Маршия Бьорнеруд - Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

Хорошая метафора, позволяющая наглядно описать, как геологи воспринимают породы и рельефы, — это палимпсест . Так средневековые ученые называли рукописи, написанные на уже использованном пергаменте поверх старого текста, который соскабливался или смывался. Поскольку полностью стереть предыдущий текст не удавалось, его следы сохранялись под более поздним. Сегодня с помощью рентгеновского облучения и новейших оптических методов ученые могут прочитать нижние слои палимпсестов, которые иногда оказываются единственными источниками бесценных древних рукописей (например, некоторых из наиболее значимых сочинений Архимеда). Аналогичным образом поверхность Земли подобна гигантскому многослойному палимпсесту, где элементы ландшафта и слагающие их толщи пород таят в себе следы предыдущих эпох. Задача геологической науки — расшифровать все слои этого палимпсеста, чтобы прочитать невероятно сложную летопись земной истории. Другими словами, мыслить как геолог — значит видеть не только то, что лежит на поверхности, но и то, что скрыто под ней, что было в прошлом и что будет в будущем.

Есть и другие дисциплины, в том числе космология, астрофизика и эволюционная биология, которые имеют дело с глубоким временем (вспомним метафору Джона Макфи о продолжительности доисторического, доархеологического прошлого {3} 3 Американский писатель Джон Макфи использовал концепцию «глубокого времени» в своей книге 1981 г. «Зона долин и хребтов» (Basin and Range). В одной из метафор для объяснения этой концепции Макфи предложил представить продолжительность истории Земли в виде одного ярда — старой английской меры длины, а именно расстояния от кончика носа короля до конца среднего пальца его вытянутой руки. Тогда всего один удар по ногтю на среднем пальце короля стирает всю историю человечества. — Прим. ред. [7] McPhee J., 1981. Basin and Range . New York: Farrar, Strauss and Giroux, p. 20. , но уникальность геологии в том, что она имеет непосредственный доступ к материальным объектам, которые были свидетелями этих времен. Геологию интересует не столько природа времени как таковая, сколько его непревзойденная трансформационная сила. Находя следы все более древних версий нашего мира, геологи первыми из всех интуитивно почувствовали всю необъятность планетарного времени, хотя измерить его смогли только в XX в.

По сравнению со многими другими науками геология пережила поздний расцвет. Астрономы объяснили движение планет еще в XVII в.; физики открыли законы термодинамики и электромагнетизма в XIX в., а в начале XX столетия описали строение и свойства атомов. Удивительно, но к тому времени люди еще не знали ни о возрасте Земли, ни о процессах, протекающих в планетарных масштабах. Причина была не в бездарности геологов; просто Земля оказалась невероятно сложным предметом для изучения — одновременно слишком близким и далеким, слишком изменчивым в прошлом и, казалось, почти не меняющимся в настоящем. Тогда как другие науки делали большие успехи в описании и изучении природы с помощью телескопов, микроскопов и различных пробирок и мензурок, к Земле все эти методы научного исследования были неприменимы, не говоря уже о проведении лабораторных экспериментов. Кроме того, изучение Земли всегда было тесно переплетено с нашим восприятием себя как человеческого рода и дорогим нашему сердцу нарративом о месте человека среди других творений природы. Неудивительно, что нам было трудно сделать шаг назад и посмотреть на все объективным, незамутненным взглядом.

Геология гораздо больше, чем любая другая наука, требует дерзкого воображения и готовности к смелым логическим умозаключениям. Возьмем такую фундаментальную проблему, как определение возраста Земли. В XVIII в. большинство людей в Западном мире верили, что Земля появилась всего 6000 лет назад, как это следует из Библии (в 1654 г. архиепископ Ирландской церкви Джеймс Ашер с поразительной точностью рассчитал дату сотворения мира — воскресенье, 23 октября 4004 г. до Рождества Христова). Когда я спрашиваю у студентов сейчас, в XXI в., как бы они сами подошли к ответу на этот вопрос (если оставить в стороне их религиозные убеждения и забыть про известную им цифру в 4,5 млрд лет), обычно они отвечают что-то вроде: «Ну, нужно найти самые старые породы и выяснить их возраст», но затем сами понимают, что ответ неверный. Как узнать, что эти породы и есть самые старые, и как определить их возраст? Подступиться к этой задаче кажется невозможным без опоры на всю систему знаний, накопленных современной геологией. Тем более удивительным представляется концептуальный скачок в понимании огромной глубины геологического времени, совершенный в 1789 г. шотландским медиком, фермером-новатором, философом и естествоиспытателем Джеймсом Геттоном (Хаттоном) на основании наблюдений, сделанных на морском побережье у местечка Данбар [8] Следует отметить, что в некоторых незападных культурах существовали донаучные концепции «глубокого времени». Например, в индуизме и буддизме есть понятие «кальпа» (что можно перевести с санскрита как «эон») — это самый большой космологический период времени, намного превышающий человеческий опыт и память. Сходные представления о древности Вселенной имели и другие культуры, не относящиеся к авраамической традиции. Однако в Европе, где зародилась современная геологическая наука, библейская доктрина долгое время препятствовала этому научному пониманию. .

Однажды, проплывая на лодке мимо скалистого мыса Сиккар-Пойнт, Геттон обратил внимание на утес, который был сложен двумя совершенно разными толщами осадочных пород, разделенными отчетливо выраженной поверхностью перерыва: нижняя часть обнажения была образована более темными, почти вертикальными слоями, а верхняя часть — более светлыми, залегающими, как обычно, почти горизонтально (рис. 2). Многие до него проплывали мимо этого мыса, но думали только о том, чтобы порывистый ветер и штормовые волны не разбили их лодку об эти прибрежные камни. Геттон же увидел в утесе не просто опасность, а наглядное свидетельство некогда протекавших здесь геологических процессов. Проанализировав это и другие свои наблюдения, он сделал два поразительно глубоких вывода. Во-первых, нижележащие вертикально напластованные породы представляли собой фрагмент некогда существовавшего горного хребта, морские слои которого были наклонены в результате поднятия земной коры. Во-вторых, срезающая их поверхность отвечала длительному периоду эрозии, во время которого горное сооружение было разрушено, а поверх его реликтов накопились перекрывающие их горизонтально залегающие толщи осадочных пород.