По холодным следам

Четвертичные часы

Четвертичная геология — наука историческая. Сведения о последнем геологическом периоде в истории Земли остаются разрозненными и во многом непонятными, если не удается выстроить их в определенном порядке. Поэтому ученые стараются узнать время тех или иных геологических событий (например, наступления ледников).

Мы привыкли отсчитывать время по часам. А как быть с определением «геологического времени», когда требуется отсчитывать не минуты и часы, а тысячелетия и миллионы лет?

Геологи научились узнавать возраст ископаемых остатков, горных пород и прочих древностей с помощью своеобразных «геологических часов». В четвертичной геологии применяется несколько их видов.

Самые простые — «стратиграфические часы», определяющие возраст по залеганию слоев («статум» — «слой»). Обычно чем глубже слой, тем глубже в прошлое уходит его история; нижний слой древнее верхнего. Только при этом не выяснить, давно ли образовались слои и насколько один из них древнее другого.

Очень распространены в геологии «палеонтологические часы», определяющие время по появлению и вымиранию отдельных групп растений и животных. Если, скажем, в слое встречены кости мамонта, то слой относится к четвертичному времени (мамонты жили только тогда). И для других существ были свои периоды жизни. Палеонтологи выяснили последовательность появления и вымирания организмов, остатки которых помогают определять «геологическое время». Но и в этом случае никак не узнаешь, сколько лет назад жили вымершие существа.

Древние изделия людей — это «археологические часы». По ним специалист с большой точностью определяет археологическую эпоху, к которой они относятся. Недостаток «археологических часов» в том, что они показывают относительный возраст: моложе или древнее слой, но не отвечают на вопрос: каков же абсолютный возраст слоев (то есть возраст, выраженный в годах)?

Существуют «литологические часы», определяющие геологический возраст по особенностям накопления осадков. Морены определенно указывают на ледниковый период. А количество морен, залегающих одна над другой, указывает на число оледенений.

И тут свои трудности и неточности. Особенно когда речь идет о моренах; нередко донная морена одного и того же ледника расслаивается на два или три горизонта, которые легко принять за отложения разного возраста.

В конце прошлого века шведский геолог Де-Геер обнаружил слои четвертичных пород, чередующиеся последовательно, как листки календаря. Эти слои откладывались в приледниковых озерах.

Весной в паводок реки несут в озера грубые осадки — песок, гравий. Сила потоков постепенно слабеет, и осадки становятся все более тонкими: пыль, супесь. После летнего расцвета жизни осенью откладываются органические остатки. А зимой медленно осаждается тончайшая муть, образуя слой глины.

Так повторяется из года в год. Получается слоеный пирог, где один определенный слой — один год. Подсчитаешь количество таких слоев, узнаешь, как давно они образовались. Можно упростить подсчет. Если имеется слоистая толща мощностью пять метров, а в каждом сантиметре разреза насчитывается в среднем два годовых слоя, то во всей толще: два помножить на пятьсот — тысяча годовых слоев.

Таким способом Де-Геер пересчитал слоёчки глин в котлованах послеледниковых озер. Получилось двенадцать тысяч слоев. Значит, озера образовались двенадцать тысяч лет назад: тогда эта местность (юг Швеции) освободилась ото льда.

Подобные «литологические часы» словно секундная стрелка наших обычных часов. Они отмеряют крохотные интервалы геологического времени (годы!).

Конечно, можно использовать в «литологических часах» слои, отмечающие более крупные отрезки времени: например, отложения донных морен. Но в таком случае мы сразу же теряем возможность определять возраст в годах. Грубая слоистость донной морены не связана с определенными интервалами времени. Нередко тоненький слой морены накапливается тысячи лет, а более мощный слой — в несколько раз быстрее.

Имеются и «геоморфологические часы». Это уже знакомые нам речные и морские террасы. Нередко они располагаются в строгом порядке и прослеживаются на сотни километров. Однако они показывают только относительный возраст.

Сравнительно недавно получили геологи «радиоактивные часы», которые по продуктам радиоактивного распада или по соотношению изотопов позволяют определять возраст слоев в годах (об этих часах пойдет у нас речь позже).

Казалось бы, если объединить вместе показания разных часов, история четырехликого периода необычайно прояснится.

Попробовали все сопоставить и… ничего не получилось.

Показания «геологических часов» оказались совершенно разными.

Появление и вымирание холодолюбивых животных доказывает как будто, что была одна мощная волна холода, породившая ледники.

Развитие древних людей и орудий труда происходило несколькими ступенями и, кажется, нисколько не соответствовало нарастанию волны холода и сопровождающим ее изменениям в живом мире.

Количество террас на реках или морских побережьях неодинаково. Можно сказать, у каждой реки свои «террасовые часы». Иногда показания их сходятся, но чаще — нет.

А «часы слоев»? В них исправно действует только «секундная стрелка» — годовая тонкая слоистость. Так можно отсчитать сотни, тысячи лет. А далее слои пропадают и начинается чередование ледниковых пород… Одним словом, очень неудобно пользоваться часами с одной лишь секундной стрелкой.

Как будто природа специально приберегает до поры до времени ответы на некоторые нелегкие свои загадки! И как только ученые доказали былое оледенение, обосновали ледниковую теорию и собирались уже отдохнуть от затянувшихся споров, выяснилось нечто такое, что заставило вновь изумляться, искать, спорить и сомневаться.