Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Скалы поведали Хаттону о последовательности событий, которые он истолковал как невероятно медленные геологические изменения, происходящие в течение умопомрачительно больших отрезков времени. Угловое расхождение в напластовании слоев породы различных типов и ориентаций могло сформироваться только в течение десятков миллионов лет (см. рис. 2.1). Эти наблюдения имели решающее значение для Хаттона, который выдвинул теорию постепенной эволюции Земли и разработал революционную концепцию о «глубоком времени» – неизмеримых по своей протяженности геологических эпохах.

Рис. 2.1. Пласты скальных пород способны рассказать о своем возрасте и поведать историю о том, как они произошли и что с ними случилось после.

По мнению Хаттона, возраст Земли исчислялся несколькими миллионами лет. Это был совершенно новый подход к летоисчислению, потому что чуть более века назад примас всей Ирландии, архиепископ Джеймс Ашшер, определил из Библии и других источников совершенно точную дату творения мира – воскресенье, 23 октября 4004 года до нашей эры. Исаак Ньютон, кстати, не был с ним согласен: он считал, что Бог создал Землю в 3988 году до нашей эры.

Понятие о темных веках геологического летоисчисления шло вразрез со здравым смыслом. Впрочем, так же, как и сейчас. В конце концов, как говорил Джон МакНилл – экологический историк из Джорджтаунского университета в Вашингтоне (округ Колумбия, США), – человеку свойственно при измерении длительности различных процессов сравнивать их с продолжительностью жизни самого человека; это является нормальным и естественным способом мышления. Благодаря героическим усилиям Хаттона и других ученых, пришедших после него, мы теперь знаем, что Земле около 4,56 миллиарда лет – почти немыслимый возраст.

Концепция геологического времени оказала и продолжает оказывать огромное влияние на развитие исторических наук: геологии, эволюционной биологии и космологии. Если бы не было этого определения, мы не смогли бы понять, что ряд процессов, будь то выветривание горных пород, формирование гор или эволюция видов, обычно происходит на таких временных масштабах, что их нельзя заметить в течение жизни одного человека.

Поездка на мыс Сиккар-Пойнт побудила Плейфейра написать: «Когда заглядываешь в такую бездну времени, испытываешь настоящее головокружение». Странные мимолетные видения из темного прошлого, принявшие вид морских окаменелостей, воздвигнутых высоко над морской гладью; с ними трудно смириться, так и хочется стереть их из памяти. Как сказал МакНилл: «Для меня это означает, что мы все являемся частью невообразимо длинной цепи существования, включающей в себя как человеческий род, так и нечеловеческие создания, и наши тяжкие потуги на этом фоне ломаного гроша не стоят».

Расшифровка скалистых записей

Геологи могут проследить историю Земли на протяжении почти 4,56 миллиарда лет. Они делят этот обширный промежуток на интервалы, которые отмечают основные вехи в геологическом летоисчислении. Раньше геологи называли эти интервалы по породам, образованным в соответствующий промежуток времени; но сведений о том, когда начинались и заканчивались эти эпохи, еще не было. Проставлять даты и создавать точную шкалу времени пришлось последующим поколениям ученых.

Под действием воды и ветра осколки древних пород и другие обломки камней образуют наносы, которые спрессовываются в осадочные горные породы – так они участвуют в грандиозном повторяющемся цикле преобразования камней на планете. Когда-то первые геологи обнаружили, что эти осадочные породы расположены слоями, в которых новое вещество накоплено поверх более старого. Уильям Смит, английский исследователь угольных месторождений и каналов начала XIX века, признал, что эти слои – или пласты – образуют правильные структуры в скалах и что чем глубже скала лежит под землей, тем более древними являются эти образования.

Конечно, не все так просто. В последовательно расположенных осадочных породах встречаются щели, или разрывы, где породы по какой-то причине не образовывались или были подвергнуты эрозии. И не все типы пород создают аккуратные слои. Породы вулканического происхождения образуются, когда расплавленная порода – магма или лава – затвердевает, и если при этом появляются слои, то они часто бывают неровными. Метаморфические породы образуются, когда температура и давление внутри Земли изменяют существующие породы так сильно, что появляются новые минералы. Движения в земной коре могут даже загибать старые осадочные слои таким образом, что они появляются поверх более молодых отложений.