Что происходило, на протяжении предыдущих 3 млрд лет истории Земли? Сама постановка подобного вопроса еще два-три десятилетия назад была лишена смысла. Дело в том, что только с этого времени, благодаря успехам радиоизотопных методов определения возраста минералов и горных пород, стало возможным датировать докембрийские образования, лишенные, как правило, органических остатков, устанавливать их возрастную последовательность и коррелировать подобные образования, развитые на разных континентах. Разумеется, прогресс радиохронометрии благотворно сказался и на изучении более молодых образований, позволив определять абсолютный возраст магматических пород, проявлений метаморфизма и произвести, в конечном счете, калибровку геохронологической шкалы, превратив ее из относительной в абсолютную. При этом наметились две любопытные тенденции в развитии изотопной геохронометрии. С одной стороны, это появление все новых, более точных методов: на смену калий-аргоновому методу пришел рубидий-стронциевый, затем появился самарий-неодимовый, широко используется уран-свинцовый по минералу циркону и т. д. Однако, с другой стороны, неизменно оказывается, что ни один из методов (это касается и новейшего самарий-неодимового) не гарантирует определение «абсолютного» возраста минерала или породы, как первоначально охотно выражались, ибо весьма часто породы подвергаются в дальнейшей своей судьбе различным термическим и механическим воздействиям, нарушающим первичные изотопные соотношения. Это обстоятельство часто затрудняет установление истинного времени образования минерала (породы), но вместе с тем открывает невиданную ранее возможность восстановить главные события в его истории. Показателен такой пример. В настоящее время в изотопной геохронометрии широко используется, особенно для до-кембрийских пород, определение возраста уран-свинцовым методом по циркону, обычному минералу гранитов, гнейсов и многих других пород. В одной и той же породе нередко обнаруживается несколько типов цирконов, отличающихся по цвету и форме; часто одно и то же зерно циркона состоит из ядра одного цвета и последовательно наращивающих его каемок других цветов. Изотопное датирование показывает, что это разные генерации цирконов, время образования которых иногда отличается на сотни миллионов лет, а изотопные соотношения фиксируют главные события в истории цирконов и вмещающих их пород и толщ. Таким образом, изучение одного зерна циркона, имеющего в диаметре несколько миллиметров, позволяет «прочитать» историю того или иного участка земной коры длительностью иногда более миллиарда лет! Это ли не блестящая иллюстрация того, что смогла достигнуть геология благодаря применению современных методов исследования (микрозонды, масс-спектрометры и т. д.). Так вот, благодаря изотопной геохронологии удалось в значительной мере расшифровать строение раннедокембрийских толщ, слагающих основную часть консолидированной коры континентов. Но полученный материал все еще не поддается однозначной интерпретации; мало того, эта интерпретация затрагивает вопрос о пределах применимости одного из фундаментальных методов геологии — так называемого метода актуализма. Метод этот, широко использовавшийся еще со времен Ломоносова и Бюффона, если не с античной древности, был наиболее кратко сформулирован знаменитым английским геологом прошлого века Ч. Ляйелем в словах: «настоящее есть ключ к прошедшему». Справедливость самой этой формулировки вряд ли может оспариваться, но Ляйель постарался ее абсолютизировать, утверждая, что ни характер, ни скорость течения геологических процессов нисколько не изменялись на протяжении истории Земли; это учение получило название униформизма; его в свое время критиковал Ф. Энгельс. Метод актуализма вполне оправдал себя применительно к рифейско-фанерозойскому отрезку истории Земли, хотя и в этом случае приходилось делать иногда существенные поправки на необратимую эволюцию геологических процессов и на их периодические (циклические) изменения, например смену эпох резких климатических контрастов, с образованием покровных оледенений, и эпох ослабления климатической зональности и преобладания теплого климата, эпох господства суши или моря в пределах современных континентов и т. п. Но когда геологи, так сказать, «окунулись» в ранний докембрий, они столкнулись с породами и структурами, не имеющими прямых аналогов в более поздней истории Земли. Появились новые понятия о коматиитах (высокомагнезиальные основные и ультраосновные породы), о «серых гнейсах», о зеленокаменных и гранулитовых поясах и т. п. В итоге наметилось два истолкования полученных данных. Одно из них заключается в том, что механизм развития структуры земной коры в раннем докембрии считают принципиально иным, чем в рифее и фанерозое, и, соответственно не имеющим ничего сходного с тектоникой литосферных плит. Согласно другой точке зрения, тектоника плит «работала» уже в архее, если не в катар-хее (более 3,5 млрд лет назад). Думается, что истина находится посередине и что правильнее всего будет считать, что в архее (3,5—2,5 млрд лет назад) тектоника плит проявлялась в эмбриональной форме, в раннем протерозое (2,5— 1,65 млрд лет назад) в более развитой форме («тектоника микроплит») и лишь с позднего протерозоя (рифея) приобрела свое современное значение. Но даже если решить вопрос о том, каким образом развивалась земная кора в архее и раннем протерозое, остается загадочной история самого раннего этапа развития нашей планеты, в период от 4,6 до 3,8 млрд лет назад. Неясно, почему мы не находим на Земле пород столь древнего возраста, ведь на Луне они обнаружены. Возможно, они уничтожены теми процессами, которые создали «серые гнейсы»— наиболее древние из датированных образований? Каковы были условия на Земле в этот «догеологический» период? Были ли они, как давно предположил А. П. Павлов, близки к современным лунным, где нет гидросферы и атмосферы, или сходны с условиями на современной Венере, наиболее близкой почти по всем параметрам Земле планете, с ее плотной углекислой атмосферой, высокой температурой и давлением на поверхности?! Довольно очевидно и важно лишь одно — Земля не могла избежать интенсивной метеоритной бомбардировки, которой Луна и другие планеты подверглись в интервале 4,2— 3,8 млрд лет назад. Особую и очень сложную проблему, тесно связанную с проблемой ранних стадий развития Земли, составляет проблема возраста и происхождения Тихого океана, или, более широко, проблема времени возникновения фундаментальной дисимметрии Земли, ее разделения на материковое и океанское полушария. Как уже отмечалось, косвенные данные довольно определенно говорят в пользу существования океана уже в позднем протерозое, т. е. 1,65 млрд лет назад. Но аналогия с другими планетами земной группы и Луной, обнаруживающими подобную же дисимметрию, а также тот факт, что к концу раннего протерозоя ядра современных континентов почти полностью освободились от водного покрова, который должен был куда-то деваться, заставляют думать о еще значительно более древнем возрасте Тихого океана. Некоторые ученые допускают, что причиной дисимметрии Земли является первичная неоднородность ее состава, обусловившая образование континентальной коры лишь в одном ее полушарии. Но возможна и другая гипотеза — возникновение Тихого океана в результате падения особо крупного метеорита, точнее, астероида. Сейчас такого рода событием объясняют образование Луны — за счет выбросов материала за пределы Роша и его последующей конденсации. Легко заметить некоторое сходство и вместе с тем отличие от старой гипотезы Дж. Дарвина — У. Пикеринга — отрыв Луны от Земли в области Тихого океана. Так или иначе, это одна из еще не решенных проблем геологии. К ней определенное отношение имеет и вопрос о способе образования и первоначальном состоянии Земли, На смену представлению об образовании Земли из однородной смеси газово-пылевых частиц с последующей дифференциацией на ядро и мантию, а затем кору — гипотезе гомогенной аккреции — пришла гипотеза гетерогенной аккреции, допускающая последовательное формирование ядра из материала железных метеоритов и мантии — из вещества каменных метеоритов. Возможен и компромиссный вариант — образование внутреннего ядра непосредственно из метеоритов, а внешнего — в процессе дифференциации'. В этом случае дифференциация, которая должна была сопровождаться значительным тепловыделением, остается одним из главных источников наряду с радиоактивностью внутреннего тепла Земли. Так или иначе, уже соударение метеоритных частиц при образовании Земли должно было привести к ее существенному разогреву и способствовать образованию магмы в верхней части мантии, особенно при метеоритной бомбардировке в эпоху 4,2—3,8 млрд лет назад, и за счет этого — формированию первичной базальтовой коры Земли (по аналогии с Луной, где недавно обнаружены «морские» базальты с возрастом более 4,2 млрд лет). Как мы только что видели, в наших рассуждениях относительно самых ранних стадий развития Земли все большую роль приобретает сравнительный материал по другим планетам земной группы и Луне, полученный благодаря космическим исследованиям последних десятилетий. Эти исследования придали геологии как бы еще одно, новое измерение. Геологические методы были распространены на другие тела Солнечной системы, возникла геология планет — часть сравнительной планетологии.

У истоков жизни
Но даже данные сравнительной планетологии существенно не продвинули нас в познании одной из важнейших загадок природы — происхождения жизни на Земле. Древнейшие следы жизни были обнаружены в породах с возрастом 3,5, возможно даже 3,8 млрд лет, когда уже существовали атмосфера и гидросфера. Таким образом, уже на рубеже 3,8 млрд лет назад наша планета ушла далеко вперед в своей эволюции по сравнению с другими планетами. Причина состоит, видимо, в оптимальном сочетании различных параметров, прежде всего массы и расстояния от Солнца, но, возможно, и других факторов. Именно в это критическое время — около 3,8 млрд лет назад — должны были сложиться уникальные условия для зарождения жизни. Произошло это, скорее всего, в водной среде, возможно вблизи гидротерм. Некоторые исследователи отмечают «родство» сложных молекул глинистых минералов и органических молекул, усматривая в этом возможность генетической связи. Но надо учитывать, что органические молекулы широко распространены в Солнечной системе в веществе метеоритов, в частности в углистых хондритах, из которых, по гипотезе гетерогенной аккреции, формировалась верхняя часть мантии Земли. Не решен вопрос и о причинах геологически внезапного расцвета беспозвоночных на заре палеозойской эры. Правда, резкость этого скачка в развитии органического мира заметно смягчена открытием эдиакарской фауны бесскелетных организмов в отложениях впервые выделенной у нас Б. С. Соколовым вендской системы, нарастившей снизу разрез палеозойской группы. Но между эдиакарской фауной и скелетной фауной раннего кембрия все равно остается достаточно ощутимая дистанция. Дело здесь, скорее всего, в изменении каких-то геохимических условий, но состав осадков венда и кембрия не обнаруживает заметных отличий, если не считать одного недавнего открытия, о котором речь пойдет позже. После обнаружения в пограничных слоях аномально высокого содержания иридия большое внимание привлек к себе в последние годы и вопрос о причинах массовых вымираний целых групп живых организмов на определенных геохронологических рубежах, в первую очередь динозавров на границе мела и палеогена. Эта иридиевая аномалия дала повод отцу и сыну Л. У. Альваресам предложить смелую гипотезу резкого изменения климатических условий на Земле вследствие падения гигантского метеорита (поскольку на суше остатков его не найдено, предполагается, что он упал в Тихий океан). Вокруг гипотезы Альваресов сейчас ведется оживленная полемика; называют и другие рубежи массовых вымираний и иридиевых аномалий, в частности в позднем девоне, на границе перми и триаса. Совсем недавно иридиевая, а также осмиевая и изотопно-углеродная аномалии обнаружены в Китае в подошве кембрийских пород, т. е. на самой загадочной из таких границ.