17. Ископаемые остатки раннего докембрия?

После обнаружения флоры формации Ганфлинт начались активные поиски еще более древних ископаемых остатков. Чем глубже мы уходим в даль времен, тем такой поиск становится труднее. Как указано в предыдущей главе, предпринимать такие поиски можно лишь в тех районах древних щитов, где серии осадочных пород со времени своего образования не претерпели сильных подвижек, таких, как захоронение в геосинклиналях или тектоническое дробление в поясах складчатости. Пласт осадочных пород останется сравнительно тонким и избежит значительного метаморфизма лишь в тех местах, где опускание и седиментация были не слишком сильными. Поэтому нам надо искать области, бывшие во время отложения осадков уже относительно стабильными. Геологи называют их форландами или эпиконтинентальными осадочными бассейнами. Более того, нужно, чтобы такая область не была заметно затронута позднейшими горообразованиями, иначе древние осадки подвергаются метаморфизму и содержащиеся в них окаменелости разрушаются. Такие "неповрежденные" районы называются кратонными.

Как мы узнали из предыдущей главы, на обширном Африканском щите есть несколько таких сравнительно устойчивых областей. Древнейшая из них, насколько мы знаем, - Трансваальский или Каапваальский, кратон, к которому относится система Свазиленд. Эта система делится на две серии: древняя, Онвервахт, и более молодая, Фиг-Три [61]. Первая в основном представлена мощной толщей вулканических пород - ультраосновных, основных и средних лав, на которых залегают риолитовые туфы. Однако в вулканическую серию включены прослои тонкозернистых осадочных пород, главным образом кремнистых сланцев [84]. Формация Фиг-Три состоит главным образом из осадочных пород, хотя вблизи ее подошвы и кровли обнаружены в большом количестве изверженные породы. Для нижней части формации Фиг-Три характерны полосчатые кремнистые сланцы, железняки, тонкослоистые сланцы, а верхние пласты состоят из более грубозернистых осадков. Именно в тонких осадках, в сланцах и кремнистых сланцах, найдены остатки, которые считают окаменелостями ([5, 67, 68, 77] - для Фиг-Три, [26, 60, 59] - для Онвервахт). Поскольку это наиболее изученный из всех районов, в которых найдены ископаемые остатки, относимые к раннему докембрию, я приведу здесь его описание (фиг. 69).

Фиг. 69. Южноафриканский кристаллический щит, обнаженный от более молодых пород, образует гранитно-зеленокаменные кратоны, не подвергавшиеся подвижкам со времени своего образования, и окружающие их более молодые, подвижные пояса метаморфизма. Каапваальский кратон, называемый некоторыми авторами Трансваальским, включает в себя пояса зеленокаменной породы и других сходных отложений Трансваальской системы. Родезийский кратон включает сходную вулкано-кластическую серию Булавайо, в которой Мак-Грегор обнаружил водорослевые известняки (см. разд. 8 этой главы). Разбросанные обнажения обеих осадочных серий разделены не только окружающими гранитами, но и породами более молодых поясов складчатости. Поэтому до сих пор возраст обеих серий не определен и не разработана их корреляция. На фиг. 52 Каапваальский и Родезийский кратоны для простоты объединены

Система Свазиленд - древнейшая серия Южной Африки; более того, это древнейшая из всех известных осадочных серий. Пока можно лишь сказать, что ее возраст свыше 3,2 млрд. лет (фиг. 70 и табл. 15). Но не исключено, что датирование изверженных пород Онвервахт принесет нам более точные сведения об абсолютном возрасте проблематичных ископаемых остатков, столь обильных в породах системы Свазиленд.

Фиг. 70. Стратиграфическая колонка докембрия Трансвааля. Сбоку пунктирными линиями указаны основные сомнительные по датированию и корреляции места. В частности, многие полагают, что золото-урановые руды систем Витватерсранд и Доминион-Риф, о которых пойдет речь в следующей главе, вероятно, имеют возраст около 3 млрд., а не 2 млрд. лет (возраст отложен в млн. лет)

Вулкано-кластическая серия системы Свазиленд отличается большой мощностью (общая мощность достигает более 10000 м) [3, 4, 84]. Впрочем, эта оценка получена путем суммирования мощности отдельных местных разрезов и не обязательно означает, что есть район, где она достигает этой величины. Во время осадконакопления такие осадочные бассейны не просто опускались, но и смещались, часто к так называемому форланду, и новые осадки отлагались не прямо над предыдущим, а рядом с ними. Такая картина хорошо известна, например, для третичных отложений, окаймляющих Мексиканский залив, и для отложений верхнего карбона в Рурском бассейне [64].

Во всяком случае, система Свазиленд действительно является очень мощной. Поэтому некоторые авторы предполагают, что структуры, найденные в самых нижних толщах серии Онвервахт, должны быть гораздо древнее структур из Фиг-Три. Но это не обязательно так. В верхнем карбоне серии почти такой же мощности отлагались всего за 0,05 млрд. лет, а между тем возраст системы Свазиленд пока известен с гораздо большей ошибкой - "более 3,1-3,2 млрд. лет". И хотя некоторые исследователи и считают, что нельзя сравнивать осадочные серии раннего докембрия с позднейшими геосинклиналями, мы можем рассматривать формации Онвервахт и Фиг-Три вместе.

Как явствует из обзора Клиффорда по радиометрической датировке горных пород Африки [19], возраст системы Свазиленд еще не вполне известен. Сейчас удалось определить возраст многих гранитов, окружающих сланцевые пояса системы Свазиленд, но полученные величины очень разноречивы. Разброс данных наводит на мысль, что эти граниты образовались уже после свазилендского горообразования. Значит, можно предположить, что свазилендская вулкано-кластическая серия древнее самого древнего из этих гранитов, т. е. ее возраст превышает 3240 ± 300 млн. лет (табл. 15). Пока существует только одно прямое доказательство этого: гранит G4 (табл. 15), для которого возраст по монолиту определен в 2,9 млрд. лет, дает интрузии в свиту Модис, самое верхнее подразделение системы Свазиленд, а значит, он моложе, чем Фиг-Три и Онвервахт.

Таблица 15. Абсолютный возраст (определен рубидий-стронциевым методом^* по монолиту и отдельным минералам) различных серий свазилендских гранитов [19]

^* (См. гл. III, разд. 9.)

^** (Видно, что датировки по отдельным минералам расходятся с датировкой по монолиту. Считается, что причина этого - диффузия ⁸⁷Sr от одного минерала к другому после образования породы. Если это так, то правил .ной должна считаться датировка по монолиту. Именно на основании этих данных формациям Фиг-Три и Онвервахт приписывается возраст более 3,2 млрд. лет.)

В системе Свазиленд описаны мелкие сферические и нитчатые формы размером около 20 мкм. Их можно обнаружить и на тонких шлифах, и в материале, полученном путем мацерации. В этих структурах (во всяком случае, в их наружных частях) присутствует углистое вещество. На репликах со шлифов были выявлены с помощью электронного микроскопа еще более мелкие (менее 1 мкм в диаметре) структуры. Их реальность не вызывает сомнений. Они включены в хорошо изученные породы. При обработке пород была предотвращена всякая возможность загрязнения извне. Основные формы сферических структур из Фиг-Три показаны на фото 23. Их можно разделить на несколько типов, обозначаемых A₁, А₂, А₃ и В [68]. Нитчатые формы из формации Фиг-Три показаны на фото 24, а более мелкие, палочковидные структуры - на фото 25. Организованные элементы из серии Онвервахт показаны на фото 26.

Фото 23. Глобулярные образования из формации Фиг-Три (ранний докембрий, Южная Африка) (гл. XII, [68]). 1-10 - глобулярные образования типа А₃ (× ∼425). 11 - глобулярное образование типа А₃ (× ∼1100). 12-16 - глобулярные образования типа В (× ∼1100). 17 - глобулярное образование типа А₃ (× ∼1100). 18-20 - глобулярные образования типа В (× ∼1100). 21 - глобулярное образование типа В (× ∼25). Подобные структуры описаны Шопфом и Баргхоорном (гл. XII; [77]. Эти авторы не приняли во внимание мелкие различия, отмеченные Пфлюгом, и объединили все эти образования в новый род и вид Archaeosphaeroides barbertonensis

Фото 24. Нитчатые образования из формации Фиг-Три (ранний докембрий, Южная Африка). 1-11 - нитчатые образования разных типов (× ∼375); 12 - колония глобулярных образований типа А₂ (× ∼150); 13-15 - нитчатые образования разных типов (× ∼375)

Фото 25. Негативы электронных микрофотографий углеродных реплик сланца Фиг-Три, полученных после оттенения платиной (гл. XII, [5]). Видны мелкие палочковидные образования, представляющие собой, по мнению авторов, ископаемые бактерии Eobacterium isolatum - новый род и вид. Масштабная линия 1 мкм

Фото 26. Организованный элемент углистого вещества из серии Онвервахт, Южная Африка (гл. XII, [26]). Диаметр структуры 106 мкм. Пока мы не уверены, является ли это образование настоящим ископаемым остатком; во всяком случае, это древнейшее из известных 'ископаемоподобных' образований

Итак, в сериях Фиг-Три и Онвервахт системы Свазиленд встречаются разнообразные организованные элементы. Пока не доказано, что они имеют биогенную природу, т. е. являются настоящими ископаемыми остатками жизни раннего докембрия. Вещество этих структур, во всяком случае вещество их наружных оболочек, анализировалось различными тонкими методами и единогласно признано органическим. Иначе говоря, оно содержит соединения углерода, но является ли оно истинно органическим, т. е. созданным организмами, пока неизвестно. Возможно, это "органическое" вещество, имеющее абиогенную природу; об этом уже говорилось в разд. 10 данной главы. Ни одна черта морфологии обнаруженных структур не свидетельствует ясно об их биологическом происхождении. У них не удается выявить какое-либо тонкое внутреннее строение, не обладают они и причудливой внешней формой, которая свойственна некоторым ископаемым из сланцев Ганфлинт.

Пока дальнейшие исследования не принесли более надежных доказательств биогенной природы этих структур, нам придется называть их строго нейтральным термином "организованные элементы".

Если морфология вновь найденных структур с несомненностью будет признана "живой", то это послужит доказательством того, что найденные соединения углерода действительно можно назвать органическими. И наоборот, если будут найдены несомненные молекулярные ископаемые, доказывающие наличие жизни в период образования серий Онвервахт и Фиг-Три, то сильно возрастет вероятность того, что "организованные элементы" действительно представляют собой фоссилизированные остатки ранней жизни. Но пока вопрос остается открытым.