Трилобиты: Свидетели эволюции

А Марра Mundi пермского времени хорошо известна — тогда все материки съехались в один суперконтинент Пангею. Пангею причисляют теперь к тем научным фактам, которые должен знать каждый образованный человек, вроде тех, что число пи нельзя вычислить с абсолютной точностью или что черная дыра пожирает материю. И если помнить о Пангее, то навязчивое тождество очертаний восточного побережья Южной Америки и запада Африки обретает смысл: оно досталось нам в наследство от расколовшегося единого континента. На месте раскола начал постепенно расширяться океан, он увеличивался по мере добавления океанической коры в районе Срединно-Атлантического хребта. Африка отползала от Южной Америки. И если раньше эта идея казалась возмутительной, то теперь она выглядит практически очевидной — конечно же, Индия оторвалась от Африки (оставив позади кусок в виде Мадагаскара) и наехала на Азию! Азия сморщилась в гигантские складки, которые мы зовем Гималаями. На спутниковых фотографиях край континентальной плиты выглядит так, будто его смяли; можно даже ощутить, как колоссальное давление выдавило наверх Эверест. Из космоса горы выглядят так, будто сделать их проще простого, все равно, что, подвинув, смять складками скатерть на столе. Так же и Альпы: вытянулись через Европу, и этот небрежный тектонический шов напоминает о другом геологическом сюжете, когда кора вспучивалась от движения африканской плиты. Африка двигалась к северу, задевая и перетасовывая по дороге более мелкие плиты Средиземноморья. Пангея раскололась, крепкая спайка континентов разошлась, то был брак, заключенный не на небесах, а как раз, наоборот, на самом фундаменте мира.

Объединение Пангеи совпало с вымиранием трилобитов. Согласно рассуждениям некоторых специалистов массовое вымирание было связано со слиянием континентов, потому что новый, только выкованный суперконтинент диктовал планете такие специфические условия, к которым обычному организму было трудно приспособиться. А мы знаем, что трилобиты уже стали уязвимы. А что было до Пангеи, когда трилобиты еще правили миром? (Я знаю, что поступился научной точностью ради словесной выразительности, но иногда я себе это позволяю, особенно когда есть возможность съязвить по поводу правления динозавров.) Не меньше четверти века назад ученые поняли, что Пангея — всего лишь эпизод в истории континентов. Тектоника плит началась не с раскола Пангеи, мы же не думаем, что она закончилась извержением вулкана на Малых Антильских островах. Континенты движутся по поверхности, направляемые внутренним мотором планеты, а он заводится конвекционными токами глубинного тепла. Представьте пленку на поверхности горячего варева — это будут континентальные плиты наверху планетного вещества, кипящего в безостановочном течении, древнем, как сама Земля. До Пангеи были и другие миры, другие очертания на карте мира. Сама Пангея собралась из более древних континентов, но это был не более чем краткий эпизод объединения, а до него и после него раздробленные куски суши разделялись надолго морями и океанами. Древние континентальные массы в результате тектонической эволюции были сшиты вместе, подобно безумно скроенному лоскутному одеялу. Материал для древних материков использовался все время один и тот же, даже сегодняшние Африка, Северная Америка (Лаврентия), Сибирь или Балтийский щит представляют собой до-кембрийскую континентальную кору. Но только нарезан он был иначе, чем на сегодняшних атласах. Ведь природа не обязана была строить ордовикский мир из знакомой нам современной аппликации. Когда-то ранние материки разделялись океанами, но мало-помалу, по мере сближения материков в единую Пангею, океаны закрывались. Океаническая кора съедалась за счет субдукции — процесса, в ходе которого плита погружается вниз, поддвигаясь под соседнюю, в результате субдукционного движения получаются глубокие океанические впадины; подобный процесс происходит в сегодняшнем мире у берегов Японских островов, такой же точно механизм действовал и в палеозое. В ордовике существовали, по всей видимости, вулканические архипелаги, похожие на вулканы в Индонезии, столь вспыльчиво демонстрирующие тектоническое разрушение континентальной коры. Вокруг этих архипелагов отлагались породы с остатками трилобитов, ставших вещественным доказательством ордовикских бурных событий в море — извержений пара и раскаленных клубов вулканического пепла. Но если ордовикские океаны исчезли, схлопнулись, то откуда нам знать, что они вообще когда-то были? Если они просто стерлись без следа, то для нас сегодняшних они стали невидимы. На самом деле все древние океаны оставляют на поверхности планеты свою памятную роспись. Да, мы знаем, что разъединенные некогда материковые плиты наезжали друг на друга и поднимали ввысь горные цепи, как в свое время подплывшая к Азии Индия смяла и выдавила кверху Гималайские хребты. Древние горные массивы пересекают современные континенты подобно старым шрамам. По линиям этих старых ран можно отследить берега бывших океанов. Старые горные цепи за десятки миллионов лет стираются эрозией, они гораздо ниже сравнительно молодых Альп или Анд. Разглядывая любую физическую карту Азии, нельзя не заметить Урала, горной цепи, тянущейся от Новой Земли (там, где герой моей норвежской саги Олаф Холтедал описывал древние геологические свиты и структуры и заслужил себе славу) на юг до Каспийского моря. Уральские горы смотрятся как рубец, но это именно рубец и есть: горная цепь отмечает шов между Балтийской и Сибирской плитой. В ордовике эти две плиты находились далеко друг от друга: съехались они потом, в другие эпохи, когда океаническая кора между ними полностью погрузилась за счет субдукции в мантийные глубины. И произошло это задолго до образования единой Пангеи. О древних океанах говорят фантомы вымерших вулканов, которые были связаны с субдукцией, или они узнаются по особым, легко изменчивым лабильным минералам или же по скоплению медных руд. Такие легко просачиваются наверх из расплавленного нутра Земли, когда океан умирает. Границы очень старых континентальных плит не так легко обнаружить, особенно если они покрыты более молодыми наслоениями. И вот, чтобы отправиться далеко-далеко в прошлое, увидеть эти исчезнувшие океаны, ученым нужно сначала найти эти затертые швы и вытащить их из каменных архивов. И чем дальше прошлое, тем более неопределенными становятся наши реконструкции, и мы все больше напоминаем Ричарда Голдинхэма. Так что мои попутчики из электрички в Хенли-на-Темзе могли бы с полным правом спросить: «Африку, говорите, сдвинули на 600 км? А почему не на 900? Или на 2000?» Но у нас нет подходящего инструмента, чтобы разглядеть хорошенько ордовикский мир, мы просто пытаемся сложить головоломку, глядя на нее через подзорную трубу с другого конца, с уменьшающего, так что сотня-другая километров бесследно стирается миллионолетней амнезией.

Поэтому забудем о географии, выученной и знакомой, и станем думать о возможных мирах. И для этого у нас есть неплохое подспорье. Некоторые типы пород содержат магнитные минералы. Земля «подобна огромному магниту» — писал в своем труде «О магните» (De Magnete) 1600 г. Уильям Гилберт, придворный лекарь королевы Елизаветы I Английской, и с этого труда началось изучение земного магнетизма с темных тяжелых железных руд, взятых Гилбертом за основу. Между магнитными полюсами планеты течет магнитное поле, оно похоже на силовые линии, которые складываются железными опилками, помещенными на лист бумаги между двумя магнитными палочками. Соответственно, подвешенная магнитная стрелка неизбежно развернется, указав на магнитные полюса планеты. В природе широко распространен магнетит — обычнейший земной минерал; его зерна можно встретить в песчаниках, он рассеян в породе, как кунжутные семечки в печенье. Когда изготавливается природой геологическая порода или застывает изверженная лава, магнитные минералы, если они там присутствуют, намагничиваются; при этом намагничивание обретает свойства магнитного поля, какое существует в момент застывания изверженных лав. И это намагничивание остается — получается своеобразное ископаемое магнитного поля планеты, — оно никуда не исчезает и не меняет направления, даже если плита с этими намагниченными породами повернется и отодвинется далеко от места рождения намагниченного слоя, главное, чтобы камень снова не расплавился. Несложными расчетами углов намагничивания образца определяем положение магнитных полюсов в момент рождения минерала — застывшее в минерале магнитное поле как будто указывает пальцем на древние полюса Земли, ничто не может точнее выдать их положения. Однако таким способом определяется лишь древняя широта (или, как ее называют, палеоширота), но не долгота, для долготы магнитный метод работает много хуже, поэтому совсем точное местоположение древнего континента определить не удается. Тем не менее с палеомагнитными данными на руках уже можно прекрасно начать выстраивать географию ископаемых времен: коллеги называют палеомагнитчиков «палеомагами», и в этом прозвище лишь самая чуточка ехидства. Чем дальше в прошлое, тем больше трудностей: так получается, что, углубившись в трилобитовые эпохи, большинство указаний на палеополюса становятся ненадежными, породы перемагничиваются из-за наложения последующих геологических сюжетов или магнитный сигнал искажается. В результате возникают конфликты между палеомагнитчиками и палеонтологами, и каждый защищает свой географический вариант. Временами дискуссия решается шумными перебранками. Палеомагнитчики громогласно настаивают на том, что только их наука дает твердую основу, а однажды мне довелось слышать от одного горе-магнитчика, что один наш палеополюс стоит тысячи ваших ископаемых. Подозреваю, этот ученый стал бы утверждать, что один физик стоит дюжины палеонтологов, — вот какой невежа! А ведь ископаемыми успешно пользуются именно для реконструкции исчезнувших миров, и здесь сложились давние традиции, имеющие превосходную репутацию. Все же ископаемые послужили ключевым доводом в пользу Пангеи, и было это еще до того, как физики приняли идею объединенного континента. Как получилось, что и флоры, и фауны пермского возраста на юге Африки, в Южной Америке и Индии так похожи? Только потому, что когда-то они составляли одно целое. И про трилобитов можно рассуждать точно так же и по ним картировать древние континенты. Они обживали мелководья внутренних морей ордовикской Северной Америки, они изобиловали в морях, омывающих прямые берега Гондваны (см. с. 231), они копошились в илистом грунте на морском дне будущей Швеции и Эстонии. Наши политические границы трилобитам были нипочем, их останавливали только географические барьеры, непроходимые на их, трилобитовый, лад. В тех мелководных морях на трилобитов оказывал влияние климат и окружающий ландшафт, теперь, в современности, то же самое — тропические организмы не похожи на жителей умеренных широт. Морские существа чувствительны к температуре, и большинство из них придирчиво выбирают, что и где они станут есть. Хищник нацелится на определенную жертву, выбрав ее с особенным тщанием, как ценитель вин, углядевший среди обычных бутылок «Шато Лафит». Некоторые предпочитают каменистые обиталища, другим больше по нраву песок — в него удобно закапываться, третьи выбирают липкую черную грязь. Одним словом, у морских животных есть сродство к месту, и трилобиты не исключение.

Когда ордовикские континенты распределились по океанам, на каждом континентальном шельфе отдельно от других существовали и развивались своеобразные трилобиты, особенно четко они различались на разных широтах. Каждый континент получил в результате свой набор характерных обитателей, и среди этих обитателей было множество трилобитов. Нанесите на карту трилобитов — и получите карту континентов. С подсказкой по палеомагнитным данным теперь можно гораздо точнее определить широту, к условиям которой был приспособлен конкретный набор трилобитов. Ну и, конечно, на разных широтах слагаются разные типы пород и минералов. И если находится такой закономерный набор пород, то гипотеза о палеоширотах и окружающих донных ландшафтах получит неплохое подкрепление. Так, известняки осаждаются под тропическим солнцем и служат хорошим опознавательным знаком тропической зоны. Часто они накапливаются мощными слоями из затвердевших карбонатных илов, называемых арагонитом. Сегодня такие нужно еще хорошенько поискать — пожалуй, только на Багамах найдутся аналоги. Выбивать ископаемых из тропических известняков совсем непросто, это занятие кого угодно приведет в отчаяние: молоток безнадежно отскакивает от неподатливой поверхности. Набравшись немного опыта, уже находишь малейшие признаки присутствия трилобитов — там кусочек хвоста виднеется, а здесь обломочек щеки. А когда нужно отбить от скалы кусок породы с ценнейшим экземпляром, выколачиваешь камень миллиметр за миллиметром и проклинаешь природу, которая устроила трилобитовый панцирь и известняк из одного материала, кальцита. Я потерял два ногтя в такой вот схватке с известняком. Но зато в известняке трилобиты сохраняются лучше всего — если, конечно, удается их оттуда вытащить. С другой стороны древнего мира, у полюсов, известняков не было. Там накапливаются сланцы, и трилобитов из сланцев добыть сравнительно легко, но они редко оказываются столь же прекрасны, как в известняках. Таким образом, чтобы нарисовать картину трилобитового мира, у нас имеются типы осадочных пород, наборы характерных видов и есть магнитные полюса.

Представьте себя участником экспедиции инопланетных геологов, посетивших Землю через 200 млн. лет после того, как усилиями человечества планета стала безжизненной, континенты оголились, примерно как в ордовике. Но континентальные плиты продолжают свои перемещения, их движущие силы человечеству неподвластны. Теперь Австралия раскололась на три больших куска, как некогда распалась Пангея. Каждый кусок отправился своим маршрутом: один, например, к Африке, другой — к Антарктиде, а третий к Азии. И как пришельцу восстановить изначальный облик материка антиподов? Сначала придется определить единообразие геологических блоков на трех кусках. Потом коллекции окаменелостей (фоссилий) покажут тесные связи между фауной всех трех кусков — найдутся кенгуру, вомбаты, опоссумы, коалы и целый ряд других сумчатых, которые будут только там и больше нигде в мире. Объединенные на одной территории, они обретут семейный дом (здесь буквально лучше сказать — подклассный дом, ведь сумчатые — это подкласс млекопитающих).

И если тектонические события не затерли бы контуры материка, то можно было бы, как пазл, сложить три гипотетических фрагмента, чтобы краешки стыковались друг с другом.

И с трилобитами так же: мы словно прибыли из будущего, и перед нами загадочный мир. Можно возразить, что с Австралией и сумчатыми проще, потому что они живут на суше и, следовательно, по ним легче реконструировать материк, чем по животным, плавающим в морях и океанах. Это, безусловно, так. Но в ордовике моря были не похожи на современные, они обширно разливались по материкам, занимая гораздо большие площади, чем сейчас. И те мелководные моря были настоящим эволюционным котлом, в котором изготавливались аборигенные виды (их еще называют эндемичными, распространенными только в одном месте). Если бы Австралию сейчас со всеми ее пустынями и бесконечными кустарниками покрыло море, это как раз и было бы то древнее мелководье. Я собирал трилобитов в самом сердце Австралии, так далеко от обжитого края моря, что даже динго безбоязненно подходили поглазеть на меня. И в ордовике эти места были так же отдалены от края континента, как и теперь, — моря растекались необычайно свободно по континентальным платформам. Динго рассматривали меня с любопытством, а я с не меньшим любопытством рассматривал своих трилобитов, чудесных и невиданных: мы с трилобитами были чужаками в этом мире, хотя каждый на свой манер. С моего удобного наблюдательного пункта на невысоком всхолмии мне была далеко видна вся равнина, там на славу поработала эрозия, будто претворяя слова библейского Исайи: «Всякий дол да наполнится, и всякая гора и холм да понизятся, кривизны выпрямятся и неровные пути сделаются гладкими». Я без труда представлял себе, как на этих пустынных землях плещется море, и море я наполнил жизнью, поселив там трилобитов. В тех же породах найдены и самые древние рыбы (из тех, что известны современной науке) — тоже чужаки в этом мире. Некоторые местные трилобиты разительно отличаются от своих соплеменников, как кенгуру от других млекопитающих.

Теперь я попытаюсь нарисовать атлас ордовика, мою собственную Марра Mundi, возрастом 470 млн. лет (см. с. 231). Некоторые куски суши выглядят знакомо. Вот Лаврентия, ее очертания схожи с Северной Америкой и Гренландией, расположенных рядышком и в те давние времена. Но Лаврентия лежит на боку: экватор обнимает ее вдоль, а не поперек. Необычны (с точки зрения сегодняшней географии) и ее восточные области. Там пристроился западный кусочек Британских островов. Трилобиты с северо-запада Шотландии и запада Ирландии оказались такими же, как из Ньюфаундленда и Гренландии. А известняки с острова Скай (того самого, куда бежал Красавчик принц Чарли [41] ), осевшие под жарким древним тропическим солнцем, мало отличаются от известняков штата Нью-Йорк. С другой стороны, только западная часть Ньюфаундленда сравнима с Шотландией и Ирландией; со стороны канадского побережья на Северном полуострове, торчащем в море радостным перстом, находятся трилобиты, свидетельствующие о близости с Невадой и Оклахомой.

41

Карл Эдуард Стюарт (1720-1788) по прозвищу Красавчик принц Чарли, последний из династии Стюартов, после разгромной битвы при Каллодене в 1746 г. сбежал на остров Скай, переодевшись в женское платье.

В XIX в. новатор-палеонтолог Элкана Биллингс нашел и назвал множество ископаемых. Его трилобиты Bathyurellus и Petigurus из семейства Bathyuridae так же обычны для ордовикских слоев Лаврентии, как кенгуру для Австралии. Если они нашлись среди ископаемых, то наверняка вы стоите на древней Лаврентии. Так вот, на Ньюфаундленде они найдены только в западной части острова, а их современники из восточной части — совершенно другие. Шов, образовавшийся на месте древнего океана (его называют океан Япетус), проходит как раз между двумя сторонами острова. В раннем ордовике восточная и западная части острова находились друг от друга так же далеко, как сейчас Бразилия и Нигерия. А трилобиты Bathyuridae распространяются далеко к северу, до самой Шотландии и Гренландии. Шпицберген, мои геологические ясли, тоже был частью Лаврентии. Трилобиты Канадской Арктики, и на острове Элсмир, и на Аляске, и в западной Канаде, и во всей западной части США до великого бассейна Юты, Невады и Айдахо, и в Техасе, Оклахоме, до запада Аппалачей и штата Нью-Йорк, где вездесущий Чарльз Дулитл Уолкотт впервые описал трилобита Bathyurus, — везде и всюду одинаковы. Трудами дюжин палеонтологов Лаврентию изобразили на карте, выверяя ее безошибочными автографами трилобитов. Когда я через много лет после поездки по Ньюфаундленду приехал в Неваду, то под ароматной сенью колорадской сосны нашел тех же трилобитов, что и в Арктике, где на меня, невоспитанного, громко ругались полярные крачки, потревоженные бесцеремонным вторжением к их гнездовью. Это замечательное сходство доказывает, что в ордовике экватор проходил скорее вдоль североамериканской плиты, чем поперек, не так, как в сегодняшней географии. (Нужно признаться, что для иллюстрации положения древних континентов это самый простой пример.)

^{На этой карте показан ордовикский мир 485 млн. лет назад, воссозданный в том числе и по находкам трилобитов в разных частях света; на карте обозначены основные материки. Карта выполнена в меркаторской проекции, и на ней изображен древний экватор, линии широты и долготы. Верхняя карта предлагает сопоставление современных континентов с ордовикскими, а на нижней крестиками прорисованы линии широты на современных материках}

На другом конце климатического диапазона находится западная Гондвана. Это название означает «земля гондов [42] », и оно сыграло знаменательную роль в понимании Пангеи. Великий геолог Эдвард Зюсс использовал его, чтобы показать соответствие геологической специфики Южной Америки, Индии и Африки (а теперь, как мы знаем, и Антарктиды). Во время пермского периода они объединялись в единый континентальный массив, а затем разошлись по частям. Но Гондвана существовала и до пермских времен: у нее было свое, планетарное «коллективное бессознательное». Спаянные воедино во время позднего докембрия плиты фундамента Гондваны лишь вдвое моложе самой Земли. Неподатливые, неизменные, упорные, они пережили десятки планетных катаклизмов, искореживших широчайшие области земной коры. В учебниках, на которых я вырос, такие древние стабильные блоки называются щитами (например, Канадский щит), и мне думается, что это вполне подходящее название, потому что щит предназначен для защиты от нападения, должен помогать сопротивляться; и действительно по смыслу получается щит, только в масштабе планеты. В ордовике западная окраина Гондваны располагалась близко к Южному полюсу, а сам Южный полюс находился где-то в районе Северной Африки. Почти все южное полушарие — половину мира — занимал гигантский континент, такой огромный, что простирался от Южного полюса до экватора, проходившего через Австралию. Никакой из современных континентов не сравним с тем, ордовикским. Географию Гондваны выверяют по особому набору трилобитов, и они отличаются от Bathyuridae в Лаврентии.

42

Гонды — группа народностей, живущих на территории центральной Индии.

Третий континент известен как Балтика. На современной карте Балтика объединяет Норвегию, Швецию и прибалтийские страны — Литву, Латвию, Эстонию. К востоку Балтика простиралась до Уральских гор. Вспомним, что Урал отмечает край древнего континента, шов, который закалился в столкновении с Сибирью, когда из этой сшибки с Балтикой складывалась Азия. Но в ордовике Сибирь еще представляла собой отдельную плиту — все континентальные швы распущены, все застежки пока что расстегнуты. В 1975 г. вместе со шведским наставником по имени Торстейн Чернвик я изучал ордовикские пласты Балтики. Чернвик провел меня через серию небольших известняковых карьеров на юге Швеции, где слои залегали горизонтально и без всяких деформаций — ничто не тревожило эти породы в течение 450 млн. лет, пока не пришел туда я со своим молотком. Примечательным в этих карьерах было то, как спрессовалось в них геологическое время. В Уэльсе я привык к сотням метров темных глинистых пород, представляющих один-два миллиона лет накопления осадков. В Швеции половина всего ордовика — около 30 млн. лет — уместилась в один карьер. Целое подразделение ордовикской хронологической шкалы оказалось не толще печенья: говоря на нашем жаргоне, этот разрез оказался конденсированным (осадок накапливался очень медленно). Но все же трилобитов там было предостаточно, и они опять же отличались от тех, что я собирал на Ньюфаундленде. В породах во множестве попадались хвосты, похожие внешне на Ogygiocarella, но не родственные им; они принадлежали трилобитам Megistaspis. И ни намека на батиурид! Во время той моей поездки по Швеции Чернвику было уже не меньше 80. Он отлично говорил по-английски оборотами и идиомами из романов Пэлема Гренвила Вудхауза, поэтому его речь звучала очаровательным анахронизмом. Когда находился особенно красивый экземпляр Megistaspis, он восклицал: «Наипрелестнейше, дружище!», — а если он хотел донести до меня какую-то информацию, то говорил: «Вы позволите шепнуть вам словечко-другое?» [43] А в конце дня я неизменно слышал от него: «Доброй ночи, старина». Все, что я видел, свидетельствовало о том, что Балтика была отдельным континентом. При этом и сами типы пород, и трилобиты, а потом еще и палеомагнитные данные отправляли этот континент в умеренные широты, где-то между Лаврентией и Гондваной. Что же до трилобитов, они оказались совершенно бесподобными.

43

У Вудхауза так обычно обращались к симпатичным девицам. — Прим. авт.