В 1950 году, по мнению ряда ученых, произошло совершенно уникальное событие в истории Земли — закончилась предыдущая геологическая эпоха и началась новая. По крайней мере, на последнем 35-м Международном геологическом съезде в Кейптауне было признано, что мы уже 66 лет живем в антропоцене. Предыдущая эпоха, голоцен, началась 11,7 тысячи лет назад, а ее начало сопровождалось разрушением ледниковых покровов в Северной Америке и Европе, повышением уровня Мирового океана, вымиранием мамонтов и расселением современного человека. Что же случилось на этот раз?
От катастрофизма к эволюции
История Земли насчитывает около 4,5 миллиарда лет. Этот огромный, по человеческим меркам, временной промежуток, тем не менее, поддается изучению, если разбить его на более дробные этапы. Процессы образования рыхлых отложений (осадконакопление) и их разрушения и сноса (денудация) происходили постоянно, и по ним можно восстановить историю Земли. Поэтому начиная с середины XIX века в геологии выделяется отдельная область — стратиграфия, посвященная вопросам изучения отложений, накопившихся в разные геологические эпохи.
Формирование рыхлых отложений (пески, супеси, суглинки, глины и прочие) приурочено к различным условиям — фациям. Например, глины накапливаются в водоемах со спокойной водой или в глубоководных морях, пески образуются вследствие ветрового переноса (как в пустынях) или действия воды (речные пески). Ветер, реки, озера и моря существовали на Земле всегда, поэтому состав отложений мог быть хорошим индикатором условий их образования, но не времени накопления. Для того чтобы установить временные границы, ученым пришлось прибегнуть к помощи биологии.
Кости и окаменелости люди находили очень давно и объясняли их по-разному, например, тем, что это останки животных, которые не попали на Ноев ковчег и погибли при потопе. Да и понять по неполному скелету, что это был за зверь, достаточно трудно, поэтому к таким находкам относились как к диковинам. Первым, кто предположил, что они могут быть индикаторами былых геологических эпох, стал французский ученый Жорж Кювье. Создатель теории катастрофизма, Кювье считал, что каждый геологический период имел свою флору и фауну и заканчивался катастрофой, которая приводила к массовому вымиранию всего живого, а новый органический мир возникал благодаря новому акту божественного творения. Идея эволюции, предложенная Чарлзом Дарвиным, в корне изменила эти представления. Из учения о поступательном развитии биологических видов, вынужденных приспосабливаться к меняющимся условиям внешней среды, выходило, что следы этого процесса надо искать в окружающих горных породах, которые формировались в прошлом. Обнаружение схожих видов в отложениях, часто удаленных друг от друга на значительные расстояния, позволяло их соотносить и сопоставлять. Постепенно были выработаны общие принципы стратиграфии, согласно которым каждая геологическая эпоха соответствует определенной стадии развития органического мира и характеризуется своим видовым составом флоры и фауны.
Boyd Norton, 1972
Boyd Norton, 1972
Boyd Norton, 1972
Наиболее удобны для целей стратиграфии те виды, которые широко распространены и могут проживать в самых различных условиях. При глобальных перестройках природной среды эти виды часто оказываются наиболее уязвимыми. Так, для кембрийского периода (540–485 миллионов лет назад) отличительным признаком является так называемый Кембрийский взрыв — резкое возрастание количества ископаемых живых существ. Произошло увеличение биоразнообразия и возникновение организмов с минеральным скелетом, которые стали предшественниками важнейших типов современных организмов. Наиболее распространенные и маркирующие представители кембрийской фауны — трилобиты, гастроподы и брахиоподы.
В конце XIX века в ходе ряда международных геологических конгрессов была выработана единая геохронологическая шкала, которая сейчас является основной. Подобно тому, как мы делим историческое время на годы, месяцы, недели и дни, геологическое время имеет свои этапы: эон — эра — период — эпоха. Эта классификация жестко привязана к развитию жизни на Земле (за исключением самого последнего периода — четвертичного).
Так, эонов известно всего два — фанерозой (дословно «явная жизнь») и докембрий (или криптозой, «скрытая жизнь»), и они связаны с наличием или отсутствием костных остатков в отложениях. Сейчас мы живем в эон фанерозой, эру кайнозой, четвертичный период. А вот какая сейчас эпоха — антропоцен или голоцен, является большим вопросом.
Появление человека
Четверичный период, который начался примерно 2,6 миллиона лет назад, наиболее интересен и сложен для стратиграфии. Именно в это время появляется человек (первый представитель рода Homo) и распространяется по всей планете. Отличительная черта четвертичного периода — направленное чередование теплых и холодных эпох (термо- и криохронов), которые приводили к формированию огромных покровных ледников в Северном полушарии и распространению вечной мерзлоты. Эти периоды продолжительностью в десятки тысяч лет, с амплитудами среднегодовых температур воздуха до 10–20 градусов Цельсия в полярных регионах, приводили к коренным перестройкам природной среды. Поэтому в четвертичном периоде для выделения временных интервалов, помимо видового состава флоры и фауны, руководящим признаком становится климат.
Последняя ледниковая эпоха, наиболее холодная в четвертичный период, 11,7 тысячи лет назад сменилась термохроном — голоценом, который достиг своего максимума примерно 5-9 тысяч лет назад (голоценовый оптимум). Уровень Мирового Океана повысился примерно на 100 метров и достиг современных берегов, а в Евразии и Северной Америке вымерла мегафауна (мамонты, шерстистые носороги и саблезубые кошки) и расселился современный человек. Внутри теплого голоцена можно выделить краткие периоды похолоданий, как например малый ледниковый период в XIV–XIX веках, когда зимой замерзали Босфор и Дунай.
Boyd Norton, 1972
Boyd Norton, 1972