Мир прошедший, покорный мощ­ному голосу науки, поднимается из могилы свидетельствовать о переворотах, сопровождавших развитие поверхности земного

А И Герцен

Нередко в горных породах находят различные следы жизни В них можно встретить остатки ископаемых моллюсков, кораллов, морских лилий, водорослей и других организмов, обитавших в морях, озерах и реках. В одних случаях они невзрачны из-за плохой сохран­ности, в других выглядят так, будто не геологические периоды продолжительностью в сотни миллионов лет отделяют время их захоронения от наших дней А иног­да следы жизни настолько завуалированы, что природу горных пород удалось установить только после появле­ния новых методов исследования Так было, например, с белым писчим мелом, происхождение которого стало ясным после изучения его при помощи электронного микроскопа.

СЛЕДЫ ЖИЗНИ

Разнообразные остатки и следы жизни древних существ называют окаменелостями В большинстве случаев животное или растение после гибели становится пищей для других живых организмов или его высушивает солнце, а ветер и вода, завершая уничтожение, уносят тленные частицы Так или иначе огромная масса по­гибших животных и растений исчезает, а органическое вещество рассеивается И только при благоприятных условиях в недрах Земли оно превращается в нефть, торф, уголь и горючие сланцы.

И все-таки от древних организмов остаются зримые следы Встречаются они преимущественно в морских отложениях Реки несут в моря песчаные и илистые частицы, которые затем оседают на морское дно. Под ними оказываются погребенными остатки животных и растений. Очень медленно, на протяжении сотен тысяч и миллионов лет накапливаются морские отложения. Их верхняя часть служит своего рода покрытием для нижележащих осадков, затрудняющим, а затем и прекращающим доступ кислорода А это значит, что органические остатки в подобных условиях не окисляют­ся Под такой непроницаемой для кислорода толщей осадков и сохраняются остатки животных и растений Они пропитываются циркулирующими в осадках мине­ральными растворами, минерализуются и превра­щаются в окаменелости.

Окаменелости исключительно разнообразны Чаще всего сохраняются твердые части животных — кости и зубы позвоночных, раковины моллюсков, панцири раков и др. Но окаменевают и мягкие ткани организ­мов Иногда в ископаемом состоянии находят даже, бактерии Среди пиритовых руд месторождений Казах­стана и Урала встречены «оруденелые» бактерии в виде мельчайших шариков размером не более 50 мкм.

Среди окаменелостей немало слепков Например, после захоронения моллюска и превращения окружаю­щего осадка в довольно плотную породу известковая раковина может раствориться подземными водами и появляется пустота Полость заполняется минеральной массой и получается точная «отливка» исчезнувшего организма, своеобразная естественная скульптура.

К окаменелостям также принадлежат отпечатки животных и растений, следы лап, борозды от ползания и др. Уникальные следы динозавров обнаружены в 1969 г. на юго-востоке Туркмении На склоне хр. Куги­тангтау следы этих крупных древних рептилий (рис. 4) прослежены на расстоянии в несколько километров Местами в мергеле — бывших известково-илистых отло­жениях прибрежной полосы позднеюрского (160 млн. лет назад) моря — насчитываются следы 35 особей Ча­ще всего встречаются трехпалые отпечатки, оставлен­ные двуногими динозаврами. Длина этих следов от 40 до 70 см Один участок исследователи назвали «детской площадкой» из-за обилия мелких следов Палеонто­логи обнаружили и следы хвостов древних животных — своеобразные треугольные отпечатки.

Может быть, одним из самых удивительных дости­жений последнего времени в изучении мягких остат­ков древних животных служат снимки организмов, живших около 400 млн. лет назад, сделанные В Штюрмером в рентгеновских лучах Известно, что сера в белке мягких тканей животных при разложении дает минерал пирит (FeS₂) Такие пиритизированные окаме­нелости и были исследованы в мягком рентгеновском излучении И представьте себе радость ученого! На полученных радиографиях четко различались щупальцы головоногих моллюсков, тонкие детали строения хрупких морских звезд и лилий А на фотографиях трилобитов отчетливо просматривались детали строе­ния глаз, в том числе неизвестные ранее соединительные волокна от глаз к середине головы.

Палеонтологи, занимавшиеся изучением древних организмов, долгое время полагали, что органический мир прошлых геологических эпох можно изучать лишь в толщах, образовавшихся начиная с кембрийского времени (примерно 570 млн. лет назад). Более древние толщи считались лишенными органических остатков и назывались «немыми», поскольку в те годы не было надежных способов определения их относительного геологического возраста.

Но затем в докембрийских метаморфических поро­дах в разных странах обнаружили органические остат­ки Случилось то, что казалось немыслимым —«немые» толщи метаморфических пород «заговорили».

«Первенцами» в этом отношении стали известня­ковые скорлуповатые постройки в виде каменных кустов, состоящие из множества кальцитовых выпуклых корочек Из-за яркой красной окраски и прихотливого узора их назвали строматолитами, что в переводе с греческого означает ковровый камень.

Строматолиты — не скелеты организмов и даже не их слепки Это продукты жизнедеятельности крупных колоний водорослей, но по их форме также можно судить о возрасте окружающих горных пород Древ­нейшие водоросли в виде слизи покрывали каменистое дно океана и осаждали на своей поверхности извест­ковый материал В течение каждого года возникали двухслойные сезонные корочки (один слой летом, дру­гой зимой) За сотни и тысячи лет сформировались слоистые постройки в виде каменных кустов, конусов и др. Первые строматолиты появились очень давно, около 3 млрд. лет назад, но расцвет их приходится на рифейский и вендский периоды (1650—570 млн. лет назад).

В докембрийских слоях сделаны удивительные на­ходки, на первый взгляд противоречащие здравому смыслу Например, отпечатки медуз. Каждый знает, что медузу не так просто вынуть из воды водянистое, студнеобразное тело не удержать в руках, оно про­скальзывает между пальцами И тем не менее обнару­жены следы докембрийских медуз Чтобы отпечатки мягкотелых медуз дошли до наших дней, нужны были совершенно исключительные условия захоронения ор­ганизмов и последующих преобразований осадочных пород.

В этом отношении уникален район Эдиакары на юге Австралии В метаморфизованных песчаниках, лежа­щих намного ниже кембрийских слоев, в конце 50-х годов выявили множество отпечатков бесскелетных организмов Не все их можно определить и классифи­цировать Но установлено, что в рифейском море жили медузы и организмы, похожие на современные морские перья (альционарии — отряд из класса коралловых полипов) Вначале их относили к кишечнополостным, но в настоящее время установлено, что эти организмы принадлежат к совершенно особой группе вымерших животных, выделенной в особый тип петалонам Одни из них жили на дне и были прикреплены к грунту, другие свободно передвигались Найдены были также кольчатые черви (аннелиды) с увеличенными голов­ными щитками, странные двухстороннесимметричные животные, напоминающие червей, и несколько видов мягкотелых животных, которых прежде никогда не встречали.

Не следует думать, что бесскелетная фауна эдиакарского типа уникальна В конце 70-х годов на Зимнем берегу Белого моря в вендских (680—570 млн. лет назад) глинах и тонкозернистых песчаниках совет­ские палеонтологи нашли более 1000 великолепных отпечатков разнообразных докембрийских организмов. Среди них обнаружены кишечнополостные (их больше всего), плоские черви, аннелиды, членистоногие и, воз­можно, иглокожие Здесь установлено не менее 70 видов бесскелетных многоклеточных животных Таким исследователи представляют ныне «безжизненный» докембрий!

На камне запечатлены и драматические события далекого прошлого. Как-то американские геологи опубликовали фотографию каменной плитки; этот сни­мок перепечатала «Комсомольская правда». На камне виден отпечаток окуни, пытавшегося проглотить слишком крупную сельдь.

Что же случилось с этими рыбами? Около 40 млн. лет назад на территории, где теперь расположен шт. Вайоминг в США, плескались воды большого озера, в котором обитали и рыбы, подобные плавающим в со­временных реках и озерах. И так случилось, что хищный окунь набросился, как бывало и раньше, на добычу, но не заметил, что она велика и. подавился.

Трагический для рыб и занимательный для нас слу­чай дошел до нашего времени благодаря удачному сте­чению обстоятельств Погибшие рыбы погрузились на дно и быстро покрылись илом. А ил под тяжестью новых отложений за многие миллионы лет уплотнился и превратился в прочный камень Захороненные в нем рыбьи кости пропитались минеральными солями и оставили на каменной плитке редкий по наглядности след событий далекого прошлого.

Не менее драматичен запечатленный в камне поеди­нок динозавров, происходивший примерно 75 млн. лет назад В обрыве Тугрикин-Ширэ на юге Монголь­ской Народной Республики палеонтолог Р. Барсболд в верхнемеловых породах обнаружил два скелета дино­завров, сцепившихся в смертельной схватке Смерть застала хищника велоцираптора и жертву протоцератопса в момент, когда схватка достигла высшего на­пряжения: велоцираптор острыми крючковидными когтями вцепился в голову и живот жертвы. Исход схватки не вызывал сомнения, но битва не закончилась. Почему же взрослый сильный хищник длиной около 170 см не одолел жертву, которая почти в полтора раза была меньше его? Вероятно, в яростной борьбе противники упали в воду, где их засосало болото или же они увязли в вязком дне озера. Тугрикинская находка — уникальный, единственный в своем роде палеонтологический документ, с необыкновенной экспрессией воссоздающий момент из жизни дино­завров.

Приведем еще одну интересную историю, связанную со следами древней жизни В 50-е годы нашего века палеонтологи нашли черепа животных, живших около 100 млн. лет назад Особое внимание привлекли черепа ящеров с круглыми отверстиями, похожими на следы пуль У писателей-фантастов возникло предположение, что этих животных убили какие-то охотники Но, по­скольку в меловой период геологической истории раз­витие органического мира на Земле привело лишь к появлению простейших млекопитающих, стали го­ворить о пришельцах с иных планет, залетевших на Землю 100 млн лет назад и охотившихся на дино­завров.

Разгадка оказалась весьма прозаичной. Специа­листы напомнили о червях и моллюсках-сверлильщиках, которым под силу даже такие крепкие горные породы, как плотные известнякиДля доказательства в одну из бухт Черного моря бросили несколько черепов коров и свиней. И камнеточцы наших дней расправились с головами крупных животных не хуже, чем их древние родственники с черепами динозавров.

Своеобразны минеральные образования, внешне похожие на внутренние органы человека и даже на мозг Иногда их принимали за настоящие окамене­лости, и тогда среди исследователей возникали ожесто­ченные споры В 1925 г анатом Н А Григорович нашел в глине у железнодорожной станции Одии-цово под Москвой желтовато-коричневый кремень, по форме и размерам ничем не отличающийся от человеческого мозга Специалисты увидели в нем полу­шария, разделенные продольной бороздой, червячок мозжечка, сам мозжечок и другие детали Конечно, на поверхности окаменевшего мозга были и извилины, расположенные точно так же, как и извилины чело­веческого мозга.

Правда, в одинцовской окаменелости обнаружились небольшие отличия на нижней стороне Но их легко объяснили, проведя несложный эксперимент. Когда на­стоящий человеческий мозг положили в гипсовую форму и слегка надавили сверху, возникла такая обстановка, как если бы мозг находился под давлением на неболь­шой глубине под землей. Тогда мозжечок слегка сдви­нулся и занял точно такое же положение, как на ока­менелости.

В 1926 г. гипсовую копию одинцовской окамене­лости показали многим специалистам за рубежом, в том числе в Берлинском университете и Институте иссле­дования мозга, ученым Лейпцига, Гейдельберга, Бонна, Парижа, Льежа и других городов. Десятки специали­стов внимательно изучали окаменелость — и только четверо высказали сомнение в том, что это ископаемый мозг человека.

Нужно заметить, что медики, занимаясь одинцов­ской окаменелостью, полностью упустили такой важный вопрос, как условия ее нахождения в природе. Нельзя было понять, как такое нежное вещество, как мозговая ткань, превратилось в кремень. Это поразительное яв­ление, если оно действительно случилось, должны были объяснить геологи.

Известные геологи, профессора С А Яковлев и Г Ф Мирчинк, ознакомившись с условиями залегания одинцовской окаменелости, пришли к выводу, что она найдена в межледниковых отложениях и была пере­отложена Это значит, что во время межледниковья в речные и озерные долины поступали различные гор­ные породы, вымытые из окружающих ледниковых отложений Камни же эти ледник захватил при дви­жении по территории, находящейся к северу от Москвы. У академика А П Павлова появились обоснованные данные, позволившие ему на заседании Консультатив­ного совещания Главнауки в 1926 г решительно от­вергнуть предположение об органическом происхожде­нии одинцовской окаменелости «Коренные осадочные отложения, по которым двигался ледяной покров в под­московный край, относятся к системам меловой, юрской и каменноугольной В отложениях меловой и юрской систем кремневые сростки и окремнелые органические остатки не встречаются, но они очень обильны в из­вестняке, отложившемся в море каменноугольного пе­риода. Это свидетельствует о том, что найденная у Одинцова кремневая масса, похожая на мозг человека, образовалась в каменноугольном известняке, и если это — окаменелый человеческий мозг, он должен был попасть в осадок, отлагавшийся на дне каменноуголь­ного моря.

Но человек не существовал в каменноугольный период, и, следовательно, геологические данные не по­зволяют признать найденную в Одинцове кремневую массу за окремнелый человеческий мозг»

При благоприятных условиях окаменевают и расте­ния В этом отношении исключительный интерес вы­зывает каменный лес, обнаруженный в одной из шахт Воркутинского месторождения каменного угля На про­тяжении нескольких сотен метров угольный пласт пере­полнен вертикальными окаменелыми пнями крупных ископаемых деревьев — кордаитов, хвощей и папоротни­ков Глядя на пни одинаковой высоты — 20—30 см, можно подумать, что кто-то в каменноугольный период более 280 млн. лет назад рубил лес.

Окаменелые пни встречаются в пласте каменного угля в 3—5 см над слоем углистой глины, бывшей когда-то почвой Пни пропитаны углекислым кальцием, в них прекрасно сохранилась клеточная структура дре­весины.

История воркутинского каменного леса сложна Вертикальное положение пней определенно говорит о том, что деревья захоронялись на месте произрастания, а не были принесены в древний торфяник Одинаковая вы­сота пней связана с одинаковым уровнем воды в при­брежном водоеме верхние части деревьев, находив­шиеся над водой, сгнили, а нижние, защищенные водой от гниения, сохранились А так как пласты угля оги­бают пни, можно сказать, что нижние части стволов деревьев окаменели до того, как их перекрыл торф. Это было вызвано опусканием местности и проникновением на эту территорию моря. Всасывающийся в пни каль­ций соленой воды заместил древесину и законсерви­ровал остатки этих древних растений.

Загадочным геологическим памятником остается «каменный лес» в Болгарии. Это вовсе не хорошо известные науке окаменелые деревья. По обе стороны от шоссе Варна — София у Дикилиташа поднимаются многочисленные известняковые вертикальные колонны высотой 6—7 м и диаметром до 1,5 м (рис. 5). Многие из них полые, они похожи на толстые трубы Столбы стоят то группами, то, словно на параде, выстроились ровными рядами Вертикальные борозды придают им сходство с дорическими колоннами, и порой может показаться, что находишься среди развалин античного города.

У г Грамады Вндинского округа на северо-западе Болгарии известен каменный лес поменьше, состоящий из коротких полых известняковых столбов высотой до 80 см Местность похожа на вырубленный лес, от ко­торого остались только пни

До сих пор не объяснено образование такого камен­ного леса Конечно, это не окаменевшие деревья, в каменных столбах нет никаких признаков раститель­ного происхождения Колонны состоят из известняка с остатками ископаемых моллюсков палеогенового периода (65—23 млн. лет назад) Высказывалось мнение, что столбы представляют собой своего рода известковые стяжения в песчанике Но тогда непонятно, почему они располагаются только вертикально Про­фессор Л. Ш. Давиташвили и болгарский геолог К. Р. Захариева-Ковачева предполагают, что на месте каменного леса в геологическом прошлом расстилалось неглубокое море с зарослями крупных многолетних растений, скорее всего, огромных бурых водорослей или деревьев наподобиесовременных мангровых Они выделяли углекислый кальций, который, словно панцирем, окутывал стволы. После гибели растения и его разложения оставалась известковая оболочка в виде каменного столба.

Вероятно, ближе всего к разгадке происхождения каменного леса Дикилиташа подошли болгарские уче­ные Е. Бончев и С Тончев Около 50 млн. лет назад на этой территории в море отложились три пласта нижний — глинисто-известковистого песчаника, сред­ний — песка и верхний — известняка. После того как море отступило, известняк стал растворяться дожде­выми водами. Фильтруясь через песок, эти воды остав­ляли цементировавший его углекислый кальций. Так, шаг за шагом, формировались известняковые столбы, постепенно опускавшиеся вниз. Затем песок между каменными столбами был размыт, и на поверхности появился «каменный лес».

РИФЫ И ИЗВЕСТНЯКИ

На первое место по распространенности среди органо­генных пород нужно, безусловно, поставить известняки Нередко они образуют мощные пласты и толщи, про­тягивающиеся на десятки километров.

Многим читателям известняки хорошо знакомы. Чаще всего это плотные породы с незаметным для невооруженного глаза кристаллическим строением. Таковы хемогенные известняки, образовавшиеся при выпадении карбонатного осадка из морской воды в ре­зультате химических и биохимических реакций. Окраска известняков очень изменчива и связана с примесями. Чистые известняки белые. Органическое вещество и гли­нистый материал могут придать им серый или даже черный цвет. Бурая и красноватая окраска вызвана оксидами железа. Но, какой бы ни была окраска из­вестняков, черта, оставленная ими на более крепком камне (т. е порошок породы), всегда белая. От капли любой кислоты известняк как бы вскипает — так обиль­но выделяются пузырьки углекислого газа Твердость известняков средняя, они легко царапаются стальным ножом.

В органогенном известняке всегда присутствуют ис­копаемые остатки моллюсков, кораллов, мшанок, мор­ских лилий и других морских организмов. Если же окаменелости мелкие и их можно увидеть только с помощью микроскопа, как, например, остатки многих водорослей, то органогенная природа известняков вы­является лишь после специальных исследований.

Обычно известняки слагают протяженные, часто мощные пласты. Но встречаются и неслоистые из­вестняки в виде крупных башнеобразных и конусо­видных тел. Это рифовые известняки, свидетели устой­чивого погружения морского дна.

Разговор о рифах и рифовых известняках начнем с геологически недавних событий. В центральной части Тихого океана уже несколько миллионов лет назад существовали небольшие острова и обширные мелко­водные участки — банки. Многие из них венчали вер­шины подводных вулканов, иногда образующих подвод­ные хребты С этого времени началась колоссальная по своим масштабам деятельность кораллов. Эти коло­ниальные животные, ведущие прикрепленный образ жизни, обитали, как и ныне, в теплых океанах и морях, в которых температура на протяжении всего года не опускается ниже +20 °С. Они жили в чистой воде с нормальной соленостью на глубинах не более 50— 100 м.

Кораллы разрастались в виде причудливых кусти­стых колоний, отмирали, а на них нарастали новые. Известковые скелеты быстро уплотнялись и преобразо­вывались в прочный известняк с остатками кораллов в виде круглых трубочек и веточек с радиальными перегородками. А так как кораллы нарастали по­степенно, слоистости в коралловых известняках нет, это массивные однородные горные породы.

В тропических поясах Тихого, Атлантического и Индийского океанов помимо коралловых островов, ри­фов и отмелей, располагающихся на поверхности или небольшой глубине, находят коралловые постройки на глубине в несколько километров. Как могло слу­читься, что коралловые острова оказались на такой глубине, если их создатели могли жить только на мелко­водье? Этот вопрос занимал умы ученых более полу­тора столетий. Великий естествоиспытатель Ч. Дарвин считал, что коралловые острова — своего рода мону­менты, сооруженные миллиардами крошечных строи­телей на том месте, где отмели и острова погрузились в море.

Не только теория эволюции органического мира Ч. Дарвина, но и его объяснение возникновения корал­ловых островов вызывали оживленную дискуссию Сто­ронникам гипотезы Ч Дарвина надо было доказать, что коралловые постройки не какие-то «шапки» на от­мелях, а глубоко уходящие под воду тела.

Первое бурение было проведено в последние годы XIX в на коралловом атолле Фунафути из группы о-вов Эллис в Тихом океане. Скважина имела глубину около 300 м, но так и не вышла из известняков Следую­щая скважина, пробуренная на о-вах Бородино к югу от Японии, была доведена уже до 432 м. И здесь геоло­гам не удалось пробурить коралловое сооружение до «дна».

В 1946 г на атолле Бикини бур проник более чем на 780 м и опять остановился в толще известняков Но геофизические исследования внесли полную яс­ность — реальная мощность коралловых накоплений на этом острове составляет примерно 1300 м. Позже геофизическими методами было установлено, что мощ­ность коралловой постройки атолла Эниветок еще боль­ше — около 1,5 км Это значит, что здесь дно океана опустилось на 1500 м — весьма внушительную вели­чину В минувшие геологические эпохи кораллы процве­тали и были распространены почти по всей планете Но поскольку кораллы теплолюбивые организмы, это означает, что в те времена моря были теплее, чем ныне, а климат мягче.

От благословенных для кораллов былых геологи­ческих эпох остались огромные массивы коралловых известняков. Гора Ай-Петри, истинное украшение Юж­ного берега Крыма, с короной из каменных пиков (рис. 6) — типичный рифовый массив К массивным неслоистым рифовым известнякам Ай-Петри с обеих сторон подходят обычные слоистые

В Крыму есть и другие замечательные ископаемые рифы — в окрестностях Судака (рис. 7), в районе Керчи и др. Мыс Казантип, расположенный на северном побережье Керченского полуострова, по форме напо­минает огромный скалистый круг Как и другие холмы Керченского полуострова, он состоит из плотно сцемен­тированных скелетов мшанок — микроскопических организмов, живших колониями Внешне кольцевая гряда Казантипа похожа на древний атолл, а плоское дно котловины — на осушенное дно лагуны Однако такое представление о строении мыса, основанное на его внешней форме, неправильно В действительности мыс Казантип представляет собой яйцевидной формы складку, перегибом обращенную вверх, с пологим на­клоном пластов на крыльях.

В ядре казантипской складки на поверхность вы­ведены самые древние горные породы этого района — глины сарматского яруса. Крылья складки сложены более молодыми верхнесарматскими — нижнемэоти­ческими рифовыми известняками, глинами и мергелями Распространение мшанковых рифовых известняков до­вольно сложное В верхней части мыса они обра­зуют кольцевую гряду. По внешнему склону мыса от нее ответвляются боковые гряды, похожие на гигант­ские древесные корни, по радиусам отходящие от ство­ла Пространство между боковыми грядами занято глинами и мергелями.

Рифовый мыс возник при поднятии морского дна в сарматский и мэотический века Первоначально на дне моря на месте мыса была отмель, вскоре превратив­шаяся в остров. По его окружности на небольшой (20—40 м) глубине, там, где уже не сказывалось волнение моря, поселились колонии мшанок, опоясав­шие остров в виде подводного кольца По мере под­нятия острова одни колонии мшанок оказывались над водой, отмирали и превращались в известняки. А под водой в благоприятных для жизни условиях, на глубине в несколько десятков метров, развивались другие но­вые колонии. Следовательно, мыс Казантип — кольце­вой риф, образовавшийся при медленном поднятии морского дна и превращении отмели в остров.

Но далеко не всегда органогенное происхождение горных пород так отчетливо видно, как в случае корал­ловых, мшанковых и других известняков. Может быть, самым интересным примером органогенной породы служит мел Тот белый писчий мел, без которого не обходится ни одно учебное заведение.

ЗАГАДОЧНЫЙ ПИСЧИЙ МЕЛ

Писчий мел — ослепительно белая слабо уплотненная порода с землистым изломом Она состоит из мельчайших частиц углекислого кальция, слабо связанных меж­ду собой, и поэтому легко разламывается между паль­цами и пишет на любой поверхности. Мел липнет к языку, что объясняется огромным числом мельчай­ших пор — их суммарный объем достигает 45—55 % объема всей породы.

Писчий мел во многих отношениях уникальная гор­ная порода Поражает его исключительно широкое распространение Полоса меловых отложений про­слеживается на территории СССР от берегов Эмбы через Нижнее и Среднее Поволжье, Пензенскую, Воро­нежскую, Тамбовскую и Курскую области, Украину, Молдавию, Белоруссию, южную часть Прибалтики и далее продолжается в Польше, на севере Франции и юге Великобритании Общая протяженность сплош­ной полосы писчего мела в Европе составляет около 4000 км. В окраинных частях полосы мощность меловой толщи изменяется от 10 до 100 м, в центральных частях она гораздо больше, достигает под Харьковым 700 м Неудивительно, что столь широко развитая горная порода дала название целому периоду в исто­рии Земли.

Другая уникальная особенность писчего мела со­стоит в его внешней однородности Не только в образ­цах, но и в огромных обнажениях по берегам Северского Донца мел производит впечатление совершенно одно­родной горной породы Но это внешнее впечатление обманчиво Если зачищенную ножом поверхность мела пропитать, например, трансформаторным маслом, то ясно проступает сложное строение породы Обнару­живаются многочисленные извилистые трубочки, ходы червей-илоедов, тонкая слоистость, какие-то тонкие жилки.

В писчем мелу довольно часто отмечаются остатки ископаемых морских животных известковые раковины двустворчатых моллюсков иноцерамов, скелеты го­ловоногих моллюсков белемнитов в виде массивных заостренных стержней (в просторечьи «чертовы паль­цы»), части панцирей и игл морских ежей и др. Но крупных окаменелостей мало и не они определяют состав мела.

Дополнительные сведения о природе мела мы полу­чим, рассматривая тонкие пластинки породы (шлифы) в поляризационном микроскопе При увеличении в 250 — 300 раз видна тонкозернистая масса, состоящая из микроскопических кристалликов и комочков углекис­лого кальция (минерала кальцита) и рассеянных в ней известковых раковин фораминифер. При максимально возможных увеличениях в световом микроскопе — до 1000 раз — среди кристалликов кальцита иногда раз­личаются известковые панцири одноклеточных водоро­слей кокколитофорид.

Какова природа микроскопических кристалликов кальцита, преобладающей составной части мела, и как они образовались. Может быть, они выпали в осадок в результате химических реакций из морской воды (а такой процесс происходит в современных мелко­водных морях тропиков и субтропиков)? Или же мель­чайшие частички кальцита возникли за счет известня­ковых раковин морских животных, затем размолотых илоедами?

Ответ на эти вопросы дает изучение порошковатой части мела с помощью электронного микроскопа Уже при увеличении в 7—10 тыс. раз великолепно видно, что тонкозернистая масса мела состоит из панцирей кокколитофорид и их фрагментов Каждая клетка кок­колитофориды защищена сложным панцирем — кокко­сферой, образованной рядом известковых щитков — кокколитов После того как организм погибает, кокко­сфера распадается на составляющие известковые щитки.

Значит, мел — органогенная порода, почти нацело сложенная ультрамикроскопическими раковинками кокколитофорид, организмов, обитавших в поверхност­ном слое морской воды и переносившихся течениями. Из распавшихся панцирей кокколитофорид возник известковый ил, в изобилии населенный червями-илоедами Они пропустили через себя весь ил, целиком его «перепахали», не оставив ни одной частицы на месте, продолжив физическое и химическое разрушение известковых панцирей. Неудивительно, что илоеды полностью перемешали осадок и уничтожили в нем слоистость.

Писчий мел встречается в равнинных местностях с первичным ненарушенным горизонтальным залега­нием пластов. Он не перекрывался мощными толщами осадочных пород, не испытывал влияния повышенной температуры и давления и поэтому сколько-нибудь заметно не уплотнялся. О слабом уплотнении кокколитового ила свидетельствует и незначительное упло­щение ходов илоедов. Многие из них в поперечном сечении были круглыми, но под давлением покрывавшей толщи приобрели эллиптическую форму (степень сплю­щивания против круга 1,5—2). По этим причинам писчий мел не перекристаллизовывался и мельчайшие частички кальцита так и не «выросли», в нем «закон­сервировалась» изначальная высокая пористость и великолепно сохранились окаменелости с их очень сложной фигурной поверхностью. А незначительное уплотнение горной породы объясняет слабую связь между частичками мела, ее мягкость и землистый излом.

Таким образом, писчий мел — органогенная порода, и все ее особенности, начиная с появления осадка и кончая превращением в горную породу, обязаны жизнедеятельности нескольких групп организмов.

Исключительное распространение писчего мела в отложениях мелового периода нуждается в объяснении. Действительно, почему ни до мелового периода, ни после него на Земле не происходило столь широкого и массового образования этой специфической горной породы? «Секрет» мела разгадан геологами. В мело­вой период, когда движения земной коры были особенно замедленными, а эпоха последнего горообразования осталась далеко позади, материки были выровненными и низкими, океаны расширились и океанические воды трансгрессировали на сушу. В неглубоких эпиконтинентальных морях на глубине в десятки и сотни метров создавались особо благоприятные условия для размно­жения известковых водорослей. После их гибели стал формироваться кокколитовый ил Области его накопле­ния были достаточно удалены от суши, и ил не «раз­бавлялся» глинистым материалом, который реки при­носили в море со слаборазрушавшейся низкой суши Но ближе к берегу в кокколитовый ил уже поступали глинистые частицы и поэтому мел по направлению к суше сменяется мергелем, а затем и песками.

Говоря о происхождении мела, небезынтересно обра­титься к данным океанологии. Оказывается, известко­вые илы современных океанов и морей не тождественны илам мелового периода. В наше время не образуются чисто кокколитовые илы, в них обязательно встречается значительное количество раковин фораминифер И, что очень важно, распространение современных кокколито-фораминиферовых илов незначительное. Напри­мер, подобный ил занимает всего 2,4 % площади Атлантического океана и находится он в иных условиях: не на малых и средних глубинах (50—500 м), как меловой кокколитовый ил, а на значительно больших (1000—4500 м) Как видим, современная геологическая эпоха неблагоприятна для образования однородного ила, который после окаменения превратился бы в пис­чий мел.

• ← Камень и горная порода что это такое?
• Камень за пределами Земли →