Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина

Цирконы — наглядный тому пример.

Цирконий — это 40-й элемент периодической системы, а циркон — силикат циркония. Хотя он встречается во многих горных породах, обычно его содержание настолько мало, что его попросту игнорируют. Это чрезвычайно твердый минерал — не настолько твердый, как алмаз, но все же превосходящий самую твердую сталь. Ювелиры иногда используют циркон в качестве заменителя алмаза.

Таким образом, цирконы входят в состав большинства горных пород, но в данном случае наибольший интерес представляет гранит. Гранит — это магматическая порода, которая поднимается из расплавленного слоя, расположенного ниже Земной коры, пробиваясь через отложения осадочных пород, возникающих под воздействием ветра или воды. Цирконы образуются в гранитах, которых затвердевают на глубине около 12 миль (20 км). Это чрезвычайно мелкие кристаллы с характерным размером около 1/10000 дюйма (2 микрона).

За последние десятилетия мы узнали, что наша, на первый взгляд, непоколебимая планета на самом деле весьма подвижна: материки дрейфуют по ее поверхности на гигантских «тектонических плитах», которые достигают 60 миль (100 км) в толщину и плавают поверх жидкой мантии. Иногда они даже сталкиваются друг с другом. В среднем за год они перемещаются меньше, чем на дюйм (около 2 см), но по геологическим меркам это вполне приличная скорость. В прошлом, когда Североамериканская плита столкнулась с Евразийской, северо-запад Шотландии был частью Северной Америки; после того, как плиты разошлись, часть Америки осталась, образовав Мойнский надвиг. Столкновение плит приводит к их взаимному скольжению и часто становится причиной горообразования. Самые высокие (в настоящее время) горы на планете, Гималаи, возникли после того, как Индия столкнулась с материковой Азией. Они до сих пор продолжают расти более, чем на полдюйма (1,3 см) в год — хотя эрозия нередко разрушает их быстрее, — а Индия все еще продолжает двигаться на север.

Так или иначе, гранит, расположенный глубоко под землей, может подняться в результате столкновения литосферных плит и выйти на поверхность как часть горного хребта. Благодаря своей твердости, гранит способен противостоять выветриванию намного лучше, чем окружающие его осадочные породы. Но в конечном счете выветривается даже гранит, и горы разрушаются. Кристаллы циркона обладают еще большей твердостью, поэтому они не выветриваются, а просто отделяются от гранита; ручьи и реки уносят их к побережью, где они откладываются на песчаном берегу и становятся частью очередного слоя осадочных пород.

Помимо своей твердости, циркон отличается высокой химической устойчивостью и способен противостоять большинству химических воздействий. По мере того, как осадочный слой растет, кристаллы циркона, погруженные в формирующуюся породу, оказываются сравнительно невосприимчивыми к росту температуры и давления. Даже когда горная порода под воздействием глубинного нагрева становится метаморфической и изменяет свою химическую структуру, кристаллы циркона остаются невредимыми. Его единственная уступка экстремальным условиям окружающей среды состоит в том, что со временем на поверхности кристалла, подобно коже, образуется новый слой. Возраст этого «ободка» примерно соответствует возрасту окружающих горных пород, в то время как внутреннее ядро кристалла намного старше.

Далее этот процесс может повторяться. Ядро циркона с новым ободком может выйти на поверхность вместе с окружающими их породами и сформировать новую горную цепь. Когда эти горы выветриваются, циркон может снова оказаться в недрах Земли и нарастить второй ободок. А потом и третий, четвертый… Подобно годичным кольцам, указывающим на возраст дерева, «цирконовые ободки» отражают последовательность горообразований и эрозий. Главное отличие состоит в том, что древесное кольцо соответствует промежутку времени в один год, в то время как ободки цирконового кристалла соответствуют геологическим циклам, которые обычно занимают сотни миллионов лет. Тем не менее, они похожи: если по толщине годичных колец можно судить о климате, в котором проходила жизнь дерева, то цирконовые ободки способны рассказать нам об условиях, характерных для конкретного геологического цикла.

Благодаря одному из тех удачных совпадений, в которых Пейли мог бы увидеть проявление Воли Всевышнего, а мы в настоящее время видим неизбежное следствие поистине колоссального изобилия Вселенной (да, мы понимаем, что эти утверждения могут выражать одну и ту же мысль), атом циркония обладает точно таким же электрическим зарядом и почти таким же размером, что и атом урана. Из-за этого урановые примеси могут легко проникать в упомянутый выше цирконовый кристалл. Для науки это хорошая новость, потому что уран радиоактивен. Со временем он распадается, превращаясь в свинец. Измерив соотношение урана и свинца, можно оценить время, прошедшее со времени образования конкретной части цирконового кристалла. Таким образом, мы получаем в свое распоряжение мощное средство наблюдения — геологический секундомер. И простое предсказание, подтверждающее гипотезу о том, что кристалл циркона формируется поэтапно. А именно: самой старой частью кристалла должно быть его ядро, в то время как возраст ободков должен последовательно уменьшаться в порядке их следования.

Типичный кристалл, к примеру, может состоять из четырех слоев. Возраст ядра может составлять 3,7 миллиарда лет, второго слоя — 3,6 миллиарда, третьего — 2,6 миллиарда и, наконец, четвертого — 2,3 миллиарда. Таким образом, простой «камешек» служит доказательством геологических циклов длительностью от ста миллионов до миллиарда лет. Последовательность дат согласуется с предполагаемым порядком формирования кристалла. Если бы общий сценарий, предусмотренный геологами, не соответствовал действительности, то для его опровержения было бы достаточно одной-единственной песчинки. Конечно, отсюда еще не следует, что гигантские геологические циклы имели место в действительности, но об их существовании говорят другие факты. Наука — это кроссворд.

На этом история цирконов не заканчивается. Считается, что соотношение двух изотопов углерода, углерода-12 и углерода-13, позволяет отличить углерод органического происхождения от неорганического. Соотношение изотопов для углерода, обнаруженного в формации Исуа, указывает на, что живые организмы населяли Землю уже 3,8 миллиарда лет тому назад — им потребовалось на удивление мало времени после того, как планета затвердела. Тем не менее, этот вывод является спорным, и многие ученые пока что не исключают альтернативные объяснения.

Как бы то ни было, насчет цирконов Исуа мы мы можем с уверенностью сказать, что они никак не могли «лежать там с начала времен». Камни намного интереснее, чем кажутся на первый взгляд и способны многое рассказать о своей истории — при условии, что вы умеете слушать. Пейли верил, что существование Бога можно вывести, исходя из сложности глаза. Хотя цирконы молчат насчет Бога, они могут рассказать нам об огромных геологических циклах горообразования и выветривания., и, возможно, подтвердить существование исключительно древних форм жизни.

Не стоит недооценивать простые камни. Они могут оказаться замаскированными часами.

По мнению Пейли, все, что вы мы видим, существует в действительности. Видимость — это и есть реальность. Именно эту идею выражает название его книги «Естественная теология», а ее подзаголовок сообщает об этом практически открытым текстом [19] . Мы видим в организмах признаки целенаправленного творения, потому что они действительно были сотворены — Богом; мы видим в живых существах предназначение, потому что каждый из них действительно был для чего-то предназначен — Богом. Повсюду Пейли видел следы Божественного творения; весь окружающий его мир свидетельствовал о своем Творце.

19

Полное название книги звучит так: «Естественная теология, или свидетельства существования Бога и его качеств, собранные по описанию природных явлений» («Natural Theology, Or Evidences of the Existence and Attributes of the Deity. Collected from the Appearances of Nature») — прим. пер.

Подобные «факты» настолько многочисленны, что найти несколько примеров не составляет труда. Главным примером Пейли был глаз. Он отметил сходство глаза с телескопом и пришел к выводу, что если телескоп — это результат замысла, то и глаз тоже. Фотоаппаратов в те времена еще не было [20] , но если бы Пейли о них знал, то смог бы обнаружить еще большее сходство. Глаз, так же, как и телескоп или фотоаппарат, содержит линзу, которая фокусирует падающий свет и формирует изображение. Если в случае телескопа приемником изображения служит наблюдатель или экран, на который проецируется картинка, то в случае глаза эту роль играет сетчатка.

20

Не считая «камеры обскуры», которая представляла собой комнату с точечным отверстием в стене. Пейли впервые описал глаз в 1802 году, в то время как настоящие фотографии появились только в 1826 г.