4. Колебания уровня моря в геосинклинальные периоды

Как мы уже знаем, геосинклинальные периоды во всех отношениях противоположны орогенным. Перемещения коры в это время минимальны. Материки, как правило, стачиваются эрозией до уровня моря, и даже в "подвижных" геосинклинальных поясах опускание идет так медленно, что уравновешивается отложением осадков, заполняющих геосинклинали почти до уровня моря.

В результате в геосинклинальные периоды любого орогенического цикла и материки, и окружающие моря выровнены. На суше нет горных цепей или нагорий, в лучшем случае там и сям встречаются отдельные холмы; дно мелководных окраинных морей поднято до уровня материкового шельфа. Примеры типичного рельефа, характерного для геосинклинальных периодов, - современный бассейн Амазонки или некоторые низменности северо-западной Австралии. Рельеф здесь по преимуществу равнинный, и нам, существам посторогенного периода, привыкшим к неровному рельефу, созданному сравнительно сильными движениями коры, трудно представить себе Землю в такие времена.

Эта уплощенность, этот сглаженный равнинный характер были особенно сильно выражены вне геосинклинальных поясов. В этих областях, называемых эпиконтиненталъными, отложение осадков и опускание шли со скоростью всего нескольких сот метров в 100 млн. лет. Моря были крайне мелкими, а суша едва возвышалась над уровнем моря.

Даже небольшие движения коры вызывали в таких районах огромные изменения. Имеются геологические доказательства того, что затопление и осушение огромных материковых пространств - трансгрессии и регрессии - многократно повторялись. Нередко береговая линия перемещалась то вперед, то назад на несколько сотен километров. Море заливало плоский материк только для того, чтобы почти сразу же отступить. Не было ущелий, нагорий или горных цепей, которые могли бы задержать воду.

Мы не находим никаких признаков столь знакомой нам эрозии побережий. Нельзя найти остатков береговой линии; с трудом удается найти что-то вроде древних дюн. По всем признакам в геосинклинальные периоды более устойчивые части материков, эпиконтинентальные районы, выглядели как очень большие равнины, окруженные мелкими и тоже очень обширными морями.

В некоторых отложениях разного возраста, относящихся к фанерозою, на склонах долин или на морском обрыве удается проследить отдельные пласты. Ясно, что серии таких пластов образовались в неглубоком море, затем, после поднятия, стали сушей, через некоторое время опять были залиты, после чего началось отложение следующего слоя, и так далее. Такие последовательности обычно прослеживаются на расстояние до 50 км (см., например, [8]). Типичный такой разрез недавно описал Мур [7]. На участке протяженностью в сотни и сотни километров можно проследить неоднократную смену мелководного моря и низменной суши. Значит, плоская местность, расположенная чуть выше уровня моря, имевшая в ширину не менее 50 км, заливалась морем, а вскоре вновь осушалась. К сожалению, до сих пор нет методов, позволяющих определять продолжительность каждого такого периода, оставившего пласт осадочных пород. Оценки, основанные на подсчете повторяющихся слоев в данной геологической системе, дают для каждого такого события продолжительность в 1000-10000 лет.

На первый взгляд возможен другой, более интенсивный механизм погружения под воду и обнажения плоской суши, а именно приливно-отливные колебания уровня морей. Но я не решусь утверждать, что этот механизм действовал и на протяжении ранней истории Земли. Неизвестно, имелась ли тогда Луна, а без Луны не было бы приливов. Я не смог найти следов приливно-отливных движений ни в одной из формаций описанного выше типа. В наше время приливы вносят в распределение морских отложений характерные особенности (система приливно-отливных пляжей и каналов), которые было бы невозможно проглядеть в древних осадочных породах. Таким образом, если Луна уже существовала в те времена, то вполне возможно, что приливная волна не проникала в мелководные моря, покрывавшие континенты, из-за того, что они были отделены грядами островов, или по другим сходным причинам.

Но нам не так уж важно знать точную продолжительность трансгрессий и регрессий. Необходимо лишь учитывать, что в любой геосинклинальный период каждого орогенического цикла такие процессы существовали. Они сильно разнообразили условия среды, влияя на протекающие в ней химические и биохимические процессы.

Представим себе, что обширный район (50 на 50 км, что уже дает площадь в 2500 км²) затоплялся морем, первичным "бульоном" той эпохи. Под действием испарения в этом мелководном бассейне могло идти концентрирование, т. е. из "жидкого бульона" получался "крепкий бульон". При последующей регрессии часть этого "крепкого бульона" могла попадать в грунтовые воды, циркулировавшие в пористых горных породах. В этой совершенно новой среде шло дальнейшее развитие веществ "первичного бульона", а затем очередная трансгрессия снова приносила исходный "бульон", и новые соединения могли реагировать с первичными.

Итак, признавая трудность образования "первичного бульона" в открытом море, в обычной океанской воде (гл. XIV, разд. 8), мы можем принять, что "первичный бульон" возникал в мелководных бассейнах, куда океанская вода проникала затем при очередной трансгрессии.

Дальнейшее развитие этой модели приводит к предположению, что мелководные части океанов могли временами полностью или частично изолироваться от открытого океана. Возникали обширные внутренние бассейны. Состав воды в них изменялся независимо от океана и определялся главным образом климатом данной местности и характером окружающей низменности, дававшей сток в этот бассейн. Для простоты будем различать два типа климатов: влажный, в котором атмосферные осадки преобладают над испарением, и сухой, в котором преобладает испарение. Во влажном климате будут возникать пресноводные бассейны, а в сухом - содовые озера.

Мы еще вернемся к существованию обширных материковых водоемов в геосинклинальные периоды, говоря о докембрийских железорудных формациях (гл. XIII, разд. 11-14). Сейчас нам важно понять, что в геосинклинальные периоды характер рельефа Земли определяли огромные мелководные моря, внутренние бассейны и прилежащие к ним низменности и что море вновь и вновь заливало и оставляло эти плоские равнины.

Бернал [1] предложил в 1961 году теорию, согласно которой жизнь зародилась на берегах океана. Именно здесь на частицах глины могли адсорбироваться "органические" вещества из жидкого "первичного бульона". По мнению Бернала, только повышение концентрации этих веществ могло создать основу для дальнейшего развития жизни, а скопление на частицах глины - вполне вероятный способ концентрирования первичного "органического" вещества. Но в течение многочисленных геосинклинальных периодов такое концентрирование могло идти не только вдоль берегов океана. В такие периоды (а они составляют самую значительную часть геологической истории) концентрирование могло также происходить на обширных площадях, то заливавшихся морем, то вновь обнажавшихся. Вместо узких береговых линий, составляющих весьма малую часть общей поверхности Земли, концентрирование могло совершаться на огромных пространствах сглаженных эрозией материков.

Таким образом, модель Бернала вполне приложима не только к привычному нам посторогенному ландшафту, где суша встречается с морем только на узкой береговой линии, но и к обширным районам сменяющих друг друга трансгрессий и регрессий.