Как поделить время?
Когда речь заходит о геологическом прошлом Земли, мы с вами с легкостью оперируем названиями эпох, отстоящих от нас на многие десятки и сотни миллионов лет. Архей, ордовик, миоцен, триас – за каждым словом стоит свой образ земной истории, своя фауна, флора, климат, география, порой столь не похожие на современные, как если бы мы путешествовали по разным планетам. В детстве, когда я только знакомился с историей жизни на Земле, эти названия либо не говорили ничего, либо ставили в тупик. То, что докембрий был до кембрия – это понятно. А что такое кембрий? На ум приходил образ камня вроде кремня. Каменноугольный период вопросов не вызывал, но какая связь между Пермью и пермским периодом, было не ясно. А этот странный мел, пахнущий школьной доской и цветными рисунками на асфальте? И в честь какого Юры назван юрский период? Ну а дальше и вовсе караул – третичный и четвертичный. Откуда они, куда делись вторичный и первичный периоды?
Конечно, со временем пришло понимание, что геохронологическая шкала не была дана людям в неизменном виде со всеми датировками, как заповеди Моисею. Само деление геологической истории Земли на эры и эпохи имеет свою историю. Из попытки обобщить сведения о том, как люди создавали прошлое, и родилась эта статья.
С чего все начиналось?
Палеонтология как наука зарождается в XVII – XVIII веках, как следствие нового взгляда на окружающий мир – натурфилософии. В то время создаются многочисленные коллекции животных, растений, минералов и окаменелостей. На основе коллекций издавались каталоги, натурфилософы объединялись в сообщества для обмена знаниями и образцами. Но мало кто верил, что окаменелости являются останками реальных существ, живших в далеком прошлом. Еще раз хочется подчеркнуть этот момент – сама идея о том, что живое существо, жившее много-много-много лет назад, может стать камнем была абсолютно чуждой и маргинальной в приличном обществе. Нет, отдельные исследователи вроде Роберта Гука, конечно пытались, но… Посудите сами, а какие были основания считать иначе? Кто видел процесс фоссилизации?
И потом, представления об истории Земли находились в рамках христианской концепции. А в ней все достаточно просто – весь мир сотворен Богом и пребывает в неизменности с начала времен. Да-да, тот самый глинистый бережок с галечником на берегу Темзы как был сотворен на Третий день, так и не менялся последние шесть тысяч лет. Почти. Потому что христианская концепция содержит описание одного, но зато глобального, стремительного и мощнейшего геологического процесса. Всемирный Потоп. Единственное достоверное (согласно Библии) геологическое событие, к которому хоть как-то можно привязать окаменелости. Что, собственно, и делалось. Фоссилии вроде крупных костей, зубов акул и раковин моллюсков объявлялись или останками великанов, не переживших Потоп, или свидетельствами покрывавших всю сушу морских вод.
И вторая важная мысль, которая соседствовала с представлением о Потопе – живые существа не вымирают. Ну то есть совсем (кроме великанов, видимо). Единожды сотворенные Создателем, они неизменно существуют до сих пор, пройдя «бутылочное горлышко» Ноева ковчега.
Исходя из этой картины мира, итальянский геолог Джованни Ардуино в 1759 году предлагает деление геологической истории Земли на четыре периода.
Первичный – к которому относятся горные породы, сформировавшиеся до Потопа.
Вторичный – во время которого на породы оказывалось воздействие водной стихии (Потопа, конечно).
Третичный – с горными породами, возникшими уже после Потопа.
Четвертичный – практически современность, объединяющий молодые вулканические породы и почву.
Об абсолютном возрасте пород речь по понятным причинам не идет, но основа для стратиграфии уже заложена.
Научный прорыв
Развитие прикладной геологии и в целом естественнонаучных взглядов привело к тому, что в конце XVIII века аксиома о не-вымирании была отвергнута.
Значительные усилия к этому приложил небезызвестный барон Жорж Кювье – учёный, натуралист, основатель сравнительной анатомии, палеонтологии и создатель Теории Катастроф. Для зоологической науки своего времени Кювье – настоящий Шерлок Холмс, способный по одной кости определить основные черты внешнего вида и поведения животного. Изучая бренные останки мамонтов, мегатериев и прочей плейстоценовой мегафауны, Кювье пришел к однозначным выводам:
А) это самостоятельные виды животных, похожие (и не очень) на современных;
Б) эти животные вымерли.
Это был прорыв в исследованиях, смена парадигмы, без шуток. Учёные осознали, что биологические виды не вечны и образуют целые фаунистические комплексы, которые сменяют друг друга во времени. Но до идеи родства между вымершими и ныне живущими организмами было еще далеко. Идеи Ламарка не воспринимаются всерьез, Дарвин гоняет бабочек на лугу и собирает коллекции минералов, прогуливая школу в Шрюсбери. А в научном сообществе доминирует предложенная Кювье и доработанная его учениками Теория Катастроф.
Если коротко, то суть ее в следующем. История жизни – это череда катастроф и актов повторного творения Богом живых существ. Большинство склонялись к версии о Потопе (или нескольких Потопах), хотя один из последователей барона насчитал 27 таких катастрофических событий. Не смотря на явные логические (или теологические) недоработки, идея катастрофизма была положительно воспринята не только в научной среде, но и в обществе, и даже в рядах Церкви. Собственно, это понятно – сама идея о том, что случился большой глобальный Бада-бум, и все поменялось, живет в нас на уровне мифологических архетипов. Это зрелищно, красиво и куда проще, чем эти ваши экосистемные кризисы. Ах, да. Когда вы читаете про очередную линейную монофакторную теорию вымирания биоты от метеорита или вулканизма, где-то в Верхней тундре улыбается барон Жорж Кювье.
Для нашей темы в этих изысканиях есть очень важный момент. Палеонтологи начали выделять фаунистические комплексы вымерших живых организмов и разграничивать их во времени геологическими событиями – катастрофами. Но для геологической науки это был тупик. Катастрофизм ставил крест на самой возможности изучения прошлого Земли. Ученым отводилась роль классификаторов и коллекционеров окаменелостей.
Тем не менее, интерес к ископаемым не только не угас, но превратился в модное и серьезное хобби. Люди самых разных профессий, взглядов, интересов проводили время в геологических изысканиях, изучая речные берега, собирая окаменелости, составляя коллекции и публикуя результаты в журналах и научных изданиях. В университетах читались специализированные курсы по геологии, издавались учебники. Специфика системы образования была такова, что любой выпускник университета в принципе мог стать неплохим натуралистом, получая при этом профильные знания в своей области. Одним из таких «дилетантов» был юрист Чарльз Лайель. Выпускник Оксфорда, он занимался юридической практикой в Лондоне, а свободное время посвящал своему увлечению – геологии.
Лайеля привлекали третичные отложения и окаменелости. Изучая раковины моллюсков и сравнивая их с современными видами, Лайель обнаружил закономерное уменьшение встречаемости современных (и близких к ним) видов в более глубоких и древних слоях. На основании этого он разбил Третичный период (после-потопное время) на четыре эпохи: Эпоха Зари, Средняя и Новая Эпохи, а последнюю разделил на два периода – древний и современный. В научном варианте эти поэтические названия звучат так: Эоцен, Миоцен, Древний и Новый Плиоцен.
Но если бы заслуга Лайеля была только в этом, кто бы о нем вспомнил спустя двести лет? В 1830-1833 годах Лайель издает несколькими выпусками свой главный труд – «Основы современной геологии», где подробно и аргументировано излагает свои взгляды на геологические процессы. В 1831 году первый том "Основ геологии" попадет в руки одного молодого натуралиста, отправившегося в кругосветное плавание на корабле "Бигль", но это так, к слову.
Лайель выдвигает смелую и гениальную в своей простоте идею. Все те геологические процессы, которые наблюдаются сегодня, действовали и в прошлом, сколь удаленным бы от нас оно ни было. И действовали они по тем же законам, с теми же скоростями и мощностью. А значит, Прошлое потенциально познаваемо, нужно только изучать современные явления и выявлять общие закономерности. Демонстрация этой идеи на конкретных примерах третичных отложений произвела столь сильное впечатление, что уже к 40-м годам XIX века старые идеи вместе с катастрофизмом и мифом о Потопе были отброшены.
Одновременно с переворотом в науке и созданием основы современной геологии и палеонтологии, происходят перемены в массовой культуре. Общество открывает для себя динозавров. С 1820-х годов палеонтологи идентифицируют крупные кости как останки огромных пресмыкающихся. Появляются находки крупных водных рептилий, ихтиозавров и плезиозавров. Мегалозавр, игуанодон, панцирный гилеозавр поражают воображение людей. Становится понятно, что до эпохи млекопитающих на Земле царили огромные зубастые рептилии. Гидеон Мантелл, первооткрыватель игуанодона, издает в 1831 году свой доклад – «Эпоха рептилий», и делит их эпоху на три периода. Впоследствии эта периодизация будет доработана другими исследователями. Триас и Мел получат свои названия по основным горным породам, входящим в эти геологические комплексы. В случае с меловым периодом это действительно мел и разные известняки. Триас – это целых три слоя, пестрый песчаник, известняк и кейпер. А юрский период назовут по месту, в котором были найдены эталонные ископаемые – горному массиву Юра в Европе.
Для гигантских вымерших рептилий зоолог и анатом Ричард Оуэн создает отдельный таксон и придумывает название – динозавры. 31 декабря 1853 года по случаю открытия первого парка реконструкций «Доисторические монстры» Оуэн устраивает праздничный ужин внутри модели игуанодона!
В то же время изучаются и более ранние породы, относящиеся к Вторичной эпохе. Геолог и путешественник Родерик Мурчисон, работая на границе Уэльса, выделяет в 1835 году Силурийский период, как самый древний в истории Земли. Название периоду он дает по кельтскому племени силуров, на чьих бывших землях проводит изыскания. К нему подключается другой известный исследователь – Адам Седжвик. Комплекс отложений, исследованный им вместе с Мурчисоном в Девоншире, получает закономерное название - девон. Сержвик продолжает изучать геологию Англии, выделяя кембрийский комплекс (название – в честь римского названия Уэльса). А Мурчисон совершает путешествие по России, и на территории Пермской губернии открывает очень интересные и специфические отложения, названные – пермскими.
Ощутили замешательство? То у нас были четыре периода, то внезапно обнаружилось, что их десяток, а то и больше. И как в них не запутаться?
Конец неразберихе
Всему этому разброду и безобразию был положен конец в 1841 году. Джон Филлипс, профессор Оксфордского университета, разрабатывает новую периодизацию геологических эпох, обобщая весь имеющийся опыт. Вместо морально устаревшей «потопной» схемы он предлагает новую, которая используется до сих пор.
Геологическая история делится на три большие эры: Эра древней жизни, Средней жизни и Новой жизни. То есть, всем знакомые Палеозой, Мезозой и Кайнозой. И для каждой эры устанавливается периодизация из знакомых нам геологических эпох. А где же протерозой, архей и прочий докембрий? А их нет. В XIX веке не умели находить следы живых существ в древних горных породах, по традиции именовавшихся «первичными». Период до палеозоя считался по большей части безжизненным.
Что же, половина дела сделана. Мы получили условную шкалу из временных отрезков, каждый из которых соответствует какому-то периоду истории жизни на Земле. Но временные рамки для них не были установлены. Не был ясен возраст Земли, протяженность геологических эпох. Разброс цифр мог быть от 20 до 400 миллионов лет. Кайнозой формально считался эпохой млекопитающих. Мезозой – временем, когда на Земле царили динозавры и росли древовидные папоротники. А палеозой – периодом, в котором жизнь пребывала в морях и делала первые шаги на сушу. В общем, сложившаяся картина мало отличалась от таковой у современного выпускника университета.
Как ученые научились определять возраст горных пород и датировали геохронологическую шкалу – история, достойная отдельного рассказа.
