Георгий Ермаков,
ученик 6 «Е» класса ГБОУ г. Москвы «Школа № 1571», ученик объединения «Каменная летопись»
Буев Дмитрий Владимирович,
педагог дополнительного образования ГБОУ ДО МДЮЦ ЭКТ отделение «Станция юных туристов», руководитель объединения «Каменная летопись», председатель Владимирского регионального отделения РОСГЕО
Рассказывая о своем увлечении, я нередко слышу вопросы: «а не опасно ли это?», «можно ли окаменелости хранить дома?». Чтобы увереннее отвечать на такие вопросы, я решил самостоятельно провести исследование ископаемых из нескольких разных мест на предмет их радиоактивности.
В геологических коллекциях любителей и профессионалов находится большое количество окаменелостей, в том числе из Москвы и Московской области. Как правило, такие ископаемые в Московском регионе встречаются в осадочных породах, таких как известняк, фосфорит, глина. А помимо того, что в таких породах множество окаменелостей или фоссилий, они еще широко применяются в народном хозяйстве – при строительстве, при производстве удобрений, при формировании ландшафта местности и т.д., поэтому я решил, что проведение исследования их радиационного фона будет очень актуальным для современной действительности.
Но для того, чтобы исследование стало более полноценным, для начала надо было изучить палеоэкологическую обстановку на территории Московского региона. В карьерах Москвы и Подмосковья можно наблюдать следы древних соленых морей: каменноугольного (360 млн лет – 300 млн лет назад) и юрско-мелового (201 млн лет – 66 млн лет назад).
Следы каменноугольного моря – толщи известняков, в меньшей степени – глинистых известняков. Климат тогда был теплый, тропический. Об этом свидетельствуют множество ископаемых кораллов, морских лилий (рис. 1), сами известняки, которые образовались как осадок из раковин теплолюбивых одноклеточных простейших.
Рис. 1. Плита с захоронением подмосковных каменноугольных морских лилий. Палеонтологический музей им. Ю.А. Орлова РАН (www.paleo.ru)
Также в слоях карбона много остатков моллюсков, морских лилий, ежей и брахиопод, иногда встречаются зубы акул и хрящевых рыб, похожих на скатов (рис. 2). Породы старше каменноугольного возраста залегают на больших глубинах. Их нет даже в отвалах метро, а поднять на поверхность можно только с помощью буровых установок.
Рис. 2. Море средне-позднекаменноугольной эпохи Русской плиты. Реконструкция Л.В. Савельевой (Уфа)
Юрские и меловые моря (рис. 3) были неглубокими морями умеренного климата. Преобладают глины, песчаники, редко глинистый известняк. Находки кораллов исключительно редки. В основном остатки животных представлены рострами белемнитов («чертовы пальцы») и раковинами аммонитов – головоногих моллюсков (рис. 4). По найденным в Германии отпечаткам мягкого тела аммонитов определили, что они имели по 8-10 щупалец с присосками, как каракатицы и осьминоги. Белемниты – это близкие родственники кальмаров. На щупальцах они имели вместо присосок, как у аммонитов, крючки. Также в породах юрского и мелового периодов есть много остатков других моллюсков, брахиопод, губок, морских ежей, реже – морских лилий. Иногда встречаются зубы очень маленьких акул, древних рептилий: ихтиозавров, плезиозавров и плиозавров.
Рис. 3. Реконструкция моря в меловой период (с сайта аммонит.ру)
Рис. 4. Окаменелости на дне мезозойского моря (фото с сайта evolution. powernet.ru
Реконструировать обстановку моря помогают и окаменелости. Например, раковины моллюсков и брахиопод с толстой стенкой свидетельствуют о том, что здесь было мелководье с сильными течениями, находки ископаемых животных с тонкой раковиной, напротив, означают, что здесь были значительные глубины. В целом подмосковный бассейн достигал глубины от 20 до 150 метров, был чистым и теплым, о чем свидетельствуют остатки коралловых рифов, которые могли существовать только на глубине несколько десятков метров, и только в воде нормальной солености, и чтобы температура воды не падала ниже 20 градусов.
В Москве и Подмосковье можно наблюдать далеко не всю шкалу геохронологического времени. От времен, когда море ушло и осталась только суша, почти не осталось следов, если не считать позднейших ледниковых отложений, которые появились с приходом ледника по всей территории Москвы и Подмосковья в четвертичный период (около 2,5 млн лет назад). В последний миллион лет Москва и Подмосковье испытали влияние нескольких ледниковых и относительно теплых межледниковых эпох. Во времена межледниковий типичными обитателями лесостепей и тундры, которые преобладали на территории Московского региона, были мамонты, овцебыки, шерстистые носороги, бизоны, олени, волки и лошади. Около 20 тыс. лет назад здесь появились поселения первобытных охотников и рыболовов, использовавших каменные и костяные орудия.
Примерный возраст палеонтологических находок определяется по местонахождению в геологическом разрезе. Более точно ископаемые возрастом менее 40 тыс. лет датируются радиоизотопным методом (радиометрическое датирование окаменелостей – это процентное соотношение атомов урана-235 и атомов свинца-207, где период полураспада атомов урана 700 млн лет). А так как мы не всегда можем определить, какой породой замещен организм, каков его возраст и в каких условиях он лежал миллионы лет, то не известно и каков уровень его радиационного фона. Известно, что радиация накапливается в недрах Земли и некоторые породы (например, мрамор, гранит) накапливают радиацию.
Каждый человек постоянно испытывает воздействие различных излучений, из которых складывается естественная радиоактивность, состоящая из нескольких компонентов:
• космические излучения;
• радиоактивные вещества в составе земных недр;
• радионуклиды в воде, пище, воздухе и стройматериалах.
Естественный радиационный фон составляет до 20 мкР/ час. Порог безопасности для людей – 30 мкР/час. Постоянное воздействие более высоких показателей будет нежелательно сказываться на здоровье человека.
Для проведения исследования мною были выбраны районы Москвы, Подмосковья и соседней области (рис. 5, 6, 7, 8). В данных районах древние породы представлены в основном песками, глинами и известняками, в которых содержатся ископаемые остатки морской фауны.
Рис. 5. Отвалы московского метро, г. Москва, в районе Солнцево
Рис. 6. Юрские отложения карьера Еганово
Рис. 7. Поиск окаменелостей в карьере около г. Гжель Московской области
Рис. 8. Берег р. Волги, Тверская обл., г. Кимры
Найденные окаменелости из этих мест, аммониты, белемниты, губки и брахиоподы, были разделены по видам и возрасту. После чего при помощи индикатора радиоактивности RADEX RD 1503+ я сделал измерения радиационного фона всех имеющихся палеонтологических ископаемых организмов из разных местонахождений, относящихся к разным периодам.
По результатам полученных измерений мною была составлена сравнительная таблица, в которой указаны параметры измеренного радиационного фона палеонтологических ископаемых (табл. 1).
С результатами проведенного исследования я успешно выступил на XXIX Московской открытой олимпиаде школьников по геологии 2021-2022 г. в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова.
В ходе исследования было выявлено, что у всех взятых образцов радиационный фон безопасен для человека, только фосфоритовые аммониты излучают радиацию выше естественного фона, но в пределах безопасного для человека (до 30 мкР/час). На основании полученных результатов можно сделать вывод, что цель, поставленная мною в начале работы, достигнута, а задачи выполнены!!!
Список литературы
1. Д-р Дуглас Палмер, д-р Мартин Блэзир, Дэвид Бёрни, и др. Развитие жизни на Земле. Подробный иллюстрированный путеводитель по доисторическому миру. ООО «Издательство АСТ», 2010 г.
2. К.Ю. Еськов. Удивительная палеонтология. «ЭНАС – КНИГА», 2014 г.
3. Майк Голдсмит. Эврика! Самые удивительные научные открытия всех времен. «Clever», 2016 г.
4. Ян Паул Схюттен. Загадка жизни и грязные носки Йоса Гротьеса из Дрила. ООО «Издательство “Альбус корвус”», 2016 г.
5. П.Е. Морозов, И.В. Ильясов, С.А, Кузьмина. Методические рекомендации по сбору и определению ископаемой фауны Московской области. Москва, 1992 г.
6. Андрей Журавлев. Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы. «Ломоносов», 2016 г.
7. Ученые отвечают на 100 (и еще 8) вопросов обо всем. Сост. Т. Зарубина. «От динозавра до компота». «Розовый жираф», 2017 г.
8. Антон Нелихов. Древние чудовища России. «Манн, Иванов и Фербер», 2017 г.
9. Малый атлас руководящих ископаемых, Бодылевский В.И. 1980 г.
Список использованных источников
1. http://www.o-planete.ru/istoriya_zemli/geologitcheskoe-vremya.html.
2. http://www.mosmetod.ru/metodicheskoe-prostranstvo/srednyaya-istarshayashkola/geografiya/urok-v-moskve/29-10-2015-moskva-na-dne-morjaurokv-moskve.html?print=1&tmpl=component.
3. https://www.quarta-rad.ru/useful/vse-o-radiacii/estestvenniy-radiacionniyfon.
4. http://hochu-v-shkolu.blogspot.ru/2014/11/blog-post_1.html.
5. http://www.radiation.ru/begin/begin.htm.
6. http://www.юрский-период.рф/vremya-iskopaemykh.
7. http://www.fb.ru/article/264698/tablitsa-razvitiya-jizni-na-zemle-eryiperiodyiklimat-jivyie-organizmyi.
8. http://www.paleometro.ru/pub12.php.
9. https://pikabu.ru/story/mezozoyskoe_podmoskove_4797904.
10. https://www.ammonit.ru.
