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

Со временем исчерпание и истощение антропогенного (связанного с деятельностью человека) трития в поверхностных и подземных водах приведет к тому, что он станет менее полезным индикатором возраста воды. Другими радиоактивными элементами, используемыми для датирования подземных вод, осадков, археологического материала и других материалов, содержащих углерод, являются углерод-14 и изотопы кислорода. Более 99 % всех атомов углерода на Земле стабильны, и их ядра содержат 6 нейтронов (углерод-12); они не подвергаются радиоактивному распаду. Другие изотопы углерода имеют разное число нейтронов. Один из наиболее хорошо известных изотопов – углерод-14, ядро которого состоит из такого же количества протонов, что и ядро углерода-6, но имеет 8 нейтронов, поэтому углерод-14 тяжелее и является слаборадиоактивным. Этот изотоп углерода нестабилен и подвергается радиоактивному распаду, период полураспада составляет 5730 лет. Данные о содержании углерода-14 позволяют геологам точно определять возраст многих горных пород и минералов.

Другие изотопы, например урана, действуют как еще одни «часы в камне». Процесс соответствует описанному выше – происходит распад материнских изотопов с образованием дочерних, – но периоды полураспада намного больше. Например, датирование кристаллов циркона с помощью количественных методов дало несколько оценок самого древнего возраста на планете.

Современная шкала геологического времени

Стивен Джей Гулд в своей книге «Чудесная жизнь: сланцы Бёрджесс и природа истории» (Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History), опубликованной в 1989 г., рассказывает, что, пытаясь научить своих студентов запоминать периоды шкалы геологического времени, он перепробовал мнемонические техники, игры, словесные ассоциации – любые средства для запоминания подразделений времени, – но ничего особенно не помогало. Гулд пишет, что не беспокоился бы о неудачах какой-то части студентов, если бы периоды представляли собой случайные интервалы шкалы, но они таковыми не являются:

История жизни представляет собой не запись непрерывного развития, а летопись, в которой знаки препинания расставлены в виде кратких, иногда мгновенных с точки зрения геологии событий массового вымирания и последующего роста разнообразия. Шкала геологического времени является картой истории, поскольку ископаемые дают нам главный критерий для фиксации последовательности горных пород во времени. Подразделения шкалы времени установлены между этими главными знаками препинания, потому что вымирания и быстрый рост разнообразия оставляют столь явные следы в палеонтологической летописи[199].

В конце концов Гулд сообщил своим студентам, что им придется воспользоваться старинным способом: запоминать наизусть эти необходимые подразделения шкалы геологического времени. Как оказалось, такой способ также наиболее эффективен для понимания и усвоения информации о резких изменениях условий окружающей среды, которые оказывали влияние на живые организмы и стали причиной вымираний и повторного заселения.

Масштабы геологического времени трудно осознать любому. Джон Макфи, журналист из The New Yorker, который восхвалял геологию Соединенных Штатов во всей ее красоте и множестве форм, писал в 1981 г. в первой из своих четырех книг о геологии «Бассейны и хребты» (Basin and Range): «Человеческий разум, возможно, недостаточно развит для того, чтобы осознать геологическую историю. Вероятно, он лишь способен ее оценить»[200].

В упрощенном варианте шкалы геологического времени (см. цветную вклейку 4.1) показана биография Земли с рождения до настоящего времени. Время представлено от древнего докембрийского суперэона, 4,55 млрд лет назад (округлено до 4,6 млрд, в нижней части шкалы до молодой кайнозойской эры и наших дней в верхней части шкалы.