Сергей Романовский - Великие геологические открытия
И все же, почему причина катастрофы представляется ныне глобальной? Потому, что несколько лет назад наши зарубежные коллеги, не то чтобы более внимательно изучающие природу, но имеющие возможность более точно анализировать результаты своих наблюдений, установили, что в геологических разрезах на территории Дании, Италии, Испании, Новой Зеландии, а также в колонках осадков из Тихого и Атлантического океанов есть слой с аномально высоким содержанием иридия (соответственно в 30 и 160 раз больше, чем обычно в осадочных породах). Ни в подстилающих, ни в перекрывающих слоях ничего подобного не фиксировалось. Значит, слой с иридием – всеземная аномалия. Дальше – больше. Временные датировки показали его возраст 65 млн лет. Связать же это в одну цепь с гибелью ящеров труда не составило. Более проблематичным оказался вопрос о природе такой аномалии. Точки зрения и на этот счет разошлись (в геологии иначе и не бывает). Одни утверждали, что это результат падения на Землю крупного астероида. Причем спорили так рьяно, будто были чудом спасшимися свидетелями этой катастрофы. Ученые из Палеонтологического института АН СССР не захотели остаться в стороне от диспута. Их позиция такова: динозавры вымерли раньше этого гипотетического астероидного удара, а иридий, мол, мог иметь и земное происхождение, например, быть продуктом вулканического извержения.
Здесь, как в капле воды, видна доказательная состоятельность любых геологических споров. Подобная аргументация мало кого убеждает.
Важнее другое. На примере слоя с иридием твердо можно убедиться только в одном, но для нас главном: любая граница в разрезе земной коры, являющаяся глобальным, региональным или даже местным временным репером, всегда есть результат некоего катастрофического события. Ряд этих событий по своему масштабу сравним с вычисленной (слава Богу, только на бумаге) «ядерной зимой». Таких «зим» в истории Земли было несколько тысяч. Что будет с человеком – господствующим биологическим видом четвертичного периода – после очередной подобной «зимы», догадаться не трудно.
И еще. Само понятие «катастрофа» для геолога отнюдь не ассоциируется всегда с мгновенным проявлением неведомых сил. Катастрофа – это когда, образно говоря, сталкиваются два или несколько процессов, протекающих одновременно, но с существенно разными скоростями. Например, часто говорят, что причиной вымирания многих групп фауны и появления в геологическом разрезе очередной резкой границы были интенсивные колебания климата. Если при очередном глобальном оледенении процесс уменьшения среднегодовой температуры более интенсивен, чем к нему могут приспособиться отдельные виды организмов, то это и служит причиной их гибели. Для них наступление ледникового периода является катастрофой.
Как катастрофы могут трактоваться и крупные регрессии моря в пермский период. Мелководные моря (самая благоприятная для жизни среда) сократились тогда с 43 % от общей площади, занятой морем, до 13 %, что привело к массовому вымиранию беспозвоночных.
Если «катастрофы» понимать так, как мы предложили, тогда легко будет смириться и с тезисом, казавшимся долгие годы еретическим, ставившим шлагбаум на пути планомерного познания плавного течения природных явлений, а именно: геологическая история – это непрерывная цепь катастроф.
Так оно и есть. Даже если не вдаваться в глубокомысленный философский анализ этой проблемы, а ограничиться напоминанием того факта, что до нас дошли лишь единичные свидетели геологической истории, плотно уложенные в виде пластов в разрез земной коры, то станет ясно, что даже события, разделенные между собой десятками и сотнями тысяч лет, будут восприниматься нами как непрерывные. Мы поясним этот очень важный тезис на примере одной крайне любопытной группы отложений – турбидитов.
Однако прежде надо сделать небольшое замечание. Оно только на первый взгляд может показаться чисто терминологическим. На самом деле речь пойдет о материализации некоей мистически-философской категории явлений, называемых «катастрофами», в результате чего одна из них вычленяется и становится вполне осязаемой, как бы трансформируясь в конкретный геологический процесс, который с успехом изучается в современных условиях. Найдена также генетически однородная группа отложений, обязанная своим образованием этому процессу.
Итак, речь пойдет о турбидитах. Турбидиты – это отложения плотностных водных потоков, т. е., если использовать образную аналогию, это подводные селевые потоки, хотя чаще всего они не переносят крупные валуны и обломки пород, а отличаются от обычного придонного течения только плотностью – их плотность всегда выше, чем плотность окружающей морской воды.
Там, где река впадает в море, как правило, есть подводная дельта. Чаще она занимает небольшую площадь, реже достигает бровки шельфа, т. е. глубин порядка 200 м. Там образуются крупные промоины – своеобразные ловушки, куда река в период паводка выносит огромные массы взвешенного осадочного материала. Продолжением подводной дельты на континентальном склоне, т. е. это уже до глубин 4000 м, являются подводные каньоны. По ним вся накопившаяся на шельфе разжиженная масса осадка эпизодически сбрасывается вниз в виде плотностного потока. Поток либо разгружается в основании континентального склона, либо (в ряде случаев) переносит взвесь еще на более низкие отметки – в глубоководные желоба.
В потоке, как легко догадаться, во взвешенном состоянии могут находиться минеральные частицы разных размеров – от первых микронов до первых сантиметров. При разгрузке они оседают на дно по закону Стокса: вначале более тяжелые, затем легкие. Поэтому образованный слой такого осадка неоднороден и по составу и по размеру слагающих его частиц. Он напоминает слоеный пирог со смазанными внутри границами. Такой слой и получил название турбидита. Это от английского термина turbidity current – мутьевой поток.
Открыли это явление в конце прошлого столетия в Женевском озере. После того как в 1929 г. в районе Большой Ньюфаундлендской банки сошедшие мутьевые потоки порвали во многих местах бронированный трансатлантический телеграфный кабель, ученые поняли, что с этим явлением надо считаться.
В 1958 г. известный голландский ученый Филипп Кюнен (1902-1976) доказал, что турбидиты – это не специфически «сегодняшний» осадок. У него есть предки в самых разных геологических периодах. Ранее эти отложения называли флишем, флишоидами, морской молассой, и по поводу их генезиса гипотезы высказывали самые фантастические.
Попробуем взглянуть на это явление с других позиций. Обычно в морях осадконакопление идет так же, как снег в морозный зимний день, иначе говоря, «частица за частицей». Тогда, если этот процесс непрерывен (что же может его прервать?), осадок на дне океана должен быть нерасслоенным. Между тем это не так. Бурение показало, что осадок имеет вполне четкие внутренние границы. Их образование можно объяснить только тем, что на этот медленный, монотонно протекающий, процесс время от времени накладывается другое, но более интенсивное по силе воздействия явление – либо активизация придонного течения, либо изменение климата, либо тектонические подвижки. Прерывистость изменения, таким образом, это реальность, а не артефакт, порожденный неполнотой геологической летописи. Одним словом, и здесь, пусть и незначительные, но все же катастрофы (события).
А что же такое тогда мутьевой поток, если взглянуть на него с точки зрения специалиста по седиментологии (науки об образовании осадков)? Никакой регулярности, а тем более периодичности в его появлении нет. Как установили недавно морские геологи по кернам скважин глубоководного бурения, заметный мутьевой поток, оставляющий след в геологической летописи слойком турбидита мощностью хотя бы 2-5 см, бывает один раз в 5-10 тыс. лет. Если же эти слойки турбидита уже легли друг на друга в разрезе, то раскрутить историю вспять, т. е. вычислить время, когда именно они образовались, невозможно. Следовательно, «катастрофичность» предопределена как бы самой природой этого явления. Такой тип осадочного процесса в 1978 г. я предложил называть инъективным седиментогенезом.
Мутьевой поток – это своеобразная инъекция осадка в зону седиментации. Осмысливание именно этого явления как явно катастрофического по способу проявления и в то же время вполне доступного для непосредственного изучения в современных обстановках, как своеобразного гомолога ряда осадочных образований геологического прошлого навело некоторых специалистов по седиментологии на мысль, что мутьевые потоки фокусируют – и притом очень удачно – оба классических взгляда на геологическую историю: актуалистический и катастрофистский. Их-то и объединили под названием «актуалистический катастрофизм». Это название весьма точно отражает суть дела, хотя мне и не очень нравится. Но ничего другого, более благозвучного, придумать пока не удалось [6].
