Очень распространены представления о том, что остатки вымерших ископаемых животных и растений представляют большую редкость. Это утверждение, почему-то сохранившееся со времени первых шагов геологии, нужно считать неправильным. Знаменитые песчаники на берегах Северной Двины содержат целые скелеты громадных ящеров с очень толстыми костями; в известняках Подмосковья множество морских раковин, зубов древних акул и скоплений кораллов; крутые красивые скалы Крыма состоят из остатков мелких морских животных. Почти на каждом шагу, в каждом обрыве, состоящем из древних песчаников, глин, известняков, мы наталкиваемся на окаменелые остатки древней жизни. Современная наука отводит большую роль образованиям органического происхождения в составе осадочных пород земной коры. В народном хозяйстве скопления органических остатков минувших геологических эпох имеют гигантское значение. На обширной территории Советского Союза мы имеем миллиарды тонн каменного угля в Донбассе, Кузбассе, Подмосковье, на Урале, Сибири, Дальнем Востоке. Огромные количества нефти, газа, горючих сланцев, фосфоритов — также продукты превращения колоссальных скоплений органического вещества.
Значительную часть всех осадочных пород составляют такие породы, которые возникли в результате жизнедеятельности различных организмов. Целые горные хребты заполнены раковинными или коралловыми известняками, напластованиями известняков, мела, кремнистых н других сланцев нередко в несколько километров толщины, а зачастую и остатками скорлупок мельчайших морских животных.
Равным образом многие важнейшие в экономическом отношении месторождения марганцевых и железных руд возникли в результате деятельности бактерий в прошлые геологические эпохи.
Действительно, редко встречаются остатки наземных животных, но подчас и они образуют большие скопления. На территории Казахстана, Киргизии и Узбекистана встречаются огромные скопления костей вымерших исполинских ящеров-динозавров. Для примера, одно из них, расположенное в низовьях р. Чу, достигает 40 км в длину при ширине от 5 до 10 км. Здесь нагромождены миллионы тонн окаменелых костей.
В северных районах европейской части Союза среди триасовых пестроцветных пород находится тонкий прослой песчаника, содержащего множество костей древнейших земноводных — стегоцефалов. Площадь распространения этого пласта захватывает тысячи квадратных километров, и количество погребенных в нем костей неисчислимо.
Значение ископаемых органических остатков очень велико и не только для изучения истории самой жизни, но и для исследования развития нашей планеты в смене геологических эпох.
Сравнивая ископаемые остатки, встреченные в различных слоях, мы можем установить относительную древность тех или других отложений, выяснить их геологический возраст и восстановить последовательность найденных страниц летописи. С другой стороны, по облику животных и растений, встречаемых в осадочных породах, мы можем судить об образе их жизни и тем самым восстановить те физико-географические, зачастую и химические, условия, в которых происходило отложение данных пород.
Окаменелые кораллы говорят нам о бывших теплых, тропических морях; превращенные в камень стволы деревьев, сохранившие еще годовые слои, свидетельствуют о смене зим и лет, то есть об умеренном климате; отпечатки колючих растений, — о древних, исчезнувших степях и пустынях… Примеров, подобных этим, можно привести бесчисленное количество.
Такова в общих чертах сущность геологической летописи и общий характер документации истории поверхности Земли. Очевидно, что в идеальном случае непрерывной последовательности напластований осадочных пород в каких-либо областях земного шара мы имели бы полную книгу истории Земли. Все страницы этой книги были бы сложены в последовательном порядке и, так сказать, пронумерованы теми ископаемыми остатками, которые сохранились бы в пластах. Проследить историю Земли и жизни в этом случае было бы сравнительно нетрудным делом.
На самом деле такой геологической документации в действительности не существует и существовать не может. Мы говорили уже о беспрерывных изменениях, которым подвергалась поверхность Земли в течение невообразимо долгих промежутков геологического времени. В этих изменениях накапливавшиеся в морских впадинах слои, состоящие из продуктов размыва материков и гор, в результате движений земной коры смыкались в складки и, выдвигаясь вверх, сами становились горами. Другие области накопления осадочных пород погружались в глубокие зоны земной коры, где под воздействием высокой температуры и колоссального давления полностью изменяли свой прежний облик, перекристаллизовывались, метаморфизовались (метаморфоз по-гречески — превращение). Новые движения земной коры выдвигали их опять на поверхность, в то время как другие породы, отложившиеся на материках, погружались на морское дно. Выдвинутые наверх и образовавшие сушу или горные цепи породы энергично размывались, разрушались и входили в состав новых осадков более позднего времени. В образовавшиеся разломы и трещины земной коры внедрялись расплавленные глубинные породы, образуя большие массивы, жилы или пластообразные излияния, изменяя окружающие породы действием своей температуры и химических испарений.
Эти движения земной коры, или тектонические движения, изучаются особым отделом геологии, называемым геотектоникой. Тектонические движения отражают физико-химические реакции в глубинах земли и вечную перетасовку листов геологической летописи на земной поверхности.
Нельзя забывать, что все современные материалы, на которых мы изучаем геологическую летопись, составляют лишь 29 % изучаемой поверхности. Остальные 71 % скрыты под водами морей и океанов. Равным образом современные материки, в смысле своего геологического строения, представляют собой мозаику из разновременных и разнокачественных геологических отложений. В их состав входят обломки древних материков наиболее ранних эпох существования твердой земной коры, уплотненные, смытые в складки отложения древних морских впадин, пронизанные изверженными породами. Эти древние породы прикрыты более поздними отложениями, часть которых размыта и снесена в океан, а другая часть опущена во впадины и покрыта толщей новейших рыхлых отложений.
На геологических картах породы разных периодов истории Земли обозначаются различными красками. Какой пестрый и сложный узор представляют собой сочетания различных формаций горных пород! Такова эта великая книга в действительности.
Исполинские силы, изменяющие нашу Землю, разброшюровали книгу, уничтожили целые пачки ее листов, смяли и оборвали другие, спрятали под водой значительную часть.
В этом виде чтение нашей книги очень затруднено. Но могучий ум человека в своем неуклонном стремлении к познанию природы не останавливается перед, казалось бы, непосильной задачей, медленно, но верно продвигаясь вперед в восстановлении истории Земли и жизни.
Как научились читать историю земной коры
В предыдущей главе мы пытались окинуть взглядом великую книгу природы. Но и это самое общее представление могло сложиться только в результате упорного труда выдающихся умов как основателей геологической науки, так и оставшихся неизвестными скромных тружеников: мастеров горного дела, землемеров, рудоискателей — бескорыстных наблюдателей.
Геология как наука еще очень молода. Она окончательно оформилась как отдельная, самостоятельная отрасль знания лишь в начале прошлого столетия и существует, таким образом, менее полутора веков.
До этого времени даже наиболее высоко поднявшиеся в культурном отношении народы имели лишь смутное представление о геологической летописи.
Такое состояние знаний не случайно: запутанность и отрывочность великой книги природы затрудняли осмысливание исторического развития Земли. Чтобы научиться ее читать, человечеству пришлось проделать большой путь общего развития и освободиться от предрассудков.
На десятки столетий задержали развитие науки религиозные представления как древнего, так и нового времени. В каждом из них, — возьмем ли мы вавилонские сказания об Издубаре, или греческий миф о Девкалионе, или библейскую историю о всемирном потопе, — мы видим представление о быстром сотворении окружающего мира и затем уничтожение всей прежней жизни всемирным потопом, после которого возникает современный исторический мир.
Это представление долго господствовало в умах людей, и даже геология в течение длительного периода не могла вполне от него отделаться. Очень медленно в человеческие умы проникало понятие об огромной длительности геологического времени, о специфичности, неповторимости изменений поверхности Земли и, наконец, о длительной эволюции органического мира, в результате которой появился человек, как звено в бесконечной цепи развития.