Точка отсчета – верхняя граница «темных веков»

 

Точкой отсчета геологического календаря стало начало кембрия, первого из периодов фанерозоя, – этапа видимой жизни (от древнегреческих слов «фанерос» – видимый, явный и «зое» – жизнь). Жизнь действительно оставила явные следы в отложениях, которые первыми изучили в 1836 году молодые геологи Мурчисон и Седжвик. Тут были раковины и скелеты всех без исключения типов морских животных, которые сейчас живут на земле. Были и такие, что вымерли, не оставив потомков. Не было только рыб, не было вообще позвоночных. Даже самых простых. В Уэльсе, той части Англии, где работали Мурчисон и Седжвик, кембрийские слои лежали прямо на гранитном фундаменте, ниже всех остальных пород, которые впоследствии отложило море. Они были самыми древними, и геологи назвали их «кембрийскими» по древнему названию Уэльса – Кембрия. Соответственно период, когда образовалась эта толща, получил имя «кембрийский период» или просто «кембрий».

Богат и сложен животный мир кембрия, и странным кажется, что возник он как бы из ничего, на пустом месте. Геологи и палеонтологи очень надеялись, что рано или поздно под кембрийскими отложениями будут открыты другие слои – с раковинами и скелетами, пусть более простыми и менее обильными.

Но шли годы и десятилетия. Кембрийские отложения находили на всех материках, во всех странах: в Америке, Канаде, Африке и в далекой Австралии. Особенно много кембрийских отложений в нашей стране – в Сибири, на Урале, в Заполярье. И странное выяснилось обстоятельство. Кембрий здесь лежал не на кристаллических породах. Ниже были те же самые известняки, сланцы и песчаники. Но раковины, домики, скелеты – все твердые остатки живых существ – как ножом обрезало на нижней границе кембрия, за 570 миллионов лет до наших дней.

Вы уже знаете, что ниже лежали «темные века», слои криптозоя, но палеонтологи все‑таки смогли выяснить, что жизнь началась неизмеримо раньше.

Геологов совсем не устраивали эти довольно скудные сведения. У них были свои точные и конкретные задачи. Выяснилось, что более половины мировых запасов железа, урана, марганца и многих других ископаемых лежат именно там, в докембрии, за пределами геологического календаря. И чтобы найти, разведать, оконтурить на геологических картах новые месторождения, требовались отчетливые ориентиры; более простые и надежные, чем многомиллионные цифры абсолютной шкалы. Требовалось продолжить точный палеонтологический календарь на целых полтора‑два миллиарда лет в глубь времен. И ученые многих стран взялись за выполнение этой трудной задачи.

Наибольший успех выпал на долю советских палеонтологов. И первым, кому удалось расставить четкие вехи в однообразных толщах докембрия, был молодой палеонтолог, ныне доктор геолого‑минералогических наук, Игорь Николаевич Крылов.

 

«КОСВЕННЫЕ УЛИКИ» РАСКРЫВАЮТ ДРЕВНИЕ ТАЙНЫ

 

Найти первых жителей Земли – редкость чрезвычайная! Проще обнаружить «косвенные улики». Оказывается, водоросли в результате своей жизнедеятельности выделяли известь из морской воды. Известь эта накапливалась и образовывала как бы желваки или целые постройки, похожие на рифы. Эти желваки и постройки геологи назвали «строматолитами» (от греческих слов «строматос» – ковер и «литое» – камень).

В очень редких случаях остатки водорослей и даже бактерий консервируются внутри такого строматолита, и тогда их удается рассмотреть и изучить. Но обычно в них нет ничего, кроме извести. Столбики и утолщения, составляющие строматолиты, переплетаются между собой, сливаются, образуя что‑то очень напоминающее коралловый куст. «Кусты» эти тоже переплетаются и сливаются в рифоподобные толщи – биогермы. Изучение биогерм показало, что нарастали они в строго определенной последовательности.

Изучение биогерм и отдельных строматолитов привело к интереснейшим наблюдениям и открытиям. В частности, биогермы ответили на вопрос, в каких условиях жили их создатели. Какой солености была вода. Какой температуры. Куда было направлено течение, омывавшее их. Достаточно ли им было света. Проще говоря, геологи, ни разу не видя в глаза таинственных создателей строматолитов, смогли многое узнать о них.

Строматолиты и биогермы – продукты жизнедеятельности целых колоний водорослей. Продукт их совместного существования.

Но бывало и так, что водоросль не прикреплялась ко дну, а жила на комочке грунта. Течение перекатывало такие комочки, и постепенно они обрастали концентрическими слоями карбонатных корочек. Эти желвачки геологи назвали «онколитами» (от греческого слова «онкос», что значит «опухоль»). Если распилить такой желвачок, то перед нами будет кружочек с массой опоясывающих его слоев. Другие желвачки оказались не слоистыми, а состоящими как бы из слипшихся комочков и пузырьков. Их назвали «катаграфиями», что значит «древние письмена». Вот сколько следов оставила древняя жизнь на Земле!

Игорь Николаевич Крылов, сотрудник Геологического института Академии наук СССР, решил заняться именно строматолитами – самыми большими и неудобными окаменелостями из всех, что загромождают шкафы и подвалы лаборатории в Пыжевском переулке. Эти остатки жизни в докембрии в случае успеха обещали многое. Но самого успеха они как раз и не обещали. Известковистые кусты строматолитов переплетаются в известковистой породе, образуя с ней одно целое. Ни выбить их оттуда, ни вытравить кислотой невозможно. Можно только распилить камень дисковой алмазной пилой и рассмотреть разрез. Так делали многие, в том числе известный исследователь жизни докембрия член‑корреспондент АН СССР А. Г. Вологдин. Особенных результатов они не достигли: слишком сложная картина открывалась на шлифе. Но даже если восстановить точный облик строматолита, что это даст? Можно ли по пятнам плесени определить вид водоросли? А ведь строматолиты даже не плесень, а только продукт ее жизнедеятельности.

Вот почему даже руководитель лаборатории, профессор Келлер, с сомнением покачивал головой, наблюдая за стараниями Крылова. И все же успех пришел! Когда Игорь Николаевич с помощью методов проективной геометрии научился точно воспроизводить формы «кустов» докембрийского подводного леса, оказалось, что для каждого этапа докембрия характерны свои «кусты». Строматолиты менялись закономерно!

Теперь палеонтологический календарь заработал на огромном, почти двухмиллиарднолетнем, этапе докембрия. Его назвали рифеем, по древнему названию Уральского хребта, где особенно развиты докембрийские отложения.

 

 

 

 

Строматолит.

 

Обо всем этом рассказывает в своей книге «На заре жизни» сам И. Н. Крылов. Прочтите ее и вы поймете, как трудно подчас бывает исследователю. Уже никто не верит в успех его работы, а он продолжает работать. Собирает по крохам, терпит неудачи, совершенствует методику изучения и, наконец, через пятнадцать лет доказывает правоту своего постоянства!

 

 

«ЗОЛОТОЙ ВЕК» МНОГОКЛЕТОЧНЫХ

 

Но загадка кембрия, загадка внезапной и мощной вспышки жизни не была решена. Миллиард лет густо зеленели у берегов водорослевые луга и пастбища. Миллиард лет тянулись к солнцу жесткие буроватые ветви подводных лесов‑строматолитов.

А где же обитатели этого океанского рая? Где предки кембрийских животных? Ведь в теплой, насыщенной планктоном воде многоклеточные организмы должны были расти и множиться «как на дрожжах». У них еще не было врагов. Они еще не научились пожирать друг друга, да и нужды в том пока не было. Каждое многоклеточное, как бы мало оно ни было, по сравнению со своей микроскопической пищей казалось живой горой в океане живой мути. Оставалось лишь цедить, фильтровать эту сытную взвесь или даже просто всасывать ее всей поверхностью своего тела. Это был «Золотой век», «рай» многоклеточных, где будущий «волк» и «ягненок» – хищник и жертва – мирно колыхались рядом в изумрудных и опаловых потоках микроскопического планктона. И какими бы малыми и мягкими ни были эти многоклеточные, они были слишком обильны, чтобы не оставить следов. Именно их упорно и безуспешно искали палеонтологи.

Но в жизни ученых бывают поистине светлые дни. И к таким дням, несомненно, относится жаркий день 1947 года, когда австралийский геолог Р. Спригг нашел к северу от города Аделаида в засушливом, полупустынном районе Эднакары своеобразные отпечатки на песчаниках. Теперь количество тамошних находок превышает 1 500 экземпляров, описано 25 видов животных, которые относятся к 19 родам. В основном это медузоподобные организмы, очень разные по размерам и по внешнему облику.

Некоторые из них напоминают современных плоских червей. Другие – членистоногих, очень схожих с грядущими властелинами кембрийских морей трилобитами, только без панциря. Тут же возможный предок иглокожих, получивший название трибрахидиум. Это выпуклый дискообразный отпечаток с тремя спирально закрученными валиками в центре. И возможный предок моллюсков – преокембридиум.

Эдиакарскую фауну трудно переоценить! Она, как никакая другая находка, проливает свет на становление животного мира, который в великом многообразии окружает нас сегодня.

Позже отпечатки, похожие на эдиакарских медузоподобных, были найдены у нас в Прибалтике, на Кольском полуострове и в Приднестровье. Найдены также и другие животные, которые своим удивительным сходством с растениями поначалу сбили с толку геологов: они решили, что перед ними листья папоротника. Но это оказались вовсе не растения, а колонии кишечнополостных животных, напоминающие кораллы, только без твердого скелета. Колонии подобных полипов, так называемые морские перья, и сейчас колышутся на дне океанов.

Несмотря на все ошибки и трудности, достоверные следы эдиакарских невидимок нашлись за последние десятилетия почти на всех континентах. И все эти находки оказались приуроченными к самому концу рифея, то есть к 150–200 миллионам лет перед началом кембрия.

Остатки многоклеточных – не единственное доказательство изобилия древних морей. Сейчас выяснилось, что самые большие залежи фосфоритов, этого «вещества плодородия», приурочены к тому же отрезку докембрия – эдиакарию. Фосфориты образовались из остатков бесчисленных животных, по‑видимому того самого планктона, который ели и не могли съесть древние многоклеточные. И теперь плодородие докембрийского океана превращается в плодородие наших полей.