Попробуем понять то, о чем будем говорить

Что означают три вопросительных знака в названии этой главы? То, что именно этими вопросами постоянно задаются геологи. Что произошло? Когда это было? Как развивались события? Конечно, все эти вопросы, хотя и в разной мере, крайне трудны для получения доказательных ответов. Более того, в геологии вообще невозможно обосновать что-либо однозначно. И все же в ряду перечисленных вопросов ответ на центральный вопрос – когда? – желательно иметь однозначный и по возможности доказательно точный.

Таковы требования современной науки. Однако еще два столетия назад геологи не представляли, как следует маркировать свои объекты временными бирками. Когда же подход был найден, геология, наконец, состоялась как историческая наука.

Итак, самое время сказать, в чем суть второго великого геологического открытия: в обретении возможности располагать геологические объекты в строгой хронологической последовательности. Время в явном виде, т. е. точный ответ на вопрос: когда?, на первых порах не указывалось. Геологи довольствовались не абсолютным (в годах), а относительным временем типа «раньше», «позже». Но и это, согласимся, немало, если учесть, что зачастую в непосредственном соприкосновении оказываются объекты, разделенные (по времени) сотнями миллионов лет. В задачу же геолога входит не только выяснение того, какой из объектов более древний, но и установление причины такого необычного контакта.

Хотелось бы знать, как это получилось. То ли в течение столь громадного временнóго промежутка природные силы в данном месте отдыхали и никаких следов не оставили (принцип неполноты геологической летописи), то ли, напротив, здесь произошли катастрофические по своим последствиям события, начисто уничтожившие все, что природа наработала за это время. Возможно и другое (фантастическое на первый взгляд) предположение. Не было никакого перерыва, не было никакой катастрофы. Объекты же формировались каждый в своем месте и в свое время, а затем под действием каких-то сил сблизились друг с другом, да так, что более древний оказался лежащим на молодом. Механизм, кстати, очень даже реальный.

Как видим, конкретным, чисто практическим выводом из, казалось бы, сугубо мировоззренческих платформ катастрофизма и эволюционизма явился разный интерпретационный подход к временнóму ряду геологических объектов. То есть к тому, чем занимается одна из основных геологических дисциплин – стратиграфия.

В основе обсуждаемого нами открытия лежит важнейшее эмпирическое обобщение, сделанное в самом конце XVIII – начале XIX столетия натуралистами Англии, Франции, Швейцарии и Германии с незначительной разницей во времени и практически независимо. Но кому-то всегда в такой ситуации «везет» больше. Мы уже говорили об этом во вводной главе. Чаще «везет» тому, кто свое обобщение сумеет сформулировать в достаточно общей форме, к тому же подкрепит его достаточным фактическим материалом и изложит так, что выводы его станут понятны и как бы необходимы коллегам. Последнее означает, что труд выполнен вовремя. А это немаловажный для истории науки факт.

Обобщение, о котором речь, опирается на палеонтологический метод датирования геологических объектов. Он – стержень открытия. В чем его суть, мы еще успеем узнать. Пока лишь отметим, что одним из первых этот метод четко сформулировал и использовал в практической (и что очень важно) в картосоставительской работе английский землемер Уильям Смит в 1799-1805 гг. Примерно в те же годы к аналогичным выводам пришли уже знакомые нам французские естествоиспытатели Броньяр и Кювье. «Повезло» же Смиту, ибо с его именем связываются и «палеонтологический метод» и «главный принцип биостратиграфии», которые в современных учебниках чаще называют просто «принципом Смита».

Открытие это, без преувеличения, оказалось революционным для геологической науки. Наука обрела Время. Оно перестало обосновываться Библейскими притчами, а стало выводиться из анализа фауны, содержащейся в слоях горных пород. Во времена Смита, когда еще не было известно эволюционное древо органической жизни Земли, фауна не могла, конечно, указывать на исчезнувшие из геологической летописи страницы. Зато знали главное: каждый слой содержит свойственную только ему фауну. А это давало возможность не только располагать объекты в хронологической последовательности, но и сопоставлять отложения из местностей, удаленных друг от друга на многие сотни и тысячи километров.

Чтобы лучше оценить содеянное Смитом и его коллегами, посмотрим на то нагромождение научного знания и фантастических домыслов, что в XVIII столетии стало называться «геогнозией».

 

Когда мысль опережает факты

Я надеюсь, читатель помнит, что не кто иной, как Стенон, дал в руки геологов первый (пусть и достаточно грубый) ключ для расшифровки геологической летописи. Его закон образования слоев позволил временные отношения выводить из пространственных: раз выше, значит, моложе. Но само время как мера длительности отсюда еще не вытекало. Упорядочить объекты из разных местностей по времени их образования закон Стенона не позволял. На календаре стоял всего лишь 1669 год.

Вернадский называл XVII век переломным в истории естествознания. Именно с этого времени, как мы уже договорились, ведет начало современная наука, и в частности геология. Однако приоткрывшаяся было дверь в мир знания быстро захлопнулась, и геологическая наука вновь погрузилась в дремотную спячку.

Хорошо по этому поводу сказал Лайель: «…изучая историю геологии от конца XVII до конца XVIII столетия, он (читатель. – С. Р.) по необходимости будет занят отчетами о замедлении столько же, сколько и отчетами об успехах этой науки. Он увидит частое возобновление опровергнутых заблуждений и возврат от здравых мнений к мнениям самым нелепым. Короче сказать, очерк успехов в геологии представляет историю постоянной борьбы между новыми мнениями и древними доктринами».

Именно таким путем шла наука ко второму великому геологическому открытию. На этом пути мы выделим всего несколько вех – самые значительные.

Первая связана с именем немецкого профессора Иоганна Готлиба Лемана (1700-1767). Он был членом Берлинской академии наук, преподавал минералогию и горное дело. В 1756 г. в Берлине вышла его небольшая книжка, скорее брошюра в 1/2 печатного листа, небрежно отпечатанная, к тому же на плохой бумаге. Называлась она так: «Опыт восстановления истории флецовых гор». Написал Леман ее как результат своих полевых наблюдений в окрестностях города Гарца и в Тюрингских горах. Введенные им в описание местные названия толщ: цехштейн, медистый сланец, красный лежень – до сего дня используются геологами. Они стали интернациональными.

В 1761 г. Леман переезжает в Петербург и становится членом Петербургской академии наук, а в 1762 г. на конференции академии выступает с докладом, излагая в нем свое видение строения земной коры. Материал все тот же – его книга 1756 г. Поэтому, хотя она стала практически недоступной для ознакомления (о ней я узнал из капитального двухтомного труда Г. П. Леонова «Основы стратиграфии»), датировать стратиграфическую схему Лемана будем 1756 годом.

В научном отношении взгляды Лемана сейчас кажутся крайне примитивными. Однако они практически полностью соответствовали уровню геологической науки того времени. Леман полагал, что в истории Земли внимания заслуживают два события: Сотворение Мира и Всемирный потоп. Отсюда и членение земной коры на две группы толщ: жильные, или «первобытные горы» (они существуют на Земле от Сотворения Мира), и флецовые, или «горы второго рода» (образованы в результате Всемирного потопа). А что же в настоящее время? Сейчас, заключает Леман, образуются лишь «новейшие наносы» и вулканические породы.

В наши дни, конечно, можно сколь угодно пренебрежительно отзываться об изысканиях Лемана. Но не будем забывать главное: раз термины Лемана прочно вошли в науку, значит, его труд произвел сильное впечатление на современников. Поэтому следует не иронизировать по поводу примитивизма его умозаключений, а лишь еще раз подивиться низкому уровню геологической науки середины XVIII столетия. А также пожалеть, что несравненно более глубокое сочинение Ломоносова «О слоях земных», написанное в 1763 г., не впечатлило ученых того времени. (Кстати, замечу в скобках, что хотя мы и не имеем никаких фактических данных, все же напрашивается мысль, что свою статью Ломоносов напечатал не без влияния академического доклада Лемана, который он безусловно слышал).

Как бы то ни было, но первый шаг к стратиграфически упорядоченному членению земной коры был сделан. Шаг этот Лайель назвал «важным», а схему Лемана – «смелым обобщением».

Примерно в то же время и независимо от Лемана при изучении геологического строения гор Северной Италии свои подразделения земной коры предложил профессор минералогии и металлургии из Венеции Джованни Ардуино (1714-1795). Симптоматично, что и он все многообразие горных пород, из которых состоит земная кора, подразделил на ряд формаций (у него их пять). Значит, уже тогда ученые смутно догадывались, что история Земли этапна, что каждый из этих этапов строго индивидуализирован. А вот в чем выражается эта индивидуальность и какова хронологическая последовательность этапов,- это был основной камень преткновения. Он, однако, не устранен с пути и современных стратиграфов.

Итак, в 1760 г. Ардуино предложил такую схему: а) первичные слои (фауны в них нет); б) вторичные слои (с фауной); в) третичные слои (мергели и другие подобные осадочные образования с многочисленной фауной), г) отложения равнин (современные наносы); д) вулканические породы.

Как видим, схема Ардуино отличается от схемы Лемана только детальностью и материалом, лежащим в ее основе. В остальном они – близнецы.

Исключительную популярность имели в свое время разработки немецкого придворного врача в Рудольштадте и библиотекаря Георга Христиана Фюкселя (1722-1773). Это вдвойне заслуженно, ибо добиться признания своих сочинений непрофессионалу исключительно трудно. Тем более в такой науке, как геология, где граница между истинным знанием и домыслами всегда была размыта. А Фюксель в итоге добился! Более того, он во многом даже превзошел своих последователей и среди них такого зубра, как Абраам Готлоб Вернер. «Воззрения его, – писал в 1830 г. доброжелательный Лайель, – подходят к воззрениям ныне общепринятым гораздо ближе, чем теории, позднее распространенные Вернером и его последователями».

Познакомимся с идеями Фюкселя более подробно. Начнем с того, что он был не просто современником Лемана, но практически одновременно с ним и выполнял свои исследования в горах Тюрингии. Свое основное сочинение «История Земли и Моря, установленная по истории Тюрингских гор» Фюксель опубликовал на латыни в малораспространенном провинциальном немецком журнале. Поэтому сразу его прочли немногие. Те же, кто прочел (например, Вернер), оценить не смогли. Как часто бывает, Фюкселя «открыли» для науки, лишь проводив его в последний путь…

Между тем стратиграфические выкладки Фюкселя стоят особняком: они существенно опередили предшественников и оказались более глубокими по смыслу, чем многие новации последователей. Чем же они интересны?

Фюксель первым рассмотрел соподчиненную иерархию природных объектов: слои объединяются в залежь, а залежи – в формации (кстати, и термины эти ведут свою родословную от работы Фюкселя). Но самое главное состоит в том, что у Фюкселя формация – это не безликая единица, как то было в схеме Лемана, а вполне определенный комплекс взаимосвязанных слоев, возникших в одинаковых условиях, но различающихся тем не менее в «петрофактологическом отношении», т. е., как мы сказали бы сегодня, палеонтологически.

Фюксель допустил (и не ошибся), что каждая формация – это не результат разового наводнения, типа Всемирного потопа Лемана, а материализованный след определенного этапа истории планеты. Историю Земли, – учил Фюксель, – надо прослеживать по смене формаций, сама же смена – также не исключительный акт, а слепок процессов, имеющих место и в наши дни. Это уже не просто шаг, это гигантский рывок вперед в сравнении с полуфантастическими стратиграфическими схемами современников немецкого эскулапа.

Конец XVIII – начало XIX столетия были для геологии особым этапом. Это было время безраздельного авторитета немецкого минералога и геолога Вернера, «великого оракула геологии», как его назвал Лайель.

Крайне интересно понять, что же так привлекало к Вернеру, что заставляло не только его непосредственных учеников (среди них были такие гиганты, как Леопольд фон Бух и Александр Гумбольдт), но и просто коллег из других стран, никогда не имевших чести непосредственного общения с саксонским профессором, так уверовать в его доктрины и стать их активными разносчиками.

Вот что писал о Вернере Лайель: «Гениальность этого человека вполне заслуживала того удивления и тех чувств признательности и дружбы, которые питали к нему все ученики его, но чрезмерное влияние, оказанное им на мнения современников, повредило впоследствии успехам науки».

Вернер был профессором Фрейбергской горной школы в Саксонии. Студентов он обучал минералогии, затем еще и геогнозии. На полевые работы он ездил только в окрестности своего родного городка: описывал горные породы, условия их залегания (термин Вернера), размышлял над строением Земли. Итогом таких размышлений стала его глобальная стратиграфическая схема устройства земной коры всего земного шара. Изложил ее Вернер в 1777 г. в сочинении под названием «Краткая классификация и описание различных типов горных пород».

Рассуждения Вернера, его «полупоэтические, полуневежественные» воззрения (мы уже цитировали это высказывание Головкинского) были, скорее всего, шагом назад, по крайней мере в сравнении со схемой Фюкселя. Построения Вернера, как мы сейчас убедимся, ничуть не глубже уже известных нам рассуждении Лемана и Ардуино.

Итак, Вернер, побывав на нескольких обнажениях неподалеку от Фрайберга, решил, что его родная Саксония и вся Земля ничем принципиально не различаются. То, что видит он, должно наблюдаться и в других точках планеты. Такая экстраполяция была, конечно, необоснованной вольностью.

Во время летних экскурсирований Вернер описал вполне конкретные виды пород и их сочетания, которые он окрестил – ни много ни мало – «всемирными формациями», дал их перечень и воссоздал условия их образования. Вот как рассуждал 28-летний саксонский профессор.

Все горные породы образовались водным путем в несколько этапов. Когда-то земной шар был сплошным океаном. Но вода этого океана была необычной: в ней в растворенном или размельченном состоянии уже находились все будущие горные породы первой всемирной формации. Такую воду и водой-то назвать неловко. Это была некая «хаотическая жидкость», из которой при спаде уровня океана одновременно по всей Земле и осели горные породы.

Вернер допустил несколько этапов подъема и опускания уровня этого «океана». Однако основных эпох он выделил всего две: в первую образовались самые древние породы (первозданные); во вторую – флецовые породы. Кроме того, он отметил группу переходных пород и группу новейших (намывных) пород. Все, что образовалось за один цикл подъема и спада уровня, Вернер назвал комплексом.

(Не удержусь от замечания. По всей вероятности, срабатывает своеобразный «закон сохранения идеи». Бывает, что сама идея никудышная, зато слова, в кои она облекается, оказываются очень удачными. Кто сейчас, кроме профессиональных историков геологии, знает про идеи Вернера, Лемана и других наших предшественников. Зато термины «комплекс», «слой», «формация» знакомы любому геологу. Как живуча удачная терминология!)

Вернер был уверен в том, что его формации действительно «всемирные», что они последовательно образовались одна за другой и земной шар – не что иное, как своеобразное яйцо, в котором восемь слоев скорлупы (по числу выделенных формаций). Такая вот схема.

Оценки она заслужила разные. Г. П. Леонов полагает, что это было «очевидным шагом назад». Э. Хэллем же искренне убежден в том, что «для своего времени теория Вернера была действительно научной». А. П. Павлов не сомневался, что воззрения Вернера имели скорее отрицательное влияние и «надолго задержали прогресс науки». Свою теорию, – пишет далее Павлов, – Вернер излагал «совершенно авторитетным тоном, как будто нечто строго установленное и не допускающее сомнений». И хотя в те годы шотландец Д. Геттон прививал студентам взгляды куда более прогрессивные, и сам Геттон, и его воззрения оказались в тени непогрешимого авторитета Вернера.

В XIX столетии, когда утихли баталии между нептунистами (Вернер) и плутонистами (Геттон), когда геология начала, наконец-то, потихоньку избавляться от надуманных доктрин, когда она стала уютно располагаться на прочном постаменте из фактов, фигура Вернера сошла с активной научной арены. Имя его, если и вспоминалось, то только в обзорных лекциях, причем с иронией. Такова неумолимая логика истории. Она никого не забывает, но со временем излишняя шелуха с исторических фигур спадает и они предстают перед потомками в своем первозданном виде.

И вдруг саксонскому професору вновь «повезло». Уже в наши дни, видимо, от доброты душевной Ю.С. Салин обозначил его как основателя теоретической геологии за то только, что он-де дал человечеству «луковичную модель» Земли. Такая реанимация, к сожалению, ничего, кроме очевидного конфуза, не принесет. Надо только немного поостыть.

 

Фундамент готов

Когда Вернер рассуждал о своих «всемирных формациях», Кювье было только 8 лет. С идеями Вернера он познакомился уже в зрелом возрасте, и, надо сказать, доводы немецкого ученого не произвели на него должного впечатления. А вот аргументация «научной прозы» Бюффона казалась убедительной, хотя именно Кювье противопоставил «геологической вечности жизни» Бюффона свои pro et contra другого тезиса: все, в том числе и жизнь, имеет и свое начало, и свой конец.

Кювье, как хорошо известно, геологом не был.

(Правда, читатель, вероятно, уже заметил, что почти все из упомянутых нами ученых не являлись профессиональными геологами. Геология как наука еще только собиралась появиться на свет Божий. Это отнюдь не противоречит тому, о чем мы уже вели речь. Да, в XVII столетии были получены первые собственно геологические научные результаты, они пополнялись и в следующем веке. Поэтому мы справедливо посчитали именно эти два столетия временем рождения геологической науки. Но геология должна была несколько подрасти, созреть, чтобы выпускать уже собственных дипломированных специалистов. И хотя в отдельных странах, например в Германии и России, еще в 70-х годах XVIII века начали обучать горному делу, но, во-первых, это было именно «горное дело», а не геология, а, во-вторых, даже таких специалистов было слишком мало, чтобы они «делали погоду». По крайней мере, крупными научными результатами геологию продолжали обогащать талантливые самоучки.)

Итак, Кювье был биологом. Но занимался он преимущественно «ископаемыми костями». По этой части сделал он так много, науку обогатил столь значительно, что многие современные историки единодушно признают его отцом палеонтологии. Но прежде всего Жорж Кювье, как справедливо заметил Вернадский, был «одним из самых глубоких и тонких натуралистов».

Его жизнь, внешне благополучная, жизнь обласканного властями жреца науки, пережившего все ужасы Великой Французской революции, когда была разогнана Академия наук, когда сотни самых светлых умов Франции сложили свои головы на плахе, – все это не могло не развить в нем глубокий, ничем не истребимый скепсис ко всему. Он с презрением относился к любой доктрине: политической, философской и тем более научной. Он доверял только фактам и ничему более. Факты – основа его миропонимания. И если он своими руками добывал для науки действительно достойный внимания факт, он не успокаивался, пока не находил ему подобающего места в системе других фактов.

Потрясения же, настоящие исторические катастрофы: революция 1789 г., воцарение Наполеона (ровесника Кювье), реставрация монархии, крушение империи и образование республики, разгром церкви, насильственное изничтожение веры и новое ее возрождение – не могли не отразиться на его мировоззрении ученого-естествоиспытателя. Раз исторические катастрофы – обычное дело на памяти даже одного поколения, то почему бы не быть и природным катастрофам, тем более что у природы на свое развитие времени было куда больше.

Когда в Париже пала Бастилия, Кювье было 20 лет. Этот возраст в те годы считался далеко не юным. И Кювье сделал свой выбор. В 1795 г. он переезжает из Нормандии в Париж, поступает в Парижский ботанический сад и начинает заниматься сравнительной анатомией.

Материалом для этой науки служили ископаемые кости. Их Кювье добывал, описывая геологические разрезы в окрестностях Парижа. Экскурсировал там вместе со своим другом, горным инженером Александром Броньяром. Так что, строго говоря, расчленение толщ Парижского бассейна и детальное геологическое описание разрезов выполнял Броньяр, а Кювье собирал, описывал и систематизировал находимые в изучаемых слоях образцы фауны. Такой симбиоз оказался исключительным подарком судьбы и для самих молодых ученых, и для науки прежде всего.

В январе 1796 г. на заседании Французского института новый молодой его член Кювье доложил свое первое оригинальное исследование об ископаемых слонах. Он доказал, что это самостоятельный биологический вид, имеющий множество отличий от современных слонов. Следовательно, в истории Земли чередовались эпохи, в каждой из которых было свое население. Сменялись эпохи, менялось и население. Но это – вывод, реконструкция.

А что такое «эпоха»? Если не закреплять за этим словом никакого глубокого научного смысла, а обозначать им просто некий отрезок жизни Земли, то легко далее догадаться, что каждый пласт – это и есть «эпоха». В каждом новом пласте уже своя, новая фауна. Следя за сменой эпох, мы как бы просматриваем былую историю Земли. А что было раньше, что позже, на то укажет биологический хронометр – фауна.

Не правда ли, почти готовый принцип для исторической науки. Таковым он и стал, но с ним привыкли все же ассоциировать другую фамилию. Почему? Скоро узнаем.

Кювье и Броньяр многократно публиковали свои наблюдения на разрезах Парижского бассейна – и в 1808, и в 1812, и в 1822 г. (См. рис. 6). Г. П. Леонов полагает, что они дали образцовую (с оговоркой – «для своего времени») схему расчленения надмеловых отложений. Выглядит она так: 1) древняя морская формация мелового возраста; 2) первая пресноводная формация («пластичная глина», лигниты, «первые песчаники»); 3) первая морская формация («грубый известняк» с песчаниками); 4) вторая пресноводная формация («кремнистый известняк», «костеносный гипс», «пресноводные мергели»); 5) вторая морская формация («верхние морские гипсоносные мергели», «третичный песчаник и верхний морской песок», «верхний морской известняк и мергель»); 6) третья и последняя пресноводная формация («жерновой камень без раковин», «жерновой камень с раковинами», «верхний пресноводный мергель»); 7) наносная и аллювиальная формации.

Чувствуете разницу между вернеровскими «всемирными формациями» и этой схемой? Подробно описанная стратиграфия Парижского бассейна – это не просто «перекидной мостик» между надуманными абстракциями Вернера и его предшественников и конкретными наблюдениями на разрезах конкретного бассейна. Ведь и Вернер, строго говоря, не совсем «выдумал» свою схему, он также изучал разрезы родной Саксонии. Но если Вернер своим наблюдениям придал ничем не оправданную всеземную общность, то Броньяр и Кювье на это не претендовали, и не от излишней скромности. Они уже понимали бессмысленность подобных экстраполяций. Они уже знали, что в каждом бассейне откладывались свои осадки, но если это бассейны одновозрастные, то население в них должно быть сходным. И это было главным, что сделали Броньяр и Кювье.

Так что их схема – не только перекидной мостик. Это одна из первых современных местных стратиграфических схем.

Я рискну присоединить свой голос к позиции Леонова, который считал, что главный вклад в обсуждаемое нами великое геологическое открытие сделал Кювье, ибо именно он первым всесторонне обосновал значение фауны в разрезах осадочных толщ, их роль своеобразных «биогеологических часов» при датировке конкретных событий прошлого.

Однако в геологии в этой связи прочно утвердился авторитет другого ученого, англичанина Уильяма Смита. Это, кстати, очень интересный феномен, по поводу которого вполне уместно немного и порассуждать. Почему Смит, а не Кювье? Или, во всяком случае, не Кювье – Смит?

Обратимся к фактам. Однако прежде расскажем немного о самом Смите. Родился он в 1769 г. (одногодок Кювье!) в одном из фермерских домов Оксфордшира. Закончил только сельскую приходскую школу, а дальше решил стать землемером, выучившись этому делу самостоятельно. Своего Смит добился. Уже с 18 лет он работает в качестве помощника землемера в разных районах Юго-Западной Англии и, занимаясь обмером земель, составляет по существу геологическую карту местности.

С 1791 г. Смит начинает самостоятельную работу на копях Сомерсетского угольного бассейна, неподалеку от города Бат (центр графства Эйвон). Он имеет здесь уникальную возможность вести подземные геологические наблюдения. Биографы Смита считают его звездными годами период с 1793 по 1799 год, когда он вел уже целенаправленную геологическую съемку при сооружении Сомерсетского угольного канала. В окрестностях города Бат есть отчетливо расслоенные разрезы нижней юры, прямо-таки нашпигованные самой разнообразной фауной (к ракушкам Смит питал страсть с детства). А куэстовый, т. е. грядовый, рельеф позволяет прослеживать слои на многие десятки километров.

В 1775 г. Смит за два месяца просмотрел геологические разрезы в других районах – от города Бат до города Ньюкасл, т. е. прошел пешком и проехал на лошади более 900 км. Именно в этой поездке у него родилась идея составить «карту слоев» Англии и Уэльса. Она-то и стала кульминацией его карьеры, принесла ему заслуженную славу и по существу открыла собой эру геологической картографии. Карта была сделана в масштабе 1:42 420 (в 1,5 дюймах – 1 миля).

Сопоставляя сведения из обнажении в разных районах, с коими познакомился Смит, он приходит к выводу, что «каждый пласт заключает ископаемые органического происхождения, характерные именно для него, и может быть в сомнительных случаях путем их изучения установлен и отделен от другого пласта, сходного с ним, но принадлежащего другой части серии». (См. рис. 7). Как видим, это обобщение ничем по сути не отличается от заключения Кювье. И все же – Смит. Почему?

Однозначно, разумеется, ответить невозможно. Попробую обосновать лишь соображения на этот счет.

Во-первых, Смит хотя и не был профессионалом, но был все же геологом, он к своему выводу пришел во время картосоставительской работы, т. е. шел как бы «от слоя», а не наоборот. Он описывал слои, сопоставлял их, пытался прослеживать на местности те из них, что содержали однотипную фауну. Вывод свой Смит сделал в удобной и понятной геологам форме.

Во-вторых, за Кювье прочно закрепился несправедливый ярлык «катастрофиста». Смит же не касался этих глубинных проблем геологического познания и потому был как бы над методологической схваткой. Нейтралы же всегда остаются невредимыми.

В-третьих (и это, возможно, самое главное), все основные стратиграфические системы были выделены в начале XIX столетия и не где-нибудь, а именно в Англии, а значит, с помощью методы Смита. «Героический период» в истории геологии – выражение Карла Циттеля (1839-1904) – завершился созданием Международной стратиграфической шкалы, в ее составление основной вклад внесли британские геологи, верные последователи Смита.

Наконец, в-четвертых, у Смита был друг, способный популяризатор его идей Ричардсон. Может быть, это своеобразная традиция англичан: каждый великий первооткрыватель имеет своего великого интерпретатора и пропагандиста. Своей славе Геттон, например, во многом обязан Плейферу. Томаса Гексли (1825-1895) остроумные доброжелатели вообще называли «верным псом дарвинизма». Как видим, реклама и в науке – дело не последнее. Но в данном случае суть не в ней. И хотя, безусловно, Кювье более глубоко обосновал свой вывод, хотя этот вывод был у него теоретически проработан, слава досталась не ему.

Смит не вдавался в биологические дебри, он наблюдал, обобщал, делал выводы и использовал их в практической работе. Вероятно, это и оказалось решающим обстоятельством его победы в заочном историческом споре с Кювье. Хотя, надо еще раз согласиться с Леоновым, горький привкус исторической несправедливости остается.

Смит, кстати, сам даже не зафиксировал свое открытие на бумаге. За него это сделал Ричардсон. Первая стратиграфическая схема, подразделения которой были подробно охарактеризованы не только литологически, но и палеонтологически (имеются в виду изыскания Смита в окрестностях города Бат), была составлена в 1799 г. Опубликовал же ее Смит только в 1815 г.

И еще. В 1807 г. было организовано Лондонское геологическое общество, старейшее в мире. Первым крупным его начинанием явилось составление геологической карты Англии и Уэльса. Громадный вклад в се создание внес Смит. Завершили работу в 1819 г. В итоге, хотя и с разной степенью детальности, все же был изучен практически весь разрез мезо-кайнозоя Британских островов, причем изучен не по-немецки, т. е. структурно-литологически, а по-английски, т. е. и палеонтологически.

Вскоре английские геологи Уильям Конибир (1787-1857) и Джон Филлипс (1800-1874) обосновали первую общую схему стратиграфической классификации осадочных толщ Великобритании. Сделано это было в 1822 г. в «Очерке геологии Англии и Уэльса», который Леонов справедливо назвал «классичес-ким».

Итак, фундамент второго великого геологического открытия был построен. Геологи уже твердо знали, чтó надо сделать для того, чтобы изучаемые ими объекты нашли свое место в общей временнóй иерархии истории Земли. Оставалось построить и принять за эталон саму эту иерархию. Таким эталоном (точнее все же сказать, временнóй палеткой) стала Международная стратиграфическая шкала, впервые принятая за универсальный стандарт на 11-й сессии Международного геологического конгресса в Болонье в 1881 г.

Что это за шкала? Как она устроена и как ею пользоваться – это свои специфические проблемы науки. Они достаточно сложны, чтобы при беглом обзоре можно было в них разобраться. И все же коротко сказать необходимо.

Всю историю Земли поделили, как и календарный астрономической год, на ряд взаимовключающихся друг в друга отрезков времени. Наиболее крупные из них называются эонами, а отложения, их представляющие, – эонотемами. Самая древняя из эонотем – архейская. Эоны делятся на эры, эры – на периоды, периоды – на эпохи, эпохи – на века, века – на время. Это своеобразный геологический календарь. Понятно, что чем точнее требуется датировать то или иное геологическое событие, тем сложнее это сделать. Почему?

Да потому только, что в одно и то же время на Земле происходили самые разнообразные события, жили многочисленные виды фауны, а начиная с определенного рубежа – и флоры. Впоследствии большая часть «живых свидетелей» исчезла с лица Земли, а потому, чтобы обосновать датировку, необходимо отложения из данной местности сопоставить с теми, возраст которых уже обоснован. Отсюда следует главная проблема стратиграфии – корреляция разрезов. Образно говоря, необходимо из обрывков текста каменной летописи не только восстановить весь текст, но и найти в нем место утраченным страницам.

Общей теории на этот счет, к сожалению, не существует, и не только потому, что ученые до нее не додумались. Просто практические сложности, возникающие при решении любой стратиграфической задачи, перекрывают теоретические возможности науки. Поэтому, даже сделав великое открытие, т. е. научившись располагать в хронологической последовательности события далекого геологического прошлого, ученые не всегда могут им воспользоваться при обосновании так называемых местных стратиграфических схем. А ведь ясно, что только совокупность таких схем из разных районов Земли может дать относительно полное представление о том, чтó делалось на нашей планете в то или иное время.

Отсюда – кажущийся выход. Раз стратиграфия как бы обречена на теоретическое несовершенство, то, вероятно, ей должен помочь эмпирический опыт практической работы нескольких поколений геологов. Если так, то надо искать по возможности универсальные эмпирические обобщения (принципы) и, опираясь на них, решать важнейшую и универсальную геологическую задачу: датировать событие и отыскать для него единственную ячейку в геологическом календаре.

 

Какими принципами не может поступиться стратиграфия

Мы не будем тратить время на изыскание причин того, почему у стратиграфии столь шаткая теоретическая база. Все сразу станет на свое место, как только будут описаны ее «принципы» и прежде всего высветится тот факт, что именно эти пресловутые принципы как раз и аккумулируют объективные трудности, которые не дают возможности подвести под одну из основополагающих геологических дисциплин выверенное фактами теоретическое основание.

Познакомимся с «принципами» поближе. Правда, пусть стратиграфы не обижаются, – не всем принципам будет уделено внимание. Будут рассмотрены лишь те, которые фиксируют суммативный геологический опыт, а не декларируют применимость к природным объектам философских категорий объективности окружающего нас мира и сущностного начала геологического познания.

Многие ученые видели основное предназначение принципов в том, что они должны были сыграть роль своеобразной аксиоматической базы, из которой необходимая теория вытекла бы так же, как теорема о равенстве прямоугольных треугольников из четырех аксиом евклидовой геометрии. Именно этим методологическим казусом можно объяснить тот факт, что многие крупные наши стратиграфы тратили уйму времени на доказательство недоказуемого – они пытались обосновать выводимость принципов одного из другого.

Потом эту затею оставили. Зато нашли другую. Стратиграфы-теоретики взглянули на принципы глазами стратиграфов-практиков. При этом сразу отсеклись философские декларации (принцип объективности стратиграфических подразделений, принцип двоякого характера стратиграфических классификаций, принцип необратимости геологической и биологической эволюции и т. п.), банальные истины (принцип универсальности подразделений Международной стратиграфической шкалы, принцип неповторимости подразделений региональных стратиграфических схем и т. п.).

Как своеобразная информация к размышлению осталось около десяти принципов, которые, по крайней мере, можно было обсуждать и обосновывать, либо, напротив, отрицать их значимость в качестве теоретического фундамента науки. При этом все они так или иначе связаны с возможностями биологических часов, т. е. с тем, чтó мы оценили как основание второго великого геологического открытия. Что это за «принципы»?

Это уже знакомые нам принципы последовательности напластования (принцип Стенона), биостратиграфической параллелизации или одновозрастности геологических тел (принцип Смита). Кроме них некоторые ученые в ранг принципов склонны возводить те или иные грани геологической реальности. К их числу можно отнести принципы фациальных различий одновозрастных отложений (принцип Гресли – Реневье), неполноты геологической летописи (принцип Дарвина) и ряд других.

Однако мы уделим более или менее пристальное внимание только трем принципам стратиграфии: переходных слоев (принцип Карпинского), возрастного скольжения подразделений местных стратиграфических схем (принцип Головкинского) и, наконец, хронологической взаимозаменяемости стратиграфических признаков (принцип Мейена).

Почему именно эти принципы, а не другие?

Принцип Карпинского является тем оселком, на котором можно проверить действительное несоответствие эволюции органического мира революционным (скачкообразным) переменам в развитии Земли. Принцип Головкинского, сформулированный задолго до того, как ученые пришли к заключению о мобильном состоянии земной коры, между тем утверждает именно те факты, которые следуют из горизонтального движения плит (в частности, континентов). Понятно, что оба они «неудобны» в практической работе, ибо, если следовать принципу Карпинского, то рубежи между подразделениями Международной стратиграфической шкалы должны сами иметь фиксированную длительность, что, вообще говоря, не очень желательно. Если же следовать принципу Головкинского, то задача синхронизации разрезов (и без того крайне сложная) становится почти неразрешимой. Но это – все же сложности чисто практического свойства. Наука с ними считаться не должна.

Поясним вкратце суть этих принципов.

«Natura non facit saltum» («Природа не делает скачков») – это был любимый афоризм Линнея. Именно из этого мировоззренческого постулата родились теория постепенного видообразования Ламарка, теория униформизма Лайеля и даже эволюционная теория Дарвина. Названному постулату противопоставлялись факты резкой смены видов в разрезе, стратиграфических, тектонических и прочих «несогласий». Одним словом, тезис прямо противоположный – природа движется в своем развитии скачками. Мы знаем уже, что и тот и другой взгляд на прошлое Земли имел под собой почву.

Любопытно, что еще задолго до того, как Карпинский с фактами в руках доказал наличие в ряде разрезов так называемых «переходных форм фауны», профессор Петербургского горного института Д. И. Соколов в своем «Курсе геогнозии», – первом полноценном учебнике геологии, составленном русским ученым, – весьма точно вычислил (фактами он не располагал), что виды должны изменяться постепенно и следы этих изменений должны быть в разрезах, просто их надо уметь видеть.

Вот что он писал по этому поводу в 1839 г.: «Когда две такие формации (системы – С.Р.) произошли одна после другой без промежутка времени, то явления имеют совсем другой вид: тогда верхние пласты древнейшей формации перемежаются несколько раз с нижними пластами новейшей, минералогические и зоологические признаки каждой формации отдельно мешаются одни с другими так, что какой-нибудь минерал или какая-либо окаменелость, отличительные для одной формации, не вдруг исчезают в другой, а сперва делаются редкими – и сменяются другими минералами или окаменелостями мало-помалу… Одним словом, эти формации переходят одна в другую постепенно, и переход этот очень может затруднять определение их единства».

Это еще, конечно, далеко не «принцип переходных слоев», и не только потому, что у Соколова отсутствует его фактическое обоснование. Его рассуждения навеяны взглядами Эли де Бомона – катастрофиста по геологическому миропониманию. Катастрофистом был и Соколов. Для него формация – это совокупность пластов, образовавшихся «в промежуток времени между двумя главными переворотами». И все же его мысль о постепенном, направленном развитии фауны, пусть и всего лишь между «двумя смежными переворотами», оказалась полезной и плодотворной. Ее и развил через 35 лет Карпинский.

Вот краткая хронология постижения Карпинским идеи переходных слоев. В 1873 г., работая в Оренбургском крае между реками Белая и Урал, он выделил артинский ярус Международной стратиграфической шкалы и поместил его между карбоном и пермью. 20 ноября 1888 г. он докладывает физико-математичес-кому отделению Академии наук о законченной им монографии «Об аммонеях артинского яруса и некоторых сходных с ними каменноугольных формах». В следующем году публикует ее на немецком языке в «Мемуарах» Академии, а еще через год, в 1890 г., – на русском.

Точки над i надо поставить сразу: столь тщательное монографическое исследование артинских аммоноидей Карпинский, конечно, предпринял не для того, чтобы обосновать возраст артинских слоев (он сделал это еще в 1873 г.), а лишь затем, чтобы, проследив за эволюционной ветвью целой группы фауны, доказать на этой основе справедливость своей концепции «переходных слоев». На чем все же основан принцип Карпинского?

Отвечая кратко, – на последовательном проведении в жизнь эволюционной теории Дарвина и на непоследовательном отношении к представлению об «искусственности» геологических классификаций. Попробуем это доказать.

В биостратиграфии со времен Кювье и Смита главным отличительным признаком одной стратиграфической единицы от смежной с ней является руководящая фауна. Отсюда напрашивается простейший вывод: смена в разрезе руководящей фауны означает переход к новой группировке слоев, т. е. к иной стратиграфической единице. Теоретически это так. А практически?

Практически же все обстоит далеко не так ясно. Что считать сменой руководящей фауны? Когда она полностью исчезает из разреза, или когда появляются слои, содержащие одновременно руководящую фауну для нижележащей стратиграфической единицы и руководящую фауну для перекрывающего стратиграфического подразделения? Куда прикажете относить эти слои?

Более того, до сих пор речь шла о едином разрезе в какой-либо определенной точке геологического пространства. А если мы отступим от нее на 100 или 1000 км? Легко догадаться, что в тех местах условия накопления осадков и проживания фауны могли быть иными. Будут ли выделенные в этих разрезах стратиграфические единицы совпадать? В литологическом отношении чаще всего нет; нередко не совпадают они и в фаунистическом отношении. Но ведь надо выделять общие для всей Земля подразделения, эквивалентные в хронологическом смысле. Где искать критерии для параллелизации разрезов и для синхронизации выделенных в них стратиграфических единиц разного ранга?

Далее, еще более важный вопрос: как относиться к разработанной стратиграфической классификации, т. е. к выделенным единицам и их рубежам, – как к действительно существующим овеществленным этапам геологической истории, единым для всего земного шара, или как к искусственной группировке геологических тел, отражающей не «действительный» ход событий, а наше представление о нем?

(Очень далеко в методологические дебри завело нас второе великое геологическое открытие. Но что делать. Это тот случай, когда одно открытие повлекло за собой цепную реакцию проблем. И для каждой из них надо найти подобающее место на единой оси геологического времени. Все же речь именно о нем.)

Вот те вопросы, которые непрестанно задавали себе геологи второй половины XIX века и на часть которых отвечали, кстати, более вразумительно, чем иные современные теоретики.

Возьмем, к примеру, отношение Карпинского к переходным слоям. Ему, как он сам считал, «удалось показать, что рассматриваемые слои, отличаясь своеобразной фауной, носят переходный характер (курсив мой. – С. Р.) между отложениями каменноугольной и пермской систем, так что в строгом смысле они столько же относятся к первой, как и ко второй, представляя то звено, которое связывает на восточной окраине Европейской России типические осадки обеих названных систем». Так родилось его представление о «переходных слоях», первым прецедентом которых Карпинский называл выделенный им артинский ярус.

Уместен и такой вопрос: если стратиграфические классификации – искусственные построения, то выделение «переходных слоев» не будет ли отказом от этого в пользу «естественности»? Вне всякого сомнения.

А вот как отвечает на этот вопрос Карпинский: «Конечно, при искусственности деления на системы эти промежуточные слои, во время установления систем вовсе не известные, в различных странах с большим или меньшим произволом можно отнести то к системе вышележащей (пермь), то к нижележащей (карбон)».

Вспомним, что в стратиграфии своеобразным теоретическим базисом «естественной» классификации была теория катастроф, а для искусственных классификаций таким базисом оказалась эволюционная теория. Ясно, что эти подходы скорее не дополняют, а исключают друг друга. Поэтому не может быть компромиссов и между стратиграфическими классификациями, базирующимися на разных принципах. Именно так полагал Карпинский, и именно поэтому он пришел к концепции переходных слоев. Он справедливо замечает, что «когда были устанавливаемы различные осадочные системы, то почти во всех случаях они казались резко между собою разграниченными, без чего господствовавшая прежде гипотеза о катаклизмах, уничтожавших характерные для соответствующих периодов фауны и флоры, не могла бы иметь места.

При такой гипотезе подразделение осадочных образований на системы казалось естественным” (курсив мой. – С. Р.).

Прервем цитату и зададим вопрос: как понимать в данном контексте слово «естественный»? Однозначно – как предопределенное самой природой членение осадочной оболочки на системы. Против этого Карпинский справедливо восстает. Но можно слово «естественный» понимать и несколько пo-иному.

Предположим на минуту, что стратиграфические системы действительно резко различаются (хотя бы по фауне) и столь же резко разграничены (разумеется, в каком-то едином разрезе). Тогда с полным правом можно говорить о том, что видимые в разрезе различия систем «естественны», поскольку в природе все естественно. Но Карпинского как ученого интересуют не иллюстрации конкретными примерами этого понятия, а его научное содержание, т. е. смысл, какой можно было бы использовать в качестве методического оружия исследователя. И здесь он совершенно прав: такого смысла нет, опираться на это понятие при выделении систем нельзя.

Если системы резко разграничены, например региональным размывом, то они будут представлять собой только некие осколки систем, и оказывается неясным, где же тогда граница между ними, причем не региональная, ибо она в таком случае не имеет хронологического смысла, а глобальная, фиксирующая различия между определенными этапами геологической истории всей Земли. Этот своеобразный парадокс стратиграфии, т. е. проведение границ там, где виден перерыв, а не в непрерывных разрезах, остается не разрешенным до сих пор.

Итак, говоря проще, принцип Карпинского утверждает тот факт, что природа, переходя из одного состояния в другое, делает это не мгновенно. Время, пусть и скачкообразных, перемен должно улавливаться «переходными формами» фауны. Другими словами, как бы мы ни трактовали сам процесс видообразования, последовательная смена видов несколько смазана, она как бы скользит в течение того отрезка времени, который заявлен геологом как переходный между двумя смежными подразделениями Международной стратиграфической шкалы.

Такая (согласен, необычная) трактовка принципа Карпинского тем не менее не надуманна. Она самым тесным образом связана с другим фундаментальным положением современной стратиграфии – принципом Головкинского, или принципом возрастной миграции границ стратиграфических подразделений. Этот принцип однозначно вытекает из развитой Головкинским еще в 1868 г. теории образования слоев миграционного типа. Ее мы подробно описали в главе «Оглянемся назад». Там же было объяснено, как из теории Головкинского вытекает этот стратиграфический принцип. Теперь поясним его суть.

Понять смысл возрастного скольжения поверхностей раздела слоев проще всего из такого отвлеченного примера. Если представить, что строительство железнодорожной магистрали Москва – Владивосток началось в Москве и продолжалось последовательно вплоть до конечного пункта – Владивостока, то хотя вся магистраль является конструктивно однотипной, тем не менее ее «возраст» в разных частях различен: она постепенно «молодеет» от Москвы до Владивостока, а время строительства будет означать величину изменения возраста.

Из этого примера ясно, что скольжение возраста границ слоев или свит определяется одним ведущим фактором – процессом накопления слоев. Ясно и другое: процесс этот зависит прежде всего от внешних по отношению к бассейну осадконакопления причин, предопределяющих изменение во времени его пространственных очертаний.

Все эти рассуждения, однако, сугубо теоретические. Практически же о возрастном скольжении говорить можно лишь тогда, когда удается «поймать» временные различия по простиранию свиты. Поэтому логика стратиграфов такова: если не удается доказать разновременность объектов, то они считаются одновременными. Стратиграфы-практики предпочитают не заниматься ловлей временных различий, т. е. попросту не считаться с принципом Головкинского. Он им не нужен. Он им мешает, ибо диахронные (разновременные) границы свит существенно осложняют и без того сложную и запутанную проблему корреляции разрезов и стыковку местных стратиграфических схем. Поэтому многие стратиграфы вопреки очевидности с маниакальным упорством доказывают тезис о непременной изохронности границ свит вне зависимости от их состава и механизма образования составляющих свиты отложений.

И все же во многих районах, где стратиграфия, если можно так сказать, более ответственная, когда от принятых границ свит зависит конкретизация поисково-разведочных работ (как в Западной Сибири, например), диахронность границ подразделений местных стратиграфических схем перестала быть экзотическим исключением из правила. Скорее наоборот – изохронные границы здесь требуют специальных доказательств. По изменению видов раннемеловых аммонитов, в частности на Западно-Сибирской плите, стратиграфы доказали приращение возраста по простиранию в пределах двух-трех ярусов, т. е. до 20 млн лет. Так медленно развивалась регрессия моря.

Упорное игнорирование принципа Головкинского, ставшего по остроумному замечанию одного исследователя «неприятным открытием для геологов», – явление, конечно, временное. Стратиграфам, как говорится, просто некуда будет деться, и потому только, что этот принцип вытекает из общепринятой на сегодня наукой схемы слоеобразования. Вероятно, его пока относят к той категории принципов, которыми можно поступиться. Но это не более чем иллюзия. Если принцип Головкинского – это все же один из принципов стратиграфии, то он должен служить отправной точкой конкретных исследований, быть исходной позицией ученых, а не предметом бесчисленных и уже повторяющихся по кругу дискуссий.

Поясним все же причины появления возрастного градиента более подробно. Начнем с того, что время изменения конфигурации бассейна осадконакопления, т. е. продвижения береговой линии в глубь континента (трансгрессия) или, напротив, ее отступления (регрессия), должно быть достаточно большим. Тогда существенных перестроек фациальных зон бассейна не происходит, что и приводит к разной палеонтологической датировке литологически однотипных комплексов пород (например, свит или формаций) в удаленных друг от друга разрезах. Важно и то, чтобы скорость накопления осадков была соизмерима со скоростью изменения конфигурации бассейна; тогда в нем длительное время сохраняются неизменными физико-геологические и биологические условия. (Не правда ли, уже яснее просматривается связь между принципами Головкинского и Карпинского? Первый является своеобразной седиментологической базой второго.)

Еще более наглядно чисто седиментологический механизм возрастного скольжения можно пояснить с позиций тектоники плит (ее мы специально будем обсуждать в главе «И все-таки они движутся»), ибо для кинематики процесса не имеет значения, под влиянием каких сил смещаются в пространстве зоны накопления литологически однотипных осадков. Я понимаю, что, не пояснив сути теории тектоники плит, не очень просто ею воспользоваться, чтобы проиллюстрировать не вполне очевидное явление. Получается, что мы пытаемся понять непонятное с помощью еще более непонятного. Поэтому я попробую в данном случае, сохранив суть тектоники плит, воспользоваться этой теорией, представив ее, однако, обычными, всем понятными словами.

Вообразим себе, что мы поднимаемся вверх на эскалаторе метро. Подъем этот занимает обычно 1-2 мин. Ровно на это время мы, пока ехали к выходу, как это ни грустно, стали старше. А во время подъема мы старели постепенно, наш возраст «скользил», и те 1-2 мин, на которые мы постарели, и есть градиент (или приращение) возраста.

Этот факт, собственно говоря, и утверждает тектоника плит. Как в подземном вестибюле метро, где появляются будто бы из-под земли ступени эскалатора, так и в районе срединно-океанических хребтов уже не «будто бы», а точно из-под земли происходит наращивание океанической коры. Этот процесс приводит к раздвигу океанического дна по обе стороны от хребта. Раздвиг этот, конечно, не беспредельный. В местах, где просматриваются на глобусе темно-синие полоски воды (глубоководные желоба), эта кора вновь уходит под землю.

Конечно, пока океаническая кора движется от зоны зарождения к зоне отмирания, она постепенно покрывается все более мощной и все более стареющей толщей осадков. Их возраст, разумеется, удревняется в направлении движения плиты, а вот насколько – это зависит от скорости горизонтального перемещения океанического дна.

Рис. 4 вполне наглядно, как думается, иллюстрирует этот своеобразный осадочный конвеер. Его «платформа» I прошла под «бункером» 1 около 80 – 100 млн лет назад. На ее дне образовался слой осадков мощностью h1 (фактически это не литологический слой, а стратиграфическая единица разреза, поскольку время пребывания платформы под одним бункером порядка 10 млн лет). Под бункером 2 осадки на платформу не поступали. Это время неотложения осадков, чему в разрезе будет соответствовать стратиграфический перерыв. То же произойдет, когда платформа I окажется под бункером 5. Когда платформа I отойдет от бункера 7, в ней уже будут осадки, возраст которых 80 – 100 млн лет. В разрезе будет вскрыта полная (с двумя крупными перерывами) последовательность осадочных образований.

Ясно, что коль скоро возраст кристаллического (базальтового) ложа океанов «скользит» по мере удаления от срединно-океанического хребта, то обязан «скользить» и возраст покрывающих его осадков. Общая тенденция изменения возраста осадков по мере приближения к зоне поддвига литосферной плиты показана на рис. 9.

Теперь, думаю, не только стал понятным смысл принципа Головкинского, стала также ясной его универсальность. Просто так от него отмахнуться более не удастся. Так же, впрочем, как и от принципа Карпинского.

Почему? Потому только, что чем теснее проблемы временнóй упорядоченности геологических событий связываются с процессами, эти события породившими, тем органичнее и методы датировки событий будут выводиться из механизма исходных процессов. Поэтому и принцип Карпинского, и принцип Головкинского – это не надуманное усложнение и без того запутанных проблем стратиграфии, а необходимость, продиктованная нашим знанием хода биологических и чисто геологических часов.

Поскольку эти часы в разных районах Земли показывают, строго говоря, не одно и то же время, а хронологический эталон для геологической истории, т. е. Международная стратиграфическая шкала, является универсальной масштабной линейкой для датировки геологических событий прошлого, то проблема соотнесения подразделений местных стратиграфических схем с этой линейкой оказывается крайне непонятной.

На самом деле, принцип Карпинского утверждает, что обязаны существовать переходные слои между подразделениями Международной стратиграфической шкалы любого ранга, но… только в конкретных разрезах. Принцип Головкинского означает, что границы свиты в достаточно удаленных друг от друга разрезах должны быть диахронными. Если с позиций этих принципов, соединенных воедино, взглянуть на методологические основы Международной шкалы, то следовало бы ее существенно трансформировать, сделав границы подразделений не плоскостными, а объемными – в виде швов, имеющих неопределенную длительность (ведь масштабы скольжения границ в разных районах неодинаковы). Однако «эталон геологического времени» такого не допускает, временные рубежи в Международной шкале «плавать» не должны.

Следовательно, прежде чем соотносить местные подразделения с Международной шкалой (делается это, как легко догадаться, для установления возраста местных стратиграфических единиц), надо умудриться соединить эти два, казалось бы, взаимоисключающих подхода.

Этим целям и служит принцип так называемой хронологической взаимозаменяемости признаков (ХВП). Его предложил в 1974 г. один из самых глубоких стратиграфов последнего времени Сергей Викторович Мейен (1935-1987).

Суть принципа в следующем. Геологи привыкли считать, что чем большее число признаков объекта они учтут и чем больше при этом используют самых разнообразных методов, тем более объективное решение будет получено. Ничего наивнее такой веры нет. Добро бы еще была ясной связь (точнее, взаимосвязь) между признаками. Тогда бы они использовались с разным информационным весом, и это все же принесло бы пользу. Но и этого, конечно, нет. Слепое увеличение числа характеристик объекта чаще приводит просто к информационному шуму.

Это рассуждение имеет самое тесное отношение к стратиграфии. Ведь в любой отрезок геологической истории население планеты было весьма разнообразным, и хотя известны виды, которые жили строго отведенное им время (это так называемые руководящие виды фауны), однако наряду с ними было много и других видов – их дальних и близких соседей по эволюционному древу. Для каждого геологического периода, следовательно, характерны и просто видовое разнообразие фауны, и в то же время определенные упорядоченные последовательности видов (сукцессии). Их строят палеонтологи, и они образуют сменяющиеся во времени ряды. Комбинируя эти ряды, можно получить разные временные рубежи для одних и тех же стратиграфических подразделений.

С другой стороны, если использовать не просто большое число признаков (в частности, видов фауны), но признаков сопряженных (эмпирически выявленные сопряженные комплексы признаков Мейен предложил назвать «синдромами»), то можно как бы примирить такие понятия, как диахронность границ местного подразделения и синхронность подразделений Международной шкалы.

А почему «взаимозаменяемость»? Мейен полагал, что признаки бывают «весомыми», но «несамостоятельными». От объекта к объекту они прослеживаются с помощью менее весомых, но более самостоятельных признаков. Это и есть хронологическая взаимозаменяемость признаков.

Если эту (авторскую) трактовку принципа Мейена приблизить к проблеме временной упорядоченности геологических событий, то станет более ясной цель его использования – надо выбрать такую систему взаимосвязанных характеристик объекта, которая даст возможность без утраты его индивидуальных черт в рамках местной схемы привязать данный объект к Международной шкале по возможности однозначно.

Итак, рядом принципов стратиграфия поступиться никак не может. Одними потому, что без них не обойтись при расчленении земной коры на последовательную цепь событий (принципы Стенона и Смита), другими – поскольку без них невозможно увязать механизмы осадконакопления с темпами изменения видового разнообразия в пределах бассейна, а в конечном итоге точно датировать конкретное стратиграфическое подразделение (принципы Головкинского и Карпинского). Наконец, нельзя поступиться и принципом Мейена, поскольку без него невозможно местную изменчивость видов соотнести с неизменными эталонами Международной стратиграфической шкалы.

Все вместе эти принципы как бы задают ход геологических часов, постичь который и помогло обсуждаемое нами великое геологическое открытие. Почти за два столетия, промелькнувших со времени работ Кювье и Смита, это открытие, разумеется, претерпело сильные изменения. Основоположники биостратиграфии теперь бы не узнали своего детища. Но даже радикальные технические перемены (методы радиологического определения возраста горных пород; методы электронной микроскопии, обнаруживающие следы жизни чуть ли не на клеточном уровне в породах, возраст которых приближается к 4 млрд лет) не изменили главного, а именно, мистического преклонения геологов перед своим – геологическим – временем.

Нам поэтому не обойтись без того, чтобы не порассуждать на традиционную и очень любимую геологами тему – о Времени.

 

Гипноз геологического времени

Давайте договоримся: геологический процесс будем считать одновременным, если совпадают геологические датировки его начала и конца. Это определение, конечно, противоречит физической стороне явлений. И тем не менее с геологических позиций оно представляется единственно возможным. На самом деле, если представить себе протекание любого процесса в обычном физическом времени, то его начало и конец никогда не совпадут уже хотя бы потому, что мы имеем возможность точно отметить на часах начало и завершение процесса и тем самым оценить его длительность.

Отличие любого сугубо геологического процесса состоит в том, что ни палеобиологические (палеонтологические), ни даже радиологические часы не показывают собственно время его протекания; с их помощью удается лишь упорядочить события и собственно стратиграфическими методами соотнести их между собой (не без участия только что обсужденных нами принципов) и с Международной стратиграфической шкалой, или со шкалой геологического времени.

Почему «геологического»? Ничего особенно глубокомысленного за этим прилагательным не стоит. Время называют геологическим только из-за специфики его фиксации: оно, как уже отмечалось, не может быть измерено непосредственно, о нем всегда судят по косвенным характеристикам объектов. Говоря короче, время в стратиграфических классификациях является выводной характеристикой; не оно лежит в основе рассуждении о синхронности или асинхронности образования подразделений местных стратиграфических схем, а наоборот, – время как научная категория появляется лишь тогда, когда синхронность (или асинхронность) доказана иными методами, прежде всего палеонтологическими.

Во вводной главе к этой книжке я уже отметил, что невообразимая растянутость геологической истории нашей планеты создает иллюзию чуть ли не физического существования времени как некоей материальной субстанции, способной только за счет практически неограниченно длительного воздействия на объекты трансформировать их до неузнаваемости.

Попробуйте представить себе, например, такой процесс. На внешнем склоне Японского желоба с судна «Гломар Челленджер» была пробурена скважина № 436. Ее глубина составила 397,5 м, не считая, конечно, толщи воды. Глубже 360 м в разрезе скважины отмечены глины мощностью 20 м. Они не содержат никакой органики. Временнóй же интервал эти глины представляют громадный – от начала палеогена до среднего миоцена, т. е. его продолжительность 40-50 млн лет. Если поделить мощность толщи (20 м) на время ее формирования (45 млн лет), то получим хотя бы приблизительную оценку скорости осадкоиакопления. Она окажется равной 0,000044 см/год, или 0,5 мкм/год.

Как себе представить такую величину? Очень просто. В обычной городской квартире в зимние месяцы (при закрытых окнах!) такой слой пыли накапливается менее чем за неделю. Теперь понятно также, сколь свободны от терригенной взвеси глубоководные зоны океана и сколь при этом громадна созидательная роль геологического времени, способного при таких исчезающе малых скоростях осадконакопления зафиксировать в разрезе через 45 млн лет толщу глин мощностью 20 м.

Такие временные масштабы, конечно, могут смутить. Время начинает как бы гипнотизировать исследователей, и те в полусомнамбулическом состоянии пускаются в глубокомысленные философские изыски из области пространственно-временной мистики. Докапываются до релятивистских корней геологического времени. Препятствие, мешающее наконец-то разрешить все проблемы стратиграфии, видят «в движущихся часах». Обрушиваются на тех, кто по старинной наивности верит в «абсолютное ньютоновское время». Не ведая, как говорится, что творят, с помощью традиционного приема философически мыслящих натуралистов, именуемого «переодеванием старых истин в новые слова», конструируют (ни много ни мало) «метрику геологического времени в виде абстрактной модели, отражающей свойства реального времени». Спасение погрязшей в неразрешимых проблемах стратиграфии видят в том, чтобы не покорять раздельно пространство и время, а ринуться сразу в «пространственно-временной континуум» и уж там, не торопясь, изучать «ритмическую природу времени». Каково?!

Однако достаточно, а то будет трудно удержаться от оценки заковыченных перлов. Лучше уж пусть сам читатель, если у него достанет терпения дочитать до этой страницы, поразмышляет над тем, в каком направлении следует развивать методы временнóго упорядочивания геологических событий. То ли размышлять над процессами развития Земли, то ли углубиться в поиски «топологических свойств геологического времени». А впрочем, что тут долго говорить!

Каждому – свое…