Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

В будущем ученые, несомненно, узнают еще больше о важнейших особенностях океанического дна, глубоководных желобах, подводных горных цепях и силах, связанных с батиметрическими изменениями в океанах, что будет способствовать еще более глубокому пониманию геологии и тектоники плит. Национальная океаническая служба США отмечает, что по состоянию на 2014 г. было исследовано лишь 5 % океана[383]. Но океанами покрыто примерно 70 % поверхности Земли, и они являются местом, где происходит значительная часть тектонической активности. В настоящее время для отслеживания движения плит используются датчики GPS, которые предоставляют данные, позволяющие уточнять скорости движения различных плит. Векторы показывают направление и магнитуду движения плит на основе данных GPS.

Со временем теории, даже те, что определяют большинство догматов геологии, изменятся и станут еще более сложными. Это будет происходить по мере сбора данных, анализа и проверки информации геологами и проведения дальнейших исследований.

Ключевые принципы, касающиеся Земли, – это геологическое время, механизмы формирования и движения континентов и океанов и закономерности изменения живых организмов со временем в ответ на изменения условий среды. Так же, как ритм, гармония и мелодия являются элементами песни, так и эти геологические законы служат основой функционирования Земли как единого целого.

8Биография Земли: история докембрия

Песнь Земли, начавшуюся 4,6 млрд лет назад, возможно, будет проще всего понять, исследуя ее составные части. Подобно тому, как теоретики музыки могут разобрать современную песню на фрагменты, в том числе вступление, куплеты, запев, припев, проигрыш, завершающие аккорды (концовка), геологи выстраивают последовательность развития Земли от огромных периодов, эонов, к более мелким подразделениям, включающим эры, периоды, эпохи и века (см. цветную вклейку 8.1). Докембрий представляет собой исключение – это суперэон, который и станет предметом рассмотрения в этой главе.

Докембрийский суперэон охватывает период с рождения Земли 4,6 млрд лет назад – после формирования Солнечной системы из газопылевого облака, образовавшегося после рождения Вселенной в результате Большого взрыва (13,8 млрд лет назад)[384], – до 541 млн лет назад. Докембрий представляет огромный промежуток геологического времени, почти 88 %, или более трех четвертей, времени существования Земли (рис. 8.1). Стратиграфы изменили классификацию докембрия, названного так для обозначения всего отрезка геологического времени до кембрийского периода палеозойской эры, с эона на суперэон[385]. До сих пор это единственный суперэон. В докембрии выделяют гадейский эон (назван по имени Гадеса[386]), 4,6–4,0 млрд лет назад, архейский («старый»), 4,0–2,5 млрд лет назад и протерозойский («ранняя жизнь»), 2,5 млрд – 541 млн лет назад. Архейский и протерозойский эоны подразделяются на эры.

Рис. 8.1. Гадейский эон глазами художника (художник Тим Бертелинк, 2016)

Хотя на докембрий приходится бо́льшая часть временной шкалы Земли, о нем известно меньше всего. Геологи с помощью количественного определения возраста установили приблизительные периоды в рамках докембрия, но что́ происходило в то время и когда именно, определено не столь достоверно. Многие докембрийские горные породы исчезли: они были переработаны в результате возникновения, движения и уничтожения литосферных плит. Геологи могут обнаружить эти древние породы лишь на устойчивых кратонах, представляющих неизменившиеся участки в центре континентов, или в разбросанных по поверхности планеты осколках. В Западном полушарии геологи находят докембрийские формации в Гренландии, Канаде, части территории США (в регионе Скалистых гор) и в Южной Америке.

Докембрий – это время в истории Земли, когда сформировались пять оболочек планеты (геосфер): 1) магнитосфера – защитное магнитное поле вокруг планеты; 2) литосфера – твердая оболочка Земли, включающая литосферные плиты и все горные породы и минералы, континенты и океаническое дно; 3) гидросфера – совокупность всей воды на планете, включая лед и жидкую воду на поверхности; 4) атмосфера – воздушная оболочка Земли, состоящая из газов и определяющая климат; 5) биосфера – все живые организмы на Земле. Между этими оболочками осуществляется динамическое взаимодействие; изменения в одной оболочке оказывают немедленное воздействие на остальные. В действительности жизнь на Земле в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы без совместного функционирования всех оболочек нашей планеты. Это взаимодействие будет обсуждаться в главах с 8 по 11, в которых рассматривается биография Земли.