ГРАНИЦА ДОКЕМБРИЯ И КЕМБРИЯ

Введение. Определение границы кембрия и докембрия. Томмотский ярус кембрия

В истории развития жизни на Земле было несколько событий, которые можно считать кардинальными. Не говоря уже о самом возникновении жизни, по поводу чего существует множество гипотез, очень важными в истории были:

— переход от прокариот (или безъядерных одноклеточных организмов) к эвкариотам (одноклеточным организмам с ядром);

— переход от одноклеточных организмов к многоклеточным;

— приобретение организмами возможности строить скелет.

Именно об этом последнем событии, произошедшем около 600 млн. лет тому назад, речь в нашей книге. Этот рубеж обычно в специальной литературе называется границей докембрия и кембрия.

Время, с которого организмы начали строить скелет и до нынешнего дня, называют фанерозоем. Именно эта фанерозойская история органического мира изучена наиболее достоверно, так как с момента появления скелетных организмов они стали легко захороняться в породах, и при геологических изысканиях специалисты обнаруживают остатки этих скелетов в больших количествах. Долгое время человечество черпало знания об истории органического мира, как правило только изучая органические остатки из пород фанерозойского возраста.

До последнего времени все курсы палеонтологии и исторической геологии во всем мире были снабжены информацией об эволюции жизни почти исключительно только по фанерозойской истории. Однако чем больше накапливался материал по самым ранним этапам фанерозоя, тем становилось все яснее исключительное богатство фауны начала кембрия. В последние годы стало ясно, что почти вое типы организмов, существующих ныне, существовали и тогда. Естественно, возник вопрос! «А были ли они раньше? И почему мы не находим их остатки в более древних слоях?».

Человеку, оценивающему продолжительность различных явлений в масштабе времени своей жизни, очень трудно воспринимать миллионы и миллиарды лет. Однако для представления о темпах изменений в органическом мире нам придется фактор времени рассматривать именно в таких категориях, как миллионы и миллиарды лет. Сколь велики эти цифры, можно представить себе исходя из некоторых сравнений.

Человечество от момента своего появления на Земле прошло всю свою историю всего чуть более чем за 1 млн. лет, а первая жизнь на Земле появилась более 3—3,5 млрд. лет тому назад. Известные всем мамонты давно вымерли, но это было всего лишь около 10 тысяч лет назад, а знаменитые динозавры исчезли с лица Земли около 65—70 млн. лет назад.

Но вернемся к границе кембрия и докембрия. Уместно, вероятно, вспомнить, что сегодня понятие «граница докембрия и кембрия» для всех геологов и палеонтологов имеет вполне определенный реальный осязаемый смысл. Это произошло потому, что ученые смогли выработать принцип ее проведения и в настоящее время озабочены лишь выбором наилучшего стандарта в одном из районов мира. Но если вернуться на 20—25 лет назад, то картина была совершенно иной.

На специальном симпозиуме в Париже в 1957 г. собрались крупнейшие в мире знатоки стратиграфии и палеонтологии позднего докембрия и раннего кембрия. Было высказано много самых различных вариантов возможного распознания этой границы. Причем более всего говорилось о необходимости учитывать различного рода геологические явления, такие, как угловые несогласия, перерывы, ледниковые отложения, и меньше всего надежд было на палеонтологический метод. Были лишь редкие энтузиасты в лице французов Г. А. Шубера и П. Юпе и американца Г. Виллера, которые призывали отдать должное палеонтологическим данным.

Заключение симпозиума в Париже было крайне пессимистично. В решениях было записано, что симпозиум не считает себя компетентным предложить эталон серии, где вопрос о нижней границе кембрия может быть решен однозначно, и вообще не считает возможным решить этот вопрос хоть в какой-то мере в настоящее время.

Но последующие 10 лет привели к кардинальным изменениям в отношении специалистов к проблеме кембрия и докембрия. В 1962 г. группа совсем молодых советских специалистов из Геологического института АН СССР, проанализировав материал, предположила, что проблема значительно проще, чем она казалась умудренным опытом специалистам.

Во-первых, показали они, только палеонтологический метод может быть использован при решении этой проблемы. И во-вторых, они показали, что существует рубеж, на котором очень многие группы ископаемых приобретают возможность строить скелет, и, таким образом, этот рубеж хорошо распознается и может быть принят за искомую границу. Старшие коллеги говорили, что такая простота решения проблемы свойственна молодости и что, вероятно, дело обстоит, конечно, много сложнее.

В 1966 г. акад. В. В. Меннер писал, что «нет и двух специалистов, которые имели бы но этому вопросу общее мнение» (имеется в виду вопрос о границе кембрия и докембрия), В. В. Меннер очевидно был прав и не прав одновременно. Мнения, действительно, у ученых сильно расходились, но эти молодые специалисты имели тогда безусловно одно мнение. В том же году вышла их совместная монография, а уже в следующем, 1967 г., на Всесоюзном совещании в Уфе по поводу доклада о границе кембрия и докембрия, сделанного этими специалистами, было сказано, что это настолько очевидно, что не стоит ломиться в открытые двери.

Но представления советских исследователей по этому поводу в то время еще не разделяли их зарубежные коллеги. В 1966 г. во время моего пребывания в Англии тогдашний президент кембрийской подкомиссии Международной стратиграфической комиссии Джеймс Стабблфилд, обсуждая результаты исследований, проведенных в СССР, предложил организовать международную экскурсию в Якутию, где находились наилучшие разрезы переходных толщ от докембрия к кембрию. Он считал, что правота выводов, сделанных советскими специалистами, должна быть подтверждена фактическим показом на месте. Скепсис зарубежных специалистов только теперь может быть понят, поскольку в те годы, в том числе и во время Парижского симпозиума, не были известны материалы по Сибири, Монголии, Китаю и Ньюфаундленду. О том, что именно в этих регионах находятся наиболее представительные разрезы, ученые всего мира узнают лишь позднее, в 70-е и 80-е годы.

Серьезной вехой в истории исследований по границе кембрия и докембрия был выход в свет крупной монографии советских специалистов «Томмотский ярус и проблема нижней границы кембрия», В этой книге были описаны многочисленные материалы по Сибири, включая всю древнейшую фауну, и проанализирован существовавший на то время весь мировой материал. Эта работа стала настольной книгой всех исследователей, советских и зарубежных, занимающихся проблемой границы кембрия и докембрия. Именно в этой работе были сформулированы все основные теоретические положения, положенные позднее в основу решений Международной рабочей группы по границе кембрия и докембрия, созданной в 1972 г. в Монреале на Международном геологическом конгрессе по инициативе академиков В. В. Меннера, Б. С. Соколова и проф. М. Глесснера. Пройдет еще более 10 лет, и эту книгу переиздадут в США, и зарубежные специалисты будут называть ее «наша библия».

Начиная с 1973 г., когда Международная рабочая группа впервые посетила сибирские разрезы, была проделана огромная исследовательская работа как самой Рабочей группой, так и национальными рабочими группами. В 1979 г. в Кембридже и в 1983 г. в Бристоле были подведены итоги и сформулированы основные принципы проведения границы. Уровень стал всем ясен, и осталось выбрать эталонный разрез. А претендентов после долголетней селекции осталось только три: Сибирь, Ньюфаундленд и Китай. Но, как понимает читатель, выбор эталона — это уже задача, далеко выходящая за рамки просто научной задачи. При выборе стратиграфических эталонов играют роль различные мотивы, такие, как доступность, сохранность и т. д.

В заголовке книги приведена цифра 600 млн. лет тому назад. Но читатель должен отнестись снисходительно к этой цифре, так как до сих пор не очень ясна реальная абсолютная датировка границы кембрия и докембрия, и разница в представлениях составляет до 70 млн. лет, а может быть, и даже несколько больше.

В наиболее известных последних учебниках, сводках и руководствах была принята цифра 570 млн. лет. Но это некое усредненное представление, которое скорее отражает наше временное восприятие этого рубежа, чем реальное положение вещей.

Самым сложным моментом в датировке границы кембрия и докембрия было то, что цифры, полученные по породам, реально находящимся на границе кембрия и докембрия, в классических разрезах Сибири признавались недоброкачественными и действительно составляли 520—530 млн. лет, что обычно считалось уже низами среднего кембрия. Другие же значения, близкие к 570—550 млн. лет, как правило, были получены из пород, стратиграфическое положение которых было недостаточно хорошо доказано.

Долгое время на основании исследований верхов юдомия (венда), непосредственно подстилающего томмотский ярус кембрия, существовала тенденция к удревнению возраста границы. Ряд исследователей считали, что граница проходит где-то в пределах 600 млн. лет.

Однако в самое последнее время стали развиваться две совершенно противоположные тенденции. По материалам из Китая, где также находится один из лучших разрезов переходных толщ от докембрия к кембрию, китайские и австралийские ученые стали получать цифры более 600 млн. лет, причем относящиеся уже даже к относительно более молодым отложениям, чем томмотские. Эти данные были получены с помощью самых современных радиоизотопных методов (Rb/Sr) и вызвали полную растерянность среди исследователей. Правда, вскоре к этим цифрам стали относиться более скептически, ставя под сомнение методическую сторону исследований.

Самые последние опубликованные результаты несколько более обычны. Для аналогов томмотского яруса приводятся значения 602±15 млн. лет, а для атдабанского — 568—573±7—32 млн. лет.

В то же самое время группа исследователей во главе с французским ученым Ж. Одэном стала доказывать, что граница кембрия и докембрия проходит в пределах 530— 540 млн. лет. Ж. Одэн и его коллеги вернулись снова к старому методу определения возраста К/Ar по глаукониту (минерал из группы слоистых силикатов), «реанимировали» его, показав, что при соблюдении определенных условий этот метод может давать очень точные результаты.

Не вдаваясь в обсуждение самого метода, отметим, однако, что материал, использованный Ж. Одэном, со стратиграфической точки зрения вызывает большие сомнения. В большинстве случаев, если не во всех приводимых этой группой исследователей, невозможно доказать, что определения относятся к отложениям собственно пограничных отложений верхов венда и томмотского яруса. Более того, датировки, приводимые этими исследователями, говорят скорее о возрасте крупных тектонических перестроек, которые происходили в послетоммотское время на обширных территориях Северной Европы и, естественно, не могли не повлиять на смежные регионы. А именно данные по Европе и Северной Африке лежат в основе рассуждений Ж. Одэна и его коллег.

Таким образом, сегодня вопрос о реальной датировке границы кембрия и докембрия, как и прежде, остается нерешенным. Цифра 570 не была поколеблена, но и цифра 600 с той же степенью достоверности (или, вернее, недостоверности) может быть принята. Сегодня лишь ясно, что цифры 630—650 указывают уже заведомо на венд (таких данных вполне достаточно), а цифры 540—530 — на кембрий (и таких данных тоже уже весьма достаточно).

Я обсуждаю здесь ситуацию с датировками границы кембрия и докембрия не только потому, что было бы интересно знать точную цифру, но и для того, чтобы показать еще раз, что калибровка стратиграфических подразделений и определение границ с помощью геохронологии («абсолютного возраста») не может быть произведена. Все цифры абсолютного возраста нужны нам лишь для того, чтобы прикинуть временной масштаб явлений в истории Земли и органического мира, которые мы обсуждаем.