Николай Александрович Ясаманов
Популярная палеогеография
Введение
Внимание людей всегда привлекают необычные объекты и явления. Их интересует все новое и неизведанное. В глубокой древности люди с восхищением и страхом наблюдали извержения вулканов, землетрясения, солнечные затмения. Имеются самые нелепые с современных позиций объяснения многих природных явлений. Долгое время люди придерживались фантастических взглядов на происхождение и последующую историю Земли. В трудах мыслителей древности и различных сказаниях предлагались разные версии о всемирном потопе, велась речь о мифических странах, населенных диковинными животными, о райских садах и т. д. На протяжении многих тысячелетий господствовало мнение, что создание Земли имело божественное начало. Это и нашло отражение в Ветхом завете[1]. Постулаты всех религий так или иначе утверждали божественный акт. Признание неизменности лика Земли со времени его создания, отсутствия эволюции животного и растительного мира полностью исключало какой-либо научный подход. Опровержение церковных догм сурово каралось. Однако заложенное в человеческом сознании стремление познать природу вещей, выявить причинно-следственные связи и связать прошлое с настоящим и будущим тем не менее приводило к накоплению фактов, противоречащих религиозным догмам.
Передовые мыслители древности убеждались на конкретных примерах, что рельеф земной поверхности, растительный и животный мир, точнее все то, что теперь принято относить к ландшафту, с течением времени изменялись. Дошедшие до нас труды древних ученых хотя и имеют в настоящее время лишь исторический интерес, поскольку в них научные выводы часто переплетаются с фантастическими домыслами, но в некоторых из них встречаются блестящие и глубоко научные идеи, подтвержденные многими и многими поколениями. Так, по мнению Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), ландшафт изменялся под влиянием медленных опусканий и поднятий земной поверхности. Первые обоснованные данные об изменениях физико-геологических условий прошлого появились в трудах среднеазиатский мыслителей средневековья. Аль-Бируни (972—1048 гг.), Абу-Али Ибн-Сина (Авиценна, 980-1037 гг.), а позднее и западноевропейские ученые эпохи Возрождения высказывали идеи о существенном изменении лика Земли. Например, Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) на основании находок скелетов морских животных высоко в горах Италии сделал предположение о том, что эти районы в древности были покрыты морем.
Основы учения о геологическом прошлом в России заложил М. В. Ломоносов (1711–1765 гг.). В книге «О слоях земных» в 1763 г. он писал, что «Русская равнина, по которой ныне люди ездят, обращаются, ставят деревни и города, в древние времена была дном морским». Он считал, что климат Сибири в прошлом был теплее, чем ныне: «В северных краях в древние века жары бывали». Об этом же, по его мнению, свидетельствовали «следы трав индейских…, раковины морских моллюсков, обитающих теперь в морях под жарким поясом».
Это были первые, порой наивные попытки объяснить изменчивость Земли. Только в XIX в. благодаря передовым идеям в естествознании коренным образом изменились взгляды ученых на происхождение и развитие Земли. Стало ясно, что земная кора сравнима с книгой, в которой условными знаками написана история Земли, а слои и напластования пород представляют собой ее страницы. Поэтому если умело подобрать ключ к этим условным знакам, то можно с интересом прочесть историю нашей планеты.
Реконструкцией физико-географических условий, существовавших на Земле в далеком геологическом прошлом, занимается наука, называемая палеогеографией. В то время как географ изучает особенности физико-географической среды современной эпохи, т. е. рельеф земной поверхности, распределение суши и моря, циркуляцию воды и атмосферы, климат, распределение растительного и животного царства, палеогеограф восстанавливает физико-географическую обстановку различных периодов эпох далекого прошлого.
Для получения достоверных сведений о природных условиях, существовавших на Земле, необходимо знать условия современного осадконакопления и характер местообитания животных и растений. Только полный и всесторонний анализ осадконакопления, современной биосферы и процессов, протекающих на земной поверхности, правильное их применение при палеогеографических исследованиях позволяют создать верную картину физико-географической обстановки геологического прошлого. Эти сведения улавливаются по тем фрагментарным документам геологической летописи, которые оказались запечатленными в составе, строении и распространении горных пород и различных окаменелостей.
Метод реконструкции явлений и процессов, протекавших в отдаленные от нас эпохи, основанный на аналогии с современными процессами, носит в геологии название метода актуализма. Он основывается на двух весьма важных положениях. Во-первых, законы природы оставались неизменными в течение всей геологической истории. Во-вторых, в течение всего хода геологического развития Земли действовали те же самые процессы, что и ныне, и темпы этих далеких процессов мало отличались от современных. Таким образом, изучая настоящее, мы глубже и, главное, правильнее можем познать прошлое и видеть реалистические перспективы развития процессов в литосфере и атмосфере.
Периодизация истории Земли
По современным представлениям, Земля, как и остальные планеты Солнечной системы, образовалась около 4,6–5 млрд. лет назад из допланетного холодного газопылевого облака, вращающегося по определенной орбите. О первом миллиарде лет жизни нашей планеты почти полностью отсутствуют какие-либо фактические данные. Предполагается, что она в то время была довольно однородной по составу и относительно холодной. Ее ландшафт был подобен ландшафту современной Луны.
Земная поверхность находилась под непрерывным «обстрелом» планетеземалей — астероидоподобных объектов размерами в километры, образованных в результате слипания комков межзвездной пыли. За счет соударения крупных планетеземалей температура постепенно возрастала. В первые 500 млн. лет существования Земли никакой атмосферы еще не было. По земной поверхности гулял солнечный ветер, т. е. распространялись потоки заряженных частиц. Так называемый догеологический этап развития Земли завершился в тот момент, когда произошло перераспределение масс вещества в теле планеты с образованием ядра. Этот процесс сопровождался бурным выделением тепла. Благодаря мощным конвективным потокам была взломана и переработана верхняя (холодная) оболочка Земли. Через многочисленные жерла из глубин на земную поверхность было выброшено огромное количество газов и водяного пара, которые и образовали первичную атмосферу. Это, по-видимому, случилось около 4 млрд. лет назад.
Само собой разумеется, что разделение истории Земли на догеологический и геологический этапы довольно условно. Положение возрастной границы между ними отодвигается по мере выявления все более
