WYPRAWA W PRZESZŁOŚĆ

WYPRAWA W PRZESZŁOŚĆ

PROMIENIUJĄCY KALENDARZ PRADZIEJÓW • ŚMIERĆ URUCHAMIA ZEGAR WĘGLOWY • WIEK MAMUTA • PRADAWNE BAKTERIE ZBUDZONE DO ŻYCIA • ZAMROŻONY MAGNETYZM ZIEMSKI • POGMATWANE WYNIKI POMIAROWE • UKŁADANKA ZACZYNA MIEĆ SENS • DŁUGA WĘDRÓWKA KONTYNENTÓW • HISTORIA ZIEMI NA PRZYSPIESZONYM FILMIE

Na początku lat trzydziestych obecnego stulecia pewna gazeta berlińska pozwoliła sobie na jeden z najbardziej błyskotliwych żartów prima-aprilisowych, jakie kiedykolwiek wymyślono. Ze świętą powagą, podając mnóstwo szczegółów nadających opisowi cechy dokumentalne, dziennik ogłosił sensacyjne odkrycie archeologiczne: odnalezienie staroegipskiej wazy w całkowicie nie-zniszczonym stanie. Właściwa pointa polegała na tym, że jak podawano w reportażu, waza ta była od dołu do góry ozdobiona linią spiralną wyrytą ręką garncarza w wilgotnej jeszcze glinie na obracającym się kole garncarskim. Jeden z archeologów biorących udział przy odnalezieniu wazy – tak brzmiała dalej notatka prasowa – wpadł na genialny pomysł, że według zasady klasycznej płyty gramofonowej rowek ów powinien był zachować ślady fal wszystkich dźwięków i odgłosów, rozbrzmiewających w chwili jego powstawania przed 3000 lat w warsztacie rzemieślnika. Owo bezwzględnie logiczne przypuszczenie miało się. jakoby w pełni wspaniale potwierdzić w loku dokonanej próby. Wazę wprowadzono ponownie w ruch obrotowy, po wyrytym rowku spiralnym przejechano odpowiednim wzmacniaczem, a wytworzone w ten sposób impulsy przekazano do głośnika – i cóż się okazało? Zabrzmiała, wprawdzie mocno zniekształcona i skażona dźwiękami pobocznymi, staroegipska piosenka ludowa, ta sama, którą garncarz przypadkowo właśnie musiał sobie śpiewać, w czasie gdy ręka jego przed 3000 lat ryła ową linię w wilgotnej jeszcze glinie obracającej się wazy.

Historyjka ta zachowuje swoisty urok nawet po zdemaskowaniu primaaprilisowego dowcipu. A rzecz polega na tym, że jak każdy prawdziwie udany żart, zawiera w sobie głęboką mądrość. W tym przypadku jest nią zrozumienie, że przeszłość nigdy nie mija całkowicie i ostatecznie. Każde zdarzenie w przeszłości miało swoje skutki i pozostawiło pewne ślady. Suma ich stanowi naszą teraźniejszość. Nawet śpiewana przed tysiącami lat pieśń jeszcze dzisiaj nie przebrzmiała zupełnie. Mechaniczny ruch cząsteczek powietrza, które ongiś niosły jej dźwięk, nie może zaginąć tak samo jak żadna inna forma energii. Wprawdzie dawno już zatarł się szczególny wzorzec tworzący kiedyś owe cząsteczki i stanowiący fizyczną podstawę dźwięku. Porządek ich znikł już tak gruntownie, że musiałby się zdarzyć •nadzwyczajny przypadek jakiejś formy "utrwalenia" – jak słusznie przyjęto w wymyślonej historii o odnalezionej wazie – aby ponownie wywołać dźwięk śpiewanej kiedyś w przeszłości piosenki.

Jednakże w rzeczywistości przeszłość nigdy nie przemija ostatecznie. I chociaż nie możemy dzisiaj znowu usłyszeć staroegipskłch pieśni ludowych, nauka ostatnich dziesiątków lat znajduje wciąż nowe metody, pozwalające "przemawiać" śladom przeszłości w sposób, jaki jeszcze do niedawna uchodziłby za wymysł fantazji. Przy użyciu owych metod naukowcy wyciągają na światło dzienne procesy i zdarzenia z najdalszej przeszłości historii Ziemi w tak obrazowej formie, że praca ich coraz bardziej staje się podobna do prawdziwej wyprawy w przeszłość. To co kiedyś rozpoczęło się od badań nad osadami i skamieniałościami, obecnie rozwija się coraz wyraźniej w dyscyplinę naukową, która pozwala przywołać do życia rzeczy zdawałoby się zagubione od tysięcy czy milionów lat.

Określenie wieku przez wykorzystanie izotopów można dzisiaj nazwać metodą starą i czcigodną Jej teoretyczną zasadę rozpoznał i opisał już w początkach obecnego stulecia genialny angielski fizyk Ernest Rutherford, ten sam, któremu w roku 1919 udało się po raz pierwszy rozbić atom i który przy tym tak źle ocenił tkwiące w tym procesie możliwości, że jeszcze na krótko przed śmiercią, w roku 1937, a więc tylko osiem lat przed Hirosimą, wypowiedział pamiętne słowa "Kto poważnie wierzy w to, że kiedykolwiek powstanie możliwość uwolnienia znaczniejszych ilości energii przez rozbicie atomu – jest fantastą." Rutherford już przed pierwszą wojną światową zwrócił uwagę na możliwość wykorzystania równomierności rozpadu pierwiastków radioaktywnych jako kalendarza dla ustalania dat zdarzeń z przeszłości.

Jego myśl podstawowa była następująca, rad i wszystkie inne "radioaktywne" pierwiastki rozpadają się z absolutnie niezmienną i od wszelkich zewnętrznych wpływów niezależną prędkością. Tempo rozpadu jest różne dla każdego pierwiastka, różnice bywają niekiedy krańcowe. Do definiowania każdorazowego tempa rozpadu jako użyteczny przyjął się termin "okresu połowicznego zaniku". Określa on czas upływający od chwili, w której połowa substancji pierwiastka radioaktywnego rozpada się, to znaczy przemienia się w inny pierwiastek, w "produkt rozpadu".

Tak więc na przykład okres połowicznego zaniku radu wynosi 1580 lat. Gdyby się więc zamknęło jeden gram czystego radu w pojemniku, to po 1580 latach naczynie zawierałoby już tylko połowę radu, a więc pół grama, resztę stanowiłby produkt rozpadowy – ołów. W rzeczywistości rozpad radu przebiega poprzez szereg produktów przejściowych, które jednak są również radioaktywne i wszystkie wykazują tak krótkie okresy połowicznego zaniku, że po 1580 latach poza połową pierwotnej ilości radu praktycznie pozostałby tylko ołów jako stały produkt końcowy szeregu rozpadowego. Po dalszych 1580 latach pojemnik zawierałby już tylko ćwierć grama radu (i trzy czwarte grama ołowiu). I tak dalej, w ciągu tysięcy lat. Czas, w którym rad wskutek rozpadu znikłby całkowicie, byłby niezmiernie długi, gdyż w czasie 1580 lat rozpada się zawsze tylko połowa każdej pozostającej reszty. Naturalnie, że stosunkowo szybko nadszedłby taki moment, w którym pozostała część radu byłaby tak mała, że wystąpiłyby trudności z wymierzeniem jej.

Inne pierwiastki mają znacznie dłuższe okresy połowicznego zaniku, na przykład tor: w jego wypadku czas, w którym połowa danej ilości się rozpada, wynosi nie mniej jak 14 miliardów lat. inne z kolei, a wśród nich ku zmartwieniu fizyków właśnie dotychczas sztucznie wyprodukowane pierwiastki, cięższe jeszcze od najcięższego występującego w przyrodzie uranu – mają okresy połowicznego zaniku wynoszące tylko milionowe czy też miliardowe części sekundy. Takie krańcowe prędkości rozpadu naturalnie znacznie utrudniają stwierdzenie obecności i badanie właściwości owych "transuranów".

Skoro się wie, ile na przykład radu zawierał w określonym czasie jakiś minerał, można oczywiście i odwrotnie, znając prędkość rozpadu, obliczyć na podstawie ilości istniejącego jeszcze w czasie badań udziału radu (albo też ilości powstałego tymczasem produktu rozpadowego), ile czasu upłynęło od powstania – w naszym przykładzie – badanego minerału. Istotnie niedawno zmarły niemiecki laureat nagrody Nobla Otto Hann w latach trzydziestych po raz pierwszy według tej zasady, jednak nie za pomocą radu, lecz również radioaktywnego pierwiastka strontu, ustalił wiarygodne dane o wieku najstarszych minerałów skorupy ziemskiej, innymi słowy, minimalne wartości wieku Ziemi od czasu skrzepnięcia jej powierzchni. Hahn doszedł podówczas do wartości minimalnej 2 miliardów lat. Tymczasem odnaleziono w skorupie ziemskiej jeszcze starsze gatunki skał. Najdawniejsze spośród nich powstały przed prawie 3 miliardami lat (podczas gdy wiek samej Ziemi ocenia się dzisiaj na 4,5 miliarda lat).

W tym wypadku, to znaczy gdy ostatecznie chodzi o określenie momentu, w którym tworzyła się skorupa ziemska i zawarte w niej minerały, wie się dokładnie, jaki odcinek czasu podlega pomiarom, do jakiej chwili odnosi się wartość obliczana przez określanie produktów rozpadu pierwiastka radioaktywnego. Ale kiedy wiadomo w innych przypadkach, jaka ilość określonego promieniującego pierwiastka zawarta była pierwotnie w próbce, której wiek chce się ustalić? Tylko wtedy bowiem, gdy się ma takie dane, można z dającego się obecnie< stwierdzić stanu rozpadu wyciągać wnioski o czasie, który upłynął od powstania próbki.

Szczęśliwie istnieje kilka takich przypadków, w których na podstawie błyskotliwych kombinacji i dodatkowych sztuczek metodycznych udaje się udzielić odpowiedzi także na to pytanie, a tym samym ustalić punkt zerowy dla miernika, który ma posłużyć do sondowania głębi przeszłości. Zajmiemy się teraz dwoma przykładami, najsłynniejszym, to jest tak zwaną "metodą ¹⁴C" oraz szczególnie zdumiewającym przypadkiem "geologicznego termometru" – metody, która od niedawna umożliwia określenie temperatur, jakie panowały przed tuzinami milionów lat w praoceanach Ziemi.

Metoda ¹⁴C pozwala z dużą dokładnością określać wiek substancji organicznych, powstałych na drodze biologicznej, a więc wiek szczątków kostnych czy też roślinnych. Podstawą metody jest odkrycie, że dwutlenek węgla atmosfery ziemskiej zawiera nie tylko zwykły węgiel, ale ponadto również bardzo mały odsetek radioaktywnego węglowego "izotopu", określanego chemicznym symbolem¹⁴C. Pod pojęciem izotopu rozumie się atomy określonego pierwiastka, których ciężar różni się troszeczkę od ciężaru normalnych atomów tego samego pierwiastka, a które jednocześnie są identyczne z nimi pod względem chemicznym i każdym innym. Ów izotop węglowy ¹⁴C bywa więc pobierany przez każdą żywą istotę i wbudowywany w jej tkanki tak samo jak normalny węgiel. Jednak ¹⁴C jako izotop radioaktywny z wolna się rozpada. Co prawda okres jego połowicznego zaniku wynosi 5600 lat. Aczkolwiek bardzo powoli, jednak mały odsetek i tak bardzo niewielkiej ilości ¹⁴C przez rozpad znika stale z organizmu, który sobie skądinąd izotop ten bieżąco od nowa doprowadza (rośliny – z powietrza, zwierzęta – przez pobieranie roślinnych pokarmów). Dochodzi przy tym do stałej równowagi, w której przyjmowanie i rozpad izotopu w organizmie dokładnie się wyrównują, a skutkiem tego jest ściśle określony trwały stosunek pomiędzy normalnym a radioaktywnym węglem.

Stosunek ów, dobrze znany na podstawie ustaleń dokonanych w odniesieniu do obecnie żyjących roślin i zwierząt, wyznacza zerowy punkt "geologicznego zegara węglowego". Zegar ten rozpoczyna swój bieg w chwili śmierci danego organizmu. Z tą chwilą bowiem stosunek pomiędzy węglem a izotopem, który za życia organizmu wskutek opisanej równowagi między dopływem a rozkładem był stały, powoli zaczyna się przesuwać, gdyż po śmierci danej jednostki, obojętne, czy jest nią człowiek, zwierzę czy roślina, dopływ ¹⁴C urywa się. Zawarty w organizmie izotop od tej chwili zanika w tempie odpowiadającym jego okresowi połowicznego zaniku, podczas gdy zawartość "normalnego" węgla pozostaje naturalnie niezmienna. Innymi słowy: wykazany przy badaniu organicznej próbki stopień przesunięcia się stosunku między węglem a ¹⁴C stanowi dokładny miernik czasu, który upłynął pomiędzy okresem przeprowadzania badań a obumarciem próbnej tkanki.

Gdy więc archeologowie w trakcie swoich prac wykopaliskowych natrafią na pozostałości prehistorycznego ogniska obozowego, wystarczy, żeby poprosili fizyka o określenie stosunku pomiędzy ¹⁴C a zwykłym węglem w resztkach kości tej uczty z epoki kamiennej oraz w zwęglonych drwach ogniska; wtedy wiedzą już dokładnie, kiedy zostało zabite zwierzę, z którego składała się uczta, i w jakim czasie odrąbano gałęzie, w których żarze nasz paleolityczny praprzodek piekł swoją pieczeń.

Teoretycznie obliczenia takiego można dokonać z dokładnością do jednego roku. W praktyce występują naturalnie o wiele większe wahania wskutek nieuniknionych błędów w określaniu bardzo drobnych części 14C. Niemniej wiemy dzisiaj, wyłącznie na zasadzie tej właśnie metody, dzięki której możemy ze zdumiewającą trafnością wymierzyć z perspektywy teraźniejszości dawno już zamierzchłe odcinki czasu, że jaskinie w Lascaux w południowej Francji, rozstawione na cały świat przez swe malowidła ścienne pochodzące z epoki lodowej, były zamieszkałe przed 15 tysiącami lat.

Owa metoda izotopowa sprawdziła się niedawno nie tylko jako "zegar" do określenia daty odległych w czasie wydarzeń minionych (do czego zresztą oprócz ¹⁴C i wymienionego już strontu używane są także inne pierwiastki i ich izotopy), lecz również w innym przypadku jako "termometr geologiczny", umożliwiający nam stwierdzenie dzisiaj, jaka była ciepłota Oceanu Atlantyckiego przed 50 czy 60 milionami lat. Do celów mierzenia temperatury przydatne okazało się odkrycie fizykochemików, że przy tworzeniu się wapiennych skorup ślimaków, małży czy też skorupiaków istnieje ściśle od temperatury zależna równowaga pomiędzy dwoma różnymi izotopami tlenu, które zwierzęta te wbudowują w cząsteczki wapienne swoich pancerzy. Relacja między ¹⁶O i ¹⁸O, jak się naukowo określa owe dwa izotopy tlenu, podaje więc z dokładnością do jednego stopnia wysokość temperatury otoczenia, w czasie gdy powstawała badana skorupa wapienna. Jeżeli się więc przebada w ten sposób skamieniałe wapienne skorupy wymarłych mieszkańców morza, a zarazem określi opisaną metodą ¹⁴C wiek skorup – będzie dokładnie wiadomo, jaką temperaturę miała woda, w czasie gdy badany gatunek zwierząt się w niej uwijał.

Niedawno rozpoczęto nawet próby rozwiązania problemu stosowania tej samej metody przy pomocy mikroanalizy do materiału poszczególnych pierścieni rocznych przyrostów łusek wapiennych. Pozwoliłoby to na stwierdzenie, w jakiej kolejności w owym praświecie oddalonym od nas niewyobrażalnym rozmiarem czasu – 50 czy 100 milionów lat – następowały po sobie "złe" i "dobre" pory letnie. Znaczenie tego nie ogranicza się do rekonstrukcji stosunków środowiska na powierzchni pra-Ziemi. Wyniki tych badań pozwoliłyby nam bowiem wyciągnąć dzisiaj pośrednio wnioski o aktywności, a tym samym o stanie Słońca przed 50 czy też 100 milionami lat i – na przykład – skontrolować, czy aktywność jego już w owym czasie podlegała jedenastoletniemu, rytmowi jak obecnie.

Od kilku lat istnieje jeszcze wiele innych metod umożliwiających naukowcom tropienie śladów dalekiej przeszłości Ziemi, które wydawały nam się dawno zatarte, a które mogą do nas przemówić w takiej czy innej formie. Tak na przykład udało się pewnemu niemieckiemu biologowi dosłownie przywrócić do życia paleozoiczne bakterie, od 100 milionów lat albo nawet i dłużej zamknięte w złożach soli w głębi skorupy ziemskiej. Owe żyjące istoty zamierzchłej przeszłości rosną dzisiaj znowu i rozmnażają się na pożywce w naszych nowoczesnych laboratoriach. A oznacza to, że naukowcy dzisiejsi prowadzą badania także nad przemianą materii i pozostałymi funkcjami życiowymi tych dawno już "wymarłych" organizmów pierwotnego świata i mogą procesy te porównywać z procesami, które zachodzą u żyjących dziś jeszcze naturalnych potomków owych drobnoustrojów.

Zresztą w ogóle paleontologia, to jest badanie drzewa genealogicznego istniejących na Ziemi form życia, dawno już nie jest zdana tylko na badanie pozostałości kostnych i skamieniałości. Istnieje na przykład nowa rokująca nadzieje dyscyplina stwierdzania pokrewieństwa gatunków przez badania porównawcze nad strukturą białka. Barwnik krwi i pewne inne substancje białkowe, występujące praktycznie u prawie wszystkich istot żywych i pełniące u wszystkich takie same funkcje (transport tlenu, rozkład podstawowych substancji pokarmowych itp.), mają prawie tę samą budowę u wszystkich dzisiaj żyjących gatunków, począwszy od owadów i ryb aż do człowieka włącznie. Wygląda na to, że w tym przypadku dokonane przez przyrodę "wynalazki" były trafem tak szczęśliwym, że trzymała się ich przez cały czas, jaki upłynął od powstania życia na Ziemi przed mniej więcej 3 miliardami lat. Znajdowały one wciąż od nowa zastosowanie przy wszystkich nowych koncepcjach biologicznych, aż do człowieka, co dla badaczy, napotykających je dzisiaj u wszystkich istot żywych prawie w tej samej postaci, stanowi dowód podstawowego pokrewieństwa pomiędzy wszystkimi, nawet najbardziej różniącymi się organizmami egzystującymi obecnie.

Ale nie tylko to. Owe ciała białkowe bowiem, spełniające podstawowe funkcje życiowe jak oddychanie i użytkowanie pokarmu, nie są całkowicie identyczne. W pewnych punktach konstrukcji, które nie są ważne dla ich specyficznej wydolności, istnieją jednak drobne różnice pomiędzy poszczególnymi gatunkami. A różnice te najwyraźniej są zależne od stopnia pokrewieństwa porównywanych gatunków, a raczej – mówiąc ściśle – od czasu, który upłynął, od kiedy rozdzieliło się drzewo genealogiczne obu gatunków. I teraz nagle ukazuje nam się perspektywa opracowania prawdziwego kalendarza genealogii: porywająca, fantastyczna możliwość zrekonstruowania w najbliższych latach i dziesiątkach lat procesu rozwoju życia na Ziemi, od prymitywnych jednokomórkowców w morzach począwszy aż do powstania człowieka – jako obrazowej historii podbudowanej datami. Na podstawie naszkicowanej tu metody wiemy już dzisiaj, że my i kura mieliśmy wspólnego antenata przed "zaledwie" 280 milionami lat. 490 milionów lat minęło od chwili, gdy nasi przodkowie – dawne płazy – oddzielili się od ryb i zaczęli zdobywać ląd stały. A przed 750 milionami lat musiała na Ziemi istnieć żywa istota, która była przodkiem nie tylko wszystkich kręgowców, lecz także owadów.

Są to tylko pojedyncze przykłady. Jakkolwiek są fascynujące, nie możemy w tym miejscu się nad nimi rozwodzić, sprowadziłoby to nas zbyt daleko z drogi naszego właściwego tematu. Przykłady te miały tylko wykazać i udowodnić, że obecna nauka jednocześnie i w tylu różnych kierunkach wnika zdumiewająco głęboko w dawno już zaginioną przeszłość Ziemi i życia ziemskiego, tak że wiedza nasza o prehistorii opiera się dzisiaj na o wiele mocniejszych i solidniejszych podstawach aniżeli czyste teorie, jak wciąż jeszcze sądzi wielu ludzi stojących z dala od tych spraw.

Pragniemy jednak opisać tu dokładniej jeszcze jedną z owych metod i nieco bardziej szczegółowo omówić jej konsekwencje i rezultaty, gdyż zaprowadzi nas ona z powrotem zupełnie bezpośrednio na tor naszych rozważań. Jest nią nowa dziedzina badań tak zwanego paleomagnetyzmu.

Potrafimy dzisiaj nie tylko zbadać rytm aktywności Słońca w czasach jaszczurów, wiemy nie tylko, jaka była temperatura mórz, w których harcowały te gigantyczne gady, biochemicy nasi analizują obecnie nie tylko procesy przemiany materii "wymarłych" mikrobów z okresu starożytności Ziemi. Od kilku lat umiemy nawet wymierzyć kierunek i siłę ziemskiego magnetyzmu w rozmaitych epokach dawno przebrzmiałej historii Ziemi. Aczkolwiek konkretne przeprowadzenie takich pomiarów nastręcza ogromne trudności ze względu na nadzwyczajną słabość "skamieniałego magnetyzmu" stanowiącego podstawę tej metody – sama zasada postępowania jest niezwykle prosta.

W skałach skorupy ziemskiej znajdują się liczne minerały zawierające żelazo i magnetyzujące się. Występują one między innymi także w skałach wulkanicznych, z czego wynikają – jak odkryli geofizycy krótko po ostatniej wojnie światowej – niezwykle interesujące możliwości. Przypuśćmy, że przed 100 milionami lat gdzieś na Ziemi wybuchnął aktywny wulkan i lawą zalał swoje najbliższe otoczenie. Tak długo jak wylane ze środka Ziemi masy były jeszcze gorące, zawarte w nich sole żelaza nie miały jeszcze żadnych właściwości magnetycznych. Powyżej temperatury około 770 stopni Celsjusza, żelazo – jak już wspomnieliśmy – traci swoją zdolność do magnetyzowania się. Ale lawa raz już wylana na powierzchnię podlegała naturalnie ochłodzeniu. Prędzej czy później po wybuchu temperatura znowu spadała poniżej granicy krytycznej, a zawarte w zastygających masach skalnych związki żelaza były gotowe do ponownego magnetyzowania się. I tak też się w krótkim czasie stało, mianowicie – a jest to pointa całej tej sprawy – pod wpływem magnetyzmu ziemskiego.

Innymi słowy, zawarte w lawie żelaziste minerały zostały w tym stadium ochłodzenia na-magnetyzowane dokładnie w kierunku północno--południowym, to jest odpowiadającym kierunkowi ziemskiego pola magnetycznego. Pomimo ogromnie długiego czasu, jaki upłynął od tego prehistorycznego wybuchu, można dzisiaj, przy użyciu posiadanych obecnie czułych przyrządów pomiarowych dokładnie jeszcze stwierdzić wyrażoną w skałach magnetyczną orientację. Gdy się więc na obszarze dawnego rejonu wulkanicznego przekopie poprzez wszystkie nawarstwienia pochodzące z późniejszych wybuchów i inne osady i wreszcie dotrze – aby pozostać przy naszym przykładzie – do warstwy lawy wylanej przed 100 milionami lat, można zmierzyć magnetyzm jak gdyby "zamrożony" w tej warstwie i ustalić kierunek, w którym przebiegają linie jego sił. Wiek warstwy lawy można przy tym ustalić – między innymi – opisaną już metodą izotopową.

Gdy cały ten proces został już opracowany i opisany, zaczęto oczywiście w niezliczonych miejscach po całej Ziemi poszukiwać śladów zakrzepniętego magnetyzmu w warstwach z najrozmaitszych epok i mierzyć je. Zainteresowanie naukowców zrazu było skoncentrowane na zagadnieniach dokładności pomiarów przy rejestracji niezwykle słabych pól magnetycznych, mniej więcej sto razy słabszych od i tak nie bardzo silnego ziemskiego pola magnetycznego, które je pokrywa. Nikt na świecie nie oczekiwał żadnych sensacji. Tymczasem za jednym zamachem dokonano dwóch najbardziej podniecających odkryć w geologii w ciągu ostatnich dwudziestu lat.

Cały świat, a przynajmniej świat geofizyków, wychodził oczywiście z założenia, że kierunki wskazywane przez Imię paleomagnetyzmu, bez względu na to, z jakiej epoki geologicznej pochodziłyby badane próbki, muszą odpowiadać mniej lub więcej dokładnie orientacji dzisiejszego ziemskiego pola magnetycznego. Wiadomo było przecież, aby zacytować jeden tylko argument przemawiający za tym założeniem, że oś ziemskiego pola magnetycznego była w jakiś sposób powiązana z osią rotacji Ziemi. I rzeczywiście trudno sobie dotąd jeszcze wyobrazić, żeby owa oś Obrotu mogła się była w ciągu dotychczasowej historii Ziemi przemieścić kiedykolwiek o więcej niż o całkiem nieznaczne wielkości. Tak zwana "wędrówka bieguna", a więc dający się stwierdzić przy bardzo dokładnych pomiarach kodowy ruch wahadłowy wykonywany przez oś ziemską, leży w granicach wielkości maksimum 10 metrów rocznie.

Wystarczy przeprowadzić próbę z dostatecznie ciężkim bąkiem, takim jakim bawią się dzieci, usiłując sprowadzić go z jego płaszczyzny obrotu przez boczny nacisk palca na wystającą ku górze końcówkę jego osi – aby natychmiast zrozumieć, dlaczego inaczej nie może być. Przy próbie z bąkiem natrafimy na opór, który każdego niedoświadczonego wprawi w zdumienie. Opór stawiany przez bąka każdej zmianie położenia, jest przyczyną, dla której "ustabilizowane" przez żyroskopy platformy obrotowe stanowią w tym świecie, gdzie wszystko się obraca i porusza, najbardziej niezawodny punkt odniesienia, gdy chodzi o uzyskanie niezależnej od wszelkich zewnętrznych wpływów wartości wyjściowej dla bieżących obliczeń torów. Również automatyczne sterowanie dzisiejszych rakiet kosmicznych orientuje się według "punktu zerowego" tego rodzaju żyroskopowe stabilizowanych platform, których stabilizacja jest dodatkowo w regularnych odstępach kontrolowana przez komputer pokładowy według ich położenia wobec określonych bardzo odległych (a więc w ciągu wszystkich lotów w naszym Układzie Słonecznym praktycznie nieruchomych optycznie) gwiazd stałych.

ów opór bezwładności, który obracające się wokół siebie ciało przeciwstawia każdej próbie zmiany jego osi obrotu, jest tak ogromny, że stosunkowo cieniuteńka warstwa naszej planety rozleciałaby się w tysiące strzępów, a żarzące jej wnętrze zastygłoby dawno w lodowatym Wszechświecie w postaci niezliczonych dziwacznych kropli, gdyby kiedykolwiek była powstała siła, zdolna odchylić jej oś obrotu o jakąś poważną wielkość. Któż więc mógł wpaść na pomysł, że przy badaniu magnetyzmu w starych historycznych złożach ziemskich znajdzie się inna orientacja linii pól jak tylko ściśle północno-południowa? Tymczasem właśnie tak się stało. Ponadto natychmiast okazało się, że występują dwa zupełnie odmienne rodzaje odchylenia i że rozmiar i częstość tych "paleomagnetycznych anomalii" wzrastały, im bardziej badania rozciągały się w przeszłość.

Pierwszy rodzaj odchyleń, na jaki natrafiono, był niezwykle zagmatwany; nic więc dziwnego, że początkowo wielu doszukiwało się przyczyny sprzeczności pomiędzy poszczególnymi danymi w błędach pomiarów tak nadzwyczaj słabych, zakrzepniętych pól magnetycznych. Otrzymywano pozornie całkiem dowolne, zmieniające się rezultaty pomiarów, czego nikt nie był w stanie zrozumieć. Magnetyczne linie sił w badanych warstwach odbiegały raz bardziej, raz mniej od dzisiejszego kierunku północno-południowego; ale nie tylko to: nawet wtedy gdy porównywano z sobą linie sił tej samej epoki geologicznej na różnych kontynentach, uzyskiwano całkowicie różne wyniki. Tak na przykład jedna seria pomiarów, wykonanych na podstawie próbek skał wulkanicznych kontynentu amerykańskiego, liczących 200 milionów lat, wskazywała, że biegun północny musiał podówczas znajdować się w okolicy dzisiejszej Syberii; tymczasem próbki z tego samego okresu pochodzące z Europy kazały umiejscowić magnetyczny biegun północny gdzieś w południowej Grenlandii.

Geofizycy nie mogli znaleźć żadnego wyjaśnienia tego poplątanego obrazu. Z cierpliwością i uporem, które między innymi cechami charakteryzują dobrego naukowca, nie ustawali jednak w zbieraniu po całej Ziemi coraz to nowych danych o warstwach możliwie różnego wieku i w nanoszeniu tych danych na mapy. Po kilku latach wytrwałość ich została nagrodzona. Tak jak mozaikowy obraz złożony z kamyczków staje się rozpoznawalny, dopiero gdy przynajmniej większość kamyków znalazła swoje właściwe miejsce, podobnie i tutaj stopniowo z początkowo mętnego chaosu zaczął się powoli wyłaniać sensowny wzór.

Punktem wyjściowym wszystkich rozważań było oczywiście, że istnieć mógł zawsze tylko jeden jedyny biegun północny i tylko jeden jedyny biegun południowy i że oba musiały zawsze być położone dokładnie naprzeciwko siebie. W tych warunkach wszystkie tak licznie zebrane wyniki pomiarów były zrozumiałe tylko wtedy, jeżeliby się przyjęło zaskakującą hipotezę, że kontynenty od czasu epoki, do której odnosiły się poszczególne dane pomiarowe, zmieniły swoje wzajemne położenie, a tym samym i swoje miejsce na powierzchni ziemskiej. Bezwiednie i żadnej nie mając w tym względzie intencji, geofizycy przez swoje paleomagnetyczne badania udowodnili więc odrzucaną do tej pory przez większość naukowców teorię "przesunięcia kontynentów", którą już w roku 1912 postawił niemiecki geofizyk Alfred Wegener.

Najdobitniejszym dowodem, na którym Wegener opierał swoją teorię, było "kolano Ameryki Południowej i pachwina Afryki Zachodniej", to jest zgodność linii wschodniego wybrzeża Ameryki Południowej z leżącym naprzeciwko afrykańskim wybrzeżem zachodnim. Rzut oka na mapę wskazuje, że rzeczywiście oba te kontynenty pasowałyby do siebie tak znakomicie jak części układanki. Wegener był zdania, że zgodność ta, którą przed nim wszyscy widzieli nie zastanawiając się nad jej znaczeniem, nie jest przypadkowa. Doszedł na tej podstawie do dość śmiałego przypuszczenia, że oba kontynenty przed bardzo dawnymi czasy musiały stanowić jeden wielki nad-kontynent, który rozpękł się i którego części od tego czasu rozchodziły się po zawiesistej warstwie zewnętrznego płaszcza ziemskiego. Cierpliwe badania i geologiczne porównania pozwoliły mu odnaleźć jeszcze później inne podobne zgodności, mniej rzucające się w oczy, między wybrzeżami innych kontynentów, na przykład Indii i afrykańskiego wybrzeża południowo-wschodniego. Swego czasu owa teoria o przesuwaniu się kontynentów stanowiła przejściowo przedmiot żywych dyskusji w kołach fachowców, lecz w zasadzie została przez większość uczonych odrzucona. Głównym argumentem przeciw tej teorii było, że nikt, nie wyłączając Wegenera, nie potrafił wskazać, skąd miałyby się wziąć te potężne siły, które potrafiłyby wprawić w ruch całe kontynenty na powierzchni kuli ziemskiej. Dzisiaj sytuacja przedstawia się wręcz odwrotnie. Teoria Wegenera w oczach większości geofizyków jest tak jak gdyby udowodniona. Oznacza to, że muszą istnieć siły powodujące wędrówki wielkich połaci kontynentów, które jak tafle lodu płyną w zwolnionym tempie kilku centymetrów rocznie na swym gęstym podłożu. Nie pytamy więc obecnie już o to, czy siły te istnieją, lecz skąd się biorą. Na to pytanie odpowiedzi wciąż jeszcze nie znamy. I tu wielu geofizyków sięga znowu do hipotezy prądów konwektywnych, wytwarzanych przez różnice temperatur we wnętrzu Ziemi z tym, że w wypadku takim prądy te przebiegałyby naturalnie znacznie bliżej powierzchni Ziemi i znacznie wolniej, aniżeli potrzebne było dla wyjaśnienia magnetyzmu ziemskiego.

Zupełnie inna nowa teoria zakłada z kolei, że powolne rozsuwanie się wielkich połaci kontynentów spowodowane jest ciśnieniem lawy wylewającej się nieustannie z ogromnych szczelin wulkanicznych, odkrytych w ostatnich latach na dnie wielkich oceanów. Jednakże problem ten nie jest do tej pory rozstrzygnięty.

Wegener nie dożył już uznania swej teorii. Zginął w nie wyjaśnionych okolicznościach w roku 1930, w wieku pięćdziesięciu lat, w czasie ekspedycji na Grenlandię. Nie ucichły dotąd pogłoski, że nerwy jego nie wytrzymały skoncentrowanej krytyki kolegów po fachu i że śmierć jego była w rzeczywistości samobójcza.

Pierwsze wskazania na to, że teza o wędrówkach wielkich kontynentów w ciągu historii Ziemi może nie być daleka od prawdy, ujawniły się krótko po ostatniej wojnie w związku z odkryciem geologicznym stwierdzającym, że nie tylko zarysy wybrzeży Afryki i Południowej Ameryki są z sobą zgodne, lecz także charakter formacji skalnych dużych przestrzeni odpowiadających sobie odcinków wybrzeża. Spośród wielu innych jeszcze wskazówek, które się z czasem nagromadziły (teoria Wegenera wprawdzie się nie przyjęła, ale była stale nadal cierpliwie sprawdzana przez wielu jego kolegów po fachu), podamy tu jeszcze jeden przykład, szczególnie ciekawy i wykazujący nieoczekiwanie, jak bardzo rozgałęzione są powiązania, na które natrafia się w czasie wszystkich badań naukowych, gdy nie jest się ograniczonym wyłącznie do ciasnego zakresu własnej specjalności.

Przy owej wskazówce w grę wchodzi dziwnym trafem znalezisko zoologiczne, które napotkano w 1968 roku. W tym czasie odkryto bowiem w warstwie osadów ujścia Amazonki mikroskopijnie mały gatunek skorupiaka, którego osobniki wyróżniały się pewnymi swoistościami budowy ciała wskazującymi na znaczną starożytność tego gatunku. Były one więc przykładem tak zwanej "fauny reliktowej" czy też "żyjących skamieniałości", skąpych szczątków pradawnych gatunków organizmów, które w pewnych miejscach Ziemi dzięki szczęśliwemu zbiegowi okoliczności przeżyły w małych "oazach" do dnia dzisiejszego.

Gdy zoologowie przystąpili do klasyfikacji nowo odkrytych południowoamerykańskich skorupiaków i gdy w tym ; celu zaczęli porównywać je do podobnych już opisanych gatunków, aby uszeregować je zgodnie z ich pokrewieństwem, przeżyli nie lada niespodziankę: skorupiaki nie były wcale tak "nowe", jak pierwotnie sądzono. W każdym razie istniał co najmniej jeden gatunek tak podobny, że był nie do odróżnienia i na pewno bardzo blisko spokrewniony. Otóż ci bardzo bliscy krewni żyli akurat w wodach podziemnych i osadach dennych ujścia niektórych zachodnio-afrykańskich rzek! Jasne jest, jak należy komentować ową niespodziewaną zbieżność, której w żadnym razie nie można uznać za przypadkową. Wytłumaczyć ją można tylko hipotezą, że oba te pradawne gatunki skorupiaków, oddzielone dzisiaj od siebie całą szerokością Atlantyku, kiedyś musiały żyć w bezpośrednim sąsiedztwie w tym samym rejonie powierzchni ziemskiej. Przypadkowa deportacja poprzez Ocean Atlantycki jako wyjaśnienie zadziwiającego odkrycia z góry nie wchodzi w rachubę, chociażby dlatego że oba gatunki są zdecydowanie słodkowodne i nie wytrzymałyby transportu przez wodę morską.

Wydaje się jednakże, że ostatecznego potwierdzenia teorii Wegenera dostarczają wymienione już rezultaty badań paleomagnetycznych najnowszych czasów. Skóro geofizycy wpadli na właściwy pomysł, zaczęli naturalnie systematycznie porządkować rozmaite kierunki namagnetyzowania dające się, stwierdzić w różnych próbkach pobranych w tej samej okolicy; porządkowali je odpowiednio do wieku warstwy, ż której pochodziły. Obok kierunku północno-południowego, który wykazywała najgłębsza, a więc najstarsza warstwa badanego rejonu, na rysunku pokazano złoże nad nią leżącej tak dalej w takiej kolejności, w jakiej tworzyły się w ciągu dziejów Ziemi warstwy zalegające jedna na drugiej. Przy tej metodzie obraz, zrazu tak zawikłany, natychmiast odsłonił swój sens. Po uszeregowaniu wyników według kryterium czasu wszystkie badane przypadki wykazały nieustającą, bardzo powolną "wędrówkę," > magnetycznych kierunkowskazów. W najstarszych warstwach odchylały się one najsilniej od dzisiejszego kierunku północ – południe, zbliżały się do niego coraz bardziej w miarę młodnienia złóż, a w najmłodszej badanej warstwie były praktycznie już zgodne z dzisiejszą orientacją kompasową. Kierunek i rozmiar tych pozornych wędrówek bieguna były ponadto zbieżne we wszystkich próbkach pochodzących z jednego i tego samego kontynentu, a różniły się zasadniczo od prób pobranych w innych częściach Ziemi.

Ponieważ położenie bieguna północnego i południowego nie mogło w ciągu tej samej epoki geologicznej nigdy ulegać zmianie w rozmaitych kierunkach i z rozmaiła prędkością, obraz zatem złożony wreszcie po wielu latach z tysiąca mozolnych poszczególnych pomiarów dopuszczał jedną tylko interpretację: to co badacze dzięki swej wytrwałości i uporowi wyciągnęli na światło dzienne, było śladem faktu, że same kontynenty musiały w ciągu milionów lat powoli zmieniać swoje położenie w stosunku do biegunów.

Tym samym teoria Wegenera została nie tylko praktycznie udowodniona. Z następstwa poszczególnych danych określonego rejonu powierzchni ziemskiej oraz odstępów czasowych pomiędzy zmieniającymi się pozycjami tych danych można było teraz odczytać nawet historyczny przebieg dryfowania wielkich części Ziemi, jego tempo i drogę, którą przebyły ogromne połacie kontynentów w czasie swojej trwającej wiele milionów lat potężnej wędrówki. Jak na przyspieszonym filmie oczom badaczy ukazała się teraz historia zmian, którym podlegała skorupa ziemska od początku swego istnienia i które w stosunku do poczucia czasu tak krótkotrwałych istot, jakimi jesteśmy, płyną tak wolno, że nie tylko są niezauważalne, ale pozostają dotychczas niewymierzalne.