Раскачивая колыбель человечества

В пастбищных землях на севере Танзании кипит исследовательская работа. Район Олдувай (от масайского "Олдупай", названия местного суккулента) стал известен благодаря находкам кенийских археологов и палеоантропологов Луиса и Мэри Лики. Их исследования, начатые в 1950-х годах, обнаружили многочисленные окаменелости гоминин (трибы человекообразных обезьян, включая современных людей) и каменные орудия возрастом до двух миллионов лет, что дало региону прозвище "колыбель человечества". Теперь Олдувай стал центром для тех, кто изучает происхождение и будущее человечества.

Однако палеоантропологи больше не являются здесь единственными исследователями. Полная картина эволюции человека не может быть получена только из окаменелостей, она зависит от понимания их экологического контекста.

С этой целью команда геофизиков из KAUST проводит ключевые исследования геологии этого места. Используя передовые методы, разработанные для разведки нефти, Жерар Шустер, Шериф Ханафи и докторант Кай Лу вместе с учёными из Университета Индианы (США) и Ливерпульского университета (Великобритания) составляют карту формы и структуры коренных пород бассейна Олдувай.

Это непростая задача, так как бассейн шириной шесть километров и глубиной почти полкилометра. Он состоит из сложной смеси осадочных и вулканических пород, пересечённых множеством геологических разломов. Находясь в сердце Восточно-Африканской рифтовой зоны, где тектонические плиты земной коры расходятся, Шустер объясняет, что бассейн "формировался и углублялся со временем по мере того, как древнее озеро над ним расширялось, сокращалось и смещалось в пространстве, отчасти из-за последовательности извержений соседних вулканов".

Переписывая историю

Используются два взаимодополняющих подхода: бурение скважин для извлечения физических "кернов" отложений, накопленных за миллионы лет, и сейсмические исследования команды KAUST. Вместе они переписывают геологическую историю Олдувая.

Сейсмические эксперименты основаны на простом принципе: тяжёлый груз многократно ударяется о землю, создавая колебания, которые проходят через неё, пока не отражаются или не преломляются (изгибаются) при переходе из одного материала в другой (подобно свету, отражающемуся от зеркала или преломляющемуся в воде). Серия приёмников (геофонов), размещённых чуть ниже поверхности, фиксирует эти отражённые и преломлённые волны. Записывая время, за которое волны достигают каждого геофона, команда может рассчитать скорость их распространения. Подобно ультразвуковому сканированию, эти измерения формируют картину подповерхностной геологии, включая форму и размер бассейна, а также расположение погребённых разломов.

Этот сложный и логистически трудный метод вызывает интерес у местных жителей, многие из которых работают в проекте. Как объясняет Ханафи, "они привыкли работать с палеоантропологами и геологами, но впервые работают с геофизиками". Проект вдохновил некоторых молодых людей на потенциально меняющий жизнь интерес к науке — один даже отправился учиться в KAUST.

Результаты исследования показывают, что бассейн Олдувай, ранее считавшийся мелким, имеет глубину более 400 метров — почти вдвое больше, чем могли достигнуть буровые скважины. Это указывает, что коренные породы, выстилающие бассейн, могут быть возрастом около четырёх миллионов лет, и что среды, подходящие для гоминин, могут быть столь же древними: "намного старше, — говорит Ханафи, — чем предполагалось ранее на основе обнажённых скальных выходов". Нижние слои бассейна, вероятно, образовались из материалов близлежащих вулканов, которые могли влиять на окружающую среду, включая доступность воды, в далёком прошлом. Это, в свою очередь, повлияло на ранних гоминид, которым требовались "вода, благоприятный климат, деревья для защиты и открытые равнины для поиска пищи — всё это было в Олдувае", — поясняет Ханафи.

Новый документальный фильм

В известном документальном фильме об этой работе "Lasting Marks" Иэн Станистрит из Ливерпульского университета утверждает, что сейсмическое изображение помогает понять всё устройство Олдувая: геологическое, климатическое и иное. Изменение климата на протяжении всей нашей истории было вызовом для человечества: если мы лучше поймём эту историю, мы, возможно, будем мотивированы изменить наш путь. Как красноречиво объясняет режиссёр фильма "Lasting Marks" Сара Шустер-Джонсон, "преданные и увлечённые исследователи Олдувая тщательно интерпретируют следы нерасшифрованной истории, истории, которая проложила путь нашему существованию и нашему будущему на этой планете".