Величайшее шоу на Земле: свидетельства эволюции.

 До появления радиоактивных часов мы просто не знали, когда они образовались.

 Мы могли расположить их по порядку, потому что, очевидно, более древние отложения, как правило, лежат ниже более молодых отложений.

 Девонские отложения, например, старше отложений каменноугольного периода (названного в честь каменного угля, который часто встречается в его слоях), и мы знаем это, потому что в тех частях мира, где эти два слоя встречаются в одном месте, девонский слой лежит под каменноугольным (исключения из этого правила встречаются в местах, где мы можем сказать, исходя из других сидетельств, что породы были наклонены, или даже перевернуты).

 Обычно так не везет, чтобы обнаружился полный набор слоев, от Кембрийского в нижней его части до современных на самом верху.

 Но, поскольку слои являются столь узнаваемыми, вы можете определить их относительные возрасты, выстраивая друг за другом и собирая их паззл по всему миру.

 Так, задолго до того, как мы узнали настолько древними являются ископаемые, мы знали порядок, в котором они были отложены, или, по крайней мере, порядок, в котором откладывались названные отложения.

 Мы знаем, что кембрийские окаменелости во всем мире — более дреание, чем ордовикские, которые старше силурийских; затем идут девонские, затем каменноугольные, пермские, триасовые, юрские, меловые, и так далее.

 И в пределах этих крупных названных слоев геологи также различают подобласти: верхняя юра, средняя юра, нижняя юра, и так далее.

 Названные слои обычно идентифицируются по ископаемым, которые они содержат.

 И мы будем использовать порядок ископаемых в качестве свидетельства эволюции! Имеется ли здесь риск превращения этого в круговой аргумент? Определенно, нет.

 Подумайте об этом.

 Кембрийские ископаемые — характерный набор, безошибочно распознаваемый как кембрийский.

 На минуту мы используем характерные наборы ископаемых просто в качестве меток для горных пород кембрия, в качестве видов-индикаторов, везде, где мы можем найти их.

 Несомненно поэтому нефтяные компании нанимают экспертов по ископаемым для идентификации отдельных слоев горных пород, как правило по микроскапическим ископаемым, крошечным существам, называемым фораминиферами, например, или радиоляриями.

 Набор характерный ископаемых используется, для распознавания ордовикских пород, девонских пород и так далее.

 До сих пор все, для чего мы используем эти ископаемые подборки — это определение, является ли пласт породы, скажем, пермским или силурийским.

 Теперь мы переходим к использованию порядка, в котором названные слои были отложены, с помощью цепочек, составленных по всему миру, в качестве свидетельства того, какие из слоев старше, а какие моложе других.

 Установив эти два набора данных, мы можем затем последовательно смотреть на ископаемые во все более молодых слоях, чтобы узнать, составляют ли они разумную эволюционную последовательность друг с другом.

 Они прогрессируют в разумном направлении? Появляется ли определенный тип ископаемых, например млекопитающие, только после определенной даты? Ответ на все такие вопросы — да.

 Всегда да.

 Без исключений.

 Это мощное доказательство эволюции, ибо это никогда не было необходимым фактом, чем-то таким, что должно вытекать из нашего метода идентификации слоев и нашего метода получения временной последовательности.

 Это факт, что буквально никто из тех, кого можно отдаленно назвать млекопитающими, никогда не были найдены в девонских породах или в любом более древнем слое.

 Они не просто встречаются статистически реже в девонских, чем в более поздних породах.

 Они буквально никогда не встречаются в породах старше определенной даты.

 Но это не обязано было быть так.

 Могло бы оказаться, что когда мы копаем ниже и ниже от девона, через силур и даже дальше, через ордовик, мы внезапно нашли бы, что кембрийская эра, более старая чем, любая из них, изобиловала млекопитающими.

 Это, на самом деле не то, что мы видим, но возможность этого демонстрирует, что не можете придраться к аргументу, что он круговой: в любой момент кто-нибудь мог бы откопать млекопитающее в кембрийской породе и теория эволюции была бы мгновенно подорвана, если бы такое случилось.

 Эволюция, другими словами, является фальсифицируемой [теоретически способной быть опровергнутой], и поэтому научной, теорией.

 Я вернусь к этому в главе 6.

 Попытки креационистов объяснить такие результаты зачастую оказываются крайне комичны.

 Ноев потоп, нам говорят, является ключом к пониманию того порядка, в котором мы находим ископаемые остатки основных групп животных.

 Вот прямая цитата из заслужившего награды креационистского веб-сайта.

 «Последовательность ископаемых в геологических слоях показывает:

 (I) БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ (медленно движущиеся морские животные) погибли первыми сопровождаемые более подвижными рыбами, которые были занесены илом потопа

 (II) АМФИБИИ (близко от моря) погибли следующими, поскольку воды поднялись.

 (III) РЕПТИЛИИ (медленно движущиеся наземные животные) умирают следующими.

 (IV) МЛЕКОПИТАЮЩИЕ могли убегать от поднимающейся воды, более крупные и быстрые млекопитающие выжили дольше остальных.

 (V) ЧЕЛОВЕК проявлял больше изобретательности — цепляясь за бревна, и т. д, чтобы избежать потопа.

 Эта последовательность — вполне удовлетворительное объяснение порядка, в котором различные окаменелости найдены в слоях.

 Это НЕ тот порядок, в котором они эволюционировали, а порядок, в котором они были затоплены во время потопа.»

 Помимо всех других причин возразить против этого замечательного объяснения, можно сказать, что могла существовать лишь статистическая тенденция, чтобы млекопитающие, например, были в среднем лучше, чем рептилии, в избегании подъема уровня воды.

 Вместо этого, как и следовало ожидать по теории эволюции, буквально нет млекопитающих в низлежащих слоях геологической летописи.

 Теория «бегства на возвышенности» была бы на более твердой почве, если бы было статистическое затухание [ископаемых] млекопитающих, по мере продвижения вниз по породам.

 Не существует никаких трилобитов выше пермских слоев, никаких динозавров (кроме птиц) выше меловых слоев.

 Еще раз, теория «бегства на возвышенности» предсказывает статистическое затухание.

 Вернемся к датированию и радиоактивным часам.

 Поскольку относительный порядок проименованных осадочных слоев хорошо известен, и один и тот же порядок обнаруживается во всем мире, мы можем использовать магматические породы, которые лежат выше или ниже осадочных слоев, или которые внедрены в них, для датирования проименованных осадочных слоев, и, следовательно, окаменелостей внутри них.

 В качестве уточнения метода, мы можем датировать ископаемые, которые лежат в верхней части, скажем, слоя каменноугольного или меловго периода, как более поздние, чем ископаемые, которые лежат несколько ниже в том же слое.

 Нам не обязательно искать магматические породы в окрестностях того или иного отдельного ископаемого для его датировки.

 Мы можем сказать, что наши ископаемые относятся к, скажем, концу девонского периода, по их позиции среди девонских слоев.

 И мы знаем по радиоактивному датированию магматических пород, обнаруженных в связи с девонскими слоями по всему миру, что девонский период закончился около 360 миллионов лет назад.

Радиоактивные часы

 Калий-аргоновые часы — только одни из многих часов, доступных геологам, которые используют тот же принцип в различном масштабе времени.

 Выше приведена таблица часов, от медленных до быстрых.

 Обратите еще раз внимание на удивительный диапазон периодов полураспада, от медленного в 49 миллиардов лет до менее чем 6.000 лет на «быстром конце».

 Более быстрые часы, такие как углерод 14, работают несколько иным способом.

 Это потому, что «обнуление» этих высокоскоростных часов неизбежно отличается.

 У изотопов с коротким периодом полураспада, все атомы, присутствовавшие при начальном формировании Земли, уже давно исчезли.

 Прежде чем перейти к радиоуглеродному датированию, стоит сделать паузу, чтобы рассмотреть другую часть свидетельств в пользу старости планеты Земля, возраст которой измеряется в миллиардах лет.

 Среди всех элементов, которые встречаются на Земле, 150 устойчивых изотопов и 158 неустойчивых, всего 308.

 Из 158 неустойчивых 121 уже полностью распались или существуют только потому, что они постоянно возобновляются, как углерод 14 (как мы увидим ниже).

 Теперь, если мы рассматриваем 37, которые не исчезли, мы замечаем что-то значимое.

 У каждого из них период полураспада больше, чем 700 миллионов лет.

 А если мы рассмотрим 121, которые исчезли, у каждого из них период полураспада меньше, чем 200 миллионов лет.

 Кстати, не запутайтесь.

 Помните, мы говорим о периоде полураспада, а не жизни! Подумайте о судьбе изотопа с периодом полураспада 100 миллионов лет.

 Изотопы, период полураспада которых составляет менее одной десятой или около того возраста Земли, исчезли и для практических целей, не существуют, за исключением особых обстоятельств.

 С исключениями, для которых есть особые причины, понятные нам, изотопы, которые мы находим на Земле, являются только такими, у которых период полураспада достаточно длительный, чтобы сохраниться на очень старой планете.

 Углерод-14 является одним из этих исключений, и по интересной причине, а именно, что он непрерывно пополняется.

 Роль углерода-14 в качестве часов поэтому следует понимать по-другому, чем у более долгоживших изотопов. В частности, что означает обнулить эти часы?

Углерод

 Из всех элементов углерод, кажется, наиболее обязательным для жизни — элемент, без которого жизнь на любой планете труднее всего представить.

 Это из-за замечательной способности углерода к формированию цепочек, колец и других сложных молекулярных архитектур.

 Он попадает в пищевые цепи с помощью фотосинтеза, процесса, при котором зеленые растения поглощают молекулы углекислого газа из атмосферы и используют энергию солнечного света, чтобы объединить атомы углерода с водой, создавая сахар.

 Весь углерод в нас и во всех других живых существах происходит в конечном счете, через растения, из углекислого газа в атмосфере.

 И он постоянно возвращается обратно в атмосферу: когда мы выдыхаем, когда мы выделяем, и когда мы умираем.

 Большая часть углерода в углекислом газе атмосферы — углерод 12, который не радиоактивен.

 Однако, примерно один атом на триллион является углеродом-14, который радиоактивен.

 Он распадается довольно быстро, с периодом полураспада 5730 лет, как мы видели, в азот-14.

 Биохимия растений слепа к различию между этими двумя углеродами.

 Для растения углерод — всего лишь углерод.

 Таким образом, растения берут углерод 14 вместе с углеродом 12, и включают оба этих вида атомов углерода в сахара в той же самой пропорции, в какой они присутствуют в атмосфере.

 Углерод, входящий в состав в атмосферы (вместе с такой же пропорцией атомов углерода-14) быстро (по сравнению с периодом полураспада углерода-14) распространяются через пищевую цепь, когда растения поедаются травоядными, травоядные хищниками и так далее.

 Все живые существа, будь то растения или животные, имеют примерно равное соотношение углерода-12 и углерода-14, которое является тем же самым соотношением, что мы находим в атмосфере.

 Итак, когда эти часы обнуляются? В момент, когда живое существо, будь то животное или растение, умирает.

 В этот момент оно отсекается от пищевой цепи, и от притока свежего углерода-14 через растения из атмосферы.

 С течением столетий углерод 14 в трупе, или куске дерева, или части ткани, или чего-то еще постоянно распадается в азот-14.

 Соотношение углерода-14 к углероду-12 в образце поэтому постепенно падает дальше и дальше ниже стандартного соотношения, которое живущие существа делят с атмосферой.

 В конце концов останется только углерод-12 — или, точнее, содержание углерода-14 будет слишком малым, чтобы его измерить.

 И соотношение углерода-12 и углерода-14 может быть использовано для расчета времени, которое прошло со дня смерти существа, отрезанного от пищевой цепи, и его обмена с атмосферой.

 Это очень хорошо, но это работает только потому, что идет непрерывное пополнение запаса углерода-14 в атмосфере.

 Без этого углерод-14 с коротким периодом полураспада давно бы исчез с лица Земли, наряду со всеми другими естественными изотопами с коротким периодом полураспада.

 Углерод 14 является особенным, потому что он непрерывно создается космическими лучами, бомбардирующими атомы азота в верхних слоях атмосферы.

 Азот — самый распространенный газ в атмосфере, и его атомное число 14, то же самое, что и у углерода 14.

 Различие в том, что у углерода-14 6 протонов и 8 нейтронов, в то время как у азота-14 7 протонов и 7 нейтронов (нейтроны, помните, имеют почти ту же массу, что и протоны).

 Частицы космических лучей способны, бомбардируя протон в ядре азота, преобразовывать его в нейтрон.