2, и это навсегда изменило кислородный баланс Земли.
И еще одна вещь, над которой стоит поразмыслить: без определенного количества свободного кислорода не могли бы появиться многоклеточные животные – и мы бы не обсуждали теперь этот вопрос, поскольку людей тоже не было бы. Эволюция всего живого (кроме анаэробных микроорганизмов) фактически зависит от большого количества кислорода на планете, а этого не может быть без эволюции фотосинтезирующих микроорганизмов и растений. Данное условие представляет собой серьезное ограничение для умозрительных представлений об инопланетянах и о жизни на других планетах. Да, астрономы обнаружили множество планет, похожих по параметрам на Землю, включая подходящий размер, подходящую температуру и, возможно, даже океаны жидкой воды на их поверхности. Но пока ни у кого нет доказательств наличия свободного кислорода в их атмосфере. Без него, повторю, не было бы ни многоклеточных животных, ни инопланетных существ, которых вы видите во многих научно-фантастических фильмах (и с которыми связаны все атрибуты культуры тех землян, кто верит в пришельцев и НЛО). Возможно, в глубинах коры других планет существуют аноксигенные микроорганизмы, однако без избытка свободного кислорода инопланетяне в космосе не появятся.
15. Архейские отложения и подводные оползниТурбидиты
Отложения прошлого имеют суммарную мощность во много миль: и тем не менее все они от основания до вершины были созданы ничтожными илами.
Фрагмент головоломки № 1: Тайна оборванных кабелей
18 ноября 1929 г. в 17:02 небольшие рыбацкие поселки Ньюфаундленда, Новой Шотландии и других областей приморской Канады пострадали от сильного землетрясения. Оно ощущалось даже в Нью-Йорке и Монреале. Нанесенный региону ущерб составил не менее 400 тысяч долларов. Еще более разрушительной стала серия цунами (сейсмических морских волн), обрушившихся на берег и уничтоживших большинство прибрежных поселений. Всего через два часа после землетрясения по побережью Ньюфаундленда ударило цунами с шестиметровыми валами, достигшее даже Бермудских островов в 1445 км от эпицентра. Волны меньшего размера достигли Южной Каролины и даже пересекли Атлантический океан, добравшись до Португалии. Практически полностью стерло прибрежные городки на полуострове Берин в Ньюфаундленде. Один источник сообщал:
Сила поднявшихся волн срывала дома с фундаментов, уносила в море шхуны и другие суда, разрушала и повреждала навесы для сушки трески, причалы, рыбохранилища и другие сооружения вдоль протяженной береговой линии полуострова. Цунами затронуло более 40 населенных пунктов полуострова Берин и смыло примерно 127 тысяч кг соленой трески. В городке Пойнт-о-Гол гигантские волны уничтожили около 100 зданий, а также большую часть местных рыболовных снастей и запасов продовольствия; Сент-Лоренс потерял все свои навесы для трески, причалы и моторные суда. Позже правительство оценило материальный ущерб на полуострове Берин в 1 млн долларов.
Стихия унесла и жизни людей. На южном Ньюфаундленде цунами убило 28 человек – это больше, чем количество жертв любого другого документированного землетрясения в истории Канады. Во время катастрофы 25 человек утонуло (6 тел, унесенных в море, так и не нашли), а еще трое позже скончались от шока или от заболеваний, связанных с цунами. Погибли люди из 6 поселений: Алланс-Айленд, Келлис-Коув, Пойнт-о-Гол, Лордс-Коув, Тейлор-Бэй и Порт-о-Бра. К счастью, цунами пришло в спокойный вечер, когда большинство жителей еще бодрствовали и могли быстро среагировать на поднимающуюся воду; многим удалось покинуть дома и убежать от взморья на места повыше.
Три дня спустя появились спасательные суда (первым прибыло SS Meigle), которые привезли лекарства, вещи, еду, а также доставили врачей и медсестер для лечения раненых и больных. В другом сообщении описывались действия этих кораблей:
Рано утром 21 ноября судно SS Portia сделало запланированную остановку в гавани Берина. К счастью, на борту имелось беспроводное радио, а также был связист, который немедленно отправил в Сент-Джонс радиограмму с описанием ситуации. Капитан судна Уэстбери Кин позже писал в Evening Telegram, как был потрясен увиденными разрушениями: «Представьте себе наши удивление и изумление, когда мы повернули в канале и встретили большой склад, медленно дрейфующий вдоль берега в сторону моря; затем мы прошли на небольшом расстоянии от другого склада или дома, и, прежде чем достичь гавани, мы насчитали 9 зданий, выброшенных на берег. В гавани нашим глазам предстало еще более тяжелое зрелище».
Из США, Канады и Соединенного Королевства поступили пожертвования на общую сумму в четверть миллиона долларов.
Тогда люди еще не знали, что для этого региона землетрясение было необычайно сильным – с магнитудой 7,2. Стихия такой мощности обычно наносит гораздо больший ущерб, но эпицентр этого землетрясения находился далеко от поселений, в 400 км к югу от Ньюфаундленда, глубоко под Большой Ньюфаундлендской банкой – рыболовным районом, где ведется масштабный промысел трески. Поэтому сейсмические волны прошли большое расстояние и потеряли много энергии, прежде чем достигли обитаемых берегов.
Случилось еще одно примечательное происшествие: прервалось почти все телеграфное и телефонное сообщение между Северной Америкой и Европой. В то время не существовало радио, спутников, микроволновой связи и других беспроводных методов коммуникации. Все телефонные и телеграфные сообщения через Атлантику шли по огромным трансатлантическим кабелям, которые прокладывали с помощью судов, начиная с 1858 г. (рис. 15.1). В проектировании кабеля участвовал знаменитый физик лорд Кельвин, с которым мы познакомились в главе 8. Линия длиной 2300 морских миль (4300 км) шла по глубокому дну Атлантического океана от Англии до Ньюфаундленда, откуда сообщения затем передавали по наземным сетям по всей Северной Америке. К 1929 г. на континентальном шельфе у Большой Ньюфаундлендской банки лежали 12 таких кабелей.
Рис. 15.1 Система трансатлантических кабелей. Источник: Wikimedia Сommons
Со временем люди отправили суда, подняли кабели, устранили повреждения и восстановили трансатлантическую связь. Было понятно, что кабели оборвало землетрясение, но никто не знал, как это произошло. Тайна оборванных кабелей на долгие годы оказалась похоронена в бумагах и забыта.
Фрагмент головоломки № 2: Тайна сортированной слоистости
Геологи давно пытались разобраться в горных породах древнейшей Земли, особенно в породах архейского эона (4,0–2,5 млрд лет назад). Как мы видели в предыдущих главах, эти материалы, похоже, говорят о мире, который весьма отличался от современного. Например, континентальная кора была очень тонкой и горячей и состояла из небольших микроконтинентов, или протоконтинентов; она не походила на толстую и холодную континентальную кору, которую мы видим сегодня. Океаническое дно формировалось из лав, выплескивавшихся из глубин нижней части коры, а также из мантии; после докембрия эта своеобразная богатая оливином лава – коматиит – уже не извергалась; все современные лавы океанского дна состоят из базальта. Железистые кварциты полосчатой формации (см. главу 14) встречаются во многих океанских бассейнах по всему миру, и это позволяет предположить, что до окончания архея в атмосфере практически не было свободного кислорода. К тому же, как мы видели в главе 11, Луна располагалась намного ближе к Земле, поэтому она не только казалась огромной, но и обеспечивала сильные приливы: гигантские «приливные волны» прокатывались по мелководным морям планеты каждые несколько часов.
Еще более примечательными были осадочные породы – например, песчаники. Почти во всех породах моложе архея обычные песчаники состоят преимущественно из прочного кварца – самого распространенного минерала на поверхности Земли. Дело в том, что большинство других минералов (таких как полевые шпаты, составляющие основу различных видов магматических пород) быстро разрушаются в результате химического выветривания[60]. Кварц же, напротив, химически стоек (это просто диоксид кремния, SiO2), к тому же у него нет такой спайности, как у полевых шпатов, и поэтому он не так легко расщепляется на фрагменты. Соответственно, когда зерна кварца выветриваются из коренных пород, а затем уносятся реками и ручьями, они выдерживают постоянные столкновения с другими твердыми зернами, а также сопротивляются растворению. В конце концов, когда эти реки доносят песок до своих нижних пойм или даже до пляжей и морей, то значительная его часть приходится на кварц: другие минералы в большинстве пляжных и речных песков встречаются лишь в незначительном количестве.
Затем эти пески продолжают существовать: погребаются в осадочном бассейне, цементируются, образуя песчаники, снова поднимаются, превращаясь в горы, снова разрушаются эрозией и повторно образуют отложения. С каждым разом песчаники становятся богаче кварцем, и почти все нестойкие зерна (например, полевые шпаты или фрагменты горных пород) полностью исчезают. Чем выше в песке процентное содержание кварца и других очень прочных минералов (например, циркона, турмалина и рутила, по которым определяется индекс ZTR), тем более этот песчаник «зрелый». Некоторые песчаники считаются «сверхзрелыми», потому что они на 99,99 % состоят из чистого кварца с очень хорошо окатанными и отсортированными зернами одинакового размера. Геологи, исследующие осадочные породы, долго размышляли над тем, какие условия могут довести кварцевый песок до такого состояния. Большинство соглашается, что для появления песчаника, богатого кварцем с хорошо окатанными зернами, песок должен провести хотя бы какой-то период времени в песчаной дюне, переносимой ветром. Затем, наконец, песок в последний раз сбрасывается в океан, и он превращается в песчаник.