Приходилось ли вам когда-либо задуматься о том, сколько лет земле, — тысяча, 20 тысяч, миллион, может быть сто миллионов лет? Какими способами обладает наука для установления этого почтенного возраста? Попробуем разобраться в этом вопросе, при чем сегодня мы будем говорить о геологическом возрасте земли, о том, сколько лет прошло с тех пор, как земной шар принял в основном то строение, которое он имеет в наше время, обладая на поверхности земной коры различными океанами, морями, реками, горами, долинами и т. д. Этот геологический возраст нужно отличать от возраста астрономического, т. е. времени, в течение которого земля существует как самостоятельное небесное тело.
Геологи, изучающие историю земной коры, издавна устанавливали по различным признакам относительный возраст тех или иных горных пород, слагающих эту кору. Мы, например, совершенно определенно знаем, что из наблюдаемых, скажем, в окрестностях Москвы светлых желтоватых известняков и темных глин известняки образовались раньше, а глины возникли позже. Однако, сколько именно лет каменноугольным известнякам и каков именно возраст юрских глин, т. е. каков не относительный, а абсолютный возраст этих пород, это вопрос, на который не так-то легко ответить. Лишь сравнительно недавно геология стала пытаться научно определить и абсолютный возраст земной коры.
Одной из первых попыток такого рода явилось определение геологического возраста земли по солености океана. Мы знаем, что в настоящее время вода океана содержит в растворе каменную (или поваренную) соль, при чем содержание соли в воде открытого океана колеблется весьма незначительно, составляя в среднем 3,5%.
Откуда попала эта соль в океан? Каменная соль представляет собой соединение двух химических элементов — натрия и хлора. Оба эти элемента в больших или меньших количествах содержатся в ряде различных горных пород. Реки, протекающие в районах залегания этих пород, растворяют в своих водах натрий и хлор, как говорят, выщелачивают их из пород и уносят в океан. Но если так, то нельзя ли определить, хотя бы приблизительно, какое количество соли ежегодно выщелачивается и переносится в океан реками всего земного шара и затем несложным арифметическим расчетом установить, сколько лет понадобилось для того, чтобы довести общее количество соли в океане до его нынешнего содержания, т. е. до 3,5%?
Попытки такого рода были сделаны, и на основании их возраст океана, а следовательно и геологический возраст земли, были определены в 360 миллионов лет.
Ясно, однако, что описанный метод чрезвычайно неточен. Прежде всего, сам подсчет той «порции» соли, которая ежегодно выносится в океан, может быть лишь весьма и весьма приблизительным. Затем, не нужно забывать и того, что не вся выносимая в океан соль в нем остается. Часть ее, например, в результате жизнедеятельности морских организмов из океанической воды так или иначе устраняется. Какое именно количество соли устраняется, учесть чрезвычайно трудно, а если не принять во внимание этого выделения соли, то весь наш расчет сбивается. Наконец, ряд ученых указывает, что мы не обладаем бесспорным доказательством того, что вода первобытного океана впервые после его образования на поверхности земли была свободна от соли.
Геология, однако, в поисках путей установления абсолютного геологического летоисчисления на этом не остановилась. Чрезвычайно интересной является работа ученого де-Геера.
Де-Геер задался целью определить возраст последнего так называемого ледникового периода. На протяжении геологической истории неоднократно происходили в различных местах земного шара грандиозные оледенения: громадные площади в десятки тысяч квадратных километров покрывались сплошным ледяным покровом наподобие того, каким в настоящее время покрыта Гренландия. Последний ледниковый период, в течение которого оледенению подверглась, между прочим, немалая часть территории нашего Союза, покрыл ледником и весь нынешний Скандинавский полуостров, где производил свои наблюдения де-Геер.
Летом, при некотором повышении температуры, имевшем место и во время ледникового периода, по краям ледника происходило усиленное его таяние. Образовались многочисленные бурные потоки, которые размывали прилегающие горные породы и своим течением уносили их частицы. По мере удаления от своего истока поток становится менее бурным, течение его замедляется, и ему уже становится не под силу переносить дальше частицы и зерна размытой породы. Зерна эти осаждаются на дне потока и постепенно накапливаются. Впоследствии, с ходом геологической истории, исчезли в данном месте ледники, исчезли и ледниковые потоки и речки, но осажденные из них частицы различных пород остались и образовали новую, осадочную породу — глину. Заметим, что чем бурнее и многоводнее поток, тем сильнее он будет разрушать горную породу, тем крупнее будут осаждающиеся из него частицы, тем как говорят геологи, крупнозернистее будет образующаяся в итоге осадочная порода.
В отложениях же, оставленных ледниковыми потоками, де-Геер наблюдал чрезвычайно правильное чередование переслаивающихся крупнозернистых и мелкозернистых глин, образующих как бы лежащие друг над другом ленты, отчего и сама порода получила название ленточной глины. Следовательно, рассуждал де-Геер, крупнозернистые и более толстые в то же время ленты соответствуют летнему периоду, когда происходило усиленное таяние по краям ледника, когда образовывались более бурные и многоводные потоки; слои же мелкозернистые и маломощные соответствуют зимнему периоду, когда таяние шло несравненно слабее, разрушительная и переносящая сила водных потоков была много меньше.
 | |||
| Чем многоводнее и бурнее горный поток, тем сильнее он разрушает горную породу... |
А каждая пара крупно- и мелкозернистых лент соответствует одному году.
Де-Геер и его ученики исследовали в ряде районов Скандинавии отложения ледниковых потоков, они подсчитали чередующиеся прослойки ленточных глин и, сопоставляя свои наблюдения, определили направление движения постепенно отступающего ледника и установили, что со времени последнего ледникового периода прошло около 200 тысяч лет.
Все эти подсчеты дали нам возможность установить возраст лишь последних оледенений, т. е. лишь, можно сказать, вчерашнего дня геологической летописи. Ну, а как быть с бесконечно более удаленными от нас периодами?
Здесь на помощь приходит чрезвычайно заманчивый метод определения абсолютного геологического времени, метод, основанный на изучении радиоактивных свойств определенных минералов, находимых в горных породах.
Напомним вкратце, что определенные химические элементы, в частности уран, обладают способностью радиоактивного распада, т. е. атомы этих элементов, проходя ряд последовательных превращений, переходят в атомы других элементов. Так, из урана в конечном итоге получаются урановый свинец и гелий. Для решения интересующего нас вопроса крайне важно то, что скорость этого превращения, радиоактивного распада урана, постоянна и точно определена физикой. Следовательно, мы можем совершенно точно определить, какое количество уранового свинца получается из одного грамма урана в каждую данную единицу времени, скажем, в один год.
А раз так, то, находя в горной породе минерал, содержащий уран и урановый свинец, мы можем путем несложных вычислений установить, исходя из относительных количеств имеющихся урана и свинца, сколько лет понадобилось на образование данного количества свинца. Таким образом мы получаем ответ и на вопрос: сколько лет прошло с момента образования исследуемого минерала, а следовательно, и заключающей его породы.
*
Нужно сказать, что радиоактивный метод требует весьма точных и тщательных анализов: ведь содержание урана и образовавшегося из него свинца исчисляется в находимых минералах зачастую в десятых и сотых долях процента. Помимо того, при производстве подобного рода исследований приходится ставить вопрос: весь ли получившийся вследствие радиоактивного распада свинец сохранился в исследуемом минерале, не вынесена ли часть свинца, например, различными растворами, циркулирующими в мельчайших трещинах, пронизывающих породы.
Но во всяком случае, пользуясь радиоактивным методом, сопоставляя результаты многих анализов, мы можем получить, как говорят, порядок величин возраста различных пород; ошибка наших определений, принимая во внимание громадные масштабы этих величин, будет не столь уж велика.
Урановые минералы найдены были и в тех породах, относительный возраст которых известен нам как древнейший. Абсолютный их возраст, а следовательно, и геологический возраст земли был определен примерно в полтора—два миллиарда лет.
Комментариев нет:
Отправить комментарий