CC BY
38
УДК: 551.73
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ, ИЛИ ПАЛЕОБИОСФЕРНОЕ, ВРЕМЯ И СТРАТИГРАФИЯ (вступительное слово к 56-й сессии Палеонтологического общества, апрель 2010 г.)
Б.С. Соколов
Отделение наук о Земле РАН, Москва, Россия
Эл почта: [email protected] Статья поступила в редакцию 14.10.2010, принята к печати 11.11.2010
Предложена схема соотношений между физическими, геохронологическими и палеобиологическими шкалами времени. Ключевые слова: шкалы времени, стратиграфия, геохронология, палеобиология.
GEOLOGICAL OR PALEOBIOSPHERIC TIME AS RELATED TO STRATIGRAPHY (Introductory address to 56th Session of Paleontological Society, April 2010)
B.S. Sokolov
Earth Sciences Department of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia E-mail: [email protected]
A scheme of relationships between physical, geochronological and paleobiological timescales is proposed. Keywords: time scales, stratigraphy, geochronology, paleobiology.
Теме открывающейся сессии Палеонтологического общества «Эволюция органического мира и биотические кризисы» я хотел бы предпослать некоторые рассуждения о геологическом времени, естественно вытекающие из наших представлений об истории формирования слоистой оболочки Земли, т.е. стратисферы, наших представлений о содержании стратиграфического пространства в его подразделениях, отразивших ход геологической истории, документированной эволюцией и палеонтологической летописью. Земля остается пока единственной планетой, на которой последовательно записан этот процесс на протяжении около 4 миллиардов лет, а человек - единственное существо, оказавшееся способным окинуть его своим разумом. Физические документы геологической истории и реальные проявления биосферной эволюции - наше бесценное и уникальное достояние. На него прочно опирается подлинно научное знание. Является ли оно полным в контексте Вселенной? Безусловно, не является. Но это то знание, которое прочно опирается на факты, предоставленные нам первой планетой, стратисферная оболочка которой оказалась доступной для изучения прямыми методами науки.
Более года тому назад мне была дана возможность высказаться по поводу «принципа геологической вечности жизни» В.И. Вернадского и возраста Земли. Это был круглый стол в рамках конференции по истории
наук о Земле, организованной Институтом истории естествознания и техники Академии наук. Обсуждение вызвало большой интерес, а через некоторое время я дополнил свое выступление рассуждением о геологическом времени с попыткой выразить это в графической модели, опираясь на наши представления о стратиграфическом пространстве литосферы в качестве фундамента рассуждения [9]. Публикация материалов конференции прошла фактически незамеченной, что стало типичным для современных малотиражных изданий, и я осмеливаюсь предложить тему для дальнейшего обсуждения в среде палеонтологов и стратиграфов. К тому же я кое-что уточнил в своей графике.
Очень упрощенно стратиграфию можно определить как науку о слоистой структуре верхней оболочки земной коры. Это - каменная книга ее истории, прочитать которую оказалось не так просто, и прочитанной она стала не последовательно с первых страниц (далеко не полных вообще), а, прежде всего, с последних - фа-нерозойских. Впрочем, так же прочитана и человеческая история. Это две самые фундаментальные ретроспективы, которые нам открыты во Времени. Но что же такое время? Мы ежедневно употребляем это слово в его бесчисленных формах нашего бытия и нашего прошлого, но обычно оказываемся в большом затруднении, когда требуется дать его определение. Значит, и это не такое простое понятие. В науке и философии
503
biosphere#2_42.indd 503
10.12.2010 18:19:59
Рис. 1. Схема соотношений между физическими, геохронологическими и палеобиологическими шкалами времени.
ему посвящена огромная литература, оно постоянно тревожит мысль. Место, занимаемое им в геологических науках и в представлениях биологической эволюции, является первостепенно важным.
Существуют две основные концепции времени. Время независимое, отстраненное, как бы внешнее по отношению к объектам и процессам материального мира -классическое физическое время Исаака Ньютона, и время непосредственно связанное с материальным миром и процессами в нем происходящими, пронизывающее все явления Природы. Обе концепции сосуществуют. В геологии вторая концепция доминировала с начала определения ее основ в представлениях Николая Сте-нона о слоях земных и представлениях М.В. Ломоносова об этой же важнейшей структуре земной коры. В российской геологии это выразилось в сочетании стратиграфических подразделений и их геохронологических эквивалентов, что сразу же было одобрено на Болон-ской сессии Международного геологического конгресса (1881). Первичной выступала геологическая система, которой соответствовал геологический период.
Наиболее глубокое рассмотрение проблемы времени в геологии, несомненно, принадлежит В.И. Вернадскому. Время и пространство он считал неразделимыми, отдельно в природе не существующими, и ставил вопрос: неразделимыми чего? - И отвечал: «Очевидно того, что только и существует, это - м а т е р и и (разрядка моя. - Б.С.), которую мы разбиваем на две основные координаты: пространство и время» [1, 4]. В геологии он связывал время, прежде всего, с проявлениями жизни в ее дискретном выражении - биологических видах и их поколениях. Начиная с архея, это - мир,
как мы теперь определяем, прокариот-архебактерий, цианей. «Время... с отвечающим живым организмам пространством» он назвал биологическим, которое «по длительности равно геологическому». Но «начала жизни, т.е. начала биологического времени, мы не знаем», - писал он. Мы не знаем этого и сейчас. Поэтому только и говорим о времени появления следов организмов в наидревнейших породах осадочного генезиса -корах выветривания в метаморфических комплексах. Это первые свидетельства жизни в ее клеточной форме. Начало ее функционирования означало зарождение биосферы Земли и начало палеобиосферного времени, которому так много внимания уделил покойный Кирилл Владимирович Симаков [5, 6].
Мы воспринимаем время как такую же реальность, как и окружающий нас мир людей, вещей, событий. Такой же реальностью было и геологическое время - время геологических и палеобиологических событий. Вот это и есть самое главное в понимании природы времени - без всякой его философии. Время для нас неразрывно связано с материальным миром, движением. Его нельзя отрывать от пространства и предметного мира, его явлений и событий в нем происходящих. Это понимание нам дает не столько физика и математика (у них свои великие задачи), сколько естествознание и история. Их синтез наиболее ярко проявляет себя в науках о Земле и жизни, в их геологическом прошлом, а это прошлое есть реальное течение (длительность) геоисторического времени и времени эволюции Биосферы и Геомериды (биогеомериды) Земли [8].
Биосфера является уникальнейшим явлением в Солнечной системе. Только в слоистой оболочке земной
504
Ъш5рЬеге#2_42.Мё 504
10.12.2010 18:19:59
Б.С. СОКОЛОВ
коры сохранилась запись геоисторических событий и логия и палеонтология подводят важнейший базис под
важнейшего из них - эволюции и истории органиче- биологическую теорию эволюции. Биостратиграфия
ского мира, начиная с первых проявлений клеточной ярко вскрывает этапность эволюции, а ее шаги в смыс-жизни. Мы не знаем и, вероятно, никогда не узнаем, как ле времени являются длениями (понятие, введенное
произошла жизнь, но нам известны древнейшие прояв- А. Бергсоном и принятое В.И. Вернадским) от найден-
ления уже возникшей жизни в архее и радиоизотопный ной точки отсчета, то есть того стратиграфического
возраст древнейших пород Земли. Он не определяет уровня, в котором обнаружены первые свидетельства
возраст планеты, но близко определяет начало жизни, функционирующей жизни. Это время - такая же реаль-
уже никогда более не прерывавшейся. Начало жизни - ность, как и стратиграфический разрез с его естествен-
это и начало биосферного процесса на Земле. Биосфе- ными подразделениями и их границами, принятыми в
ра Земли - это первая доступная для изучения биосфе- геологии за природный эталон, или стратотип. Понятие
ра во Вселенной. стратотип первично по отношению к геологическому
Свои размышления о времени и представление времени, и оба они одинаково отражают реальность. В.И. Вернадского о геологической вечности жизни, то В предлагаемой схеме я представил время в двух выра-есть реально связанной только с Землей, а не вечно- жениях - как геохронометрическую шкалу времени с ее сти жизни вообще, что в отрыве от Земли представить метрическими делениями (к коим отношу и декамириа-просто невозможно, я попытался выразить графически. ды Вернадского), и как время в его последовательных Эта схема требует некоторых пояснений. За ее осно- событийных делениях, которые, строго говоря, не яв-ву я беру стратиграфическое пространство литосферы, ляются шкалой, хотя в литературе и укрепились назва-под которым понимаю слоистый чехол земной коры в ния «шкала геологического времени» и «стратиграфи-трех его измерениях, как осадочно-вулканогенную ческая шкала». С открытием радиоактивности атомов корку шара, сформировавшуюся во времени и в самых урана впервые в истории науки открылась возможность разнообразных ландшафтно-географических средах и необходимость «точно количественно определить морей и континентов геологического прошлого. Эта длительность как геологических систем, так и главней-слоистая породная структура - естественное природ- ших их подразделений... в разных частях планеты» [2, ное хранилище всей информации о событиях далекого 3, 4]. Геологическое время оказалось грандиозным, и прошлого, как абиотического, так и биотического ха- единицей его измерения Вернадский предложил де-рактера. В ее изучении первостепенно важные успехи камириаду (100 000 лет). Это было не только удобно достигнуты стратиграфией, опирающейся на биоло- для практического использования, но вносило новый гическую эволюцию и радиологическое определение смысл в понимание времени в геологическом прошлом. возраста горных пород, заключающих остатки некогда Но необходимо помнить, что декамириада - это все-процветавших флор и фаун. Они - носители биологи- го лишь единица измерения геологического времени, а ческого времени эволюции и, следовательно, геоло- его подлинным феноменом оказывается открытие дле-гического времени в истории Земли. Это заключение ний разновеликих непрерывно-прерывистых этапов В.И. Вернадского необходимо принять. формирования стратисферы Земли через ее стратигра-Биогеосферный процесс на Земле не был плавным. фические подразделения разного ранга. Таким обра-Он периодически нарушался событиями во внешней зом, геологическое время не просто шкала декамириад, среде и в самой биоте. Крупнейшими потрясениями а выражение реального времени в течении геоистори-для жизни были климатические изменения и болидные ческих биосферных процессов. В системе стратигра-бомбардировки, также влиявшие на климат планеты, фических подразделений появился свой вектор нелине говоря об их прямом геохимическом и физическом нейного времени, позволяющий датировать различные эффекте. Обращают на себя внимание, прежде все- граничные события и определять время длений соот-го, великие оледенения, которые приводили к эпохам ветствующих этапов биосферной эволюции и исто-устойчивого холодного климата, вызывавшего вели- рии. Наш разум воспринимает всю эту Систему уже в кие вымирания в органическом мире. Не менее значи- ее движении, но мы не знаем ее начала и не предвидим тельными были и геодинамические процессы, проис- конец. В геологии это и есть принцип Геттона, как его ходившие в самой земной коре и глубинах Земли. Все понимал В.И. Вернадский. Он не нуждается в коррек-это резко или постепенно, но неизбежно сказывалось тировке. Что же касается принципа Рэди - «все живое на гляциоэвстатике Мирового океана, на перемещени- от живого», то можно сделать только одно замечание. ях его береговой линии (трансгрессии и регрессии) и Если отвлечься от божественного творения жизни, то на климате континентов. Реакция биоты на возникав- приходится признать, что в ее молекулярной форме, шие кризисы была наиболее чувствительной - за опу- по крайней мере однажды, должен был быть физико-стошениями экологических ниш шли популяционные химический скачок от косной материи к живой. взрывы и волны различного масштаба, вплоть до таких Верхняя часть схемы представляет общее время-значительных как в венде - кембрии или перми - триа- пространство, я его называю пространством времени. се, квартере - антропогене. Оно, одновременно со стратиграфическим простран-Стратисфера Земли хранит запись всех биогеосфер- ством, - его второе биогеохронологическое лицо. Это ных событий; в стратиграфическом пространстве мы проекция на пространство, занимаемое жизнью - раз-встречаем не хаос, а закономерную, хотя и далеко не вивающейся биогеомеридой. Все производимые нами полную информацию о последовательности «шагов процедуры стратиграфической корреляции связаны с эволюции» и геоисторических изменений в живом по- этим биогеосферным пространством. На графике его крове Земли. И это не менее важно учитывать, чем из- пересекает диагональ - это воображаемое направле-менения, вскрываемые в филогенетических стволах и ние движения непрерывно-прерывистого времени. ветвях древа жизни, хотя бы потому, что эволюция про- К ней отнесены датированные по изотопам границы
текает в реальных экосистемах (биогеоценозах). Гео- основных стратиграфических эонотем, с их системами
-_-
Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера», 2010, т.2, №4 505
Ъш5рЬеге#2_42.Ш 505 10.12.2010 18:19:59
в фанерозое, и приходящиеся на них деления (пунктир) помещенной независимо слева геохронометрической шкалы. Назначение этой шкалы только измерительное, она имеет совсем иную природу, связанную с распадом атомов вещества (геохимическое время), тогда как геологическое, или палеобиосферное, время отражает этапы структурного формирования стратисферы и одновременно ход биогеосферной эволюции. Эта диагональ наглядно показывает соотношение реальных делений геологического времени и делений шкалы - механизм его измерения
В заключение следует сказать еще раз, что геологическое, или биогеосферное, время - это наиболее очевидное проявление реальности времени, но оно, конечно, не означает, что в биохроностратиграфическом пространстве стратисферы Земли в наших корреляциях достигается безупречная синхронность. Мозаичность стратисферы исключает это, но палеонтологический
метод в биохронологии позволяет максимально приблизиться к достоверности, об этом я уже писал [7]. Таким образом, прежде чем говорить о времени в геологии, необходимо знать, к каким геологическим реалиям оно привязано. У геологического времени стратиграфическое лицо. Представляется, что в Международной комиссии по стратиграфии МСГН этому не придают значения [10], когда для докембрия предлагаются новые геологические периоды с собственными названиями, выраженные только в декамириадах и не имеющие природных носителей этого времени - реальных стра-тонов. Это разрушение основного принципа стратиграфии как геологической науки. Поэтому в графике принята российская система стратиграфических подразделений докембрия. Она более правильно отражает уровень наших современных знаний и принципиальное значение естественно-исторического подхода к геологическому времени.
Литература
1. Вернадский В.И. Возраст Земли. Геологическое время и жизненное значение его изучения // Веч. Москва, 28-29 авг. 1933. (Опубликовано в: Мочалов И.И. История наук о Земле. Сб. статей. Вып. 2. М.: ИИИЕТ РАН, 2008. С. 207-214.)
2. Вернадский В.И. О некоторых очередных проблемах радиогеологии // Изв. АН СССР. Математ. и естеств. науки. 1935. Вып. 7. С. 1-18.
3. Вернадский В.И. О значении радиогеологии для современной геологии // Тр. XVII сессии МГК. Том 1. - М.: ГОНТИ, 1937. -С. 215-239.
4. Вернадский В.И. Труды по философии естествознания. - М.: Наука, 2000. - 504 с.
5. Симаков К.В. К созданию теории палео-биосферного времени. Том 3. Стагнация. Перспективы. - Магадан, 2004. - 347 с.
6. Симаков К.В. О некоторых методологических проблемах геохронологии и геохронометрии. Репринт. - Магадан, 2004. - 15 с.
7. Соколов Б.С. Биохронология и стратиграфические границы // Проблемы общей и региональной геологии. - Новосибирск, 1971. -С. 155-178.
8. Соколов Б.С. Биосфера как биогеомери-да и ее биотоп // Биосфера. 2009. Т. 1. С. 1-5.
9. Соколов Б.С. Опыт размышления о реальном геологическом времени // История наук о Земле. - М.: Изд. Ин-та истории естествознания и техники РАН, 2009. - С. 80-86.
10. Geological Time Scale 2004 // Episodes. 2004. Vol. 27. No. 2.
506
biosphere#2_42.indd 506
10.12.2010 18:19:59
