Александр Олейников - Геологические часы

• Название: Геологические часы
• Автор: Александр Олейников
• Издательство: «Недра», Ленинградское отделение
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1987

Популярно рассказано о появлении и строении нашей планеты; о животных и растениях, населявших Землю в различные эпохи ее развития; о стремлении людей с незапамятных времен проникнуть в глубь земной истории; о разнообразных способах, позволяющих разгадать время рождения земных слоев; о тернистом пути от умозрительных средневековых построений до современной теории, от мифа до строгих научных гипотез. Третье издание (2-е изд. — 1975 г.) дополнено и уточнено в соответствии с вновь появившимися данными.

Для читателей, интересующихся геологией. Представит интерес также и для учащихся старших классов.

Рецензент — канд. геол.-минерал, наук Э. А. Новиков (Ин-т соц.-эконом. проблем АН СССР).

Издание третье, переработанное и дополненное

Ленинград "Недра" Ленинградское отделение 1987

---

Движение Солнечной системы из внутренних, изобилующих звездными мирами областей Галактики в ее разреженные периферические участки (а также обратное перемещение), по всей вероятности, не может не оказывать влияния на нашу планету. Такое перемещение неизбежно должно сказаться на скорости движения Земли, а следовательно, должно отразиться и на характере энергетических процессов, протекающих в атмосфере, гидросфере и твердых оболочках планеты.

Можно предположить, что общее похолодание и великие оледенения наступали в то время, когда Солнечная система находилась на участке своей орбиты, расположенном в наиболее далеко отстоящих от центра Галактики областях, обладающих минимальной звездной плотностью.

За последние 3 млрд. лет по крайней мере 15 раз приходили на Землю подобные космические зимы. Возможно, они не были полностью похожи друг на друга и могли различаться степенью похолодания. Некоторые астрономы предполагают, что Земля и сейчас находится в разреженной наружной зоне Галактики.

Но космическая зима намного короче того периода, когда Солнце/пребывает в пространстве, насыщенном звездными системами. Поэтому одна из ближайших задач геологов - найти/такие признаки, по которым можно было бы изучать тепловую палеоклиматическую зональность космического года.

Галактическая орбита Солнечной системы. Для наглядности размах отклонений траектории Солнечной системы от плоскости Галактики значительно увеличен.

Не подлежит сомнению, что кроме циклов в 200 млн. лет существуют и другие - более короткие - геологические и палеоклиматические ритмы. 10 млн. лет - это примерная продолжительность космической зимы. Но за время каждого оледенения происходило неоднократное чередование волн тепла и холода. Еще предстоит выяснить их периодичность и отыскать причины, вызывающие эти перемены.

До недавнего времени было предпринято много попыток объяснить оледенения как результат процесса образования гор, поглощающего большое количество энергии. Гипотеза о связи оледенении с горообразованием, казалось, находила подтверждение при изучении местных горных оледенении. Однако закономерности материковых оледенении никак не укладывались в рамки этой гипотезы.

Было установлено, что крупные этапы горообразования проявляются примерно каждые 38-45 млн. лет. Эти цифры никак не согласовываются с возрастом великих оледенении. Время формирования гор не совпадает с эпохами похолодании и даже не предшествует им.

В 1954 г. советский астроном Павел Петрович Паренаго установил, что в процессе движения по своей орбите Солнечная система совершает плавные волнообразные колебания, направленные перпендикулярно к плоскости Галактики. Период таких колебаний равен приблизительно 85 млн. лет.

Эта величина сразу заинтересовала геологов. Она была в среднем вдвое больше, чем интервал между соседними фазами горообразования. Так наметился еще один цикл в развитии планеты, равный полупериоду колебания Солнечной системы по отношению к плоскости ее движения. И уже имеются соображения, что горообразующие силы наиболее интенсивно проявляются в те отрезки времени, когда Солнечная система (и Земля в том числе) пересекает плоскость Галактики.

Нет сомнения, что космические причины влияют не только на климат нашей планеты. Их видимая связь с горообразовательными процессами заставляет искать и другие отзвуки космической жизни Земли, которые позволили бы установить продолжительность геологических явлений.

КОЛЬЦА ВРЕМЕНИ О желтой сосне, рубленых церквах. Холопьей улице и коммунальном хозяйстве Новгорода

Проходя по лесу, остановитесь у старого замшелого пня. Сотрите мохнатый покров со среза. Перед вами откроется похожая на паутину сеть концентрических кругов, перечеркнутая радиальными трещинами, - кольца дерева. Они могут поведать о рождении растения, о долгих осенних дождях и ярком июльском солнце, о месяцах цветения, плодородных годах, безводных временах...

Тщательно изучая древесные кольца, ученые шаг за шагом восстанавливают историю леса, историю природы, историю жизни. Десятилетие за десятилетием всплывают перед глазами человека, сумевшего разгадать язык деревьев.

Совсем недавно родилась эта наука, получившая название дендрохронологии, - наука о закономерностях изменения толщины колец роста растений.

В Сибири и на Украине, в преддверии Аляски и на солнечных склонах Апеннинских гор - в любом месте умеренной и холодной зон деревья обладают замечательным свойством, известным любому из нас с детства: каждый год, будь то злая засуха или сплошные ливни, на стволе деревьев нарастает новый слой древесины. Эти слои прироста известны под названием годичных колец, ибо за год обычно образуется одно такое кольцо.

Ширина годичных колец крайне изменчива. Температура, количество выпавших осадков, число солнечных дней, режим окрестных водоемов, нападения насекомых-вредителей - все эти причины либо способствуют росту дерева, либо приостанавливают его. На толщину ежегодного прироста влияют еще и внутренние биологические силы, например, возраст растения, периодичность, с которой оно плодоносит, обильность плодоношения в нынешний год, интенсивность питания и обмена веществ, а также положение интересующего нас слоя древесины в стволе.

Все эти обстоятельства, складываясь вместе, воздействуют на организм дерева и создают благоприятную или неблагоприятную обстановку для его роста. В те годы, когда условия внешней среды неблагоприятны для растения, годичные кольца его выглядят угнетенными - это тонкие окружности, порой едва различимые даже на свежем срезе. Если же год был благоприятным для дерева, образуются отчетливые широкие кольца.

Одни и те же природные факторы могут оказывать неодинаковое влияние на разные породы деревьев. Жаркое солнечное лето способно оживить одно растение и приблизить гибель другого. В таком случае и кольца роста этих деревьев разовьются по-разному. Другое дело - условия неблагоприятные. Будет ли чрезмерное увлажнение, повеют ли устойчивые иссушающие ветры, нападут ли на лес насекомые или вдруг оскудеет почва - все это не замедлит сказаться на каждом растении. На десятки и сотни километров окрест зеленые обитатели леса ответят на эти явления одинаково: их кольца прироста, образовавшиеся в этот год, будут тонкими, болезненными.

Толщина колец роста во многом зависит и от возраста дерева. Чем моложе растение, тем шире его кольца. В один и тот же год у старых и молодых деревьев образуются кольца различной толщины. Случается иногда даже так, что при самых неблагоприятных условиях на молодых деревьях возникают кольца более широкие, чем появившиеся на древесине старого дерева в самые благоприятные для него годы. Зная эту особенность роста деревьев, можно заключить, что сравнивать между собой годовые кольца деревьев разного возраста бесполезно.

Но если мы проследим, как изменяется толщина слоев нарастания по сравнению с предшествующими и последующими годичными кольцами, перед нами откроются широкие возможности для тех или иных выводов. Среди различных сил, способствующих росту дерева, главнейшую роль играют свет, тепло и влажность. Изменения климата: долгие дожди или затяжной зной, морозы, зимние заносы или бесснежные зимы - обычно наблюдаются на огромных территориях. Поскольку погодные условия связаны с активностью Солнца и состоянием атмосферы, единообразное действие их проявляется на большой площади, оказывая влияние на развитие всего живого.

Отражаются эти изменения и на древесине, обусловливая на ней кольца роста различной толщины. Но поскольку силы, побуждающие рост дерева, и особенно те из них, которые оказывают на растения отрицательное влияние, действуют на больших участках земной поверхности одновременно, то и колебания толщины годичных колец деревьев должны быть синхронными.

Различные породы деревьев по-разному реагируют на изменения внешней среды. Одни из них отчетливо запечатлевают историю природы в своих ежегодных слоях прироста, другие проявляют большее безразличие к внешним условиям. Поэтому и «книга» годичных колец читается то легко, а то с трудом.

Самые отчетливые годичные кольца мы находим у сосны. Не уступают ей и многие другие хвойные деревья, с которыми обычно и предпочитают работать специалисты-дендрохроно-логи. Зато у лиственных деревьев кольца роста, как правило, менее отчетливые, иногда совсем неясные, и восстанавливать по ним минувшую обстановку намного сложнее.

Колебания толщины годичных слоев можно изобразить на графике. Если потом сравнивать такие графики, построенные для нескольких деревьев, срубленных одновременно, можно увидеть, что закономерность, с которой чередуются узкие и широкие кольца на каждом из срезов, повторяется на всех чертежах. Рассматривая зигзагообразные линии, характеризующие интенсивность роста дерева, мы можем представить себе, как изменялись климатические условия на протяжении десятилетий.