Глава 4. КАЛЕНДАРЬ ЛЕДНИКОВОГО ПЕРИОДА
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Календари бывают разные. Например, отрывные. Листок за листком — день за днем. Сколько листков, столько дней. Очень удобно. Вдобавок, каждый день обозначен, отмечен.
У геологов есть свой привычный календарь. Не отрывной, не бумажный, а слоистый, каменный. Впрочем, слои не обязательно бывают каменные, встречаются и рыхлые.
Но это ничего всерьез не меняет.
Геологический календарь у нас под ногами. Это — слои горных пород. Они бывают толстые и тонкие, залегают на огромных территориях или на небольшом участке. Это не имеет существенного значения. Главное, чтобы были слои.
Ледники, как нам известно, оставляют свои особенные отложения — донные, или основные, морены. Только если по ним попытаться определить какую-нибудь дату, ничего не получится. Донные морены обычно сильно изменчивы и по составу, и по толщипе (мощности, как говорят геологи), и по протяженности. Вдобавок, число слоев морены бывает самое разное. В одном месте два слоя, в другом — пять или шесть. Иной раз наберется десять, двенадцать моренных слоев, образующих слоеный пирог.
А невдалеке от этого места встречается всего одна морена, а то и вовсе ни одной.
Такой календарь с неопределенным числом слоев-страниц очень ненадежный. Однако геологи знают другие, вполне подходящие каменные календари, в которых каждый слой — это один год. (Один день или месяц для геологов слишком мимолетны, как в обыденной жизни секунды. Геологи привыкли отсчитывать сотни, тысячи, миллионы лет.)
Сто лет назад шведский геолог Де Геер обнаружил отличные геологические календари: слои озерных осадков.
Но не привычных для нас современных озер, а прежних, существовавших в ледниковый период. Сами озера давно высохли, но слои осадков сохранились.
Весной в паводок реки несут в озера грубые частицы — песок, гравий. Сила потоков постепенно слабеет.
Осадки становятся все более тонкими: пьтловатые, глинистые. Осенью, после летнего расцвета жизни, накапливаются органические остатки. А зимой медленно осаждается тончайшая муть, образуя слоечек глины.
Так повторяется из года в год. Один определенный слой отмечает наступление или весны (песок) или зимы (глина). Подсчитаешь число таких слоев песка или глины — узнаешь, сколько прошло лет.
Можно подсчет упростить. Например, имеются озерные осадки толщиной в пять метров. В каждом сантиметре разреза насчитывается в среднем два годовых слоя.
Значит во всей толще… Можете подсчитать сами. У меня получилась тысяча слоев. А значит, столько же лет.
Де Геер подсчитывал годовые слои в озерах, существовавших у границ великих ледников, прислоненных к грядам конечных морен. Получалось приморпо двенадцать тысяч слоев. Выходит, двенадцать тысяч лет назад эта местность (юг Швеции) освобождалась ото льда и здесь возникли озера.
Календарь озорных слоев очень удобен и точен. Да вот беда: нс везде он имеется. Ледниковые озера возникали в определенных мостах, в разное время. Осадки этих озер нередко нарушены и отлагались не всегда равномерно: то целая пачка слоев-листов как будто вырвана с корнем, то перемята и раздроблена. Ведь на озерное осадконакопление воздействуют различные геологические силы.
У геологов имеются и другие способы определять возраст каких-либо событий прошлого. Самый простой из них — глубины залегания слоев. Чем глубже залегает слой, тем он древнее. Вполне понятный закон: слои накладываются один на другой. Чем выше слой, тем он моложе.
Только при этом точно не определить, сколько лет слою. Можно только узнать, какие из них древнее, а какие моложе. Да и то не всегда. Ведь слои разрушаются водой и ветром, сминаются под давлением вышележащих толщ, размываются подземными водами. Иногда они сползают со склонов, и тогда сверху может оказаться более древний слой.
Есть еще один геологический календарь — по остаткам животных и растений. Если слой осадков похож на чистый лист, то остатки животных как будто рисунки на этом листе. Вернее, кусочки рисунков. Потому что чаще всего встречаются обломки костей или пыльца растений.
По ученые научились по этим кусочкам восстанавливать облик древних животных и растений, а вдобавок — образ жизни и природные условия их обитания.
А еще отыскиваются в слоях земли изделия древних людей: обработанные кашш, кости, чсреикн посуды. По ним архгилог с большой точностью определяет эпоху, к какой онп относятся. Чем грубей сработаны орудия труда, тем опн древнее. По и в этом случае нельзя точно догадаться, сколько прошло лет от той пли иной эпохи.
И все-таки, пожалуй, наиболее удобные и надежные геологические часы подарили геологам физики. У этих часов нет стрелок и циферблата, зато они неплохо измеряют тысячелетня.
В угле содержится радиоактивное вещество. Это разновидность химического элемента углерода. Мельчайшие частички, атомы этого вещества сами но себе разрушаются. Такое явление называют радиоактивным распадом. Он идет постоянно и похож на ровное горение. От горения остается зола. От радиоактивного распада — остатки атомов. Чем больше остатков — тем больше прошло тысячелетий.
Ученые умеют очень точно определять количество радиоактивных остатков. А по их количеству вычисляют, за сколько времени они накопились.
ЗЕМЛЯ ДО ЛЕДНИКОВОЙ ЭПОХИ
Во многих календарях отмечаются не только даты, но и события. Кратко рассказывается о том, что произошло в тот пли другой день в прошлом. Геологические календари именно такие.
Изучая земную поверхность и слои горных пород, геолог старается восстановить события далекого прошлого. С помощью геологических часов эти события можно располагать в определенном порядке — от более давних к современным. Возникли даже науки, изучающие природные условия древних эпох. Обычно названия этих наук начинаются с приставки «палео», что означает «древний».
Палеогеография изучает общую природную обстановку прежних эпох, иалеоклпматология — древние климаты, палеонтология — древних животных, палеоботаника — древние растения…
Благодаря этим наукам можно совершать увлекательные путешествия в геологическое прошлое как бы с помощью фантастической машины времени.
Чтобы понять то, что произошло на Земле в ледниковую эпоху, надо узнать природную обстановку предыдущей эпохи, получившей название «плиоцеп». Оно состоит из двух греческих слов: «более» и «новый». То есть эпоха продолжалась довольно долго (по сравнению с ледниковой) и по своим природным условиям приближалась к современности.
Если бы мы совершили в это время кругосветное путешествие или осмотрели земную поверхность из космоса, то увидели бы немало интересного и неожиданного.
Прежде всего — иные очертания континентов.
Северо-западная окраина Северной Америки в ту пору соединялась широкой полосой суши с северо-восточной оконечностью Азии. Иначе говоря, Азия и Америка составляли единый континент, и не было ни полуострова Чукотка, ни полуострова Аляска. Камчатка тоже не была полуостровом, а Сахалин — островом. Японские острова примыкали к суше и были полуостровом.
Неузнаваемо выглядело Заполярье. Почти все моря Северного Ледовитого океана были сушей, размеры океана были совсем невелики, да и ледовитым он вовсе не был: почти целиком оставался круглый год свободным ото льда. Все нынешние северные острова входили в состав суши. По этой же причине отсутствовали Скандинавский полуостров, острова Великобритания, Ирландия и многие другие географические достопримечательности Европы.
Зато на месте Каспийского моря-озера расстилался обширнейший водный бассейн, вдвое больше нынешнего, заходящий далеко на север и соединенный перемычкой с бассейном Черного моря…
Впрочем, имеются палеогеографическио карты этого времени. Самое лучшее — познакомиться с одной из ппх и сравнить ее с географической картой.
Многие современные реки текут приблизительно в тех же долинах, что и роки плиоцена (исключение составляет палео-Волга). Но прежде они были значительно длиннее и полноводнее. На месте Балтийского моря была суша — с реками и озерами. Скандинавские горы вздымались значительно выше, чем ныне.
В общем, поверхность суши находилась на более высоких отметках, чем теперь, Поэтому крупные полноводные реки глубоко врезались в свое ложе, выпиливали широкие и глубокие долины. Некоторые из этих долин, как установили геологи, находятся на сто, а то и более метров ниже нынешних!
Горы в те времена располагались примерно там же, где они находятся в настоящее время. Но многие из них были значительно выше нынешних.
На них накапливались снежные и ледяные шапки, крупные ледники спускались в долины. В этих районах было горное оледенение: на Кавказе, в Альпах, в Скандинавии, на Шпицбергене (он был тогда не островом, а возвышенностью на северной окраине материка).
Климат в плиоценовое время тоже очень отличался от современного. Размеры суши были заметно больше, следовательно, более широко распространялись континентальные климатические условия.
Возможно, в ту пору очень крупные ледники существовали на территории Сибири и Дальнего Востока. И уж наверняка вся Антарктида находилась под ледовым колэтаком. Причем он, пожалуй, превосходил нынешний ледниковый щит этого континента.
Почему в плиоцене так возросла площадь суши? Почему ее поверхность находилась преимущественно на более высоких отметках, чем в наши дни? На эти вопросы простого и ясного ответа пет. Ученые выдвигают разные гипотезы, обсуждают их, спорят и сомневаются, ищут новые ответы. Мы не станем вдаваться во все эти тонкости геологической науки, разобраться в которых очень сложно. Удовлетворимся тем, что ученым удалось выяснить более или менее тотпо.
Спощталпсты смогли измерить температуру давно исчезнувших морей. Сделали они это с помощью разных «термометров», а вернее — «палеотермометров» (ведь речь идет о древних морях). Например, по ископаемым остаткам морских животных и растений. (Как известно, сообщества живых организмов обитают в определенных температурных границах). Или по накопившимся осадкам и их химическому составу…
Как удалось выяснить, в океанах за плиоценовое время температура воды постепенно понижалась. А в пределах Каспийского моря вода была значительно холодней, чем теперь и даже чем в ледниковую эпоху.
Чем это объяснить? По видимому, континентальностью климата и значительным оледенением Кавказа: крупные ледники могли простирать свои холодные «лапы» до моря, сбрасывая туда нe только холодные талые воды, но и ледяные глыбы.
ЖИЗНЬ В ТРУДНЫЕ ВРЕМЕНА
Живые существа очень чутко реагируют нa изменения природной обстановки. Изучая остатки растении и животных прошлого, палеонтолог имеет возможность восстанавливать облик не только самих этих существ, но и целых географических зон.
Чем же отличались обитатели Земли плиоценовой эпохи?
Удалось установить, что с начала этой эпохи на суше стали все больше распространяться степи и лесостепи.
И понятно: усилилась континентальность климата: более резкими сделались колебания температур дня и почи, времен года, уменьшилась влажность. Должны были происходить и существенные изменения подземных вод, пропитывающих верхние слои горных пород и почвы. Если атмосферных осадков выпадает меньше, ухудшается питание подземных вод. Вдобавок, при более высоком положении земной поверхности и глубоких речных долинах вода склонов быстро стекает в понижения, не просачиваясь в землю.
Грунтовые воды становились все скуднее и «прятались» все глубже от поверхности. Ухудшалось питание корневой системы деревьев. В особо неблагоприятные по климатическим условиям годы многие деревья высыхалп, а на возвышенных территориях вместо сплошных лесов появлялись прогалнпы, проплешппы, стенные участки.
На юге Восточно-Европейской равнины были распространены гнппарионьт — небольшие трехпалые лошадки, жирафы, мастодонты, сохранившиеся от прежних времен.
Появились новые группы животных: носороги, быки, лошади, слоны. Весьма внушительно выглядели огромный грызун-трогонтерпй и могучий хищник — саблезубый тигр.
Одна нз особенностей животных плиоцена: они становились разнообразнее. Среди них появляются совершенно новые формы, приспособленные к суровым климатическим условиям. Судя по всему, началось общее похолодание климата. На севере Европы, Лзнн, Америки постепенно вовсе пропали теплолюбивые животные и растения. С севера на обширные пространства Евразии распространились прекрасно приспособленные к холодам опцебыки, северные олени, лемминги.
Конечно, природная среда изменялась не только в Евразии и Америке. Климатические перемены происходили и в Африке. Только здесь они, пожалуй, не были столь резкими. И все-таки здесь тоже усилились колебания климата, во многих районах понизился уровень подземных вод и появились стенные прогалины.
На всех континентах животные вынуждены были приспосабливаться к изменениям природных условий. Одни переходили на более благоприятные для них территории, другие потихоньку вырождались и вымирали, третьи постепенно меняли свой облик и образ жизни, приходя в соответствие с изменившейся обстановкой.
Но были еще и другие, очень небольшие группы животных, судьба которых необычна. Они приспосабливались к перемепам особым образом: выделывая орудия труда, обрабатывая палки и неподатливые камни, придумывая заграждения для защиты от ненастья и от хищников, используя-и этому они научились в конце концов! — огопь.
Для этих животных климатические перемены плиоцена и последующего ледникового периода оказались очень кстати. Менялась природная обстановка — приходилось придумывать новые приспособления. Менялись вокруг животные — приходилось изобретать новые способы охоты или защиты.
Нетрудно догадаться, что среди этих сообразительных животных находились и те, которым суждено было стать нашими предками. Мы связаны с ними непрерывной линией родства.
ЧАСЫ ИДУТ ВРАЗНОБОЙ
У геологии имеется много способов восстанавливать события прошлого, определять возраст слоев, камней, древних организмов. Вроде бы остается только аккуратно вести наблюдения, делать анализы, пользоваться разными геологическими календарями и часами — и сразу все выяснится.
Геологи так и поступали. Одни изучали слои, подсчитывали их количество, определяли условия залегания.
Другие обследовали остатки растений и животных.
Третьи — орудия труда. Четвертые — продукты радиоактивного распада. Были еще пятые, шестые и седьмые, но мы о них не будем говорить. Короче говоря, специалистов собралось немало и выяснили они очень мпого интересного. Но когда попытались свести все сведения воедино, то убедились, что не все у них сошлось, совпало. Получилось, как будто каждый геологический календарь показывает свое время.
Животные ледникового времени — мамонты, северные олени и другие — появились в начале периода почти одновременно. А в конце многие из них так же почти одновременно вымерли. Никаких других особенных событий с ними не происходило.
Холодоустойчивые растения вели себя иначе. Они то появлялись вместо теплолюбивых, то пропадали, а на их место вновь возвращались любители тепла. Так было неоднократно. Как будто не один раз наступали ледники, а несколько.
Орудия труда постоянно усложнялись и все лучше обрабатывались человеком. С волнами похолодании они как будто совсем не были связаны.
А слои морен, как мы знаем, встречаются в различных районах в разных количествах — иногда их вовсе нет, иногда число их превышает десять. Но разве могут великие ледники десять раз наползать на равнины и десять раз таять?
Вот какие несуразности получились с геологическими календарями. Как тут разберешься?
Правда, кое в чем разобраться удалось довольно быстро. Скажем, тточому встречается мпого слоев донной морены? Потому, что ледник очень тяжел и способен срывать слои, надвигать их один на другой. И в самом леднике морены могут иметь слоистое строение.
Сложнее было в том случае, когда встречалось два, а то и три слоя торфяников между моренами. Когда внимательно изучили торфяники, оказалось, что в каждом из них свои остатки растений. Получалось так, будто сначала было болото. На него надвинулся ледник. Когда ледник растаял, образовалось новое болото. Потом надвинулся новый ледник. Он тоже растаял и на том же месте снова появилось болото.
Значит, ледники надвигались на равнины не один раз?
Геологи стали определять, сколько было оледенении.
И получили разные цифры. У одних — всего одно, у других (их было большинство) — четыре. Л были такие, что выделили двенадцать оледенении!
Появились и такие специалисты, которые стали начисто отрицать великие оледенения. Выдумка, мол, это. Чистая фантастика!
