Маршия Бьорнеруд - Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

Эфемерная природа гор, как и любого другого ландшафта, — одна из причин того, почему несогласия в стратиграфической летописи, такие как знаменитое несогласное напластование Геттона на мысе Сиккар-Пойнт, таят в себе такую притягательность. Верхний несогласный пласт погребает под собой и надежно сохраняет древние рельефы, позволяя нам увидеть поверхность давно исчезнувшей Земли ранних эонов. Регион Барабу-Хиллс в Висконсине, мекка для геологов (и родина недавно почившего знаменитого Цирка братьев Ринглинг, Барнума и Бейли — «Величайшее шоу на Земле»), представляет собой один из наиболее замечательных примеров палеотопографической консервации на планете. Около 1,6 млрд лет назад, в докембрии, здесь сформировался горный пояс, который в раннем палеозое, когда современный регион Великих озер оказался на дне моря, был погребен под сотнями метров морских отложений. Сегодня эрозия палеозойских пород достигла такой стадии, когда граница несогласия между образованиями докембрийского и палеозойского миров во многих местах вышла на поверхность. Давным-давно погребенные горы постепенно эксгумируются, и современная земная поверхность все больше приближается к той, что была здесь в позднем протерозое. Интересно, что этот древний ландшафт послужил источником вдохновения для двух великих мыслителей-натуралистов: Джона Мьюра, чья семья иммигрировала сюда из Шотландии, когда он был еще ребенком, и основоположника экологической этики Олдо Леопольда, чей «Календарь песчаного графства» (Sand County Almanac) {7} 7 Олдо Л. Календарь песчаного графства. — М.: Мир, 1983. был написан в тени первозданных Барабу-Хиллс. На Земле (даже в том же Висконсине) имеются и куда более древние породы, и разрушенные эрозией корни более старых горных поясов, но регион Барабу-Хиллс уникален тем, что здесь сохранился самый древний рельеф на планете — вот уж поистине «величайшее шоу на Земле».

Исследование снесенных с Гималаев отложений показывает, что, несмотря на некоторые вариации в скорости поднятия и эксгумации этого горного сооружения на протяжении длительного времени, в среднем полученные цифры находятся в том же диапазоне, что и оценки, сделанные на основе спутниковых наблюдений и термохронологических методов, таких как датирование по трекам распада. Этот униформистский результат, вероятно, обрадовал бы Лайеля. Гигантские отложения эрозионных осадков заставляют обратить внимание на еще один удивительный факт: скорость тектонических процессов, вызванных внутренним радиоактивным теплом Земли, по счастливому совпадению примерно соответствует [37] Seong, Y., et al., 2008. Rates of fluvial bedrock incision within an actively uplifting orogen: Central Karakoram Mountains, northern Pakistan. Geomorphology , 97, 274–286. doi:10.1016/j.geomorph.2007.08.011 скорости действия внешних агентов эрозии — ветра, дождя, рек, ледников, приводимых в действие силой тяжести и солнечной энергией. Другими словами, возвращаясь к нашей аналогии с парикмахерской, волосы на голове у клиента растут ровно с той же скоростью, с какой его стрижет парикмахер. И хотя рост и эрозия гор происходят очень неспешно, эти процессы все же протекают не настолько медленно, чтобы быть недоступными нашему непосредственному наблюдению.

Такая удивительная соразмерность аддитивных и субтрактивных процессов формирования рельефа является одной из уникальных особенностей Земли. Ландшафты других скалистых планет и спутников выглядят такими чуждыми именно потому, что в этих мирах нет баланса в скорости действия созидательных и разрушительных рельефообразующих агентов. Если бы на Земле тектоника намного опережала эрозию, горные системы были бы гораздо выше и больше по площади, создавая более обширные участки высокогорной среды обитания альпийского типа. Если бы эрозия, наоборот, обгоняла тектонику, континенты были бы ниже, с более изрезанным рельефом, а реки приносили на континентальные шельфы гораздо больше отложений, что значительно изменило бы характер прибрежных регионов. И в том и в другом случае жизнь на суше и в море столкнулась бы с другими факторами естественного отбора, и эволюция вполне могла пойти иными путями. С другой стороны, сама жизнь способна влиять на рельефообразующие процессы: есть весомые доказательства того, что колонизация суши растениями в раннем силуре, около 400 млн лет назад, замедлила глобальные темпы эрозии и привела к появлению рек с четко выраженным руслом [38] Davies, N., and Gibling, M., 2010. Cambrian to Devonian evolution of alluvial systems: The sedimentological impact of the earliest land plants. Earth Science Reviews , 98, 171–200. doi:10.1016/j.earscirev.2009.11.002 . Кстати говоря, людям потребовалось всего несколько веков, чтобы обратить эту тенденцию вспять: по некоторым оценкам, современная скорость антропогенной эрозии — чему способствуют вырубка лесов, сельскохозяйственное использование земель, опустынивание и урбанизация — на несколько порядков превышает средний геологический показатель [39] Brown, A. G., et al., 2013. The Anthropocene: Is there a geomorphological case? Earth Surface Processes and Landforms , 38, 431–434. doi:10.1002/esp.3368 .