Рассказ Слоновой Птицы

Рассказ Слоновой Птицы

Из рассказов «Арабские ночи» образ, наиболее сильно взбудораживший мое ребяческое воображение, был птицей Рух, с которой сталкивается Синдбад-мореход, впервые увидевший эту чудовищную птицу, словно облако, охватившее солнце:

Я слышал прежде от паломников и путешественников, что на неком острове есть огромная птица, называемая «птицей Рух», которая кормит своих детей слонами.

Легенда о птице Рух (rucke или rukh) появляется в нескольких историях «Арабских ночей» – две с участием Синдбада и две с Абд Аль-Рахманом. Она упоминалась Марко Поло как живущая на Мадагаскаре, и посланцы короля Мадагаскара, как говорили, подарили китайскому Хану перо птицы Рух. Майкл Драйтон (Michael Drayton , 1563-1631) взывал к имени чудовищной птицы, противопоставляя ее часто упоминаемому крошечному крапивнику:

 Все крылатые существа, когда-либо известные людям,

 От огромной Рух до маленького Крапивника...

Каково происхождение легенды о птице Рух? И если это – чистая фантазия, откуда периодически повторяющаяся связь с Мадагаскаром?

Ископаемые из Мадагаскара говорят нам, что гигантская птица, эпиорнис или слоновая птица, Aepyornis maximus, жила там, возможно, еще до семнадцатого века (Фактически было несколько родственных видов в двух родах, Aepyornis и MiilliToniis. A. maximus, как предполагает его название, являлся видом, наиболее заслужившим право называться слоновой птицей.), хотя более вероятно, около 1000 года нашей эры. Слоновая птица, наконец, погибла, возможно, частично из-за людей, крадущих ее яйца, которые были до метра в обхвате (Не в диаметре – это не столь же удивительно, как звучит.) и могли предоставить столько же пищи, как 200 куриных яиц. Слоновая птица была три метра высотой и весила почти половину тонны – целых пять страусов. В отличие от легендарной птицы Рух (которая использовала свой 16-метровый размах крыльев, чтобы унести Синдбада в небо, так же как слонов), настоящая слоновая птица не могла летать, и ее крылья были (относительно) маленькими, как у страуса. Но, несмотря на родство, было бы неправильно представлять ее как увеличенного страуса: она была более крепкой, крупной птицей, своего рода крылатым баком с большой головой и шеей, в отличие от тонкого перископа страуса. Учитывая то, как охотно увеличиваются и раздуваются легенды, эпиорнис – вероятный прародитель птицы Рух.

Слоновая птица была, вероятно, вегетарианкой, в отличие от вымышленной громадной птицы Рух, и в отличие от более ранних групп гигантских хищных птиц, таких как семейство фороракосов в Новом Свете. Они могли вырастать до такой же высоты, что и эпиорнис, с ужасно крючковатым клювом, который, как будто в оправдание их прозвища «крылатый тираннозавр», выглядит способным проглотить целиком адвоката среднего размера. Эти чудовищные подъемные краны кажутся на первый взгляд лучшими кандидатами на роль ужасающей птицы Рух, чем эпиорнис, но они вымерли слишком давно, чтобы породить легенду, и в любом случае Синдбад (или его реальные арабские прототипы) никогда не посещали Америки.

Они умерли, и нет моа.

Сэр Ричард Оуэн (Richard Owen) со скелетом динорниса, гигантского моа. Оуэн, которому мы обязаны термином «динозавр», был первым, кто описал моа. 

Слоновая птица Мадагаскара – самая тяжелая из всех известных живших когда-либо птиц, но она не была самой длинной. Некоторые виды моа могли достигать высоты 3.5 метров, но только с поднятой шеей, как у модели Ричарда Оуэна. В жизни они, похоже, обычно держали голову лишь немного выше спины. Но моа не мог породить легенду о птице Рух, ибо Новая Зеландия также была далеко за пределами познаний Синдбада. Приблизительно десять видов моа существовало в Новой Зеландии, и они варьировали по величине от индейки до страуса двойного размера (Киви меньше, чем индюки, но больше не рассматриваются как карликовый моа. Как мы увидим, они – более близкие кузены страусов эму и казуаров и прибыли позже из Австралии.), моа – экстремальные среди бескрылых птиц, у них вообще отсутствуют даже следы крыльев, и даже скрытые остатки костей крыльев. Они процветали на северных и южных островах Новой Зеландии до недавнего вторжения народа маори приблизительно в 1250 году нашей эры. Они были легкой добычей, несомненно, по той же причине, что и дронт. За исключением (вымершего) орла Хааста, наибольшего из когда-либо живших орлов, они не знали хищников в течение десятков миллионов лет, и маори убили их всех, съедая наилучшие части и отказываясь от остальных, что противоречит, не впервые, желаемому мифу о благородном дикаре, живущем в почтительной гармонии со своей окружающей средой. Ко времени прибытия европейцев, спустя всего несколько столетий после прибытия маори, умер последний моа. Легенды и невероятные истории наблюдений сохраняются по сей день, но надежда существует очень слабая. В словах печальной песни, спетой с жалобным новозеландским акцентом:

Нету моа, нету моа

В старой Ао-теа-роа (Маорийское название Новой Зеландии.)

Не найдешь их.

Не встретишь их;

Они умерли, и нету моа!

Слоновые птицы и моа (но не хищные фороракосы, не различные другие вымершие бескрылые гиганты) относились к страусовым, древнему семейству птиц, которое сейчас включает южноамериканских страусов, австралийских страусов эму, казуаров Новой Гвинеи и Австралии, киви Новой Зеландии и страусов, ограниченных сейчас Африкой и Аравией, но ранее обычных для Азии и даже Европы.

Я восхищаюсь силой естественного отбора, и мне доставило бы удовольствие сообщить, что страусовые развили свою бескрылость по отдельности в различных частях мира, что соответствует содержанию «Рассказа Дронта». Другими словами, мне понравилось бы, если бы страусовые оказались искусственной группой, доведенные до внешнего подобия параллельными давлениями в различных местах. Увы, это не так. Настоящий рассказ о страусовых, который я приписываю слоновой птице, совсем иной. И я должен сказать, что он, в конечном счете, оказался, по своей сути, еще более очаровательным. «Рассказ Слоновой Птицы» вместе с его эпилогом является рассказом о Гондване и о дрейфе континентов или, как это теперь называют, тектонике плит.

Страусовые – действительно естественная группа. Страусы, эму, казуары, нанду, киви, моа и слоновые птицы действительно более близко связаны друг с другом, чем с любыми другими птицами. И их общий предок был также бескрылым. Вероятно, он изначально потерял свои крылья, следуя веским доводам «Рассказа Дронта», после перелета из Гондваны на некий давно забытый остров. Но это было прежде, чем страусовые разделились на отдельные формы, потомков которых мы теперь обнаруживаем на различных южных континентах и островах. Кроме того, раскол страусовых с остальными птицами чрезвычайно древний. Страусовые – истинно древняя группа в следующем смысле. Выжившие птицы распадаются на две группы. С одной стороны – страусовые и скрытохвосты (группа южноамериканских птиц, которые могут летать). С другой стороны– все остальные выжившие птицы, объединенные вместе. Итак, если Вы – птица, то Вы – или страусовое/скрытохвост, или Вы среди всех остальных, и разделение между этими двумя категориями – самый древний раскол среди выживших птиц (Я должен сказать «выживших птиц», потому что есть несколько групп вымерших птиц (включая бескрылые и летающие формы), родственные связи которых лежат за пределами всех современных птиц.).

Поэтому страусовые являются естественной группой, с общим страусовым предком, который был также бескрылым. Это не отрицает того, что более ранний предок всех страусовых летал. Конечно, он летал, иначе, почему у них (у большинства из них) имеются остаточные крылья (Есть даже ископаемые свидетельства в форме Lithornis, летающем родственнике страусообразных, который жил в Северной Америке в палеоценовую и эоценовую эпоху.)? Но последний общий предок всех выживших страусовых уже имел уменьшенные до коротких остатков крылья прежде, чем его потомки разветвились на различные группы страусовых, которые мы видим сегодня. Это лишает нас привычного по «Рассказу Дронта» представления о предках, летящих через море к отдаленным землям и затем, каждый независимо, теряющих свои крылья. Страусовые достигли своих теперешних родных сторон, не используя преимуществ полета. Как они там оказались?

Они шли. Всю дорогу (За вероятным исключением киви, как мы увидим.). Как это возможно? Это – главный вопрос «Рассказа Слоновой Птицы». Моря не было – не было через что переправляться. Мы теперь знаем, что отдельные континенты были объединены, и большие бескрылые птицы шли, не замочив ног.

Когда я был маленьким ребенком в Африке, мой отец радовал мою маленькую сестру и меня сказками на ночь. Когда мы лежали под нашими противомоскитными сетками и пристально глядели на его люминесцентные наручные часы, он рассказывал о «бронкозавре», который жил даааааааалеко в местах, называемых «Гонвонки-лэнд». Я позабыл обо всем этом, пока, намного позже, не узнал о большом южном континенте Гондвандлэнд.

Сто пятьдесят миллионов лет назад Гондвандлэнд, или Гондвана («Гондвандлэнд»  раскритиковано как тавтология, потому что «vana» на санскрите означает «земля» (на самом деле «лес»). Я не буду использовать это название. Но у него есть достоинство различать гигантский континент и центральный штат Индии Мадхья-Прадеш, где живут гонды, который все еще называют Гондваной, и который дал название геологической системе Гондвана.), состоял из всего того, что мы теперь знаем как Южная Америка, Африка, Аравия, Антарктида, Австралазия, Мадагаскар и Индия. Южный край Африки касался Антарктиды и был наклонен «вправо». Поэтому существовал треугольный промежуток между восточным побережьем Африки и северным побережьем Антарктиды – но это не был настоящий промежуток, потому что он был занят Индией. Индия была в те дни отделена от остальной части Азии (Лавразии) океаном Тетис, центр которого сейчас примерно соответствует современному Индийскому океану, и чьи самые западные границы превратились в теперешнее Средиземное море. Мадагаскар устроился между Индией и Африкой, с которыми был соединен с обеих сторон. Австралия с Новой Гвинеей и зачаточной Новой Зеландией также была соединена с Антарктидой далее по побережью от Индии.

Но Гондвана скоро разделилась. Вы можете догадаться, к чему клонится рассказ. Если страусовые птицы сперва бродили по Гондване, они могли прийти в любое из мест, где они позже жили, из любого другого. Ископаемые страусовые были найдены даже в Антарктиде, которая, как мы знаем по ископаемым растениям, была в то время покрыта теплым, субтропическим лесом. Предки страусовых свободно бродили по всему континенту Гондвана, не подозревая, что их родине суждено быть расколотой на куски, отделенные тысячами миль океана. 

Земля в верхнем юрском периоде, приблизительно 150 миллионов лет назад [257]. Суперконтинент Пангея разделен на Лавразию (на севере) и Гондвану (на юге), и Атлантический океан начал формироваться. Сама Гондвана почти развалилась. Климат был очень теплым.

Когда она действительно распалась, страусовые последовали за ней. Они оказались на отличном плоту. Но их плот не был часто упоминаемым обломком мангрового дерева. Это была та же земля под ногами. И у них было много времени, чтобы эволюционировать в отдельных направлениях на своих обособленных, расступающихся землях.

Распад произошел довольно внезапно и взрывоподобно по стандартам геологического времени. Приблизительно 150 миллионов лет назад Индия (все еще с присоединенным Мадагаскаром) начала отрываться от Африки. Поскольку разрыв между Африкой и Индией/Мадагаскаром расширялся, примерно 140 миллионов лет назад открытое море начало возникать между другой стороной Индии и Антарктидой и между Австралией и Антарктидой. Немного позже Южная Америка начала отходить от западной стороны Африки, и 120 миллионов лет назад их разделил очень длинный, узкий и угловатый канал. Последнее место, через которое можно было пройти, было там, где Западная Африка едва цеплялась нитью за то, что теперь является Бразилией. К тому времени такой же длинный, узкий канал открылся между Антарктидой и нынешним южным побережьем Австралии. Приблизительно 80 миллионов лет назад Мадагаскар откололся от Индии и остался приблизительно в своем нынешнем положении, в то время как Индия начала эффектно быстро перемещаться на север и, в конечном счете, врезалась в южное побережье Азии и подняла Гималаи. В течение того же периода другие обломки Гондваны продолжали расходиться, каждый перевозил своих определенных страусовых пассажиров – предков нанду на новом южноамериканском континенте, предков слоновой птицы в Индии/Мадагаскаре, предков эму в Австралии, предков страусов в..., но нет, давайте отложим тот вопрос.

Ископаемые растения говорят нам, что в меловом периоде Антарктида была субтропической, покрытой буйной растительностью и прекрасным местом для жизни животных. Недостаток фактически найденных ископаемых не говорит о недостатке соответствующих животных; столь богатая растительность, должно быть, поддерживала такую же богатую фауну. Как я уже упомянул, среди немногих ископаемых животных, которые были найдены – большие страусовые, некоторые из них такие же большие, как моа, и кажется вероятным, что эти птицы изобиловали в меловом периоде в Антарктиде. Не обязательно являясь Большим Центральным Пунктом страусовых, Антарктида обеспечила мягкий и благоприятный для страусовых сухопутный мост, связывающий Африку и Южную Америку на одной стороне мира с Австралией и Новой Зеландией на другой, а также с Индией/Мадагаскаром.

С точки зрения блуждающего предка страусовых, не имело значения, что его собственная часть континента отделилась от остальной Гондваны. Не имело значения, что это – последняя возможность все еще перейти через разрыв. Например, 100 миллионов лет назад Африка была значительно отделена от Антарктиды на юге и от Индии/Мадагаскара на востоке. С этой точки зрения Африка уже была островом. Она также была значительно отделена от Южной Америки почти по всей длине своего западного побережья. Но все еще существовал протяженный мост между южным краем западноафриканского выступа и частью того, что теперь является Бразилией. Это был последний момент контакта между предками нанду и остальной частью того, что когда-то было Гондваной. У нас есть и другие даты последнего контакта между различными элементами гондванской континентальной диаспоры.

Есть ли соответствие между датами, когда различные континенты и острова раскололись географически, и датами, когда, согласно молекулярным генетическим свидетельствам, соответствующая линия страусовых птиц откололась эволюционно? Или, если это сложный вопрос, по крайней мере, совместимы ли друг с другом две системы отсчета времени? Да, это так. И (за исключением киви и, в интересном смысле, до которого я дойду, страуса) они несовместимы с альтернативной гипотезой, что страусовые были распространены на своих прежних массивах суши после того, как эти массивы суши отделились друг от друга.

Алан Купер и его коллеги из Оксфорда, которых мы встретили в «Рассказе Дронта», сравнили молекулярную генетику всех страусовых птиц. Сделать это для живущих птиц легко. Вы просто берете образцы крови в зоопарке у страусов, эму и остальных. Действительно, множество секвенций было обнародовано в технической литературе. Но команда Купера достигла новой удачи в секвенировании митохондриальной ДНК двух родов моа и слоновой птицы, для чего у них были только старые кости, заимствованные из музеев. Замечательно, команда справилась, соединив вместе весь митохондриальный геномом обоих родов моа, хотя они были, по крайней мере, 700 лет как мертвы. Материал от слоновых птиц сохранился не так хорошо, но, тем не менее, им удалось секвенировать некоторое количество ДНК слоновой птицы. Эти древние последовательности ДНК можно было затем сравнить друг с другом и с другими последовательностями сохранившихся страусовых. Метод молекулярных часов позволил им определить приблизительные даты в эволюционном расхождении страусовых.

Было бы хорошо иметь возможность сказать, что молекулярные расколы среди страусовых на самом деле точно совпадают с географическими расколами между их родинами. К сожалению, датирование было не достаточно точным, чтобы в этом убедиться. Помните также, что прыжки между островами оставляют право выбора даже для бескрылых животных долгое время после того, как их континенты разошлись, таким образом, точный момент, когда различные части Гондваны отдалились друг от друга, не является слишком существенным. Бескрылые птицы, в конце концов, являются не более бескрылыми, чем млекопитающие, такие как обезьяны и грызуны, которые так или иначе переправились из Африки в Южную Америку, или игуаны, унесенные ураганом к Ангилье. Сделать это тяжелее, Гондвана раздробилась на большинство своих частей почти одновременно (снова же, употребляя это слово в его геологическом смысле, «плюс-минус несколько миллионов лет»). То, о чем молекулярные последовательности теперь позволяют нам говорить с уверенностью – что предковые расколы страусовых очень древние – достаточно древние, чтобы быть полностью совместимыми с представлением, что их предки уже находились на своих отдельных родинах Южного полушария, когда те разделились.

Вот лучшее предположение о том, что случилось. Представьте Антарктиду как единое целое, от которого откалываются другие континенты. Конечно, континенты откалывались друг от друга также, но это помогает иметь точку привязки, а Антарктида удобно располагается в центре, что облегчает мысленное представление. Более того, как мы видели, в течение времени, которое имеет значение для нашего рассказа, в меловой период, охватывающий примерно по 40 миллионов лет с обеих сторон от отметки 100 миллионов лет, Антарктида ни в коем случае не была замерзшей пустыней, какова она теперь. Не потому ли, что Антарктида находилась в более мягких широтах? Нет, она располагалась лишь немного северней своего нынешнего положения. Она была теплой, потому что б очертания в те дни, случайно оказалось, направляли теплые потоки от тропиков к высоким южным широтам, более эффектным маршрутом, чем тот, благодаря которому Гольфстрим сейчас благоприятствует пальмам в Западной Шотландии. Одним из последствий распада Гондваны было то, что теплый поток больше не был направлен на юг. Антарктида вернулась к ледяному климату, соответствующему ее широте, и с тех пор была холодной (Может показаться странным, но самые южные области все еще проводили существенную часть года в темноте. По-видимому, это привело ко всем видам поведенческой адаптации, для которых нет никаких современных аналогов в нынешних высоких широтах, связанных  с крайним холодом.).

Итак, в Антарктиде в то время было много страусовых. Остальная часть рассказа ясна. Южная Америка была уже полностью заселена предками нанду. Новая Зеландия отдалилась от Антарктиды приблизительно 70 миллионов лет назад, неся предков моа в виде груза. Молекулярные свидетельства говорят, что моа уже отклонились от других страусовых приблизительно 80 миллионов лет назад. Австралия потеряла контакт с Антарктидой приблизительно 56 миллионов лет назад. Это согласуется с молекулярными данными, что моа откололись от других страусовых ранее (82 миллиона лет), чем австралийские страусовые, эму и казуар, отколовшиеся друг от друга приблизительно 30 миллионов лет назад. Вероятно, киви – одно из исключений к правилу, что страусовые птицы повсюду шли пешком. Они не связаны близко с моа. Они сходны с австралийскими страусовыми и, по-видимому, прыгали с острова на остров от Австралии до Новой Зеландии через Новую Каледонию. Что касается слоновой птицы, она осталось на Мадагаскаре после того, как Индия оторвалась 75 миллионов лет назад, и пребывала там до появления человека.

Я говорил, что я вернусь к страусу. Начиная приблизительно с 90 миллионов лет назад, стало больше невозможно переправляться по суше из Африки в любую другую часть бывшей Гондваны. Могло показаться, что это был последний момент, когда страус, будучи африканской птицей, возможно, отклонился от остальных страусовых. Фактически, однако, молекулярные данные говорят о том, что линия страусов отклонилась позже, приблизительно 75 миллионов лет назад. Как это может быть?

Доказательство немного замысловато, поэтому позвольте мне повторить вопрос. Географические факты свидетельствуют, что Африка была уже отделена от остальной части бывшей Гондваны примерно 90 миллионов лет назад, однако молекулярные свидетельства говорят, что страус откололся от других птиц Гондваны приблизительно 75 миллионов лет назад. Где были предки страуса во время этих промежуточных 15 миллионов лет? По-видимому, не в Африке, по причине, которую мы только что выяснили. Они, возможно, находились где-то в другой части Гондваны, потому что все другие куски – Южная Америка, Австралия, Новая Зеландия и Индо-Мадагаскар, оставались связанными друг с другом, хотя бы через Антарктиду и хотя бы протяженными сухопутными мостами.

Как, тогда, современным страусам удалось очутиться в Африке? У Алана Купера есть остроумная теория. Индия/Мадагаскар оставались связанными с Антарктидой широким сухопутным мостом, названным Кергеленским Плато (сейчас покрытым водой), до 75 миллионов лет назад, когда оторвалось то, что является теперь Шри-Ланкой. До того момента предки страуса и слоновой птицы были все еще в контакте с Антарктидой – и, следовательно, с остальной частью Гондваны, кроме Африки, которая отделилась ранее. Купер полагает, что предки страуса и слоновой птицы были в Индии/Мадагаскаре во время этого разделения. Согласно этой гипотезе, мы можем расценить 75 миллионов лет как последний момент, когда линия страуса и слоновой птицы, возможно, откололась от других страусовых, и это хорошо согласуется с молекулярными свидетельствами. Затем, приблизительно 5 миллионов лет спустя, Индия отделилась из Мадагаскара, взяв с собой в путешествие тех, кто должны были стать страусами, и, оставив тех, кто должны были стать слоновыми птицами.

Пока неплохо. Но мы все еще не разгадали загадку, с которой началась эта часть нашего рассказа. Если предки страуса укрылись на тогдашнем острове Индия, как они, наконец, добирались до Африки? Теперь мы переходим к заключительной части теории Купера. Индия, как вы помните, после отделения от Мадагаскара поспешила на север, в свое нынешнее положение части Азии. Купер полагает, что она несла с собой предков страусов, которые воспользовались столкновением, чтобы вылиться в Азию. Затем, однажды в Азии, линия страусов разветвилась большой петлей на север. В Аравии все еще есть страусы, и имеются ископаемые страусы в Азии, включая Индию, и даже в Европе. В те времена, как и теперь, Африка была соединена с Азией через Аравию, и этим маршрутом страусы, наконец, пришли, возможно, около 20 миллионов лет назад в Африку, где мы теперь их и встречаем. Согласно Куперу, предки страусов ни в коем случае не были единственными животными, поймавшими индийский паром в Азию. Он полагает, что груз индийских животных из Гондваны играл главную роль в переколонизации Азии после катастрофы, которая убила динозавров.

Легенда о птице Рух, невероятной большой птице, способной переносить слонов, является чудом из детства. Но разве реальная история о том, как перемещались сами континенты на тысячи миль, не большее чудо, более достойное взрослого воображения? Мы ожидаем подробностей в эпилоге к этому рассказу.

Эпилог к «Рассказу Слоновой Птицы»

Теория тектоники плит, как ее теперь называют – одна из историй успеха современной науки. Когда мой отец занимался в Оксфорде в 1930-ых, теория, которую тогда назвали дрейфом континентов, была широко, хотя не повсеместно, высмеяна. Она была связана с немецким метеорологом Альфредом Вегенером (Alfred Wegener, 1880–1930), но и другие предлагали нечто подобное до него. Некоторые заметили достаточное соответствие восточного побережья Южной Америки и западного побережья Африки, но его в основном списали на совпадение. Было несколько еще более поразительных совпадений в распределениях животных и растений, которые должны были объясняться постулированием сухопутных мостов между континентами. Но ученые главным образом думали, что изменения на карте обусловлены уровнем моря, колеблющимся вверх и вниз, а не самими континентами, дрейфующими в стороны. Название «Гондвана» было первоначально выдумано для континента, состоящего из Африки и Южной Америки в их нынешних положениях, но с осушенной Южной Атлантикой. Идея Вегенера, что дрейфовали сами континенты, была намного более революционной и спорной.

Даже когда я был студентом, в 1960-ых вместо 1930-ых, это не был простой вопрос. Чарльз Элтон (Charles Elton), старый Оксфордский эколог, читал нам лекцию по этой теме. В конце своей лекции он поставил на голосование (я сожалею, что высказал свое мнение, потому что демократия – не лучший способ установить правду), и я думаю, мы разделились более или менее поровну. Все изменилось вскоре после того, как я получил высшее образование. Вегенер, оказывается, был намного ближе к правде, чем большинство его современников, которые его высмеивали. Главное, что он понимал превратно, было существование континентальных массивов, плавающих в полужидкой мантии и бороздящих ее, как плоты море. Современная теория тектоники плит рассматривает всю поверхность Земли – океанского ложа, а также видимых континентов – как ряд плит. Континенты – толстые, менее плотные части плит, которые выпирают в атмосферу, формируя горы, и вниз в мантию. Границы плит, как правило, находятся под морем. Действительно, мы поймем теорию лучше, если забудем все о море: сделаем вид, что его нет. Мы вернем его, чтобы затопить низменности позже.

Плиты не бороздят ни море, ни воду, ни расплавленные породы. Вместо этого вся поверхность Земли покрыта плитами, скользящими по поверхности, иногда ныряющими под другую плиту в процессе, известном как субдукция. Когда плита перемещается, она не оставляет бреши позади себя, как предполагал Вегенер. Вместо этого «бреши» непрерывно заполняются новым веществом, поднимающимся из глубоких слоев мантии Земли и предоставляющими материал для плит, в процессе, названном расширением океанического дна. До некоторой степени плита кажется слишком неудачной метафорой: лучшая метафора – ленточный конвейер или бюро с выдвижной крышкой. Я поясню это, используя самый изящный, самый ясный пример – Срединно-Атлантический рифт.

Срединно-Атлантический рифт – подводный каньон 16 000 километров длиной, который змеится на юг в огромном S-образном изгибе от середины Северной до Южной Атлантики. Рифт – зона вулканического подъема. Расплавленная порода поднимается из глубин мантии. Затем она течет в стороны на восток и запад, как два бюро с выдвижными крышками. Крышка, выдвигающаяся на восток, толкает Африку прочь от середины Атлантики. Крышка, выдвигающаяся на запад, толкает Южную Америку в другом направлении. Именно поэтому эти два континента отодвигаются друг от друга со скоростью приблизительно один сантиметр в год, что является, как кто-то образно заметил, скоростью, с которой растут ногти, хотя скорости движения отличаются от плиты к плите. Это действует та же сила, которая изначально расталкивала их, когда раскалывалась Гондвана. Существуют подобные зоны вулканического подъема в ложе Тихого и Индийского океанов и в различных других местах (хотя их иногда называют возвышенностями, а не рифтами). Эти обширные океанские рифты – двигатели движения плит.

Выражение «толкать», однако, чрезвычайно обманчиво, если оно предполагает, что поднятие океанского ложа «толкает» плиту сзади. Действительно, как может объект, столь же массивный, как континентальная плита, перемещаться, будучи толкаемым сзади? Не может. Скорее, кора и верхняя часть мантии перемещаются циркулирующими ниже потоками расплавленной породы. Плита не столько толкается сзади, как тянется потоком жидкости, в которой она плавает, буксируемая с нижней стороны всей поверхности плиты.

Доказательство тектоники плит изящно аргументировано, и теория теперь доказана вне разумного сомнения. Если Вы измерите возраст горных пород с обеих сторон рифта, такого как Срединно-Атлантический рифт, Вы заметите действительно замечательную вещь. Самые близкие к рифту горные породы являются самым молодыми. Чем дальше Вы продвигаетесь от рифта, тем старше скалы. Результат в том, что, если Вы чертите «изохронны» (то есть, контурные линии равного возраста), они пройдут параллельно самому рифту, извиваясь вместе с ним на юг по Северной, а затем и по Южной Атлантике. Это верно с обеих сторон рифта. Изохроны с одной стороны рифта являются почти зеркальным отражением другой стороны (см. ниже).

Представьте, что мы отправляемся в путь, чтобы пересечь дно Атлантики в способном погружаться под воду тракторе на восток вдоль десятой параллели, от бразильского порта Масейо к мысу Барра-до-Куанза в Анголе, пропустив на пути лишь остров Вознесения. По мере продвижения мы берем пробы горных пород под нашими гусеницами (шины не смогли бы выдержать давление). По причинам, которые следуют из теории вулканического расширения океанического дна, нас интересуют только изверженные базальты (затвердевшая лава), лежащие в основании любых осадочных пород, возможно, отложенных сверху. Именно эти магматические породы, согласно теории, и представляют собой бюро с выдвижной крышкой или ленточный конвейер, перемещающий Южную Америку на запад, а Африку – на восток. Мы будем бурить землю сквозь осадочные отложения – вероятно, весьма толстые в местах, сложившихся более чем миллионы лет назад – и брать образцы твердых вулканических пород, лежащих ниже.

Эти две карты, представляющие возрасты горных пород на дне океана, основаны на их остаточном магнетизме. Карта слева показывает Землю 68 миллионов лет назад, в верхнем меловом периоде, когда Атлантический океан был намного более узким, чем теперь. Карта справа показывает Землю сегодня. Псевдоцветные полосы показывают горные породы дна океана, начиная с мелового раскола, когда сформировалось новое океанское ложе, расширившееся в Атлантику. Похожие перемещения можно увидеть в Тихом и Индийском океанах.

Первые 50 километров нашей поездки на восток мы находимся на континентальном шельфе. В наших целях не будем считать его морским дном вообще. Мы не покинули континентальную Южную Америку, просто имеется небольшой слой неглубокой воды у нас над головой. В любом случае, с целью объяснения тектоники плит мы не обращаем на воду внимания. Но затем мы быстро спускаемся на настоящее морское дно, берем свой первый образец истинного ложа океана и радиометрически анализируем возраст базальта под осадочными породами. Здесь, на западном краю Атлантики, они, оказывается, имеют возраст нижнего мелового периода, приблизительно 140 миллионов лет. Мы продолжаем свою поездку на восток, регулярно беря образцы вулканических пород в основании отложений, и обнаруживаем замечательный факт: они непрерывно становятся моложе. Пятьсот километров от нашей отправной точки – мы далеко в верхнем меловом периоде, моложе 100 миллионов лет. Приблизительно 730 километров в нашей поездке, хотя мы не увидим отделенной границы, потому что рассматриваем только вулканическую породу, мы пересекаем 65-миллионолетний рубеж между меловым периодом и палеогеном, геологический момент, когда динозавры на земле внезапно исчезли. Последовательное уменьшение возраста продолжается. Продвигаясь на восток, вулканические породы под морем непрерывно становятся моложе и моложе. Тысяча шестьсот километров от нашей отправной точки – мы находимся в плиоцене, глядя на молодые горные породы, ровесников шерстистых мамонтов в Европе и Люси в Африке.

Когда мы достигаем непосредственно Срединно-Атлантического рифта, приблизительно 1 620 километров от Южной Америки и немного дальше (на этой широте) от Африки, мы замечаем, что образцы наших горных пород теперь настолько молоды, что принадлежат нашему собственному времени. Они только что прорвались из глубин морского дна. Действительно, если нам очень повезет, мы сможем увидеть извержение в определенной части Срединно-Атлантический рифта, который мы пересекаем. Но нам должно очень повезти, потому что, несмотря на образ непрерывно движущегося конвейерного бюро с выдвижной крышкой, он не буквально непрерывен. Как это может быть, притом, что среднее перемещение бюро с выдвижной крышкой составляет один сантиметр в год? Когда происходит извержение, горные породы перемещаются больше, чем на один сантиметр. Но, соответственно, извержения в любом месте вдоль рифта происходят менее часто, чем один раз в год.

Пересекая Срединно-Атлантический рифт, мы продолжаем свою поездку на восток в направлении Африки, снова беря образцы вулканической породы из-под отложений. И мы теперь замечаем, что возрасты горных пород становятся зеркальными отображениями тех, что мы измерили прежде. Теперь, когда мы удаляемся от центрального рифта, горные породы становятся прогрессивно старше, и это продолжается всю дорогу до Африки и восточного края Атлантики. Наш последний образец, почти с самого африканского континентального шельфа, обнаруживает горные породы нижнего мелового периода, точно такие же, как их зеркальные отображения на западной стороне, вблизи Южной Америкой. Действительно, вся последовательность отражается относительно Срединно-Атлантического рифта, и отражение даже более точно, чем Вы могли узнать из одного только радиометрического датирования. То, что из этого следует, крайне изящно.

В «Рассказе Секвойи» мы познакомимся с остроумной техникой датирования, известной как дендрохронология. Кольца дерева возникают благодаря факту, что деревья имеют ежегодный сезон вегетации, и не все годы одинаково благоприятны, таким образом, проявляются характерные признаки в виде толстых и тонких колец. Такие характерные признаки, когда они иногда возникают в природе, представляют собой подарок природы науке, и мы охотно используем их всякий раз, когда с ними сталкиваемся. Особенно удачными являются обстоятельства, когда нечто похожее на древесные кольца, хотя и на большей временной шкале, впечатывается в вулканическую лаву, когда она охлаждается и отвердевает. Это происходит так. В то время, когда лава все еще жидкая, молекулы в ней ведут себя как крошечные стрелки компаса и выравниваются по магнитному полю Земли. Когда лава отвердевает в горную породу, стрелки компаса застывают в своем текущем положении. Магматическая порода, поэтому, действует как слабый магнит, полярность которого – застывшая летопись магнитного поля Земли в момент отвердевания. Эта полярность, которую легко измерить, указывает нам направление магнитного Северного полюса в момент, когда горная порода отвердела.

Магнитные полосы по обеим сторонам океанического рифта. Темные полосы представляют нормальную полярность; белые – обратную полярность. Геологи группируют их в магнитные интервалы преобладающей нормальной или обратной полярности. Симметрия полос была поначалу определена Фредом Вайном и Друммондом Мэтью как доказательство расширения морского дна в классической статье в «Nature» в 1963 году. Кора и твердый верхний слой мантии, вместе известные как литосфера, толкаются отдельными конвективными потоками магмы из полужидкого слоя мантии ниже (астеносферы). Отличительные особенности полос позволяют нам идентифицировать возраст горных пород океанского ложа до приблизительно 150 миллионов лет назад. Более древнее дно океана уничтожено субдукцией.

Тут подоспел хороший факт. Полярность магнитного поля Земли изменяется на обратную через нерегулярные, но, по геологическим стандартам, весьма частые интервалы, по шкале десятков или сотен тысяч лет. Вы можете непосредственно наблюдать увлекательные последствия этого. Когда две конвейерные ленты текут на запад и восток от Срединно-Атлантического рифта, их измеренная магнитная полярность демонстрирует полосы, отражающие переворачивание поля Земли, застывшее в момент отвердевания горной породы. Характер полос на западной стороне зеркально отобразит определенный характер полос на восточной, потому что оба набора горных пород разделяли одно и то же магнитное поле, когда они извергались вместе, как жидкость, из серединно-океанского рифта. Можно точно указать соответствие, какая полоса на восточной стороне рифта относится к какой полосе на западной стороне, и эти две полосы могут быть датированы (они, конечно, имеют один и тот же возраст, потому что были жидкостью в одно и то же время, когда изливались вместе из рифта). Один и тот же характер полос будет обнаружен с обеих сторон распространяющихся зон на дне других океанов, хотя расстояния между зеркально отображенными полосами изменятся, потому что не все ленточные конвейеры перемещаются с одной и той же скоростью. Вы не могли бы и пожелать более убедительного доказательства.

Имеются затруднения. Характер параллельных полос не змеится на юг по ложу океана в простом ненарушенном виде. Он подвержен многочисленным переломам – «ошибкам». Я выбрал десятую параллель к югу от экватора преднамеренно для нашей поездки на гусеничном тракторе, потому что она оказалась не осложнена какими-либо линиями сдвига горных пород. На другой широте наша последовательность постепенно изменяющегося возраста была бы прервана случайными отклонениями, когда мы бы пересекали линии сдвига. Но общая картина параллельных изохрон совершенно ясна из геологической карты всего дна Атлантики.

Таким образом, факты расширения дна океана в теории тектоники плит очень убедительны, и датирования различных тектонических событий, таких как разделение отдельных континентов, по геологическим стандартам являются точными. Революция тектоники плит была одной из самых быстрых, однако, в то же время самой решительной во всей истории науки.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.