ПАЛЕОНТОЛОГИЯ

Изучение всей биосферы Земли в карбоне. Почему образовывался уголь

В ТЕПЛОМ ПРОДУКТИДОВОМ МОРЕ

Очень неуютным показался бы нам мир тех дней с однообразной зеленью лесов, без цветов и багряного листопада, без голосов птиц, без травянистых цветущих лугов, а значит, и без их верных спутников: пчел, шмелей, мух и бабочек. Жара и духота гнали бы нас к океану. Но и здесь мы не получили бы никакого облегчения. Вода — теплее парного молока — не освежила бы наше тело. По-прежнему безмолвствует морская стихия. Только волны медленно катятся из дальней океанской дали и тихо умирают у ног деревьев-великанов.

Мелководное море, мелководные заливы и лагуны, до дна прогретые горячими лучами солнца, не остывают и ночью. Среди сильно разросшихся морских лилий и коралловых кустов, мимо опасных бутонов бластоидей медленно ползет морская звезда, огибая похожую на спелый огурец голотурию. Вот из-за губки, словно из-за большого клубка мохнатой шерсти, появился рак и высматривает добычу большими глазами. Спешит спрятаться в ил одинокий, весь будто усыпанный крупными оспинами, трилобит. Сегодня ему удастся спастись, потому что сейчас здесь будет не до него. Вмиг замутится водяное небо, и две большие рыбины заплещутся в его неверной голубизне.

Это гонится за палеониском разбойница-акула, а тот с перепугу вылетает на мелководье, неожиданно толкает плывшего мимо артоцероса и… все. Охота тут же кончается, потому что насмерть перепуганный древний предок каракатицы выстреливает всем запасом чернил из своего чернильного мешка. Мигом уплывают в разные стороны обе рыбы.

Спешит убраться подобру-поздорову морской еж. Уплывает потревоженный аммонит. И только брахиоподы захлопывают свои ребристые раковины и продолжают сидеть на прежних местах. И тут мы замечаем, что брахиопод вокруг великое множество. Специалисты назвали их «продуктидами». Одни из них — совсем небольшие. Другие — до 30 сантиметров величиной. Это благодаря им геологи назвали карбоновые моря «продуктидовыми морями».

ПИСЬМА В БУТЫЛКЕ

А что, если в одну общую картину соединить хотя бы самое главное, что мы знаем о растениях, об обитателях суши и моря каменноугольного периода? В наших знаниях окажется много пробелов, совсем как в записках, которые нашли в брюхе акулы герои книги Жюля Верна «Дети капитана Гранта». Неунывающий Паганель догадался соединить отрывочные слова и фразы разноязычных записок и прочел письмо потерпевших крушение.

То же самое давно пытаются сделать палеонтологи. И первым ключевым словом, с которым столкнулись они в летописи карбона, оказалось слово «лес».

В девоне лесов еще не было. В карбоне, как вы уже знаете, они покрыли не только заболоченные низменности, но и всю поверхность суши. Поверхность эта, как сейчас, так и прежде, была много меньше поверхности океана. Но если положить на одну гигантскую чашу весов все организмы суши, а на другую — всех животных и все растения океана, то организмы суши перетянут. Перетянут из-за лесов, в которых сосредоточена основная масса живого вещества нашей планеты. Сухопутная чаша биосферы впервые перетянула океанскую именно в карбоне, и это имело важные последствия.

Второе ключевое слово — «вода».  До карбона вода на суше долго не задерживалась. Выпав с дождем, она мутными потоками устремлялась в океан, унося песок, камни и растворы питательных солей — щедрую подкормку для водорослей. Нет дождей — и мгновенно мелели русла рек и речек, прятались под каменистыми осыпями истоки ручьев. В карбоне все стало иначе. Возникнув там, где был влажный климат, леса сделали влажным климат всей Земли. Неоглядные заросли, переплетения корней, пласты рыхлой почвы остановили спешащую воду, сделали плавным движение рек. Все чаще вода застаивалась в лесных болотах. А главное, сама вода стала другой. Весь плодоносный ил, все питательные минеральные взвеси она теперь отдавала лесу, а в океан, в озера, в болота несла желтый, густой, как чайная заварка, настой листьев, коры и древесины. Это тоже имело последствия: выигрывал лес, теряла вода — теряла соли и кислород.

Хрящевые рыбы — акулы и химеры — не имеют плавательного пузыря. Чтобы не упасть на дно, они должны «летать» в воде, подобно планерам, используя подъемную силу широко расставленных грудных плавников. Химеры иниоптериксы, обитавшие в морях каменноугольной эпохи около 300 миллионов лет назад, двигались иначе. Словно диковинные подводные птицы, махали они большими жесткими крыльями, передний край которых был усажен острыми зубами. Огромные совиные глаза помогали им отыскивать раковины во мраке подводных ущелий. Сотни миллионов лет спустя машущий полет в воде снова «изобрели» такие хрящевые рыбы, как, например, современные «морские дьяволы» — гигантские скаты, вес которых достигает нескольких тонн. Правда, их крылья-плавники устроены совсем иначе.

Третье слово — «уголь».  Отняв богатства воды, леса росли как на дрожжах. Один невиданный урожай сменялся другим. Все эти урожаи листьев и древесины падали в плененную лесом воду. Но вода лесных рек, лесных озер и лесных болот уже не могла взять у мертвых деревьев то, что отняли живые, не могла разложить на составные части громадные чешуйчатые стволы, потому что в кислом желтом настое лесных вод почти не оставалось кислорода и бактерий, которые могли бы проделать эту работу. Лесной урожай откладывался пластами угля.

Четвертое слово — «воздух».  Леса жадно поглощали из воздуха углекислый газ и превращали его в уголь. Углекислого газа было много, он преобладал в первичной атмосфере, и морские водоросли уже миллиард лет понемногу превращали его в залежи известняка, а с кембрия в эту работу включились и животные.

Но никто еще не брал углекислый газ так обильно и так безвозвратно, как леса. Ведь известняк постепенно растворяется и снова входит в баланс биосферы, а уголь не растворяется. Количество углекислого газа в воздухе стало убывать.

Зато кислорода становилось все больше. Закономерность здесь простая. Дерево строит свое тело из углекислого газа. Чем больше углерода останется в стволе, листьях и коре, тем больше кислорода уйдет в атмосферу. Но если дерево сгорит, сгниет — все вернется в первоначальное состояние. Углерод и кислород станут углекислым газом. При этом, конечно, ни капли кислорода не прибавится в воздухе. Вот почему так медленно готовили кислород водоросли — не так-то просто маленькой зеленой клетке стать кусочком угля на дне океана. Ее тысячу раз успеют съесть, разложить и окислить, прежде чем она скроется в толще осадка. Теперь же под землю уходили миллиарды тонн угля, а в воздух — миллиарды тонн кислорода. И мы с вами до сих пор дышим этим кислородом и сжигаем в нем уголь, накопленный древними болотами.

Пятое слово — «климат».  Лес сделал его ровным и влажным по всей Земле. Под его пологом температура не менялась так, как она меняется в каменистой пустыне — на десятки градусов в сутки. Но, задерживая углекислоту, лес постепенно делал климат все холоднее. Мы уже говорили, что углекислый газ в атмосфере подобен парниковой раме: пропускает солнечные лучи и задерживает тепло Земли, не отдает его космосу. Теперь лес пробил в этой «раме» огромные дыры, и это грозило в будущем очень неприятными последствиями. Грозило и лесу, и вообще всему живому на Земле. Послание из карбона можно расшифровать и так: зеленый великан — лес нарушил великое равновесие биосферы. И все могучие и полезные процессы, которые он вызвал к жизни, теперь грозили его же погубить. Лишь одна сила, рожденная лесом, казалось бы, на собственную погибель, в действительности готова была прийти к нему на помощь. Сила эта — насекомые.

«Насекомые»  — шестое ключевое слово. Отмирающую или даже живую водоросль с удовольствием ели тысячи морских животных. А кто в карбоне мог есть старое бревно или мягкий побег папоротника? Вряд ли вы заподозрите в этом лягушек, раков, скорпионов, пауков, потому что все они хищники. Так кто же тогда?

Сейчас работу мусорщиков природы выполняют насекомые. Мы называем их вредителями только потому, что сами хотим использовать урожай леса. А насекомые-разрушители не только используют, но еще и возвращают природе долги старого леса, чтобы на его месте мог расти молодой. Тогда, в карбоне, насекомые еще не умели делать этого. Среди первобытного изобилия они довольствовались только нежными органами плодоношения. Все остальное превращалось в уголь. Сохранять ускользающее равновесие в биосфере карбоновым насекомым было не по силам.

Но правильно ли прочитано письмо из карбона? Возможно, что и нет, потому что нет уверенности, что ключевые слова этого послания истолкованы верно. Вспомните, как Паганель, не разобрав одно слово в записке капитана Гранта, вместо острова Табор приводил корабль то в Патагонию, то в Австралию.

Но сам метод все-таки верный, и палеонтологи исполнены оптимизма.

Вот сколько новых проблем для изучения всей биосферы Земли принес карбон. И недаром советские палеонтологи профессора Владимир Васильевич Друщиц и Виктор Николаевич Шиманский предложили выделить его вместе с последующим, пермским периодом в особую эру развития жизни — «метазой», что значит «эра промежуточной жизни».