Вполне справедливо, что один из странных медузоподобных отпечатков эдиакарской биоты назван Mawsonites spriggi – в честь двух человек, один из которых нанес на карту хребет Флиндерс, а другой открыл эдиакарскую фауну.
17. Парадокс в горных породах: блуждающие окаменелости и странствующие массивы сушиЭкзотические террейны[67]
Вот парадокс, вот парадокс,
Замысловатый парадокс!
Софизмов слышали мы тьму,
Но не смекаем, что к чему!
Да, парадокс, да, парадокс,
Замысловатый парадокс!
Ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха-ха,
Вот парадокс!
Парадоксальные трилобиты
Чарльз Дулиттл Уолкотт был озадачен. В 1880–90-х гг. он собрал тысячи кембрийских окаменелостей (в основном трилобитов) в самых разных местах от Калифорнии и Невады до канадских Скалистых гор, северных районов штата Нью-Йорк и Новой Англии. На большей части территории Северной Америки трилобиты раннего кембрия были очень похожи. Одни и те же примитивные членистоногие, известные как оленеллиды (рис. 17.1), встречаются от пустыни Мохаве до западного Ньюфаундленда. Однако в восточном Ньюфаундленде попадаются совершенно другие окаменелости. Еще более странным выглядел тот факт, что раннекембрийские трилобиты Шотландии больше походили на трилобитов Северной Америки, нежели на трилобитов из прочих мест Великобритании или Европы. Уолкотт назвал трилобитов, обитавших от Тихоокеанского побережья до западного Ньюфаундленда, «тихоокеанской фауной», а трилобитов, обитавших в восточном Ньюфаундленде и Шотландии, – «атлантической фауной», хотя эти фаунистические провинции и не соответствовали современным океанам: некоторые трилобиты «тихоокеанской фауны» были обнаружены в западной части Ньюфаундленда, граничащей с современным Атлантическим океаном (рис. 17.2).
Рис. 17.1 Трилобиты. (А) Olenellus – представитель самых примитивных известных трилобитов, типичный для раннего кембрия («тихоокеанская фауна»). Источник: Wikimedia Сommons. (В) Типичные трилобиты среднего кембрия («тихоокеанская фауна») с хребта Хаус в штате Юта. Крупные трилобиты – Elrathia kingii, мелкие – агностиды Peronopsis interstricta, которые, по-видимому, были слепыми и плавали в планктоне. Фото автора
Рис. 17.2 Карта, показывающая распределение окаменелостей «атлантической фауны» и «тихоокеанской фауны» (трилобитов и граптолитов) по обеим сторонам Атлантического океана. Окаменелости Шотландии и Северной Ирландии имеют больше общего с образцами из Северной Америки («тихоокеанская фауна»), чем с окаменелостями остальных частей Британских островов, в то время как окаменелости восточного Ньюфаундленда, Нью-Брансуика, Новой Шотландии и восточного Массачусетса ближе к европейским образцам, чем к найденным на остальной части Америки («атлантическая фауна»). Пунктирная линия показывает, где некогда в раннем палеозое существовал предшественник современного Атлантического океана – так называемый Япетус, или Прото-Атлантический океан, разделявший континенты[68]. Составлено по нескольким источникам
В среднем кембрии картина стала еще более загадочной. В Большом Бассейне на территории нынешнего штата Юта обитали знакомые формы, такие как Elrathia kingii, похожие на них Modocia, Asaphiscus, а также крошечный слепой трилобит Peronopsis (рис. 17.1B). Elrathia kingii – самые распространенные трилобиты: их продают магазины горных пород и торговцы по всему миру, поскольку в формации Сланец Уилер в ютском хребте Хаус их так много, что крупные коммерческие предприятия собирали их с помощью экскаваторов. Этих же среднекембрийских трилобитов можно было обнаружить от Юты до канадских Скалистых гор и районов западного Ньюфаундленда.
Но когда Уолкотт и другие палеонтологи собирали окаменелости в отложениях среднего кембрия в восточном Массачусетсе (недалеко от города Брейнтри – родины президентов Джона Адамса и Джона Куинси Адамса), Нью-Брансуике или восточном Ньюфаундленде, они обнаружили, что трилобиты в этих породах весьма отличались от трилобитов из соседних мест (например, запада штата Нью-Йорк и Пенсильвании). В этих ископаемых сообществах преобладали крупные трилобиты Paradoxides, длина которых составляла 37 см – крайне много по меркам кембрийских трилобитов (рис. 17.3). Имелись и какие-то одинаковые трилобиты, например, маленькие Peronopsis, но разница между двумя фаунистическими провинциями поистине поражала.
Рис. 17.3 Крупный среднекембрийский трилобит Paradoxides davidis из «атлантической провинции». Источник: Alamy / Legion Media
Однако, повторим, что действительно озадачивало, так это что трилобиты Нью-Брансуика, восточного Ньюфаундленда и восточного Массачусетса больше походили на европейских трилобитов, чем на организмы соседних Нью-Йорка или Пенсильвании. Еще в 1760-х гг. Карл Линней (1707–1778), создатель системы классификации растительного и животного мира, описал окаменелость из Швеции Entomolithus paradoxus, которая теперь называется Paradoxides paradoxissimus. Линней выбрал свое название не за алогичную биогеографию (которая стала известна гораздо позже), а по другой причине: в 1760-х гг. трилобиты представляли собой странные окаменелости, не вписывавшиеся ни в одну из существующих групп животных. (Другой трилобит получил название Agnostus[69], потому что автор описания не знал, что это за животное.) Эффектный гигантский вид из ущелья реки Мануэлс на полуострове Авалон в Ньюфаундленде выглядел так же, как особь, обнаруженная в местечке Порт-и-Роу недалеко от города Сент-Дейвидс в графстве Пембрукшир (Уэльс), – отсюда и название Paradoxides davidis. Другие образцы были обнаружены и описаны во Франции, Германии, Чехии и Польше в начале 1800-х гг. Даже само название Paradoxides было европейским: его ввел французский палеонтолог Александр Броньяр в 1822 г. (Вместе с бароном Жоржем Кювье они, напомним, открыли фаунистическую последовательность во Франции – см. главу 7.)
Шли годы, коллекции разрастались, и другие палеонтологи со временем показали, что в период ордовика отличие «атлантической фауны» от «тихоокеанской» все еще было большим, и только в силуре между ними начало появляться некоторое сходство. Однако к девону различия полностью исчезли, и морские фауны Европы и Северной Америки стали весьма похожими.
В чем могла быть причина этого парадокса? Геологи и палеонтологи выдвигали множество идей, при этом большинство считало, что существовал какой-то глубокий и узкий океан (а также соответствующий осадочный бассейн), который не давал трилобитам из мелководья Нью-Йорка добраться до Массачусетса, а трилобитам из западного Ньюфаундленда – до восточного Ньюфаундленда. Предполагалось, что через некоторое время после образования в кембрии этого глубоководного желоба он становился все у́же и у́же и в конце концов исчез, так что к девону его уже не было и весь район оставался мелководным. Но эта гипотеза далеко не все объясняла. У трилобитов, вероятно, были плавающие личинки, которые могли перемещаться на большие расстояния или пользоваться поверхностными течениями. Почему же они не пересекали узкий глубоководный желоб, если явно могли плавать по всему мелководью, от нынешней Юты до Квебека или от Массачусетса до Шотландии? Более того, почему они не могли пересечь этот предположительный глубоководный барьер между восточным и западным Ньюфаундлендом или между Нью-Йорком и Массачусетсом, если они были способны преодолеть весь Атлантический океан и переместиться от Шотландии до западного Ньюфаундленда или от Массачусетса до Уэльса?
Загадка сохранялась почти целое столетие. Только в конце 1950-х гг. пионеры теории тектонических процессов предложили новое решение. Дальновидные геологи, такие как Артур Холмс (глава 8), сначала предположили, что все дело в движении плит, а не в каком-либо специфическом морском барьере. Эту мысль подхватил канадский геолог Джон Тузо Вильсон, который уже обосновал идею трансформных разломов, подобных разлому Сан-Андреас (см. главу 23), или образования Гавайских островов при перемещении Тихоокеанской плиты: когда она двигается над горячей точкой мантии, постепенно возникают новые извергающиеся вулканы.
В 1966 г. в ведущем научном журнале Science появилась историческая по значению статья Вильсона под названием «Океан закрывался и снова раскрывался?». Из опубликованных к тому моменту данных о спрединге океанского дна ученый знал, что современная Атлантика – молодой океан, который появился и начал расширяться только в позднем триасе (220 млн лет назад), то есть в начале эпохи динозавров. До этого, когда в пермском периоде и раннем триасе все континенты были единым материком Пангея, Атлантического океана не существовало. Однако наличие разных фаун трилобитов заставляло предположить, что когда-то (еще в кембрии и девоне) существовал некий предшественник современного Атлантического океана, который исчез, когда все части Пангеи соединились друг с другом. Вильсон утверждал, что линия, разделяющая «атлантическую» и «тихоокеанскую» фауны Уолкотта, в действительности представляет собой сутуру – шов между двумя континентами, которые в древности разделял канувший предшественник Атлантики. Этот давно исчезнувший океан иногда называли Прото-Атлантическим, а теперь именуют океаном Япетус. Когда океан закрылся в девоне и перми, а затем снова раскрылся, части того, что было на европейской стороне Япетуса (восточный Ньюфаундленд, восток Новой Англии и еще некоторые места), прилипли к западному берегу нового Атлантического океана, а районы, которые когда-то находились на североамериканской стороне Япетуса (Шотландия, северная Ирландия), присоединились к Европе (рис. 17.4). Раскрытие Атлантики разорвало земную кору приблизительно по старой линии Япетуса, оставив Шотландию по одну стороны плиты, а Массачусетс – по другую; при этом восточный Ньюфаундленд, некогда бывший частью Европы, присоединился к западному Ньюфаундленду, который всегда относился к Северной Америке. Эта гипотеза прекрасно объясняет парадокс Уолкотта.