История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет

Под влиянием последнего курса палеонтологии мы с Марджи впоследствии тратили чуть ли не все выходные, бродя по местам, богатым ископаемыми. В течение нескольких лет мы собирали окаменелые образцы папоротников на юге Массачусетса, кораллов на северо-востоке Пенсильвании, брахиопод в восточной части штата Нью-Йорк и трилобитов на северо-западе Вермонта. Занятия у Шрока заставили нас взглянуть на эти ископаемые находки совсем под другим углом. Каждый вид породы и набор окаменелостей повествовал о разнообразии древних экосистем.

Мы узнали, что в любой отдельно взятый период несколько разных видов пород – различных фаций – формируется в определенном месте и на определенной глубине водоема. Песчаник формируется ближе всего к берегу, в неровных, мелководных приливных зонах. В них сохраняются окаменелости крупных моллюсков и улиток с прочными раковинами, которые способны выдержать бурный прибой. В отличие от песчаника, известняк включает древние коралловые рифы, а также богатое разнообразие живых организмов – стебельчатых морских лилий, морских звезд, улиток, плеченогих и другие виды, обитающих в прогретых солнцем лагунах. Многие из изысканных трилобитов в рифовых экосистемах отличаются огромными глазами, способными просматривать окружающую среду на все 360°. Еще дальше от берега в глубоких, темных водах медленно накапливаются черные сланцы; их фауна состоит из фильтраторов[12] и черных трилобитов – организмов, резко отличающихся от тех, что обитают в менее глубоких светлых зонах.

Каждое обнажение отражает определенный период времени и место, а последовательность слоев, расположенных друг над другом, повествует о характере перемен. Особенно выразительные чередования слоистых пород часто связаны с экономически ценными (а потому хорошо изученными) угольными месторождениями. Уголь, в изобилии формировавшийся в заболоченных прибрежных зонах 300 млн лет назад, обычно залегает между слоями песчаника, которые, в свою очередь, граничат со сланцами. Такая последовательность – сланец, песчаник, уголь, песчаник, сланец, повторяющаяся несколько раз, свидетельствует о значительной разнице в уровне моря, который то поднимался, то опускался, то снова поднимался, возможно, в связи с продвижением и отступлением полярных льдов и глетчеров. Напрашивается неизбежный вывод о том, что за сотни миллионов лет уровень воды в океане постоянно менялся на сотни метров.

Современному человеку, с нашими гигантскими прибрежными городами и обширными морскими инфраструктурами, уровень воды в океане (по крайней мере в пределах ритма приливов и отливов) представляется постоянным в масштабе всей планеты. Мы с трудом представляем себе изменение даже метра на три, не говоря уже о сотнях метров. Но исследование осадочных пород однозначно указывает на такие перемены. В течение последних нескольких десятков тысяч лет уровень воды в океанах неоднократно то поднимался более чем на 50 м, то опускался на 100 м ниже современного. Вне всякого сомнения, такие сдвиги будут происходить снова, радикально меняя очертания берегов. Вот такую историю рассказывают нам горные породы и ископаемые экосистемы.

Жизнь на суше

Самое кардинальное преобразование суши в истории планеты было связано с возникновением наземных растений – новшеством, фиксируемым по наличию отчетливых, микроскопических спор в породах возрастом 475 млн лет. Хотя сами отпечатки нежной, легко поддающейся разрушению растительности тех времен не сохранились, по крайней мере пока не обнаружены, те первые настоящие растения, возможно, походили на современный печеночный мох (печеночник) – это были лишенные корней, крепко цеплявшиеся за землю потомки зеленых водорослей, способные выжить лишь в низменных, сырых местностях. В течение более 40 млн лет, судя по сохранившимся в наземных породах спорам, именно такие растения выживали на суше. Эволюция тех выносливых растительных первопроходцев, видимо, проходила медленно, но неуклонно.

Около 430 млн лет назад, судя по разнообразию ископаемых спор по всей планете, произошел заметный сдвиг в наземной растительности. В течение следующих 30 млн лет споры печеночника встречаются гораздо реже, зато распространяются разнообразные виды мхов и простейших сосудистых растений. В породах этого периода в Шотландии, Боливии, Китае и Австралии встречаются древнейшие окаменелости собственно растений – отпечатки лишайников и других предков современных сосудистых растений (с внутренним «водопроводом», т. е. сетью наполненных водой канальцев). Не имея развитой корневой системы, эти короткие, приземистые растения тоже тяготели к низменным, сырым местам.