Прежде всего нужно понять, что Средиземное море – очень уязвимый водоем. Оно расположено в пустынных широтах субтропического пояса высокого давления (рис. 18.4); здесь преимущественно жарко и сухо – от побережья Северной Африки до европейских стран с их теплым «средиземноморским климатом» (Испании, Италии и Греции). Из-за того, что регион находится в пустынном поясе, в Средиземное море поступает гораздо меньше воды, чем испаряется, и высокую скорость испарения компенсируют лишь несколько впадающих в него крупных рек (в их числе Нил и Рона). Сначала этот бассейн закрылся на восточном краю, когда около 20 млн лет назад Аравийский полуостров и Африка столкнулись с Азией. В результате для компенсации испарения остается только узкий Гибралтарский пролив, через который в море может поступать морская вода. Если какое-нибудь критическое событие перекроет этот кран, водоем будет полностью отрезан.
Действительно, 5,96 ± 0,02 млн лет назад произошло глобальное падение уровня моря, и одновременно столкновение между Африкой и Испанией вызвало подъем Атласских гор. Как только океан опустился ниже уровня того узкого порога, который позволял воде попадать в Средиземное море, оно оказалось изолировано. Между 5,96 и 5,33 млн лет назад Средиземноморский бассейн то полностью высыхал, то затапливался, когда вода на какое-то время просачивалась через Гибралтар, затем снова высыхал и снова затапливался – и так по крайней мере 50 раз.
Между тем бассейн походил на огромное Мертвое море, и те животные, которые переносили жару и засуху, могли мигрировать через море или между многими районами, которые сейчас являют собой острова. Мы давно знаем, что на многих островах Средиземноморья – Кипре, Мальте, Гаргано[104], Корсике, Сицилии и Сардинии – обитали необычные карликовые формы ископаемых млекопитающих, которые эволюционировали в изоляции после того, как Средиземное море заполнилось водой в последний раз и отделило острова друг от друга. На Кипре и Мальте жили вымершие карликовые бегемоты. На других островах обитали карликовые мамонты. На третьих зато найдены ископаемые гигантские ежи размером с собаку и кролики размером со свинью. Этот феномен характерен для многих островных фаун: крупные млекопитающие (например, слоны и гиппопотамы) становятся меньше из-за ограниченных ресурсов и отсутствия хищников, а мелкие млекопитающие (ежи, кролики и др.) укрупняются из-за отсутствия других животных, которые в обычных условиях могли бы конкурировать с ними в этом классе размеров тела.
Палеонтологи, изучающие древних млекопитающих, давно знали, что в конце миоцена в фауне произошли серьезные изменения: звери тогда свободно перемещались между Евразией и Африкой. Основываясь на этом факте, они первыми предположили, что Средиземное море высыхало.
Понимание того, что Средиземное море бывало пустыней, также дает ключ к разгадке последнего фрагмента головоломки – Большого каньона под Нилом. Поскольку в начале мессинского события уровень воды в Средиземном море начал падать, древний предшественник Нила должен был сделать в своей пойме прорезь, чтобы уравновесить возникший градиент. Это продолжалось до полного исчезновения Средиземного моря, и за это время река образовала каньон глубиной примерно 2500 м ниже нынешнего уровня моря: принесенная вода уходила в солончаки, а затем испарялась. Когда в плиоцене в Средиземноморском бассейне вновь появилась морская вода, она заполнила также и каньон Нила, и постепенно эту впадину занесло – как морскими отложениями из низовий, так и песком и илом из верховий. Эту гипотезу подтвердили исследования долины Роны во Франции: оказалось, что под Роной тоже находится глубокий каньон, до краев заполненный плиоценовыми морскими отложениями.
Наконец, тот факт, что происходило с полсотни более мелких эпизодов затопления водой, которая потом просто испарялась, дает нам некоторое представление о том, сколько воды было необходимо и с какой скоростью она должна была прибывать, чтобы компенсировать стремительное испарение. Для великого плиоценового «потопа», который в итоге заполнил Средиземное море и положил конец масштабному циклу высыхания и затопления, потребовался еще больший объем воды. Райан вычислил, что через Гибралтар должно было проходить так много холодной морской воды из Атлантики, что образовался водопад примерно в 1000 раз больше Ниагарского, или в 15 раз больше, чем водопад Виктория на реке Замбези – один из крупнейших в мире. Райан и Сюй подсчитали, что для наполнения Средиземного моря за 100 лет через Гибралтарский водопад должно было проходить около 34 000 кубических километров воды в год, а на деле, вероятно, намного больше. При такой скорости объем и давление были настолько велики, что, кажется, грохот мог бы преодолеть звуковой барьер!
Так простое наблюдение за солью в Мессинском проливе и обнаружение каньона под Нилом привели к пониманию одного из самых удивительных эпизодов в истории Земли.
25. Поэт, профессор, политик, уборщик и открытие ледниковых периодовЛедниковые эрратические валуны
Ледник был великим Божьим плугом, запущенным в работу давным-давно, чтобы истирать, пахать и, так сказать, месить поверхность Земли.
Фрагмент головоломки № 1: Странствующие валуны
На заре геологии в конце XVIII – начале XIX в. одной из величайших загадок были огромные валуны. Они нередко попадались в необычных местах, а некоторые при этом балансировали в неустойчивом положении (рис. 25.1). Совершенно непонятной была природа этих камней. Они состояли из пород, которых не было рядом с местом, где валуны находились. В каких-то случаях происхождение этих пород можно было проследить – и «родина» их оказывалась на сотни километров севернее местопребывания валуна. Шотландский геолог-первооткрыватель (ученик Джеймса Хаттона) Арчибальд Гейки гораздо позже описывал их так: «Большие каменные массы, часто величиной с дом, которые перенесены ледниковым льдом и залегают на видном месте в ледниковых долинах или разбросаны по холмам и равнинам. Изучение их минералогического состава позволяет идентифицировать их источник».
Рис. 25.1 Несколько примеров огромных ненадежно уравновешенных эрратических валунов в Северной Европе. (A) Куммакиви («странный камень» в переводе с финского) в финской провинции Саво. (B) Гигантский инородный валун, лежащий на других камнях в Норбере, недалеко от Оствика, графство Йоркшир (Англия). (C) Эрратический балансирующий валун, недавно оказавшийся в результате таяния ледников в Йосемитском национальном парке (Калифорния). Источники: (A), (B) Wikimedia Сommons. (C) The Geologic Story of Yosemite National Park (1987) by N. King Huber
Чем дольше геологи наблюдали валуны, тем больше понимали, насколько они чужды своему окружению. В Схокланде в центре Нидерландов – страны, покрытой очень молодыми отложениями, где нигде нет выхода твердых коренных пород, – много валунов, происхождение которых можно проследить до Норвегии. Посреди прибрежной равнины на севере Германии в коммуне Штёксе есть огромный валун, который называют Гибихенштайн. Он явно неместный: в этом районе нет твердых коренных пород, есть только мягкие осадочные материалы прибрежных равнин. Происхождение камня можно проследить до Скандинавии. В Европе есть еще такие же камни, а на других континентах можно найти и более примечательные – например, огромные валуны, возвышающиеся над равнинами Альберты; все они образовались явно не из тех мягких сланцев мелового периода, что их окружают. Другой пример – Плимутский камень, скала, к которой в 1620 г., по преданию, причалили отцы-пилигримы. Когда я проводил выездные занятия по геологии в центральном Иллинойсе, мы часто останавливались у одной из выемок и вытаскивали куски самородной меди, которая могла происходить только с Верхнего полуострова Мичигана. Подобные объекты, которые обнаруживаются по всему Северному полушарию, получили название эрратических – от латинского глагола errare («блуждать»). Английские слова err («ошибаться») и error («ошибка») восходят к тому же корню: когда вы ошибаетесь, то блуждаете, отклоняясь от истины. Эти валуны также именовали «заблудшими овцами» или «подкидышами», поскольку они напоминали ученым животных, которые отбились от стада.
Однако, как мы видели в главе 5, на заре геологии ученые приписывали все слоистые породы (не только осадочные, но и лавовые потоки) деятельности какого-то масштабного наводнения – обычно Ноева потопа. Наводнение могло бы объяснять перемещение камней на большие расстояния, однако эта гипотеза пренебрегала важными деталями: например, оставалось неясным, почему вода подхватывала такие большие валуны, не оставляя при этом слои гравия и гальки (как это происходит при сильных наводнениях в наши дни). Она также не проливала свет на тот факт, что многие из этих валунов отличаются острыми угловатыми краями, а не округлены и не сглажены, как всегда бывает, когда камни перекатываются в воде, особенно во время паводков. Однако геология тогда, повторим, находилась в зачаточном состоянии, а догмат о Великом потопе был настолько непоколебимым, что мало кто вникал в подобные несоответствия. Большинство просто игнорировали их, чтобы втиснуть все находки в одно простое объяснение. В 1824 г. выдающийся британский натуралист Уильям Баклэнд писал:
У нас есть свидетельства того, что какое-то течение с севера перенесло на нынешнее место по всему восточному побережью Англии ту долю находящихся там камней, которая не может происходить из этой местности; некоторое их количество, возможно, пришло с побережья Шотландии, но большую часть, по-видимому, принесло с другой стороны Германского океана.
Таким образом, ледниковые эрратические валуны оставались загадкой. То же самое было и с мощными отложениями несортированных валунов, песка и глины, которые в ту пору геологи называли наносами, как все отложения, которые образовались в результате паводковых течений. Другое их название – дилювий, от лат