По холодным следам

Почти всеми своими успехами наука обязана технике. А современная техника была бы невозможна без науки.

Без поддержки техники некоторым идеям невозможно войти в науку. Так, атомы, выдуманные древнегреческим философом Демокритом, более двух тысяч лет ждали того времени (прошлый век), когда они стали доказанным научным фактом. Предположения о великой древности Земли, высказанные некогда мудрецами Древней Индии, лишь через три тысячи лет укрепились в науке (тоже прошлый век) после создания стройной системы геологии.

Нечто похожее происходит в истории каждой науки. Вдруг появляется новый прибор или новый метод анализа, после которого следует лавина новых фактов. Она сметает одни идеи и вливает силы в другие. Она пробуждает новые мысли и гипотезы.

Так случилось и с четвертичной геологией. Еще сравнительно недавно, пятьдесят лет назад, она, казалось, стала выдыхаться и многие споры геологов-четвертичников заходили в безнадежные тупики.

Сколько было оледенений? По количеству террас и отложениям ледников и теплых межледниковий судить невозможно. Для каждого района разное получается количество. Потому что число террас, высота их, число слоев морены или древних торфяников очень изменчиво. Сопоставить разные районы и разные континенты и вовсе затруднительно. Как узнаешь, одновременно или нет протекали оледенения в Европе и Америке? Надо отыскать такие «геологические часы», которые одинаково и одновременно действовали на обоих этих континентах.

Вышло так, что в каждом мало-мальски значительном районе в пределах великих ледников появилась своя собственная, местная схема оледенения.

Есть легенда о строительстве Вавилонской башни. Люди захотели возвысить ее до небес, чтобы достичь обители богов. Поднялась башня к облакам. Да помешало людям многоязычие. Они говорили на разных языках, не понимали друг друга, все чаще ссорились и, в конце концов, переругавшись окончательно, забросили великую стройку и разбрелись по всему миру.

Подобный конец стал угрожать строителям великой ледниковой теории. Почти в каждой европейской стране появилась своя особенная схема истории четвертичного периода. В некоторых странах подобных схем оказалось несколько. В нашей стране число их, пожалуй, перевалило за десяток. Геологи, работающие в соседних районах, давали (и дают) предполагаемым оледенениям и межледниковьям имена по названиям местных рек, озер или деревень своего района. И количество оледенений у этих исследователей-соседей часто не совпадает.

Четвертичная геология заходила в тупик (не тогда ли проклюнулись первые ростки антигляциолизма?). И не было видно выхода из него, местные схемы и названия множились, дробились, враждовали.

Четвертичная геология преодолевает теперь этот кризис при помощи двух новых методов исследований: радиогеологии и спорово-пыльцевого анализа.

Пыль на страницах каменной книги

В двадцатых годах нашего века исследователи болот стали обращать внимание на споры и пыльцу растений, заключенных в торфяниках. Болотоведам для различных целей важно знать состав растительности, остатки которой слагают торф. Однако не все остатки сохраняются за долгие века и тысячелетия.

Высшие растения размножаются при помощи пыльцы и спор. Эти мельчайшие половые клетки рассеиваются растениями ежегодно в неисчислимых количествах. Они витают в воздухе неделями, путешествуют из страны в страну, а подчас и с континента на континент. Они плавают в речных, озерных и морских водах, попадают в легкие животных, в пищу, в почву.

Обычно пыльца и споры имеют очень прочные, устойчивые оболочки. Они противостоят химическим воздействиям, почти не разрушаются в воде и на воздухе и способны очень долго сохраняться в горных породах. Споры и пыльца растений разных видов достаточно характерны. По ним можно определить вид растения.

Метод определения растений по спорам и пыльце назвали спорово-пыльцевым анализом. В конце сороковых годов была основана новая наука — палинология («палино» — «разбрасывать, распылять», «пале» — «тонкая мука», «логос» — «учение»).

Оказалось, что споры и пыльца растений могут быть использованы для разных целей. Они помогают в расследовании преступлений, в производстве лекарственных препаратов, в определении сортов меда. Они интересуют и медиков, так как пыльца может быть причиной некоторых заболеваний (например, эпидемий сенной лихорадки), и металлургов, так как при тонком фасонном литье модели осыпают спорами плавуна. Когда потребность в этих спорах сильно возросла, пришлось проводить специальные научные изыскания, чтобы найти им подходящую замену.

И все-таки наиболее ценные результаты, пожалуй, получены палинологией в четвертичной геологии.

Как определить, образовались глинистые и песчаные слои в студеных ледниковых озерах и реках или в теплых межледниковых водоемах? Чем отличаются отложения разных межледниковых эпох?

На эти очень важные вопросы дает ответ спорово-пыльцевой анализ. Ответ не всегда точный, но это все-таки несравненно больше, чем полное отсутствие ответа.

Предположим, в береговом обрыве обнажены межледниковые отложения. Из каждого слоя отбирают образцы и отправляют в лабораторию. Здесь их растирают в порошок, обрабатывают химическими реактивами и с помощью центрифуг отделяют пыльцу и споры от прочих частиц и растительных остатков.

В результате от полукилограммового образца остается крохотная щепотка пыльцы, спор и не отделенных от них клеток водорослей и растительной ткани.

У палинологов имеется множество таблиц, по которым они сличают увиденные под микроскопом частички. Это напоминает определение минералов. Только здесь главное не цвет, а форма зерен. Пыльца и споры напоминают микроскопические округлые кристаллики. Иногда у них есть воздушные мешочки, иногда они подобны пропеллеру. Если еще учесть, что размеры пылинок — сотые и тысячные доли миллиметра, то не удивительны их длительные, едва ли не кругосветные путешествия.

Правда, пыльца некоторых растений (лиственницы, например) не очень устойчива и плохо сохраняется в ископаемом состоянии. Это, конечно, снижает возможности анализа. Способность пыльцы к большим перелетам усложняет реконструкцию природной остановки: пыльца, встреченная в образце, могла принадлежать растениям, находящимся в десятках и сотнях километров от этих мест.

Отдельные пылинки могут попасть в образец случайно. К тому же важно знать не только какие растения жили здесь в то время, когда осаждался слой, но и выделить среди них главенствующие и редкие. Для этого подсчитывают количество в образце спор и пыльцы каждого вида растений.

Если, к примеру, в образце содержится пятьдесят процентов пыльцы ели и тридцать — пыльцы луговых растений, в этих местах росли когда-то еловые леса среди лугов.

Конечно, сложностей и неопределенности в спорово-пыльцевом методе много. Однако для выяснения природы межледниковий он дает незаменимые материалы. Крупные растительные остатки, кости животных и каменные орудия человека встречаются сравнительно редко. А пыльца и споры присутствуют почти во всех слоях. Лишь в ледниковых отложениях да в хорошо перемытых речных песках их мало.