Наконец они так вырастут, что уже выглядывают холмами из воды. Река сама воздвигла за тысячи лет эти острова, препоны на своем пути. Теперь ей приходится искать новые пути, чтобы дойти до моря. Река делится на рукава, извивается, пытается с разных сторон обойти острова.
Эту сушу, образовавшуюся из речных отложений, зовут дельтой.
Санкт-Петербург построен как раз на такой дельте. Большая часть его раскинулась на островах, выросших из речного дна, на Васильевском, Петроградском и Кировских островах. Не только реки и ветры работают над созданием геологического архива, этим же делом заняты морской прибой и морские течения. Волны, бьющие в берег, непрестанно разрушают его, размельчают и уносят обломки горных пород. Морские течения увлекают с собой огромные количества мути и отлагают ее где-то на дне океана.
Наконец, в этой же работе участвуют и ледники. Ползучий лед движется огромной лентой. Ледяной язык сглаживает все выступы, шлифует и обдирает скалы, захватывает камни и пески и несет их вниз. Точно гигантские грабли, загребает ледник все, что встречают на пути, и отдает в конце концов свою добычу морю.
Реки, ветры, морские течения, прибой, ледники — все они делают одно дело: все они стремятся сгладить Землю, превратить ее в однообразную, точно выглаженную утюгом равнину. Но если бы даже они и не работали так неутомимо, все равно сглаживание выступов продолжалось бы.
Оно продолжалось бы потому, что жар и мороз все равно расшатывали бы скалы, заставляли их трескаться и осыпаться. Все равно горные породы, соприкасаясь с воздухом, не убереглись бы от разрушительных химических воздействий, а живые существа, в особенности бактерии, продолжали бы разрыхлять поверхность. Земли.
Но, конечно, если бы ветер и вода ослабили свою работу, сглаживание 3емли шло бы гораздо медленнее. Оно и сейчас идет так тихо, что мы его обычно не замечаем. Наша жизнь слишком коротка, чтобы мы могли увидеть это своими глазами. Как бабочка-однодневка не видит смены весны летом, а лета осенью, — не видит этого просто потому, что жизнь ее длится всего один день, — так и мы не улавливаем изменений Земли, потому что живем слишком короткий срок.
Мы не замечаем непрерывной работы великих разрушителей земной коры, но результат их работы встает перед нами воочию каждый раз, когда мы рассекаем поверхность Земли, его нельзя не заметить.
Взгляните на крутой обнажившийся берег реки или на срезанные точно бритвой склоны холмов, обступивших железную дорогу. Эти холмы были прежде цельными, но их пришлось рассечь надвое, прорубить между ними узкий проход, чтобы проложить между стенами холмов рельсы.
Внутреннее строение холмов обнажилось, и вы видите, из чего состоит холм. В самой нижней части обрыва видите вы твердые каменные породы. Немного выше они разбиты многочисленными трещинами и распадаются на кусочки. Еще выше обломки камня перемешаны уже с рыхлой землей, песком) или глиной. А на самом верху виден слой серой или черной почвы, пронизанной корнями деревьев, трав и цветов, — слой растительной земли.
Вы видите, что холм состоит из пластов разных цветов и разной крепости. Эти пласты наложены друг на друга, как листы бумаги, взгроможденные друг на друга кипой. Они лежат, точно наваленные временем документы.
Вы видите перед собой геологический архив. О чем же может поведать этот архив?
О ЧЁМ РАССКАЗЫВАЕТ ГЕОЛОГИЯ
На первый взгляд кажется: геологические документы не могут ни о чем рассказывать, они не содержат никаких знаков прошлого. Ведь рукописи и грамоты, хранящиеся в историческом архиве, исписаны человеческой рукой, содержат надписи. В земных пластах, конечно, ничего подобного, не найти. Геологические документы напоминают скорее чистые листы. А по таким неисписанным, пустым листам разве можно что-нибудь узнать?
Но так кажется только на первый взгляд. Ведь если бы в исторический архив попал неграмотный человек, ему бы тоже ничего не сказали все хранящиеся там документы. Для него они были бы все равно что пустые. И так было бы не только для неграмотного, но вообще для каждого человека, незнакомого с историей. Потому что расшифровка и чтение исторических документов требуют специальных исторических знаний, исторической грамотности.
Так же обстоит дело и с геологическими документами. Они повествуют о многом. Но чтобы прочесть их, нужно быть геологом.
Историки, разбирающие древние рукописи, выработали много приемов, как узнать по виду документа, даже не читая его, подлинный ли это документ или фальшивый, древний или сравнительно новый, в какой стране был он написан. Обо всем этом говорит прежде всего сам материал документа — бумага и чернила. Ведь в разные времена пользовались развой бумагой, писали чернилами разного состава. Кроме того, время накладывает свой отпечаток на всё, — бумага от времени истончается, чернила выцветают. Так что опытному историку достаточно только бросить взгляд на документ, пощупать его рукой, чтобы сразу догадаться о многом.
Вот это умение по материалу документа, по виду его узнавать происхождение документа, — это умение для геолога еще важнее, чем для историка.
Историка, нашедшего старинную рукопись, интересует прежде всего, кто и когда составил эту рукопись. Он ищет подпись и дату. И геолог, исследуя земной пласт, ищет ответа на эти же вопросы. Он хочет узнать, благодаря чьей работе, когда и при каких обстоятельствах составился этот пласт. Геолог ищет подписи и даты.