Цирконы — наглядный тому пример.
Цирконий — это 40-й элемент периодической системы, а циркон — силикат циркония. Хотя он встречается во многих горных породах, обычно его содержание настолько мало, что его попросту игнорируют. Это чрезвычайно твердый минерал — не настолько твердый, как алмаз, но все же превосходящий самую твердую сталь. Ювелиры иногда используют циркон в качестве заменителя алмаза.
Таким образом, цирконы входят в состав большинства горных пород, но в данном случае наибольший интерес представляет гранит. Гранит — это магматическая порода, которая поднимается из расплавленного слоя, расположенного ниже Земной коры, пробиваясь через отложения осадочных пород, возникающих под воздействием ветра или воды. Цирконы образуются в гранитах, которых затвердевают на глубине около 12 миль (20 км). Это чрезвычайно мелкие кристаллы с характерным размером около 1/10000 дюйма (2 микрона).
За последние десятилетия мы узнали, что наша, на первый взгляд, непоколебимая планета на самом деле весьма подвижна: материки дрейфуют по ее поверхности на гигантских «тектонических плитах», которые достигают 60 миль (100 км) в толщину и плавают поверх жидкой мантии. Иногда они даже сталкиваются друг с другом. В среднем за год они перемещаются меньше, чем на дюйм (около 2 см), но по геологическим меркам это вполне приличная скорость. В прошлом, когда Североамериканская плита столкнулась с Евразийской, северо-запад Шотландии был частью Северной Америки; после того, как плиты разошлись, часть Америки осталась, образовав Мойнский надвиг. Столкновение плит приводит к их взаимному скольжению и часто становится причиной горообразования. Самые высокие (в настоящее время) горы на планете, Гималаи, возникли после того, как Индия столкнулась с материковой Азией. Они до сих пор продолжают расти более, чем на полдюйма (1,3 см) в год — хотя эрозия нередко разрушает их быстрее, — а Индия все еще продолжает двигаться на север.
Так или иначе, гранит, расположенный глубоко под землей, может подняться в результате столкновения литосферных плит и выйти на поверхность как часть горного хребта. Благодаря своей твердости, гранит способен противостоять выветриванию намного лучше, чем окружающие его осадочные породы. Но в конечном счете выветривается даже гранит, и горы разрушаются. Кристаллы циркона обладают еще большей твердостью, поэтому они не выветриваются, а просто отделяются от гранита; ручьи и реки уносят их к побережью, где они откладываются на песчаном берегу и становятся частью очередного слоя осадочных пород.
Помимо своей твердости, циркон отличается высокой химической устойчивостью и способен противостоять большинству химических воздействий. По мере того, как осадочный слой растет, кристаллы циркона, погруженные в формирующуюся породу, оказываются сравнительно невосприимчивыми к росту температуры и давления. Даже когда горная порода под воздействием глубинного нагрева становится метаморфической и изменяет свою химическую структуру, кристаллы циркона остаются невредимыми. Его единственная уступка экстремальным условиям окружающей среды состоит в том, что со временем на поверхности кристалла, подобно коже, образуется новый слой. Возраст этого «ободка» примерно соответствует возрасту окружающих горных пород, в то время как внутреннее ядро кристалла намного старше.
Далее этот процесс может повторяться. Ядро циркона с новым ободком может выйти на поверхность вместе с окружающими их породами и сформировать новую горную цепь. Когда эти горы выветриваются, циркон может снова оказаться в недрах Земли и нарастить второй ободок. А потом и третий, четвертый… Подобно годичным кольцам, указывающим на возраст дерева, «цирконовые ободки» отражают последовательность горообразований и эрозий. Главное отличие состоит в том, что древесное кольцо соответствует промежутку времени в один год, в то время как ободки цирконового кристалла соответствуют геологическим циклам, которые обычно занимают сотни миллионов лет. Тем не менее, они похожи: если по толщине годичных колец можно судить о климате, в котором проходила жизнь дерева, то цирконовые ободки способны рассказать нам об условиях, характерных для конкретного геологического цикла.
Благодаря одному из тех удачных совпадений, в которых Пейли мог бы увидеть проявление Воли Всевышнего, а мы в настоящее время видим неизбежное следствие поистине колоссального изобилия Вселенной (да, мы понимаем, что эти утверждения могут выражать одну и ту же мысль), атом циркония обладает точно таким же электрическим зарядом и почти таким же размером, что и атом урана. Из-за этого урановые примеси могут легко проникать в упомянутый выше цирконовый кристалл. Для науки это хорошая новость, потому что уран радиоактивен. Со временем он распадается, превращаясь в свинец. Измерив соотношение урана и свинца, можно оценить время, прошедшее со времени образования конкретной части цирконового кристалла. Таким образом, мы получаем в свое распоряжение мощное средство наблюдения — геологический секундомер. И простое предсказание, подтверждающее гипотезу о том, что кристалл циркона формируется поэтапно. А именно: самой старой частью кристалла должно быть его ядро, в то время как возраст ободков должен последовательно уменьшаться в порядке их следования.