ОТ ДИНОЗАВРОВ ДО ВЕЛИКОГО КОЛЬЦА

22 апреля исполняется 75 лет со дня рождения Ивана Антоновича Ефремова - выдающегося писателя-фантаста современности. Он многократно выступал на страницах "ТМ", причем диапазон его интересов простирался от проблемы Атлантиды до социально-экономических аспектов грядущего коммунистического общества.

И. А. Ефремов пришел в литературу из науки. Не все знают, что, на стыке геологии и биологии он создал новую научную дисциплину - тафономию, объясняющую, как и почему сохраняются остатки тех вымерших животных, которых изучает палеонтология.

В геологии и палеонтологии, как и в литературе, И. А. Ефремов достиг очень многого. И в науке, и в искусстве он был первопроходцем. Коллеги-фантасты называли его "впередсмотрящим", коллегам-ученым он оставил богатую россыпь идей и фактов. За одну из таких идей, глубоко и всесторонне им разработанную, он был ровно 30 лет назад, в 1952 году, удостоен Государственной премии.

Первые контуры тафономии как метода поиска палеонтологических объектов обозначились для Ивана Антоновича в результате многолетних полевых исследований. Собранные факты можно было объяснить только на базе синтеза геологии и биологии, которые до этого практически не пересекались. Были лишь разобщенные сведения об условиях жизни животных, особенностях их строения, образе жизни, рассеивании и захоронении скелетных останков и, наконец, сохранении окаменелостей в геологической летописи. Все эти данные нужно было переоценить с новых позиций, уловить их взаимосвязь и перейти от них к важным теоретическим и практическим выводам.

Еще в юности Ефремов познакомился с академиком Петром Петровичем Сушкиным - выдающимся анатомом, зоологом и палеонтологом, взгляды которого оказали глубокое влияние на формирование будущего ученого. Академик Сушкин был последователем известнейшего русского естествоиспытателя В. О. Ковалевского, основателя эволюционной палеонтологии. Как Ковалевский, так и Сушкин исходили из того, что особенности строения скелета древнейших животных подчинены экологии. При таком подходе все разнообразие животного мира прошлого объяснялось воздействием среды. Этот путь позволял воссоздавать живые образы вымерших животных на фоне природных ландшафтов, причем характеристики последних определялись именно по строению животных, их населявших. Скелеты перестали быть мертвыми символами минувших эпох - их строение отражало все многообразие взаимосвязей в извечной системе природы: организм - среда. После смерти профессора В. П. Амалицкого Сушкин стал директором Северодвинской галереи - уникальной коллекции скелетов пермских пресмыкающихся. В одной из своих статей он образно обрисовал жизнь древних ящеров; 20 лет спустя И. А. Ефремов так писал о своем учителе: "Могучая мысль учёного восстанавливала большую реку, переставшую течь 170 миллионов лет тому назад, оживляла целый мир странных животных, обитавших на ее берегах, раскрывала перед читателем необъятную перспективу времени и огромное количество нерешенных вопросов - интереснейших загадок науки... Это проникновение в глубину прошлых времен поразило меня..." Вот как открылась Ивану Антоновичу биологическая сторона палеонтологии.

В формировании второго - геологического - аспекта решающую роль сыграли экспедиции, в которые Сушкин охотно направлял начинающего ученого. В первой же самостоятельной экспедиции (в Прикаспии, на горе Богдо) Иван Антонович отметил отличия условий захоронения древних земноводных лабиринтодонтов по сравнению с однотипными местонахождениями в Западной Европе. Слои с останками богдинских земноводных накапливались в илистом мелководье морской бухты. Об этом говорили тип отложений и раковины морских беспозвоночных. Но лабиринтодонты - обитатели пресных вод, следовательно, их останки принесла в бухту река.

Последующие сезоны летней "охоты за ископаемыми" чередовались у Ивана Антоновича с зимней переправкой материалов: их надо было сделать пригодными для научного палеонтологического описания. Последнее требовало основательного углубления в смежные биологические дисциплины: зоологию, сравнительную анатомию, остеологию. Они были необходимой частью подхода, в которой настоящее служит ключом к познанию прошлого - известного еще со времен Чарлза Лайеля принципа актуализма, согласно которому естественные процессы, действующие в современной природе, те же, что и в прошлые геологические эпохи. Актуализм раскрывал значение для длительных изменений лика Земли разрушительных и созидательных процессов, записанных в каменных листах геологической летописи ; учитывая ведущую роль физических процессов в эволюции органического мира, он способствовал расшифровке биологической природы вымерших организмов. Таким образом, актуализм как метод познания прошлого приобретал непосредственное отношение к документам геологической летописи, какими в равной степени являются окаменелости и вмещающие их слои горных пород.

За первой экспедицией последовали двухлетние раскопки лабиринтодонтов по рекам Ветлуге и Югу. Одновременно с раскопками Иван Антонович проводит обстоятельное исследование геологического строения местонахождений. По составу пород, положению останков животных в костеносных линзах он выводит заключение об образовании местонахождений этого типа в поясах речных дельт, куда воды вместе с песком несли массу трупов животных, преимущественно лабиринтодонтов. Их гибель, видимо, была связана с затоплением большой области вверх по течению.

Особенно интересной для начинающего палеонтолога была поездка на среднеазиатские местонахождения динозавров. Эти громадные по площади участки содержали множество костей, принадлежавших пресмыкающимся поздиемеловой эпохи. Масштабы этих участков поражали воображение. Полоса "костяных гряд" занимала десятки квадратных километров, протягиваясь вдоль северных окраин Тянь-Шаня. Это было настоящее "поле смерти", где полегли когда-то миллионы динозавров.

Какие геологические процессы ответственны за создание подобных грандиозных местонахождений? Частичный ответ на этот вопрос дало Ивану Антоновичу изучение древних континентальных отложений, особенно медистых песчаников Приуралья. Ученый не ограничился геологическими наблюдениями в заброшенных подземных выработках. Одновременно он тщательно исследовал архивные материалы по "путям старых горняков", неоднократно возвращался к изучению местонахождений в Прикамье, Башкирии и Оренбуржье. За многообразием типов континентальных отложений он увидел многообразие условий образования и накопления осадков и останков животных. Позднее, вспоминая этот период изучения континентальных отложений пермской системы, Ефремов писал: "Два года я лазал по заброшенным подземным выработкам старинных рудников, в которых еще в конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века наши наблюдательные горняки находили кости интереснейших ящеров - самых древних, какие только были найдены на территории Советского Союза. На стенках старых выработок в заброшенных рудниках прослеживались мельчайшие подробности напластования пород, расшифровывались процессы их отложения, восстанавливались направления струй древних потоков. И вместе с этим накапливалось все больше сведений для палеонтологии - не только знание того, как залегают в породах ископаемые останки, но и понимание, почему они залегают так, а не иначе".

Значение геологических процессов в образовании местонахождений в полной мере прояснилось для Ивана Антоновича после завершения крупнейших в Союзе раскопок наземных позвоночных в Татарии около села Ишеева, в ходе которых была получена новая эталонная для пермских отложений фауна земноводных и пресмыкающихся. Ее палеонтологическое изучение вместе с геологическим исследованием самого местонахождения и захоронения останков животных и растений позволило нарисовать картину живой природы пермского периода.

Окончательное оформление тафономии как особого направления исследований произошло в середине 30-х годов, когда Ефремов полностью осознал не только позитивную, но и негативную, разрушительную, роль природных процессов в геологической летописи. Ученому помогли в этом его геологические экспедиции по Приамурью и Восточной Сибири. Тысячи километров тайги, бездорожья, порожистых рек прошел он в районах будущей трассы БАМ. (Отметим, что ее нынешнее направление вдоль реки Нюкжи было выбрано Ефремовым; в истории БАМа его имя по справедливости значится в списке первопроходцев.)

Эти экспедиции, связанные с геологической разведкой будущей трассы и с поисками минерального сырья, на первый взгляд не имели ничего общего с работой "охотника за ископаемыми". Ефремов-геолог работал в так называемых складчатых сооружениях сложного геологического строения, отражавшихся в рельефе горными хребтами и высокими участками континентальной суши. Именно отсюда начиналось "потоков рожденье и первое грозных обвалов движенье". Все это совершенно не походило на спокойный рельеф европейской равнины, где он проводил обычно палеонтологические раскопки. Перед мысленным взором возникали вздыбленные страницы каменной книги Земли. Смятые когда-то в складки горных хребтов, они разрушались, и продукты выветривания за многие миллионы лет перемещались к краям континентов, в пониженные участки осадконакопления. На этом длительном пути происходило отчетливое разделение продуктов разрушения: в высокогорьях преобладали огромные глыбы пород и каменные россыпи; по мере выветривания и перемещения в пониженные участки они уменьшались в размерах" становясь сначала крупными валунами в руслах рек, а затем галькой и гравием. Именно в этом виде они и поступали в области осадконакопления. А еще более мелкие частицы - песок и глина - выносились потоками далеко за береговую линию. Только понимание физических процессов выветривания позволило осознать их роль и масштабы в геологическом времени. Из "потока" осадков, извечно перемещавшихся по поверхности литосферы, полнее и лучше всего сохранялись те, что накапливались в прибрежных участках крупных водных бассейнов, в шельфовых зонах.

Вместе с тем процессы разрушения суши, аналогичные современным, во все геологические эпохи протекали в биосфере с ее растительным и животным миром, различиями климатов, ландшафтов, экологических условий. Остатки организмов разрушались на месте гибели или включались в процесс перемещения осадков, где на длительном пути переноса "перемалывались" вместе с ними. В результате в захоронение попадали обычно лишь останки тех животных, что обитали вблизи мест осадконакопления. Таким образом, весь "поток" материальных свидетельств жизни прошлого проходил через "фильтры" процессов разрушения.

Благодаря этим представлениям в сферу тафономии включалось не только формирование геологической летописи, но и вся история преобразования лика Земли; тафономия стала стройным учением о закономерностях формирования геологической летописи.

Значение тафономии в палеонтологии, помимо ее практической стороны - поисков и изучения местонахождений, состоит в том, что она способствует формированию объективных представлений об эволюции органического мира. Воссоздание природы прошлого с помощью тафономии приобретает и практическое значение. Ведь толщи осадочных отложений (и полезные ископаемые, связанные с этими отложениями) отражают климаты прошлых эпох: одни типы отложений и полезных ископаемых связаны с сухим климатом (например, месторождения калийных и каменных солей); другие, наоборот, образовались в условиях теплого, влажного климата (месторождения углей). Тафономия помогает оценивать перспективы поисков тех или иных полезных ископаемых.

Вполне показателен пример тафономического подхода самого Ефремова к изучению далекого прошлого гобийской части Центральной Азии. По данным некоторых прежних исследователей, центрально-азиатский материк был в мезозое пустыней с бедным растительным и животным миром. Но многие находки в разных местах МНР говорили о широком распространении местонахождений динозавров и древних млекопитающих. А в захоронения переходят преимущественно многочисленные, преобладающие виды животных. Обилие останков свидетельствует о большой численности животных в некоторые эпохи. Следовательно, предположение о пустынности Монголии ошибочно: обилие животных указывает на обилие растительности. В свою очередь, такие условия благоприятны для громадных, но еще не найденных динозавров. И экспедиция под руководством Ивана Антоновича в 1946-1949 годах действительно обнаружила "кладбища" крупнейших динозавров - растительноядных, хищных, панцирных, - собрала множество останков черепах, крокодилов, обнаружила захоронения древнейших млекопитающих. Реконструкции некоторых из этих животных показаны на рисунке в заставке статьи.

Результаты экспедиции коренным образом отвергали прежние представления о геологической истории Гоби, о том, что она якобы была засушливой пустыней с редкими оазисами жизни. Было доказано, что значительная часть Центральной Азии в течение многих десятков миллионов лет была заболоченной низменностью с богатейшей флорой и фауной. Этот вывод усиливал положительную ориентацию на поиски месторождений углей и погребенных пресных вод, которые дают сегодня новую жизнь полупустынной Гоби. Кроме того, тафономические выводы Ефремова, подтвержденные последующими экспедициями, позволяют рассматривать Гоби как неисчерпаемую палеонтологическую сокровищницу. По-видимому, мы стоим пока в самом начале раскрытия палеонтологических богатств Гоби.

Итак, тафономия как направление исследований объединяет геологию с ее летописью - "листами каменной книги" - и биологию, поскольку палеонтологические объекты - окаменелости - изучаются так же, как живые организмы. При этой своей двойственности тафономия в первой части вносит много нового в расшифровку процессов, меняющих лик Земли; во второй части дает расшифровку органического мира прошлого, объясняет неполноту и особенности палеонтологической летописи.

Тафономия и палеонтология занимаются изучением природы минувших эпох. Человек как феномен природы всеми своими корнями уходит в далекое прошлое. Вез познания прошлого, как писал Иван Антонович, нельзя понять ни появления, ни исторического формирования человека. Поэтому тема времени так многопланово звучит во всем творчестве выдающегося ученого и писателя. Он ведет ее от глубин необозримо далекой палеонтологической предыстории человечества к древним цивилизациям Египта и Греции, через настоящее к будущему - к эпохе Великого Кольца.

ПЕТР ЧУДИНОВ,
доктор биологических наук

На перекрестке тысячелетий
(см. 1-ю стр. обложки и рисунок вверху).
Так выглядел мир 60 млн. лет назад. Изображенные справа панцирный динозавр - таларурус, орнитомим, отдаленно напоминающий страуса, и знаменитый тираннозавр реконструированы по результатам экспедиции И. Ефремова в пустыню Гоби.