Палеонтология тех времен, когда жизнь еще была проблемой

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Палеонтология докембрия — наука новая, немыслимая всего каких-нибудь пятьдесят лет назад. Палеонтологи изучают остатки животных и растений, живших миллионы лет назад. Это главным образом скелетные остатки животных — раковинки и панцири, кости, отпечатки листьев растений и т. п. Но первые раковинки появились только на нижней границе кембрия, 570 миллионов лет назад, а первые листья — еще позже. Докембрий — то, что древнее этого рубежа,— не содержит никаких раковинок. Поэтому, казалось, он и не может изучаться палеонтологами.

И все-таки «таинственный докембрий» давно интересовал палеонтологов и биологов. Историю жизни на Земле часто изображают в виде разветвленного «древа», ствол которого начинается с кембрия. Конечно, все понимали, что у этой жизни должна была быть какая-то предыстория,— и опускали в докембрий тонкие пунктирные «корешки». И были люди, искавшие и находившие в докембрийских породах остатки живых существ. Но называть такое занятие гордым словом «палеонтология» долго не решались.

Зато теперь палеонтология докембрия стала реальной, важной отраслью современной геологической науки. Сразу же ответим на вопрос: зачем нужна палеонтология докембрия? Докембрий — это 7/8 геологической истории планеты, к докембрийским толщам приурочены важнейшие полезные ископаемые: 70 процентов мировых запасов железных руд, две трети урана и марганца, 95 процентов кобальта, важнейшие месторождения золота, меди, фосфоритов и других полезных ископаемых. Палеонтология позволяет не только познавать историю жизни (что само по себе совсем не безразлично человечеству), но и дает важные практические результаты: по органическим остаткам определяют возраст горных пород, с их помощью составляют геологические карты и делают прогнозы относительно будущих месторождений полезных ископаемых.

Углерод, по-видимому, органогенного происхождения известен из самых древних осадочных толщ. Ныне можно утверждать, что первые «системы» с актами самовоспроизведения (другими словами — жизнь) появились практически одновременно с появлением водной оболочки на Земле. Было это не менее 4 миллиардов лет назад. Накопление органического углерода и его соединений в докембрийских толщах было неравномерным. Отмечаются эпохи, когда такое накопление было особенно значительным. Первое такое массовое скопление углистого вещества приурочено к породам с возрастом 3,7—3,5 миллиарда лет. Как раз тогда на Земле появились первые существа, содержащие хлорофилл и способные к фотосинтезу. Тогда же в атмосферу Земли впервые поступил кислород. Но приход фотосинтезирующих организмов и быстрое завоевание ими всей планеты означали и массовую гибель каких-то иных, живших ранее существ, что, возможно, и вызвало такое массовое накопление органического вещества в породах.

Вторая эпоха накопления углистого вещества приурочена к породам с возрастом 2,1 —1,7 миллиарда лет. Это происходило на пороге верхнего докембрия — рифейской эры. Но ведь именно в это время появились первые эукариоты — существа, в клетках которых имеется обособленное ядро. Наконец, третья вспышка приурочена к основанию палеозоя (0,6—0,5 миллиарда лет). Это было время широкого развития многоклеточных и растений.

Наиболее распространенными остатками жизни в докембрии являются строматолиты и онколиты — слоистые карбонатные (реже кремнистые) постройки колониальных сине-зеленых водорослей.

Древнейшие строматолиты появились более 2,7 миллиарда лет назад. И начиная с этого времени, практически все карбонатные породы и многие кремнистые толщи переполнены строматолитовыми постройками. Сине-зеленые водоросли, строившие эти постройки, были поистине хозяевами планеты в докембрии. Всюду, где есть карбонатные докембрийские породы,— есть и строматолиты. При этом атмосфера освобождалась от углекислого газа (он уходил в осадок с карбонатами) и насыщалась кислородом. За этот долгий срок — более 2 миллиардов лет — изменялись и сами водоросли, и условия, в которых они росли. Все это привело к тому, что мы встречаем на разных уровнях различные по морфологии и структуре, неповторяющиеся строматолитовые постройки.

Значит, встретив определенные строматолиты, мы можем определить возраст содержащих их слоев. Так, верхний докембрий — рифей, отвечающий интервалу 1,6—0,57 миллиарда лет, — разделяется ,по крайней мере, на четыре крупных подразделения, а в отдельных регионах — и на более дробные отрезки. Эти выводы, сделанные сначала на Урале и в Сибири, сейчас успешно подтверждаются материалами по другим странам и континентам. Исследователи Канады, Африки, Австралии успешно изучают докембрийские строматолиты в своих странах и приходят к очень близким результатам. Создание глобальной схемы расчленения докембрия по строматолитам становится вполне реальной задачей палеонтологии ближайших лет.

Автор: И. Крылов.