В следующих главах я постаралась передать понимание времени и планетарной эволюции, которое пронизывает геологическое мышление и способствует изменению сознания. Охватить разумом всю необъятность геологического времени почти невозможно, но по крайней мере вы получите представление о его пропорциях. Когда я училась в университете, у нас был профессор математики, который любил говорить студентам: «У бесконечности много разных форм и размеров». Подобное можно сказать и о геологическом времени, которое, хотя и не является бесконечным де-факто, представляется таковым с человеческой точки зрения. У океана Времени разная глубина — от мелководья последней ледниковой эпохи до бездны архея (архейского эона). В главе 2 я расскажу о том, как геологи составляли карту океана Времени — сначала посредством качественного метода на основе ископаемых остатков древних организмов, затем с использованием все более точных количественных методов, основанных на явлении естественной радиоактивности. (Это самый сложный материал в книге; если геохимия изотопов не ваш конек, можете пропустить подробности и читать дальше без чувства вины или опасения, что вы упустили нечто важное.) Геологическая шкала времени — одно из самых недооцененных интеллектуальных достижений, которое является плодом совместного труда огромного количества ученых, и работа над ней продолжается по сей день. Упрощенная версия геохронологической шкалы приведена в приложении I.
В главе 3 мы поговорим о внутренних ритмах земной коры — о темпах тектонической эволюции и эволюции ландшафтов, а также о том, как геология лишает нас иллюзии постоянства привычного для нас рельефа местности. Геологические процессы могут протекать очень медленно, но не настолько, чтобы быть недоступными для человеческого восприятия. Одно из наиболее важных открытий, проистекающих из «хронометрирования Земли», состоит в том, что темпы, казалось бы, не связанных между собой природных процессов — от образования гор и эрозии до эволюционной адаптации, каждый из которых приводится в действие разными движущими силами, замечательным образом согласуются друг с другом. Продолжительность, скорость и интервалы повторяемости различных геологических явлений сведены в несколько таблиц, представленных в приложении II.
Глава 4 посвящена эволюции атмосферы и темпам изменения ее состава во времена экологических потрясений и массовых вымираний в геологической истории. Вы увидите общую закономерность: в прошлом длительные периоды планетарной стабильности резко заканчивались, а скорость изменения окружающей среды при этом превышала адаптационную способность биосферы (и только в одном случае в таком развитии событий был повинен метеорит). В приложении III сравниваются причины и последствия восьми величайших экологических кризисов в истории Земли, включая изменения, которые происходят в настоящее время.
Глава 5 начинается с открытия ледниковой эпохи (плейстоцена) в XIX в. и объясняет, как это открытие постепенно привело к пониманию того, что сегодня климат претерпевает серьезные изменения. Для плейстоцена был характерен не просто постоянный холод, а значительная изменчивость климата на протяжении более 2 млн лет. После этого примерно 10 000 лет назад начался климатически устойчивый голоцен, который создал условия для появления современной человеческой цивилизации. Знание этого отрезвляет, особенно в свете нынешних темпов изменения окружающей среды, практически беспрецедентных в геологической истории и дающих некоторым ученым основания утверждать, что сегодня мы вступили в новую геологическую эпоху — антропоцен.
В последней главе мы заглянем в геологическое будущее и обсудим идеи, как можно создать более просвещенное и здравомыслящее — с точки зрения осознания времени — общество, способное принимать решения с временны́м горизонтом, рассчитанным на многие поколения вперед. Для этого требуется всего лишь изменить свой взгляд на мир. Для многих жителей Северной Америки полное солнечное затмение в 2017 г. стало событием, перевернувшим их мировосприятие, на короткий миг продемонстрировав наше истинное место в космосе. Точно так же геологическое наблюдение дает нам возможность заглянуть в таинственный и труднопостижимый мир Времени, в котором мы живем, но который обычно не можем увидеть. Даже мимолетный взгляд способен навсегда изменить наш опыт жизни на Земле.
Глава 2. Атлас Времени
Хотя мы только кратковременные жильцы на поверхности этой планеты, прикованные к одной точке в пространстве, существующие одно мгновение во времени, но ум человеческий в состоянии не только исчислить миры, рассеянные за пределами нашего слабого зрения, но даже проследить события бесчисленных веков, предшествовавших созданию человека.
Мыслить как геолог
Как и многие мои коллеги, геологом я стала почти случайно. В отличие от физики, химии или биологии, геология в большинстве школьных программ в США считается второстепенным предметом или же вовсе не преподается, поэтому мало кто из поступивших в университет студентов знает, что это — зрелая научная дисциплина со своей динамичной интеллектуальной культурой. Лично я мечтала заниматься гуманитарными науками и записалась на вводный курс геологии только ради того, чтобы набрать нужные баллы. Вряд ли в этом курсе «для любителей камней» будет что-то интересное, думала я, но, по крайней мере, в его программе есть еженедельные выездные занятия — хорошая возможность выбраться на природу. К своему удивлению, вскоре я обнаружила, что геология требует уникального целостного мышления, с которым я нигде больше не сталкивалась. Чтобы исследовать своенравные вулканы, океаны и ледники, необходимы познания в области физики и химии и умение творчески их применять. Для изучения горных пород нужны прикладные навыки, которые обычно ассоциируются с изучением литературы и искусства, такие как навык вдумчивого, аналитического чтения, умение чутко улавливать аллюзии и аналогии, способность к пространственной визуализации. Специфическая форма логики выведения заключений требует разносторонности и гибкости мышления вкупе с живым, но дисциплинированным воображением. Объяснительная сила этой науки колоссальна — ведь, в конце концов, она объясняет происхождение самого мира! Я была покорена.
Хорошая метафора, позволяющая наглядно описать, как геологи воспринимают породы и рельефы, — это палимпсест. Так средневековые ученые называли рукописи, написанные на уже использованном пергаменте поверх старого текста, который соскабливался или смывался. Поскольку полностью стереть предыдущий текст не удавалось, его следы сохранялись под более поздним. Сегодня с помощью рентгеновского облучения и новейших оптических методов ученые могут прочитать нижние слои палимпсестов, которые иногда оказываются единственными источниками бесценных древних рукописей (например, некоторых из наиболее значимых сочинений Архимеда). Аналогичным образом поверхность Земли подобна гигантскому многослойному палимпсесту, где элементы ландшафта и слагающие их толщи пород таят в себе следы предыдущих эпох. Задача геологической науки — расшифровать все слои этого палимпсеста, чтобы прочитать невероятно сложную летопись земной истории. Другими словами, мыслить как геолог — значит видеть не только то, что лежит на поверхности, но и то, что скрыто под ней, что было в прошлом и что будет в будущем.
Есть и другие дисциплины, в том числе космология, астрофизика и эволюционная биология, которые имеют дело с глубоким временем (вспомним метафору Джона Макфи о продолжительности доисторического, доархеологического прошлого{3}[7], но уникальность геологии в том, что она имеет непосредственный доступ к материальным объектам, которые были свидетелями этих времен. Геологию интересует не столько природа времени как таковая, сколько его непревзойденная трансформационная сила. Находя следы все более древних версий нашего мира, геологи первыми из всех интуитивно почувствовали всю необъятность планетарного времени, хотя измерить его смогли только в XX в.
Как Земля постарела, а потом сильно помолодела
По сравнению со многими другими науками геология пережила поздний расцвет. Астрономы объяснили движение планет еще в XVII в.; физики открыли законы термодинамики и электромагнетизма в XIX в., а в начале XX столетия описали строение и свойства атомов. Удивительно, но к тому времени люди еще не знали ни о возрасте Земли, ни о процессах, протекающих в планетарных масштабах. Причина была не в бездарности геологов; просто Земля оказалась невероятно сложным предметом для изучения — одновременно слишком близким и далеким, слишком изменчивым в прошлом и, казалось, почти не меняющимся в настоящем. Тогда как другие науки делали большие успехи в описании и изучении природы с помощью телескопов, микроскопов и различных пробирок и мензурок, к Земле все эти методы научного исследования были неприменимы, не говоря уже о проведении лабораторных экспериментов. Кроме того, изучение Земли всегда было тесно переплетено с нашим восприятием себя как человеческого рода и дорогим нашему сердцу нарративом о месте человека среди других творений природы. Неудивительно, что нам было трудно сделать шаг назад и посмотреть на все объективным, незамутненным взглядом.
Геология гораздо больше, чем любая другая наука, требует дерзкого воображения и готовности к смелым логическим умозаключениям. Возьмем такую фундаментальную проблему, как определение возраста Земли. В XVIII в. большинство людей в Западном мире верили, что Земля появилась всего 6000 лет назад, как это следует из Библии (в 1654 г. архиепископ Ирландской церкви Джеймс Ашер с поразительной точностью рассчитал дату сотворения мира — воскресенье, 23 октября 4004 г. до Рождества Христова). Когда я спрашиваю у студентов сейчас, в XXI в., как бы они сами подошли к ответу на этот вопрос (если оставить в стороне их религиозные убеждения и забыть про известную им цифру в 4,5 млрд лет), обычно они отвечают что-то вроде: «Ну, нужно найти самые старые породы и выяснить их возраст», но затем сами понимают, что ответ неверный. Как узнать, что эти породы и есть самые старые, и как определить их возраст? Подступиться к этой задаче кажется невозможным без опоры на всю систему знаний, накопленных современной геологией. Тем более удивительным представляется концептуальный скачок в понимании огромной глубины геологического времени, совершенный в 1789 г. шотландским медиком, фермером-новатором, философом и естествоиспытателем Джеймсом Геттоном (Хаттоном) на основании наблюдений, сделанных на морском побережье у местечка Данбар