Александр Вологдин - Земля и жизнь

Геологический возраст пород иного, не осадочного происхождения - магматических и метаморфических, лишенных органических остатков, тоже можно точно определить именно по соотношению с осадочными породами, содержащими органические остатки. Так, если какое-либо гранитное тело или жила изверженной породы "прорывает" осадочную серию определенного геологического возраста, то, следовательно, расплавленная магма внедрилась сюда после формирования этой серии. Если на поверхности гранитного тела или выше верхней части жилы изверженной породы залегает свита осадочных пород - значит это гранитное тело или жила является более древней, чем осадочные породы.

Совершенно аналогично палеонтологические материалы помогают определить геологический возраст движений земной коры. Земная кора никогда и нигде не находится в состоянии абсолютного покоя - отдельные ее части движутся в различных направлениях. Временами, когда эти движения приводили к погружению части поверхности земной коры под уровень моря или, наоборот, к появлению целых участков дна на поверхности, характер геологических процессов коренным образом менялся. Образованные в глубинах моря породы начинали в условиях суши или мелководья выветриваться и размываться, а на погруженных участках формировались новые осадочные слои, в которых появлялись соответствующие комплексы организмов. Таким образом, возраст некоторых фаз движений земной коры и районы их проявления могут быть также определены палеонтологическими методами. Поэтому тектоника - учение о движениях земной коры стала наукой исторической только с помощью палеонтологии.

Палеонтология довольно хорошо раскрывает историю жизни на Земле за последние 570 млн. лет. История живых существ записана, как говорят, на камне. Она выражена остатками твердых частей тела древних организмов, следами их ползания, проявлениями жизнедеятельности (сверление раковин, отложение минерального или органического вещества). Но по отпечаткам, а еще лучше по раковинам и костям можно воссоздавать и сами организмы. Интересно, что вещества, из которых формировались и формируются твердые части тела организмов,- это соли кальция, углекислая соль у большинства беспозвоночных животных и фосфорная у животных позвоночных. Причина этого несомненно лежит в энергетических особенностях перевода солей кальция из растворенного состояния в нерастворимое, что осуществляется с выделением свободной энергии. С этим обстоятельством необходимо связывать неизбежное для организмов освоение солей кальция, преобразующихся при этом в раковину у моллюска или в скелет у позвоночного животного.

В процессе бесчисленных смен поколений организмов, который выразился в видимом проявлении эволюции бесчисленных линий развития с их временными и местными этапами формообразования новые виды, образуясь в условиях изменения среды, были то удачными, то неудачными, приобретали одни признаки, утрачивали другие. Вследствие этого, как оказывается, в каждом геологическом периоде, в каждом этапе геологического времени наибольшую жизнедеятельность проявляли разные группы организмов. Наряду с проявлением и развитием форм более сложных, приспособившихся к существованию в определенных условиях, всегда существовали и более примитивные формы, эволюция которых, по-видимому, замедлялась вследствие относительной устойчивости условий их существования в древних средах, или же такие условия изменялись очень медленно в ходе геологического времени. Например, обстановка для бактерий в недрах Земли, куда они проникают на глубины в несколько километров, остается длительно относительно неизменной, часто вполне обеспечивающей осуществление ими обмена веществ со средой.

Исследования остатков организмов имеют двойную цель. Во-первых, они помогают различать осадочные отложения различного геологического возраста, т. е. принадлежащие к различным стратиграфическим подразделениям их, образованным в ходе геологического развития земной коры в водных бассейнах или на суше. Во-вторых, остатки организмов, находимые в ископаемом состоянии, показывают ход и характер их эволюционного развития. Они указывают на эволюцию жизни, в разные моменты оставлявшую свой след во вмещающих породах, показывают общий ход эволюции за длительные этапы и поясняют происхождение современного мира животных и растений на Земле.

Чем древнее осадочные породы, тем менее они оказываются похожими на первичные рыхлые осадки древних морских бассейнов или пресноводных бассейнов суши. Известно, что некоторые организмы вообще не могли оставлять следы своей жизнедеятельности в осадочных горных породах. Остатки других иногда изменялись уже в момент их захоронения настолько сильно, что оказывались для палеонтолога весьма трудно распознаваемыми. Все же в прежде известковых илах, известковоглинистых и иных осадках, ставших метаморфизованными породами - кристаллическими известняками и мраморами, кремнистыми сланцами и кварцитами (сливными песчаниками),- иногда сохраняются древние ископаемые остатки. Бережное отношение к этому материалу, внимательное его изучение в специально приготовленных препаратах (прозрачных шлифах и в пришлифовках) позволяет различать эти следы древней жизни.

Одним из важнейших факторов, способствующих сохранению органических остатков в ископаемом состоянии в древних породах, является содержавшееся в них первоначально остаточное органическое вещество. Пока оно не удалено из породы геологическими процессами, органические остатки и структуры не могут быть совершенно уничтожены. Их видно на выветреной поверхности породы и в прозрачных шлифах. Они придают породе часто более или менее темную окраску. При этом применение биологического микроскопа с увеличениями до 2000 раз часто позволяет выявлять очень интересные явления. Оказывается, что остаточное органическое вещество как бесструктурное, рассеянное в породе, так и в остатках организмов при наблюдении его в прозрачных шлифах под микроскопом выражено скоплениями черного, непрозрачного углистого вещества в виде сплетений тонких нитей, имеющих форму бактерий. Создается впечатление, что все органическое вещество при переходе его в ископаемое состояние перед завершением процесса окаменения осадка (литификация, диагенез) становилось объектом освоения бактериями и в виде отмерших клеток попадало затем в твердую породу. Это свойство установлено в массе образцов древних и поздних осадочных пород, включая и древнейшие, так называемые докембрийские, т. е. древнее 570 млн. лет.

Совершенно то же явление, но в несколько иных формах и других размерах микроскопических телец наблюдается в захороненном в осадочных породах железе. Всюду, в самых разнообразных осадочных породах железо представлено сгустками окислов в виде тонких округлого сечения палочек или нитей, напоминающих строение современных железобактерий.