Проблема изучения истории Земли

На протяжении предыдущих глав мы пытались проследить простирающуюся более чем на 4,5 миллиарда лет в прошлое историю Земли. На протяжении этого долгого срока происходила непрерывная эволюция Земли, движущей силой которой была энергия распада ядер радиоактивных элементов, содержащихся в ничтожных количествах в горных породах. Этими радиоактивными элементами являются уран, торий, калий-40 и т. п. Все они имеют длительный период полураспада — от нескольких сот миллионов до нескольких миллиардов лет. Однако каким бы длинным ни был период полураспада этих элементов, их существование все же не беспредельно, и рано или поздно все содержащиеся в недрах Земли радиоактивные элементы распадутся и иссякнет рассматриваемая здесь движущая сила в развитии Земли.

Если рассматривать историю Земли в большом масштабе, можно сказать, что история и эволюция Земли протекали параллельно именно ритму периода полураспада урана, калия-40 и других радиоактивных элементов. То, что эволюция Земли протекает в очень медленном темпе,— факт, делающий исследования в науках о Земле уникальными. Конечно, явления земной истории не выходят за рамки физических законов. Однако обычные физические явления протекают в пределах времени человеческой жизни, и мы имеем возможность повторно наблюдать и изучать эти явления. Именно возможность повторно воспроизводить изучаемое явление служит основой лабораторных исследований. Если же рассматривать события истории Земли, то, поскольку наша жизнь крайне коротка по сравнению с периодом полураспада урана и калия-40, воспроизводимость явлений совершенно исключается.

При изучении истории Земли в отличие от рассмотрения физических и химических явлений исследования проводятся на основе анализа окаменелостей, оставленных геологическими явлениями. Как мы знаем, в качестве таких «окаменелостей» эффективно могут использоваться зафиксированные в горных породах, атмосфере и гидросфере изотопные отношения элементов. Важным источником информации о возникновении Земли стали метеориты, также являющиеся своего рода окаменелостями, в которых «заморожено» состояние начальных стадий существования Солнечной системы. В качестве «окаменелостей» геомагнитного поля Земли прошлых лет может применяться остаточная намагниченность горных пород.