Ник Пайенсон - Наблюдая за китами [Прошлое, настоящее и будущее загадочных гигантов]

Чтобы понять, как устроено течение Гумбольдта, нужно ненадолго отвлечься и рассмотреть феномен апвеллинга. Когда Земля вращается вокруг своей оси, горячий воздух неравномерно скатывается с континентов, образуя над открытым океаном пассаты. Эти ветры отгоняют теплую воду от берегов, а на ее место из глубин океана поднимаются мощные потоки богатой питательными веществами воды — этот процесс и называется апвеллингом. Нужные для его возникновения географические условия имеются на западном побережье нескольких континентов — от Калифорнии до Чили и Анголы. Апвеллинг является основой формирования богатых океанических пищевых сетей из-за питательных веществ, поднимающихся из глубины. У поверхности океана, как правило, хватает кислорода, но именно апвеллинг доставляет к поверхности азот и фосфор и обогащает поверхностные слои воды, питая как осуществляющий фотосинтез фитопланктон, так и его потребителей — зоопланктон. Океаны безбрежны, но именно апвеллинг создает определенные места скопления этих крошечных организмов. А там, где есть корм, будут сардины, пингвины и киты [95] Исчерпывающее описание воздействия апвеллинга на китообразных см.: Donald A. Croll et al., «From Wind to Whales: Trophic Links in a Coastal Upwelling System», Marine Ecology Progress Series 289 (2005): 117–30. .

Специализирующийся на китах палеонтолог стремится на побережье, где есть одновременно и апвеллинг, и субдукция. Апвеллинг дает возможность встретить китов, а значит, и их остатки — кости, которые мы ищем, а субдукция поднимает древнее морское дно на сушу. Помимо этих двух процессов, землетрясение на широте Атакамы превращает эту пустыню в палеонтологический рай: здесь нет ни травы, ни деревьев, ни асфальта. Открытые бесплодные земли пустыни позволяют эрозии обнажать остатки древних китов, скрытые в скальных породах, и ничто не мешает их видеть.

Эрозия помогает, но сначала палеонтологам нужно найти правильные породы. Из трех их категорий (вулканические, метаморфические и осадочные) для поиска ископаемых китов подходят только осадочные. Киты не слишком хорошо сохраняются в вулканических потоках лавы, и окаменелости почти никогда не переживают огромную жару и давление, которые создают метаморфические породы в десятках километров под поверхностью Земли [96] Jan Zalasiewicz, The Planet in a Pebble: A Journey into Earth's Deep History (Oxford, UK: Oxford Landmark Science, 2012). . Среди осадочных пород самые перспективные — сланцы, представляющие собой бывшее офшорное морское дно, и песчаники, представляющие дно прибрежное. Благодаря тому, что уровень суши поднялся, единственный способ найти окаменелости в Атакаме — это кружить среди размывов и останцев пешком или на грузовике, искать нужные породы и смотреть во все глаза. В конце концов, кости китов обычно довольно большие.

Со времен Дарвина в бассейне Кальдеры были найдены тысячи костей и зубов, некоторые из них оказались в музеях естественной истории, например в музее в Сантьяго, который основали соратники Дарвина. Коллекции ископаемых из Кальдеры почти всегда состоят из осколков черепов, костей конечностей и зубов, вы никогда не найдете там полные скелеты [97] R. A. Philippi, Los fósiles terciarios i cuartarios de Chile (Leipzig: F. A. Brockhaus, 1887). . Но даже по этим находкам видно, что в прошлом течение Гумбольдта было другим: знакомые нам животные вроде китов, акул и морских черепах жили рядом с причудливыми вымершими существами: ужасающими зубастыми морскими птицами, длинноносыми водными ленивцами и акулами размером со школьный автобус [98] Об ископаемых морских птицах см.: Gerald Mayr and David Rubilar-Rogers, «Osteology of a New Giant Bony-Toothed Bird from the Miocene of Chile, with a Revision of the Taxonomy of Neogene Pelagornithidae», Journal of Vertebrate Paleontology 30 (2010): 1313–30. О водных ленивцах см.: Eli Amson et al., «Gradual Adaptation of Bone Structure to Aquatic Lifestyle in Extinct Sloths from Peru», Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 281 (2014): 20140192. О мегаакулах см.: Catalina Pimiento et al., «Geographical Distribution Patterns of Carcharocles megalodon over Time Reveal Clues About Extinction Mechanisms», Journal of Biogeography 43 (2016): 1645–55. . Когда я только начал планировать работы в Атакаме, проблема заключалась в том, что мы не знали точный возраст всех найденных окаменелостей — а нужна была полная хронология горных пород бассейна Кальдеры. Как минимум нужно было определить последовательность слоев, в которых были найдены окаменелости, понять, какие из них самые старые и самые молодые; а в идеале мы надеялись вычислить конкретный возраст каждого костеносного слоя. Определив этот контекст, мы смогли бы составить график расцвета и угасания каждого вида за миллионы лет на фоне масштабных изменений температуры океана, уровня моря и течений [99] Некоторые данные по стратиграфии бассейна Кальдеры опубликованы в статье J. P. Le Roux et al., «Oroclinal Bending of the Juan Fernández Ridge Suggested by Geohistory Analysis of the Bahía Inglesa Formation, North-Central Chile», Sedimentary Geology 333 (2016): 32–49. . Наденьте панаму, которую носят геологи в пустыне, найдите кости кита — и вы поймете, как возникла экосистема течения Гумбольдта.

Прошло несколько лет планирования, переписки и фальстартов — и вот я обливаюсь потом под солнцем Атакамы. Я оторвался от геологической карты бассейна Кальдеры, разложенной на капоте пикапа «Тойота», и прищурился, надеясь рассмотреть людей, поднимающихся вдалеке на вершину скалы. Глаза слепил белый свет, болезненно яркий после блеклого лоскутного одеяла цветов на карте и бледно-голубого купола небес над головой. Полный разочарования, мыслями я был далеко. Мы опаздывали. Студенты полевой команды не собрались в оговоренное время, а нам нужно было двигаться дальше.

Мы прибыли в Атакаму по следу из китовых костей, и он привел нас прямо к линии разлома — вернее, к множеству линий. Проблема была не в том, чтобы найти кости. Куда сложнее было определить их контекст, собрать воедино последовательность слоев, в которых мы находили окаменелости. Когда из-за тектонических процессов морское дно поднялось кверху, а потом разрушилось, как упавший на пол многослойный торт. Соответственно, расшифровка последовательности «от старых слоев к молодым» была осложнена длинными вертикальными трещинами, которые смещали слои вверх и вниз друг относительно друга. Считается, что геологические разломы тянутся на сотни километров, и это безусловно верно в отношении некоторых из них [100] Robert M. Norris and Robert W. Webb, Geology of California (2nd ed. John Wiley and Sons, 1990). Так совпало, что брат Роберта Норриса Кеннет Норрис — один из основателей Общества морской маммалогии и, возможно, один из самых влиятельных морских маммалогов ХХ в. См.: Randall Jarrell, ed., Kenneth S. Norris: Naturalist, Cetologist & Conservationist, 1924–1998: An Oral History Biography (Berkeley: University of California Press in association with University Library, UC Santa Cruz, 2010), https://escholarship.org/uc/item/5kf1t3wg . Но они могут проявиться и локально, в скальном обнажении шириной не толще стены дома. В бассейне Кальдеры разлом иногда создавал не аккуратную стопку, а беспорядочную мешанину слоев.