ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ - АБИОГЕНЕЗ

Биогенные известняки. Древнейшие макроскопические биогенные отложения

Древнейшие макроскопические биогенные отложения найдены пока только в Южной Африке, в области Булавайо, Южная Родезия. Система Булавайо составляет значительную часть родезийских докембрийских поясов и состоит из базальтовых и андезитовых лав, сменяющихся вулканическими брекчиями и тонкими прослоями осадочных пород, такими, как полосчатые железорудные формации, граувакки, конгломераты и линзы известняка. Из последних особенный интерес представляет серия Доломит, разрабатываемая в области Булавайо с целью добычи извести.

Серия Доломит состоит из известняка и доломита (известняк, содержащий магний). В некоторых пластах известняка можно видеть странные слоистые структуры. На верхней поверхности этих пластов видны ряды сводов или тонких зубчатых структур. В разрезе видно, что они сложены из тонких слоев, более или менее повторяющих своды или зубцы поверхности. В середине сводов эти слои достигают толщины порядка 3 мм, а к краям сильно сужаются. Но описание мало что дает; лучше всего рассмотреть рисунки и фотографии борта карьера, на которых видно общее расположение пластов, и фотографии травленых шлифов, на которых видны детали строения ().

Эти отложения обладают следующими отличительными признаками: сводчатая или зубчатая форма; приуроченность к определенным пластам (они не разбросаны беспорядочно в известняке); тонкослоистая микроструктура. В этой микроструктуре есть определенная регулярность; она, правда, не так хорошо выражена, как правильность остатков скелетов, но известно, что подобным строением обладают и известняки, образованные водорослями в более поздние периоды геологической истории.

В то же время эта микроструктура непохожа на структуру неорганических осадочных толщ с ритмичным строением: в этих последних никогда не наблюдается чередования более регулярных слоев с совершенно иначе устроенными "колонками", столь типичными для структуры отложений серии Доломит. Основываясь на всем этом, Мак-Грегор еще в 1940 году [51] сделал верный вывод, что это биогенные отложения, сформировавшиеся во время образования известняковой серии.

Биогенные известняки системы Булавайо очень важны для установления минимальной продолжительности существования жизни на Земле. Поэтому Янг [86, 87] подробно занялся проблемой их происхождения. Ведь в известняках встречаются и необычные структуры неорганического происхождения. Они тоже бывают очень разнообразны по форме: могут быть слоистыми, ленточными, волнистыми, зубчатыми. Одна структура, так называемый "конус в конусе", очень похожа на "зубчатые ленты" серии Доломит.

Но по микроструктуре она совершенно несхожа с известняками водорослевого происхождения, и ее никогда нельзя спутать с ними. Таким образом, хотя не каждый аномальный известняк надо обязательно считать биогенным, структуры, созданные организмами, всегда можно отличить от неорганических. В серии Доломит Янг отграничил несомненно биогенные структуры [86] от тех, которые нельзя с уверенностью отличить от ритмических неорганических структур и которые, таким образом, могут иметь и неорганическое происхождение [87]. Итак, образования, впервые описанные Мак-Грегором, подверглись детальному критическому анализу и только после этого были приняты как доказательство существования жизни на Земле в ту отдаленную эпоху.

Места находок этих древних известняков встречают в разных обнажениях системы Булавайо, поэтому трудно установить подробную стратиграфию серии Доломит. Во всяком случае, все пласты Булавайо пронизаны дайками более молодых гранитных пород (а именно пегматитов, очень грубозернистых гранитов), абсолютный возраст которых составляет 2640-2650 млн. лет [61].

Значит, серия Булавайо должна быть еще древнее, поэтому обычно считают, что возраст серии Доломит и ее известняков составляет "свыше 2,7 млрд. лет". Впрочем, некоторые авторы соотносят систему Булавайо Южной Родезии с южноафриканской системой Свазиленд; тогда возраст наших известняков будет "свыше 3,2 млрд. лет". Пока не все согласны с этой поправкой, и я из осторожности указываю здесь нижний предел - "свыше 2,7 млрд. лет".

Биогенные отложения, описанные Мак-Грегором, и сейчас остаются древнейшими из тех, что нам известны. Но это не единственный пример подобных образований, относящихся к раннему докембрию. Например, хорошо развитые структуры этого рода из докембрия Финляндии [40], а в разд. 14 этой,главы мы познакомимся с подобными отложениями Канадского щита. Возраст финских находок, как полагают, составляет "более 1780 млн. лет"; они, видимо, относятся к среднему докембрию. Я упоминаю их здесь в основном из-за сходства их структур и с отложениями раннего докембрия из Южной Родезии, и с находками из Сахары (см. разд. 5 этой главы). Сравнив все эти образования, читатель поймет, почему мы, геологи, не колеблясь принимаем биогенное происхождение таких отложений.

Возникает вопрос, могли ли водоросли откладывать известняк в условиях бескислородной первичной атмосферы? Во всяком случае, отложение известняка вполне совместимо с некоторыми формами современной анаэробной жизни (подробнее об этом см. в гл. XIV, разд. 10), так что этот пункт, по-видимому, не вызывает затруднений.