Легенды самой богатой российской научной специальности

Ископаемая жизнь на Земле существует сотни миллионов лет. За это время эволюция так изменила внешний облик многих видов растений и животных, что зачастую невозможно поверить в генетическую связь некоторых из них с современными видами. Больше всего народных легенд среди всех наук выпало на историю и доисторический период — палеонтологию. О некоторых из них рассказал сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии мезозоя и кайнозоя Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН Всеволод Ефременко.

Пока ученые писали о генетической связи волка с собакой или мамонтов со слонами, то есть об истории в десятки тысяч лет, вопросов и сомнений ни у кого не было. Но когда в начале 1990-х годов к предкам слона молекулярные генетики с полной достоверностью вдруг отнесли крупного грызуна домана, который оказался вовсе не грызун, а представитель млекопитающих — афротериев, стало очевидно, что внешность обманчива. Однако на этот обман эволюции человечество каждый раз ведется с превеликим удовольствием: «Я сам обманываться рад». Из-за постоянного развития, исчезновения и появления разнообразной живности на нашей планете наука палеонтология густо обросла мифами. Обросла настолько, что большинство людей сегодня имеют о ней весьма туманное представление.

Палеонтологи не занимаются изучением древнего человека — в период мезозоя (251–66 млн лет назад) и большей части кайнозоя его еще не было. Крайне редко им попадаются кости древних животных, поскольку в тех геологических слоях, которые они исследуют, кости чаще всего не сохраняются. За миллионы лет они превратились в невидимую глазу пыль. Палеонтологи вопреки нашим представлениям ничего не копают. Они работают молотком и имеют дело исключительно с камнем и окаменевшими организмами, в основном морскими обитателями.

Миллионы километров магмы

Самые многочисленные палеоостанки организмов — это видимая лишь под микроскопом микрофауна: рачки, мелкие животные, а также высокопрочные хитиновые части насекомых. Еще устойчивее к времени — ископаемые споры растений и пыльца, поскольку они имеют практически вечную полимерную оболочку. В совокупности они дают палеонтологам представление о том, как выглядела жизнь на Земле в разные геологические периоды. По пыльце из донных осадков они выясняют, какие леса росли на берегу этих водоемов, а по окаменевшим останкам на бывшей территории палеобассейна узнают, какие морские животные там обитали.

Сотни миллионов лет назад огромная поверхность нашей планеты была покрыта морями и океанами, и основная форма жизни была представлена разнообразными моллюсками и другой морской фауной. Кстати, моллюски тогда были не такими маленькими, как сейчас. Размер некоторых древних моллюсков, например самых крупных аммонитов, составлял до 2 м в диаметре. По характерному набору останков разных видов ученые датируют слои с относительно высокой точностью, с которой можно говорить о периодах в сотни миллионов лет назад. Впрочем, самые точные датировки и более богатое многообразие видов морских животных, безусловно, касаются периода до 200 тыс. лет.

До изобретения методов абсолютного датирования (основанных на постоянстве скорости распада радиоактивных изотопов) все геологические периоды изначально так и датировались — по совокупности ископаемых. Например, в девоне (435 млн лет назад), который часто называют «эпохой рыб», жили пластинокожие, или панцирные, рыбы, а 350 млн лет назад начался каменноугольный период, или карбон. В тот период на Земле росло много папоротниковых видов, которые к нашему времени превратились в большие толщи каменного угля.

К способу радиоизотопного датирования слоев относится определение возраста останков древних организмов по составу вулканических отложений, когда во время гигантских извержений магмой были залиты большие участки территорий в сотни километров. Одно из древнейших извержений вулкана Миллбриг произошло 454 млн лет назад и образовало знаменитые бентонитовые холмы. Извержения часто происходили не взрывообразно, а излитием огромного объема лавы. Так 252 млн лет назад в Восточной Сибири образовались Сибирские траппы — гигантские излияния базальтовой магмы, образовавшей протяженные плато в виде широких лестниц. Извержения такого масштаба привели к вымиранию более 90% видов животных на планете. После этого началась эра палеозоя.

Моллюск в яйце динозавра

Все останки, с которыми работают палеонтологи, литифицированные, то есть окаменевшие. Удобнее всего искать древние останки в обнажениях горных пород, разбивая молотком нижние слои высокой скалы или подножие обрыва у реки. В таких местах ученые обнаруживали даже крупные скелеты динозавров. В Сибири известное место их обитания — это деревня Шестаково в Кузбассе, которая прославилась на весь мир найденными в ней скелетами динозавров: в середине ХХ века пситтакозавра, а в 1990-х годах — тритилодонта, титанозавра, а затем и целых скелетов семейства пситтакозавров.

В музеях можно видеть и целые скелеты динозавров, и искусственные реплики с них, зато в продаже часто встречаются объявления с предложением купить яйцо динозавра. Чаще всего это обычный камень, который в процессе кристаллизации и превращения из рыхлой породы в твердую имел какую-то мелкую неоднородность в слое, вокруг которой стали симметрично образовываться круги. Они могут быть абсолютно круглыми или слегка вытянутыми, похожими на яйца. Кстати, этими неоднородностями в камнях часто служат древние ископаемые наподобие аммонитов, так что, если расколоть яйцо динозавра, внутри него можно обнаружить аммонит.

Каменные яйца динозавров — это далеко не единственный артефакт, который люди часто принимают за древнюю живую природу, дошедшую до наших дней. Не менее удивительно выглядят так называемые каменные деревья, а точнее оставшиеся от них пеньки. Их боковая поверхность действительно похожа на кору деревьев, она покрыта трещинами полигональных форм (часто неправильные шестигранники, состыкованные между собой под разными углами), а под ними видны расходящиеся вглубь и вширь корни. Знаменитые каменные гиганты в Ирландии представляют собой именно такое зрелище — гигантскую стопку из 40 тыс. базальтовых шестигранных колонн высотой 12 м, плавно спускающуюся с утеса в море.

Красноярские столбы — корни каменных деревьев

Некоторые высокогорные плато полностью покрыты такими «палеопеньками». Они представляют собой остатки выветрившихся конусов вулканической породы, которая потрескалась из-за уменьшения в объеме в процессе застывания, а роль корней выполняют многочисленные подводящие каналы, по которым магма текла наверх к жерлу вулкана. Выход магмы происходил через многочисленные каналы, в которых они застыли в форме корней дерева.

Но далеко не всегда застывшие фрагменты каналов магмы были своими размерами близки к корням. Бывали и гигантские выходы магмы, как, например, Красноярские столбы, где роль остатков корней, которые не успели вылиться на поверхность в процессе извержения, выполняют сами столбы. Они состоят из очень крепкой разновидности магмы — щелочных сиенитов, в частности из розового полевого шпата, устойчивого и к выветриванию, и к перепадам температур.

Если Красноярские столбы — это каналы магмы, то какого же размера над ними был сам вулкан? Дело в том, вулкана могло и вовсе не быть или он мог находиться на очень большом расстоянии от них либо полностью выветриться, превратившись в окружающие осадочные породы. Подводящие каналы магмы в большей степени относятся к источнику глубинной вулканической активности, чем к точке извержения, которая есть далеко не всегда. Эти глубинные источники могли занимать сотни квадратных километров кипящей лавы. Собственно, и вышеописанные пеньки тоже далеко не всегда соответствуют размеру обычного дерева. Некоторые из них достигают 100 м в поперечном сечении.

Но у фантазии человеческой нет пределов, и многие люди верят в гигантские каменные деревья, которые росли на нашей планете сотни миллионов лет назад. Людям кажется, что неживая природа не способна создать такую красоту. Они с большей легкостью верят в существование силикатной формы жизни в виде каменных растений, а возможно, и животных.

История образования Красноярских столбов неуникальна. На нашей планете есть и другие горы магматического происхождения — батолиты, основной объем которых находится под поверхностью земли в глубоких слоях. Площадь батолита в Сьерра-Неваде составляет 100 кв. км, а в Западной Канаде батолит простирается на 1,8 тыс. км до самой Аляски.

Арктика — энциклопедия истории Земли

Палеонтологи — это разведка первой линии для поисков углеводородов, руды и прочих ценных ресурсов. Только они способны оперативно, прямо на месте определить, сколько миллионов лет каждой каменной породе и может ли под ней залегать искомый материал. Звучит утилитарно и прозаично, но каким бы меркантильным ни было государство по отношению к науке, именно это направление всегда может позволить себе любые фундаментальные и просветительские проекты. В какие бы далекие арктические экспедиции палеонтологи ни отправились, какими бы анатомическими особенностями древних кальмаров и гигантских моллюсков ни увлекались — их научные интересы окупятся стократ после открытия очередного месторождения где-нибудь на Ямале. Кстати, существует миф о том, что нефть тем лучше, чем древнее. Все ровно наоборот: чем древнее нефть, тем сложнее и дороже ее очистить от примесей и переработать в бензин и другие нефтепродукты.

Почему палеонтологи очень любят ездить в Арктику? Этот девственный участок суши без лесных территорий и городской застройки за сотни миллионов лет ни разу не сталкивался с другими литосферными плитами. Уровень океана с мезозойской эпохи сильно понизился и обнажил подробную летопись нетронутых окаменевших отложений. На протяжении сотен метров и километров на побережье Арктики прослеживаются одни и те же слои. В каждом таком слое — свои приметы эпохи, которые очень пригодятся при поиске ресурсов и при высокоточной датировке геологических слоев в других регионах. Прилегающее море (Северного Ледовитого океана тогда не было) обильно населяла разнообразная фауна, вода была около +15С°.

Арктика для палеонтологов — это эталонные разрезы, энциклопедия истории Земли. В ней всегда найдется что-то еще не до конца описанное и не полностью изученное. Горы Алтая за периоды мезозоя и кайнозоя становились горами дважды, пока Китай и Казахстан все глубже въезжали в Евразию, там огромные участки суши поглотила тектоническая деятельность. Отдельный интерес для геологов представляет шельф моря Лаптевых, где в ближайшем будущем предполагается открытие крупных нефтяных залежей.

Записала Мария Роговая