Наблюдая за китами - Ник Пайенсон

Прежде чем задуматься об эволюции, Дарвин был геологом и смотрел на историю и планету в долгосрочной перспективе. Во время его путешествия по Южной Америке, идея Глубокого времени была еще новинкой[89]. Но увиденное им — землетрясение в Консепсьоне, окаменевшие леса в Андах, вымершие наземные млекопитающие в Патагонии — соответствовало гипотезе о непостижимо древней планете, существующей уже многие миллиарды лет, на протяжении которых механизм отбора породил вьюрков, черепах и китов[90].

Свои последние дни в Южной Америке Дарвин провел в чилийской пустыне Атакама. Он ехал верхом, собирая образцы у каждого обнажения древних горных пород. Добравшись до «Бигля», пришвартованного у северного побережья недалеко от города Кальдеры, Дарвин направился морем на северо-запад и в конечном итоге добрался до Галапагосских островов[91]. В учебниках с восторгом пишут о нескольких неделях, которые Дарвин пробыл на Галапагосах, но обычно умалчивают о том, что он провел два года в Южной Америке, в странах Южного конуса — к югу от тропика Козерога[92]. В Чили он больше не вернулся, но начатая им работа была продолжена. Интерес к этим местам увлек целое поколение европейских ученых, которые отправились покорять здешние просторы. Они создали первые центры науки в Чили, в том числе Национальный музей, в коллекциях которого до сих пор хранятся окаменелости, собранные Дарвином более 180 лет назад[93]. Когда открываешь музейные ящики и берешь в руки образцы, чувствуешь, что в них скрыты вопросы о нашей планете, объединяющие ученых разных столетий.

Мимо побережья Атакамы движется течение Гумбольдта — грандиозный неиссякаемый и невидимый нашему взгляду океанский поток[94]. Он назван в честь ученого широчайших познаний и впечатляющих научных достижений, жившего на десятки лет раньше Дарвина, — притом что сам Александр фон Гумбольдт никогда не бывал южнее Лимы, столицы Перу. Течение Гумбольдта — одно из самых богатых рыбой мест на Земле. Открывая банку с анчоусами или сардинами, имейте в виду — эти рыбки с высокой вероятностью были пойманы в течении Гумбольдта — от чилийской Патагонии до Перу и Галапагосских островов.

Чтобы понять, как устроено течение Гумбольдта, нужно ненадолго отвлечься и рассмотреть феномен апвеллинга. Когда Земля вращается вокруг своей оси, горячий воздух неравномерно скатывается с континентов, образуя над открытым океаном пассаты. Эти ветры отгоняют теплую воду от берегов, а на ее место из глубин океана поднимаются мощные потоки богатой питательными веществами воды — этот процесс и называется апвеллингом. Нужные для его возникновения географические условия имеются на западном побережье нескольких континентов — от Калифорнии до Чили и Анголы. Апвеллинг является основой формирования богатых океанических пищевых сетей из-за питательных веществ, поднимающихся из глубины. У поверхности океана, как правило, хватает кислорода, но именно апвеллинг доставляет к поверхности азот и фосфор и обогащает поверхностные слои воды, питая как осуществляющий фотосинтез фитопланктон, так и его потребителей — зоопланктон. Океаны безбрежны, но именно апвеллинг создает определенные места скопления этих крошечных организмов. А там, где есть корм, будут сардины, пингвины и киты[95].

Специализирующийся на китах палеонтолог стремится на побережье, где есть одновременно и апвеллинг, и субдукция. Апвеллинг дает возможность встретить китов, а значит, и их остатки — кости, которые мы ищем, а субдукция поднимает древнее морское дно на сушу. Помимо этих двух процессов, землетрясение на широте Атакамы превращает эту пустыню в палеонтологический рай: здесь нет ни травы, ни деревьев, ни асфальта. Открытые бесплодные земли пустыни позволяют эрозии обнажать остатки древних китов, скрытые в скальных породах, и ничто не мешает их видеть.

Эрозия помогает, но сначала палеонтологам нужно найти правильные породы. Из трех их категорий (вулканические, метаморфические и осадочные) для поиска ископаемых китов подходят только осадочные. Киты не слишком хорошо сохраняются в вулканических потоках лавы, и окаменелости почти никогда не переживают огромную жару и давление, которые создают метаморфические породы в десятках километров под поверхностью Земли[96]. Среди осадочных пород самые перспективные — сланцы, представляющие собой бывшее офшорное морское дно, и песчаники, представляющие дно прибрежное. Благодаря тому, что уровень суши поднялся, единственный способ найти окаменелости в Атакаме — это кружить среди размывов и останцев пешком или на грузовике, искать нужные породы и смотреть во все глаза. В конце концов, кости китов обычно довольно большие.

Со времен Дарвина в бассейне Кальдеры были найдены тысячи костей и зубов, некоторые из них оказались в музеях естественной истории, например в музее в Сантьяго, который основали соратники Дарвина. Коллекции ископаемых из Кальдеры почти всегда состоят из осколков черепов, костей конечностей и зубов, вы никогда не найдете там полные скелеты[97]. Но даже по этим находкам видно, что в прошлом течение Гумбольдта было другим: знакомые нам животные вроде китов, акул и морских черепах жили рядом с причудливыми вымершими существами: ужасающими зубастыми морскими птицами, длинноносыми водными ленивцами и акулами размером со школьный автобус[98]. Когда я только начал планировать работы в Атакаме, проблема заключалась в том, что мы не знали точный возраст всех найденных окаменелостей — а нужна была полная хронология горных пород бассейна Кальдеры. Как минимум нужно было определить последовательность слоев, в которых были найдены окаменелости, понять, какие из них самые старые и самые молодые; а в идеале мы надеялись вычислить конкретный возраст каждого костеносного слоя. Определив этот контекст, мы смогли бы составить график расцвета и угасания каждого вида за миллионы лет на фоне масштабных изменений температуры океана, уровня моря и течений[99]. Наденьте панаму, которую носят геологи в пустыне, найдите кости кита — и вы поймете, как возникла экосистема течения Гумбольдта.