ПОПУЛЯРНО-НАУЧНАЯ БИБЛІОТЕКА.
АВТОБІОГРАФІЯ ЗЕМЛИ
ОБЩЕДОСТУПНЫЙ ОЧЕРКЪ ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГІИ
ПЕРЕВОДЪ СЪ АНГЛІЙСКАГО СЪ ИЗМѢНЕНІЯМИ И ДОПОЛНЕНІЯМИ
М. А. Энгельгардта.
С.-ПЕТЕРБУРГЪ.
Типографія Ю. Н. Эрлихъ, Садовая, No 9.
1897.
Предисловіе
Введеніе
I. Туманность или небулярное начало
II. Ключъ къ геологіи
III. Архейская эра
IV. Камбрійская эпоха
V. Силурійская эпоха
VI. Девонъ
VII. Горный известнякъ
VIII. Лѣса каменноугольнаго періода
IX. Великій перерывъ
X. Пермская и Тріасовая эпохи
XI. Новыя фазы жизни
XII. Юрская эпоха
XIII Вѣкъ пресмыкающихся
XIV. Мѣловой періодъ
XV. Новая эра
XVI. Ледниковая эпоха и появленіе человѣка
Авторъ этой книжки поставилъ своей задачей дать обыкновенному читателю краткій очеркъ исторической геологіи. Учебниковъ геологіи много, но опытъ показалъ автору, что ихъ читаютъ немногіе,-- тѣ именно, кому приходится держать экзамены, тогда какъ обыкновенному читателю они кажутся сухими, скучными или даже совершенно непонятными.
А между тѣмъ есть основаніе думать, что и обыкновенный читатель не прочь ознакомиться съ этой увлекательной наукой, увлекательной потому, что она придаетъ новый интересъ окружающему насъ міру, разсказываетъ намъ исторію камней, валяющихся на дорогѣ, утесовъ на морскомъ берегу, горъ и долинъ, по которымъ мы странствуемъ. Во время прогулки мы нерѣдко останавливаемся передъ какимъ-нибудь камнемъ, поразившимъ наше вниманіе, разсматриваемъ валунъ, на которомъ присѣли отдохнуть, и не отказались бы узнать что-нибудь изъ ихъ предыдущей исторіи. Но, не зная куда обратиться за справками, остаемся въ невѣдѣніи о предметахъ, знакомство съ которыми придало бы много прелести нашимъ прогулкамъ. Недостатокъ популярныхъ книгъ по геологіи побудилъ автора составить эту книгу.
Планъ его слѣдующій: -- Во-первыхъ, представить -- простымъ языкомъ и слогомъ, который, надо надѣяться, не внушитъ отвращеніе читателю,-- краткій очеркъ исторіи нашей планеты, прослѣдивъ ее съ момента появленія въ качествѣ отдѣльнаго члена солнечной системы, черезъ всѣ геологическіе періоды съ ихъ измѣненіями и различными фазами жизни, до послѣдней эпохи, когда на сценѣ появляется человѣкъ. Во-вторыхъ, объяснить, разумѣется вкратцѣ, какимъ образомъ геологи добрались до своихъ заключеній, чтобы читатель могъ самъ видѣть, насколько эти заключенія правильны. Конечно въ такой маленькой книжкѣ этого нельзя было сдѣлать во всей полнотѣ, но все-же лучше сопровождать изложеніе краткими объясненіями, чѣмъ предлагать выводы въ догматической формѣ, при которой они могутъ показаться произвольными и бездоказательными. При всей своей краткости и неполнотѣ эти объясненія могутъ ознакомить читателя съ методами геологіи и побудить его къ дальнѣйшему изученію и, главное, къ самостоятельнымъ наблюденіямъ.
Почти всѣ науки, болѣе или менѣе, связаны съ геологіей. Химія, физика, минералогія играютъ важную роль при изученіи горныхъ породъ; но для того, кто возьмется за дѣло практически и начнетъ собирать окаменѣлости, наиболѣе полезнымъ окажется знакомство съ естественной исторіей въ тѣсномъ смыслѣ, т. е. съ ботаникой и зоологіей. Рыбья чешуйка, раковина, кость или зубъ какого-нибудь животнаго не поставятъ втупикъ того, кто, болѣе или менѣе, освоился съ живыми формами органическаго міра. Геологъ-любитель долженъ собирать и изучать мѣстныя растенія и животныхъ, сохраняя ихъ вмѣстѣ съ окаменѣлостями въ своей коллекціи.
Осуществленіе этого плана потребовало немало труда, но авторъ будетъ считать себя вполнѣ вознагражденнымъ, если его книжка поможетъ другимъ разобрать автобіографію земли, начертанную въ камняхъ и земляхъ {Въ нашей литературѣ недостатокъ популярныхъ книгъ по геологіи сказывается еще сильнѣе, чѣмъ въ англійской. Сколько намъ извѣстно, у насъ не имѣется ни одной популярной книжки по этому предмету, соотвѣтствующей современному уровню науки. Предлагаемая книжка имѣетъ цѣлью восполнить до нѣкоторой степени этотъ пробѣлъ въ нашей популярно-научной литературѣ.
Излагая исторію земли съ древнѣйшихъ временъ до нашей эпохи, характеризуя главнѣйшіе геологическіе періоды, авторъ присоединяетъ къ этой общей характеристикѣ и частныя указанія, пріуроченныя, понятно, къ Англіи: онъ вкратцѣ описываетъ ея состояніе въ каждую данную эпоху. Мы замѣнили Англію Россіей, такъ какъ русскому читателю до Англіи мало дѣла и вѣроятно гораздо интереснѣе познакомиться съ исторіей своей родины, узнать, какой видъ она имѣла въ ледниковую, третичную, каменноугольную и проч. эпохи, тысячи, сотни тысячъ, милліоны лѣтъ тому назадъ.
Впрочемъ всѣ эти измѣненія и отступленія отъ подлинника составляютъ въ общемъ лишь весьма незначительную часть книги, такъ какъ "Автобіографія земли" не исторія той или другой отдѣльной страны, а общій очеркъ развитія нашей планеты съ ея живой и мертвой природой.
Кромѣ указанныхъ измѣненій, это изданіе отличается отъ подлинника числомъ рисунковъ: въ подлинникѣ ихъ 27, а здѣсь 63. Примѣч. переводчика.}.
Исторія, къ изученію которой мы приступаемъ, написана не человѣкомъ, а самой природой; поэтому мы можемъ положиться на безусловную точность ея сообщеній. Это простой безыскусственный разсказъ, неполный, со многими пробѣлами; но они могутъ пополниться, когда мы ближе ознакомимся съ геологіей отдаленныхъ странъ. "Неполнота геологической лѣтописи", такъ смущавшая Дарвина,-- фактъ, котораго нельзя отрицать; но и того, что сохранилось, достаточно, чтобы дать намъ общее представленіе о каждомъ изъ главныхъ періодовъ исторіи земли. Достоинство этой лѣтописи -- ея правдивость. Мы можемъ невѣрно истолковывать тѣ или другія страницы, но это наша вина. Эти страницы, эти пласты и скалы безусловно свободны отъ всякихъ ошибокъ и искаженій. Въ нашихъ человѣческихъ лѣтописяхъ мы не находимъ безпристрастія и правдивости. Но здѣсь ничего не выдумано, ничто не смягчено.
Земля -- свой собственный біографъ и ведетъ свой дневникъ съ безпристрастіемъ пишущей машины. Но первыя главы ея лѣтописи не такъ полны и не такъ четко написаны, какъ позднѣйшія. Что тутъ удивительнаго? Не встрѣчаемъ ли мы того-же въ исторіи націй? Кто знаетъ исторію египтянъ до ихъ перваго фараона, Меня? Тогда, говорятъ, въ Египтѣ царствовали боги, иными словами: о той эпохѣ не сохранилось никакихъ свѣдѣній.
Но исторія земли, до начала геологической лѣтописи, не такъ баснословна. Есть и ея лѣтопись, только мы не можемъ назвать ее геологической; она подлежитъ вѣдѣнію астронома и химика, а не геолога. Впрочемъ всѣ науки взаимно переплетаются, и можно только пожелать, чтобы это "перекрестное оплодотвореніе" достигло еще большихъ размѣровъ, чѣмъ нынѣ. И такъ, для полноты нашего разсказа, мы коснемся и первой главы, трактующей о зарожденіи и дѣтствѣ нашей планеты; хотя языкъ, на которомъ она написана, отличается отъ собственно геологическаго языка и не столь вразумителенъ. Замѣтимъ здѣсь же, что собственно геологическая лѣтопись начинается лишь съ той поры, когда наша планета охладилась настолько, что могла одѣться водяной оболочкой, осѣвшей изъ атмосферы, какъ роса осѣдаетъ ночью на холодную почву. По всей вѣроятности эта водяная оболочка одѣвала земную поверхность, такъ что въ тѣ времена, по выраженію поэта,
"Безбрежный океанъ бушевалъ вокругъ земного шара".
Земля и вода -- вотъ бумага и чернила, съ помощью которыхъ написана геологическая лѣтопись. Обращаясь къ болѣе раннимъ періодамъ, мы возьмемъ астронома и физика. Послушаемъ, что они намъ скажутъ. Правда, они не могутъ говорить съ такой же увѣренностью, какъ геологъ, но все-же ихъ сообщенія представляютъ глубокій интересъ, какъ попытка разобрать первыя, не внесенныя въ геологическую лѣтопись, главы исторіи нашей планеты, подобно тому какъ филологъ, изучая языки, возстановляетъ исторію націй, не знавшихъ грамоты или не оставившихъ никакихъ письменныхъ свѣдѣній о своихъ дѣлахъ. Что-же! можетъ быть, мать-земля только училась писать въ эту раннюю эпоху, и если ея почеркъ не совсѣмъ разборчивъ, то мы можемъ простить ей это, тѣмъ болѣе что въ то время она была крайне скудно снабжена письменными принадлежностями. Есть и еще смягчающее обстоятельство: документы, которые намъ придется разбирать, такъ давно написаны (сотни милліоновъ лѣтъ тому назадъ), что не могли не истрепаться, а иногда даже исписаны заново, какъ древніе палимпсесты, доставляющіе столько хлопотъ знатокамъ старинной литературы.
ГЛАВА I.
Туманность или небулярное начало.
"Спроси у земли, и она научитъ тебя". Іовъ, XII. 8.
Для того, чтобы прочесть эту первую главу нашей исторіи, нужно собрать свѣдѣнія изъ всевозможныхъ источниковъ, какъ дѣлаютъ судьи, желая знать, Гдѣ былъ и что дѣлалъ подсудимый въ данное время. Нужно разсмотрѣть "всю совокупность уликъ". И прежде всего мы убѣждаемся, что ранніе періоды исторіи нашей планеты не отдѣлимы отъ исторіи солнечной системы. И такъ мы дадимъ краткій очеркъ роста и развитія этой послѣдней, насколько они выяснились въ настоящее время.
(1) "This world was once а fluid gaze of light".
(Этотъ міръ былъ когда-то свѣтящимся жидкимъ туманомъ). Такъ изображаетъ поэтъ начало міра, выражая въ поэтической формѣ то, къ чему астрономы пришли, изучая факты. Обратимся же къ этимъ фактамъ. Прежде всего, уже то обстоятельство, что наша планета только одинъ изъ членовъ солнечной системы, заставляетъ насъ спросить, не одного ли происхожденія всѣ члены этой семьи и нельзя ли считать огромное раскаленное центральное тѣло отцомъ семейства, paterfamilias. (2) Новѣйшія изслѣдованія солнечной химіи и физики показали, что солнце содержитъ значительное число химическихъ элементовъ, извѣстныхъ намъ на землѣ. Было бы слишкомъ долго изучать методы, съ помощью которыхъ достигнуты этотъ и другіе результаты. Скажемъ только, что хотя уже втеченіе безконечныхъ вѣковъ Фебъ посылаетъ невнимательнымъ смертнымъ геліографическія сообщенія о своемъ химическомъ и физическомъ составѣ, однако до изобрѣтенія спектроскопа люди смыслили въ нихъ не болѣе, чѣмъ дикарь въ сигналахъ европейской арміи. Но теперь, когда мы разобрали, по крайней мѣрѣ отчасти, эту грамоту, намъ открылась природа солнца, и мы можемъ перевести его сообщенія въ слѣдующей приблизительно формѣ:--
"Я -- вашъ отецъ; когда то вы составляли одно цѣлое со мной, но дѣйствіемъ центробѣжной силы (вслѣдствіе вращенія) я отдѣлилъ васъ въ видѣ кольца. Затѣмъ вы стянулись въ шаръ, какъ ваши братья и сестры. Мой сынъ Сатурнъ до сихъ поръ окруженъ кольцомъ и показываетъ вамъ, какъ мои дѣти слѣдовали моему примѣру, отдѣляя кольца, которыя со временемъ превращались въ спутниковъ. Вы были когда-то такъ-же раскалены, какъ я, но охладились быстрѣе вслѣдствіе своей меньшей величины. У васъ, какъ и у меня, была корональная атмосфера, состоявшая главнымъ образомъ изъ водорода, кальція и магнія, съ болѣе плотными слоями внизу, содержавшими желѣзо, марганецъ и другіе хорошо знакомые вамъ металлы. Вы и теперь можете видѣть, что матеріалы, изъ которыхъ состоитъ ваша земля, распредѣлены слоями сообразно своей плотности: сначала легкая воздушная оболочка, подъ ней вода, а подъ ними, ближе къ центру, болѣе тяжелые матеріалы, вѣроятно металлы,-- такъ какъ Кавендишъ, взвѣсившій вашу планету, нашелъ, что она впятеро тяжелѣе воды. Вы помните также теорію Гумфри Дэви относительно металлической внутренности земли".
Независимо отъ этого сообщенія, которое разобрали Кантъ, Лапласъ, Гершель, Локайеръ,-- до насъ доносится утвердительный шопотъ звѣздъ, подслушанный внимательнымъ ухомъ Гёггинса. Направивъ свой спектроскопъ на звѣзды и туманныя пятна, онъ нашелъ въ нѣкоторыхъ спектрахъ весьма замѣтныя линіи водорода, откуда заключилъ, что эти звѣзды представляютъ раскаленныя массы упомянутаго элемента. Нѣкоторые изъ спектровъ неподвижныхъ звѣздъ указываютъ на структуру, сходную съ структурой нашего солнца: раскаленное ядро, окруженное атмосферой раскаленныхъ паровъ. По мнѣнію Локайера, звѣзды съ наиболѣе простыми спектрами наиболѣе раскалены; по мѣрѣ того какъ онѣ охлаждаются, ихъ матерія становится все болѣе и болѣе сложной, образуя такъ называемые "элементы" или простыя тѣла, представляющія на самомъ дѣлѣ, быть можетъ, только комбинацію элементарной матеріи. Въ такомъ случаѣ наше солнце холоднѣе Сиріуса и нѣкоторыхъ другихъ неподвижныхъ звѣздъ, такъ какъ его лучи, проходя черезъ спектроскопъ, обнаруживаютъ присутствіе металловъ -- магнія, натрія, кальція и желѣза. Еще холоднѣе наша земля, содержащая такія тѣла, какъ углеродъ и кислородъ (такъ называемые металлоиды), и такія соединенія, какъ хлористый натрій (поваренная соль) и углекислая известь, которые не могли существовать въ болѣе раннія стадіи ея развитія, когда она обладала высокой температурой.-- (3). Телескопъ въ рукахъ Гершеля и другихъ бросилъ много свѣта на эмбріологію звѣздъ и планетъ, которыя по всей вѣроятности вращаются вокругъ звѣздъ, какъ земля вокругъ солнца, и хотя никто не видѣлъ своими глазами развитія солнечной системы, но мы можемъ судить о немъ, видя вокругъ себя подобныя же системы на различныхъ стадіяхъ развитія и, можетъ быть, умиранія. Такъ, находясь въ лѣсу, мы можемъ прослѣдить всѣ фазы развитія дерева, отъ крошечнаго ростка до колоссальнаго ствола, срубленнаго дровосѣками, хотя краткость человѣческой жизни не позволяетъ прослѣдить своими глазами исторію жизни одного и того же большого дерева. Сущность небулярной теоріи заключается въ томъ, что небулярная масса (туманность, туманное пятно) {Туманности считались прежде газообразными, но недавнія изслѣдованія Локайера доказываютъ повидимому, что и кометы, и туманности -- просто рои метеоритовъ. Эти послѣдніе, сталкиваясь, могутъ развить достаточно теплоты, чтобы часть массы превратилась въ парообразное состояніе. Такимъ образомъ солнце и звѣ8ды образовались изъ метеоритовъ.} сжимается, вслѣдствіе чего развивается теплота; начинается вращательное движеніе, и дѣйствіемъ центробѣжной силы наружныя, легчайшія части туманной массы отдѣляются въ видѣ колецъ, которыя позднѣе могутъ образовать планеты, спутниковъ и метеорическія кольца.
Вышеприведенныя доказательства покажутся, быть можетъ, недостаточными для такой важной теоріи. Въ виду этого приведемъ еще нѣсколько аргументовъ, продолжая отмѣчать ихъ нумерами. (4) Температура земли возрастаетъ по направленію внутрь, къ центру, приблизительно на 1° на каждыя 1 8 саженей; отсюда мы можемъ заключить, что внутренность земного шара обладаетъ температурой расплавленнаго желѣза или даже расплавленной платины. Но это еще не значитъ, чтобы она находилась въ жидкомъ состояніи, какъ думали прежде геологи. Дѣло въ томъ, что горныя породы внутри земли находятся подъ страшнымъ давленіемъ,-- подъ давленіемъ вышележащихъ пластовъ, толщиною въ цѣлыя мили,-- и потому могутъ оставаться въ твердомъ состояніи даже при очень высокой температурѣ.(Изверженія жидкой лавы изъ вулкановъ не доказываютъ противнаго, такъ какъ по всей вѣроятности она образуется на незначительной глубинѣ, недалеко отъ земной поверхности.
(5) Обращеніе планетъ въ одномъ и томъ же направленіи вокругъ солнца. (6) Обращеніе ихъ въ одной и той же приблизительно плоскости, такъ называемой эклиптикѣ, въ которой обращается и наша земля. (7) Обращеніе планетъ и спутниковъ по приблизительно круговымъ орбитамъ. (8) Сплюснутая форма планетъ, въ особенности тѣхъ, которыя обладаютъ быстрымъ движеніемъ. Такъ, діаметръ нашей земли отъ полюса до полюса -- на 26 миль короче ея поперечнаго діаметра. Такая форма свидѣтельствуетъ о прежнемъ полужидкомъ состояніи земли; дѣйствительно это и есть именно та форма, которую мягкое тѣло принимаетъ вслѣдствіе вращенія: комокъ расплавленнаго стекла на концѣ раздувальнаго колеса получаетъ сплюснутую форму, когда колесо пущено въ ходъ. (9) Кольца Сатурна и астероиды между Марсомъ и Юпитеромъ. (10) Большая плотность планетъ ближайшихъ къ солнцу сравнительно съ планетами, удаленными отъ него,-- Юпитеромъ, Сатурномъ, Ураномъ и Нептуномъ, которые почти такъ же легки, какъ пробка. Это явленіе также не трудно объяснить: легчайшія части первичной вращавшейся массы естественно были самыми внѣшними частями ея и прежде всего отдѣлились въ видѣ колецъ. (11) Легкость луны сравнительно съ землею,-- то же самое явленіе въ маломъ видѣ. Теперь мы спросимъ читателя: не говорятъ ли всѣ эти факты въ пользу небулярной теоріи? Не подтверждаютъ ли эти космическіе символы картину, набросанную поэтомъ?
This world was once а fluid gaze of light,
Till towards the centre set the starry tides
And eddied into suns that wheeling
Cart the planets.
[Этотъ міръ былъ когда-то жидкимъ свѣтящимся туманомъ,
Пока звѣздная масса не сгустилась, прихлынувъ къ центру.
И образовала солнца, которыя, вращаясь,
Отбросили планеты].
Если нѣтъ, пусть читатель попытается дать иное объясненіе этимъ "космоглифамъ".
Теперь намъ надо оставить этотъ интересный предметъ и перейти къ ближайшей главѣ исторіи земли, написанной ею самой.
Въ настоящее время мы не можемъ прочесть всего и частенько запинаемся; будущія поколѣнія, надо надѣяться, прочтутъ лучше. Но и то, что мы уже знаемъ объ этомъ предметѣ, на первый взглядъ вовсе недоступномъ для человѣческаго поколѣнія, можетъ служить источникомъ истиннаго удовольствія. До сихъ поръ мы обозрѣвали нашу землю и систему, къ которой она принадлежитъ, съ высоты птичьяго полета, и прослѣдили въ воображеніи ея развитіе изъ метеорическаго пятна или роя; теперь спустимся пониже и разсмотримъ горныя породы, образующія земную "кору",-- не разберемъ ли лѣтопись, которая въ нихъ написана.
Замѣтимъ прежде всего, что породы, которыя мы будемъ разсматривать, "слоисты", т. е. расположены слоями или пластами различной толщины, одѣвающими иногда огромныя пространства. Ихъ можно сравнить съ простынями или одѣялами, разостланными одно надъ другимъ на тюфякъ: роль послѣдняго играетъ въ данномъ случаѣ древняя первичная оболочка земли, состоящая вѣроятно изъ какой-нибудь огненной породы, вродѣ гранита, на которой по мѣрѣ ея охлажденія и застыванія скоплялся первичный океанъ.. Первыя слоистыя породы произошли путемъ размыванія этой оболочки. Эта эпоха отдѣлена отъ появленія нашей планеты въ качествѣ особаго тѣла огромнымъ періодомъ времени, о которомъ мы почти ничего не знаемъ. Геологическая лѣтопись еще не началась, и мы можемъ только соображать и заключать изъ немногихъ извѣстныхъ фактовъ, что земная поверхность мало-по-малу охлаждалась и отвердѣвала, пока не сдѣлалось возможнымъ появленіе живыхъ организмовъ и тѣхъ великихъ цикловъ измѣненій, которые мы замѣчаемъ теперь, каковы круговоротъ воды, размываніе и вывѣтриваніе суши, переносъ продуктовъ этого разрушенія рѣками и ледниками въ моря и озера, гдѣ такимъ образомъ медленно образуются новые пласты, которые когда-нибудь въ свою очередь поднимутся въ видѣ материковъ. Въ нашей маленькой книжкѣ нѣтъ надобности разсматривать мнѣнія геологовъ и физиковъ относительно этой эпохи; остановимся только на недавнихъ открытіяхъ проф. Джоржа Дарвина относительно положенія и движеній луны и земли въ то время (результатъ его глубокихъ математическихъ изысканій о приливахъ).
По его изслѣдованіямъ луна и земля составляли нѣкогда одно цѣлое, но, благодаря отчасти приливамъ (подъ вліяніемъ солнечнаго притяженія), отчасти центробѣжной силѣ, произошло раздѣленіе, и луна обособилась. Это обособленіе луны (впервые установленное на основаніи математическихъ изысканій) составляетъ важную и интересную эпоху въ космической исторіи. Результаты изслѣдованій Д. Дарвина изложены въ рядѣ сообщеній въ "Philosophical Transactions" 1879. Но этого рода сообщенія недоступны для обыкновеннаго читателя; между учеными людьми и читающей публикой нуженъ посредникъ, который возьмется объяснить простымъ и общепонятнымъ языкомъ результаты и методы спеціальныхъ работъ. Такой посредникъ нашелся въ лицѣ проф. Валля, который даетъ краснорѣчивое и картинное resume вышеупомянутыхъ изслѣдованій въ своей интересной лекціи: "А glimpse through the Corridors of Time". Вотъ какъ изображаетъ онъ эпоху, послѣдовавшую за отдѣленіемъ нашего спутника:
"Обращаясь къ этой отдаленной эпохѣ, я вижу нашу землю въ видѣ огромнаго шара, какъ и нынѣ, но она не одѣта отчасти океаномъ, отчасти зеленью; эта первобытная земля является въ видѣ огненной, полужидкой массы, гдѣ нѣтъ мѣста для органической жизни. Вмѣсто атмосферы я вижу массу паровъ, въ которыхъ быть можетъ заключены въ видѣ облаковъ всѣ моря и океаны земные; вижу, какъ солнце встаетъ и ночь смѣняется днемъ, но день и ночь тянутся только три часа, а не двадцать четыре. Рядомъ съ хаотической массой земли, почти соприкасаясь съ нею, находится другое, тоже хаотическое тѣло, гораздо меньшей величины. Это маленькое тѣло быстро обращается вокругъ земли; кромѣ того оба они вращаются вмѣстѣ, точно связанныя невидимыми узами. Это маленькое тѣло -- луна". Съ тѣхъ поръ луна отдалилась отъ земли и теперь отстоитъ отъ нея на 240,000 миль. Въ то же время быстрота ея вращенія вокругъ своей оси уменьшалась (подъ вліяніемъ приливовъ, возбуждаемыхъ землей), такъ что теперь она совершаетъ одинъ оборотъ въ двадцать семь дней; но какъ земля возбуждала приливы на лунѣ, такъ и луна возбуждала и возбуждаетъ приливы на землѣ, причемъ ея дѣйствію подвергаются не только водяная оболочка, но и наружная кора. Эти приливы, говоритъ проф. Баллъ, происходили когда-то въ несравненно большемъ масштабѣ, чѣмъ нынѣ; Они возбуждали треніе и дѣйствовали какъ тормазъ на колесо, замедляя вращеніе земли: такъ что теперь наши сутки тянутся 23 часа 56 минутъ и 4 секунды, вмѣсто 3 часовъ. Это замедленіе вслѣдствіе приливовъ будетъ продолжаться, по вычисленіямъ ученыхъ, пока сутки не достигнутъ длины въ 1400 часовъ. Такое состояніе съ семисотчасовыми днемъ и ночью продлится много вѣковъ, но не будетъ окончательнымъ! Другой авторитетъ сообщаетъ намъ, что наступитъ моментъ, когда суточное вращеніе земли прекратится совершенно; тогда у насъ будетъ полгода день и полгода ночь.
Мы сообщили объ этихъ изслѣдованіяхъ не только ради ихъ глубокаго интереса, но и потому, что они имѣютъ прямое и существенное отношеніе къ предмету нашей книжки. У геолога естественно возникаетъ вопросъ: эти приливы, вдвоевтрое превосходившіе современные, и это болѣе быстрое вращеніе земли -- захватываютъ они хоть отчасти тотъ періодъ, съ которымъ ему, геологу, приходится имѣть дѣло, или нѣтъ? Если да -- а это еще не доказано -- то геологъ долженъ согласиться, что силы, разрушавшія древніе пласты, воздвигая на ихъ мѣсто новые, дѣйствовали гораздо быстрѣе, чѣмъ онъ склоненъ допустить въ настоящее время. Если въ то время, когда впервые образовался океанъ и начался процессъ денудаціи (разрушеніе материковъ водяными и атмосферными агентами), высота и паденіе приливовъ и отливовъ вдвое-втрое отличались отъ современныхъ; "пассатные вѣтры" были гораздо сильнѣе, вслѣдствіе болѣе быстраго вращенія земли; бури и штормы свирѣпѣе вслѣдствіе болѣе быстрой смѣны дня и ночи,-- то придется допустить, что при такихъ болѣе дѣятельныхъ метереологическихъ и иныхъ условіяхъ слои толщиною въ сотни футовъ могли отлагаться гораздо быстрѣе, чѣмъ нынѣ.
Въ виду этого поднялся великій споръ между геологами съ одной стороны, физиками и астрономами съ другой. Первые въ основу своей науки кладутъ принципъ униформизма, въ силу котораго физическія измѣненія на землѣ всегда совершались съ приблизительно одинаковой быстротой и силой. По мнѣнію вторыхъ, геологи требуютъ слишкомъ большого періода времени; имъ слѣдуетъ удовольствоваться періодомъ самое большее въ 500.000,000 лѣтъ, а по всей вѣроятности только въ 100.000,000, втеченіе которыхъ отложилась вся громада слоевъ и совершились всѣ тѣ великія измѣненія въ растительномъ и животномъ мірѣ, о которыхъ свидѣтельствуютъ ископаемые остатки, сохранившіеся въ этихъ слояхъ. Но такъ какъ весь вопросъ зависитъ отъ "если", то, будемъ надѣяться, геологи и физики не затѣютъ серьезной ссоры и первые скажутъ вмѣстѣ съ Оселкомъ {Въ "Двѣнадцатой ночи" Шекспира.}: "Ваше "если" -- великій миротворецъ. Въ "если" -- большая сила".
ГЛАВА II.
Ключъ къ геологіи.
"Развѣ міръ не былъ созданъ разомъ?" -- спросилъ
Феликсъ.-- "Врядъ ли",-- отвѣчалъ Ярно --
хорошій хлѣбъ нужно выпечь какъ слѣдуетъ!"
Гёте. "Вильгельмъ Мейстеръ".
Цѣль нашей книжки -- не только передать вкратцѣ исторію земли, но и объяснить методы и принципы, съ помощью которыхъ удалось возстановить эту исторію. Мы дадимъ очеркъ событій, происходившихъ на нашей планетѣ въ каждую геологическую эпоху, и постараемся объяснить читателю, какъ разбирать языкъ окаменѣлостей и горныхъ породъ. Но для того, чтобы понять этотъ языкъ, необходимо ознакомиться съ его грамматикой. А грамматика геологіи -- физическая географія, иными словами: невозможно понять прошедшее, не ознакомившись съ настоящимъ. Геологическій разрѣзъ -- загадка для того, кто не знаетъ, какъ образуются эти песчаники, сланцы, известняки,-- загадка, столь же неразрѣшимая, какъ египетскіе іероглифы были для грековъ и римлянъ, не понимавшихъ значенія этихъ символовъ. Но разъ мы имѣемъ общее представленіе о способахъ образованія слоистыхъ породъ, намъ нетрудно прочесть символическія письмена земли.
Пояснимъ это примѣромъ. Если спросить у городского ребенка, откуда онъ взялъ ломоть хлѣба,-- врядъ ли онъ съумѣетъ отвѣтить. Онъ скажетъ, что хлѣбъ принесли отъ булочника,-- и этимъ, по всей вѣроятности исчерпаются его свѣдѣнія. Если мы захотимъ ознакомить его съ исторіей ломтя хлѣба, то самое лучшее показать ему всѣ стадіи этой исторіи: свести его на поле во время уборки, къ мельнику, гдѣ зерно превращается въ муку, къ булочнику, гдѣ мука превращается въ тѣсто, а это послѣднее въ хлѣбъ. Тогда онъ узнаетъ исторію ломтя и замѣтитъ, что каждый ломоть сохранилъ слѣды всѣхъ этихъ операцій и слѣдовательно самъ свидѣтельствуетъ о своей исторіи. Такъ же и въ геологіи! Человѣкъ, никогда не читавшій или не видавшій, какъ дождь и рѣки размываютъ материкъ и уносятъ въ море его частицы, гдѣ онѣ мало-по-малу образуютъ новые пласты,-- такой человѣкъ, разумѣется, не съумѣетъ разсказать вамъ исторію глыбъ песчаника или обломка известняка.
Вышеизложенный принципъ -- что мы должны объяснять прошлое настоящимъ и можемъ прочесть лѣтопись, начертанную въ слоистыхъ породахъ, только ознакомившись путемъ личнаго наблюденія, если возможно, съ процессами, происходящими нынѣ на земной поверхности, есть основная доктрина геологіи. Это ключъ, который открываетъ намъ двери нашего сокровища. Геологи называютъ его доктриной "униформизма". Основатель этой доктрины, столь сильно подвинувшей впередъ науку,-- знаменитый шотландскій геологъ Гёттонъ, противникъ стараго ученія о "катастрофизмѣ". Геологи прошлаго столѣтія (и къ сожалѣнію большинство позднѣйшихъ) объясняли многія геологическія явленія съ помощью пылкаго воображенія.
Высокія горныя цѣпи, рѣзкое различіе между окаменѣлостями двухъ смежныхъ пластовъ и тому подобныя явленія казались имъ свидѣтельствомъ колоссальныхъ и мгновенныхъ переворотовъ или катастрофъ; и они, не задумываясь, допускали громадные и общіе потопы, опустошительныя землетрясенія, потрясавшія всю земную поверхность, быстрыя поднятія, прорывы и изломы земной коры и другія явленія въ томъ же родѣ, нынѣ, надо надѣяться, навсегда изгнанныя изъ области геологіи. Такъ напримѣръ, рѣчная долина считалась трещиной, возникшей вслѣдствіе какого-нибудь сильнаго толчка: никому не приходило въ голову, что рѣка втеченіе многихъ вѣковъ можетъ помаленьку прорыть себѣ глубокое русло. Равнымъ образомъ вулканъ считался результатомъ внезапнаго поднятія, между тѣмъ какъ мы знаемъ теперь, что всѣ вулканы образовались медленно, путемъ накопленія пепла, лавы etc. Нетрудно понять причину этой ошибки. Еслибы геологи обладали терпѣніемъ и не торопились рѣшать великія проблемы своей науки, они должны бы были разсуждать слѣдующимъ образомъ: ".Вотъ глубокая рѣчная долина; посмотримъ, не образуются ли такія же и нынѣ. Съ перваго взгляда это кажется невѣроятнымъ, но мы должны поступать осмотрительно. Происходили же эти явленія въ древнія времена; почемъ знать, можетъ быть и теперь происходитъ гдѣ-нибудь нѣчто подобное. Обратимся къ самой природѣ, изучимъ способы ея дѣйствія, вмѣсто того чтобы придумывать свои собственныя теоріи.
Обуздавъ такимъ образомъ свою фантазію, рѣшившись терпѣливо изслѣдовать и изучите то, что совершается нынѣ въ природѣ, они не стали бы выдумывать такихъ нелѣпыхъ объясненій и тормазить развитіе науки, которой посвятили свои силы. Но въ данномъ случаѣ "желаніе было отцомъ ученія". Главной причиной ошибки геологовъ явилось предположеніе, будто міръ существуетъ всего нѣсколько тысячъ лѣтъ, для этого очевидно необходимо было допустить, что геологическіе процессы совершались съ неимовѣрной быстротой. Природа должна была торопиться. Въ короткій промежутокъ времени, отведенный для геологической исторіи, надо было отложить цѣлыя серіи слоистыхъ горныхъ породъ, нагромоздить великія горныя цѣпи, воздвигнуть вулканы, образовать огромныя массы гранита, базальта и сланцевъ. Иначе нельзя было выпутаться изъ этой дилеммы. Если даже геологъ отвергалъ катастрофы, онъ оказывался "между двухъ стульевъ", не рѣшаясь отказаться отъ ходячаго ученія о кратковременномъ существованіи міра и тщетно пытаясь объяснить грандіозныя геологическія явленія дѣйствіемъ силъ, которыя въ такое короткое время не могли привести къ замѣтнымъ результатамъ. Но ученіе Гёттона опередило свой вѣкъ. Лишь послѣ того какъ принципъ униформизма былъ разработанъ Ляйеллемъ въ его великой книгѣ "Основныя Начала Геологіи", новая доктрина распространилась и была принята учеными. Съ тѣхъ поръ геологія сдѣлала огромные успѣхи. За этотъ небольшой промежутокъ времени добыто больше, чѣмъ за весь предыдущій періодъ со временъ Геродота. Словомъ, это была истинная реформація: Гёттонъ -- ея заря, ея Виклефъ, Ляйелль -- ея Лютеръ; только эта реформація совершилась мирнымъ путемъ, безъ крови и костровъ. Какихъ еще нужно доказательствъ въ пользу современной геологической теоріи? Мы можемъ судить о ней по ея плодамъ. Не слѣдуетъ однако доводить теорію униформизма до ея крайнихъ предѣловъ; нельзя утверждать, что во всѣ времена съ самаго начала геологической исторіи "геологическіе агенты" дѣйствовали совершенно одинаково, что напр., ни въ какую эпоху не было болѣе сильныхъ и частыхъ дождей, болѣе свирѣпыхъ урагановъ и вѣтровъ, болѣе высокихъ приливовъ и низкихъ отливовъ, чѣмъ нынѣ. Это значило бы -- хватить черезъ край. Мы уже видѣли, что болѣе сильные приливы захватили быть можетъ геологическія времена. Вполнѣ допустима также мысль, что въ болѣе раннія эпохи солнце грѣло сильнѣе, чѣмъ нынѣ; въ самомъ дѣлѣ, мы признаемъ, что оно охлаждается; стало быть, когда-нибудь его температура была значительно выше. Это обстоятельство должно было вліять на тогдашніе климаты. Нужно имѣть въ виду возможность подобныхъ измѣненій, хотя слѣдуетъ замѣтить, что современная геологія не представляетъ доказательствъ въ пользу большей интенсивности геологическихъ факторовъ въ какую-либо изъ прошлыхъ эпохъ.
Теологію можно назвать естественной исторіей и физической географіей прошлаго. Этимъ она существенно отличается отъ другихъ отраслей знанія,-- представляя скорѣе приложеніе различныхъ наукъ къ одному объекту, именно,-- уясненію прошлой исторіи земли. Вслѣдствіе этого предметъ ея обширнѣе всякаго другого. Всѣ науки являются къ ней на помощь. Химикъ разсказываетъ намъ, какъ образовались тѣ или другіе минералы. Физикъ доставляетъ весьма цѣнныя свѣдѣнія для изученія такихъ явленій, какъ вѣтры и морскія теченія или землетрясенія и вулканы. Анатомъ разбираетъ ископаемые остатки животныхъ. Натуралистъ сообщаетъ о жизни растеній и животныхъ, о законахъ, управляющихъ ихъ распредѣленіемъ на сушѣ и въ океанахъ. Всякій вкладъ принимается съ благодарностью. Понятно, одинъ человѣкъ не въ силахъ овладѣть всей областью геологіи. Но каждый можетъ получить общее понятіе о предметѣ и ознакомиться съ главнѣйшими результатами, достигнутыми въ каждой отдѣльной области.
Теперь мы дадимъ краткій очеркъ дѣйствія геологическихъ агентовъ, уяснимъ въ немногихъ словахъ природу измѣненій, производимыхъ ими. Это избавитъ насъ отъ повтореній въ дальнѣйшемъ изложеніи и позволитъ намъ останавливаться подробнѣе на отдѣльныхъ агентахъ, когда рѣчь зайдетъ о породахъ, въ которыхъ проявляется ихъ дѣйствіе. Трудно опредѣлить, что такое геологическій агентъ. Такимъ агентомъ является все, что производитъ или стремится произвести значительныя измѣненія въ наружномъ видѣ или внутреннемъ строеніи земной коры: будетъ ли это рѣка, ледникъ, вулканъ или живой организмъ, какъ напр. кораллъ. Такъ рѣка несетъ илъ и песокъ изъ области, по которой протекаетъ, въ море, гдѣ эти матеріалы, накопляясь, образуютъ новыя породы или "формаціи". Итакъ, рѣка -- важный геологическій агентъ. Мы приведемъ сейчасъ списокъ этихъ агентовъ, раздѣляя ихъ на четыре группы:-- воздухъ, вода, организмы, теплота.
I. Воздухъ -- Атмосфера.
II. Вода -- Дождь и рѣки. Ледники и плавучій ледъ ("ледяныя горы"). Море.
III. Организмы -- Человѣкъ. Растенія и животныя.
IV. Теплота -- Температура земли въ связи съ землетрясеніями и вулканами; равно какъ и съ измѣненіями, происходящими въ горныхъ породахъ. Движенія земной коры вслѣдствіе охлажденія земли.
Свѣтъ, электричество, тяготѣніе -- все это играетъ извѣстную роль въ работѣ перечисленныхъ агентовъ. Свѣтъ необходимъ для большинства живыхъ существъ; электрическіе токи пробѣгаютъ по землѣ; тяжесть заставляетъ рѣки течь, дождь падать изъ облаковъ, илъ опускаться на дно морское.
I. Атмосфера принимаетъ большое участіе въ геологическихъ процессахъ. При содѣйствіи дождя и вѣтра она разъѣдаетъ и разрушаетъ горныя породы, доступныя ея дѣйствію. Дождь завершаетъ ея работу. Вѣтеръ разноситъ пыль, песокъ и вулканическій пепелъ по лицу земли. Только недавно геологи убѣдились, что вулканическая пыль разносится по всей землѣ и играетъ важную роль въ глубоководныхъ осадкахъ. Въ пустынныхъ и сухихъ мѣстностяхъ песокъ разрушаетъ самыя твердыя скалы, постоянно ударяясь въ нихъ. Нѣкоторые песчаники повидимому обязаны своимъ существованіемъ вѣтру. Мощныя отложенія такъ называемаго "лёсса", одѣвающаго громадныя площади на равнинахъ Азіи, образованы вѣтромъ, наносившимъ сюда пыль съ сосѣднихъ вершинъ втеченіе многихъ вѣковъ. Вообще эолическія (происшедшія благодаря вѣтру) образованія играютъ весьма видную роль среди современныхъ отложеній. Вѣтеръ порождаетъ морскія теченія, волны и бури. Могучая размывающая сила моря въ значительной степени зависитъ отъ атмосферы. Вѣтры и морскія теченія имѣютъ большое вліяніе на распредѣленіе растеній и животныхъ. Далѣе, какъ сухопутныя, такъ и водяныя животныя нуждаются въ кислородѣ, который доставляетъ имъ атмосфера; изъ того же источника сухопутныя растенія черпаютъ углекислоту.
II. Вода.-- Дождь дѣйствуетъ двояко: 1) химически, растворяя извѣстныя вещества, входящія въ составъ горныхъ породъ, какъ напр. известь, и 2) механически, стирая поверхность, по которой струится. Любая старинная постройка -- развалины замка или крѣпостной стѣны -- обнаруживаютъ "вывѣтрившуюся* поверхность, результатъ совокупнаго дѣйствія дождя и вѣтра. Въ постройкахъ изъ песчаника часто стирается рѣзьба, а на старыхъ могильныхъ плитахъ почти невозможно разобрать надписи. Ключи обязаны своимъ существованіемъ дождевой водѣ, собирающейся въ горныхъ породахъ и выходящей наружу. Рѣки питаются дождемъ и ключами. Рѣка -- могущественный геологическій дѣятель. Она прокладываетъ себѣ долину или ущелье въ самыхъ твердыхъ горныхъ породахъ, частью химическимъ путемъ, растворяя известковыя вещества, но главнымъ образомъ механическимъ размываніемъ. Прекрасный образчикъ дѣйствія рѣчной воды представляютъ знаменитыя ущелья Колорадо, достигающія мѣстами 5.000 и даже 6.000 футовъ глубины, при почти вертикальныхъ стѣнахъ. Но какъ уже выше замѣчено, созидающая дѣятельность рѣкъ такъ-же важна, какъ и разрушающая. Унося и отлагая осадки въ озерахъ, устьяхъ и моряхъ, онѣ воздвигаютъ грандіозные пласты -- зародыши будущихъ материковъ.
Ледники -- рѣки льда, питаемыя вѣчными снѣгами высокихъ горъ, каковы напр. Альпы. Они такъ-же, какъ и рѣки, прокладываютъ себѣ долины, переносятъ на значительныя разстоянія илъ, песокъ и камни; иногда же разсылаютъ ихъ по морю на такъ-называемыхъ ледяныхъ горахъ (айсбергахъ), которыя, растаявъ, опускаютъ всю ношу на дно морское. Вдоль береговъ Ньюфаундленда сѣверные айсберги отложили громадныя массы "ледниковаго щебня".
Море, какъ уже упомянуто,-- великій размывающій дѣятель, но его работа скорѣе созидающая, чѣмъ разрушающая. Благодаря его дѣятельности, отложились, "наслоились" почти всѣ слоистыя горныя породы. Рѣки и морскія теченія постоянно доставляютъ въ море новый матеріалъ, часто, на сотни миль отъ береговъ. Но и далеко въ открытомъ морѣ, куда не достигаютъ никакіе осадки съ суши, нѣкоторые морскіе организмы, какъ напр. фораминиферы, кораллы, раковины etc., образуютъ съ теченіемъ вѣковъ мощные пласты известняка. Въ самыхъ глубокихъ и недоступныхъ районахъ отлагаются, кажется, только вулканическіе осадки и метеорическая пыль. Мы остановимся подольше на этомъ интересномъ предметѣ въ своемъ мѣстѣ.
III. Организмы.-- Человѣкъ, въ сравненіи съ низшими животными, играетъ лишь незначительную роль въ качествѣ геологическаго агента. Но человѣческая раса имѣла большое вліяніе на распредѣленіе растеній, вырубая лѣса и культивируя извѣстныя растенія. Такъ-же и съ животными: полезные виды приручаются и размножаются насчетъ безполезныхъ и вредныхъ. Поверхность земная измѣняется постройкой городовъ, проведеніемъ каналовъ, обработкой земли.
Гораздо больше значенія въ геологическомъ отношеніи имѣли и до сихъ поръ имѣютъ растенія и животныя. Пласты каменнаго угля образовались изъ растительныхъ остатковъ. Лѣса оказываютъ большое вліяніе на климатъ, растительную и животную жизнь. Въ океанической жизни, сравнительно еще мало извѣстной, морскія растенія играютъ безъ сомнѣнія важную роль.
Морскія животныя продѣлываютъ большую геологическую работу. О роли корненожекъ, коралловъ, раковинъ въ образованіи горныхъ породъ мы еще будемъ говорить. Пока ограничимся замѣчаніемъ, что пласты въ нѣсколько тысячъ футовъ толщиною обязаны своимъ существованіемъ микроскопическимъ морскимъ животнымъ. Коралловые рифы -- всѣмъ извѣстный примѣръ подобной дѣятельности.
На сушѣ черви и роющіяся животныя постоянно перерабатываютъ и измѣняютъ почву.
IV. Теплота.-- Сила, извѣстная подъ именемъ теплоты, имѣетъ большое значеніе. Температура земли постепенно повышается по направленію къ центру, гдѣ достигаетъ вѣроятно огромной высоты. Мѣстами на незначительной глубинѣ горныя породы обладаютъ весьма высокой температурой и при случаѣ изливаются на поверхность въ видѣ лавы въ вулканическихъ изверженіяхъ. Мѣстами мы находимъ горячіе ключи, имѣющіе связь съ вулканической дѣятельностью. Внутренняя теплота земли доставляетъ энергію, которая расходуется въ вулканическихъ изверженіяхъ. Землетрясенія часто связаны съ вулканической дѣятельностью и нерѣдко происходятъ вслѣдствіе взрыва подземныхъ паровъ.
Дѣйствіе теплоты -- главнымъ образомъ горячей воды и паровъ -- сказывается весьма сильно на горныхъ породахъ, лежащихъ глубоко подъ землею (см. главу III, объ Архейской эрѣ). Подъ ея вліяніемъ эти породы значительно измѣняются или "метаморфозируются". Кристаллическіе сланцы приняли свое нынѣшнее строеніе вслѣдствіе химическихъ измѣненій, вызванныхъ теплотой, а раньше безъ сомнѣнія представляли изъ себя обыкновенныя отложенія глины, песку и т. п.
Заключимъ эту главу спискомъ слоистыхъ горныхъ породъ или геологическихъ формацій Россіи, опуская мелкія подраздѣленія. Вотъ онѣ въ нисходящемъ порядкѣ:
Таблица русскихъ слоистыхъ горныхъ породъ:
По словамъ д-ра Рёскина, "геологія, изучая ископаемыя кости и возстановляя погибшихъ звѣрей, достигаетъ лучшихт результатовъ, чѣмъ изслѣдуя жилы свинца и залежи желѣза" Въ слѣдующихъ главахъ мы познакомимъ читателя съ результатами изслѣдованій великихъ работниковъ, которымъ глубокое знаніе структуры современныхъ животныхъ помогло возстановить и оживить давно погибшія формы по сухимъ костямъ, часто по обломкамъ костей. Но мы не ограничимся этимъ. Какъ орнитологъ, набивъ чучелу птицы, старается окружить ее тѣми предметами -- растеніями, камнями etc., которые окружали ее при жизни, такъ и мы постараемся описать условія и образъ жизни погибшихъ существъ, остатки которыхъ въ такомъ изобиліи попадаются въ слоистыхъ горныхъ породахъ. Дѣло въ томъ, что по характеру этихъ породъ -- въ связи съ ископаемыми остатками -- часто можно судить о физическихъ условіяхъ, господствовавшихъ въ ту эпоху, когда онѣ образовались: о тогдашнемъ климатѣ, о процессахъ, совершавшихся на сушѣ и въ водѣ, даже о тогдашнемъ ландшафтѣ. Такимъ образомъ геологъ можетъ возстановлять не только самихъ животныхъ и растеній, но и окружающую ихъ природу, можетъ нарисовать пейзажъ, котораго никогда не видѣлъ глазъ человѣческій, но видѣли глаза лабиринтодонтовъ и птеродактилей.
Но при теперешнемъ состояніи нашихъ знаній эта схема можетъ быть выполнена лишь отчасти. Чѣмъ дальше геологъ углубляется въ прошлое, тѣмъ меньше находитъ матеріаловъ для подобныхъ картинъ. Слѣдуетъ помнить, что почти всѣ слоистыя породы образовались въ водѣ, а не на сушѣ; исключеніе представляютъ нанесенные вѣтромъ пески, одѣвающіе обширныя пространства въ Азіи и Африкѣ, и матеріалы, отлагаемые на островахъ и материкахъ дѣятельностью вулкановъ, именно лава и вулканическій пепелъ. Но и эти отложенія съ теченіемъ времени подвергаются дѣйствію воды и перемѣщаются или даже вовсе уносятся въ море могучей силой размыванія, въ случаѣ пониженія материка. Поэтому наши свѣдѣнія о первобытныхъ материкахъ основываются на изученіи ихъ остатковъ, сохранившихся въ глубинѣ дельты, озера,; моря. Вода дѣйствуетъ въ двухъ противуположныхъ направленіяхъ: на сушѣ -- великій разрушитель, въ морѣ -- великій сохранитель. Древнѣйшіе изъ извѣстныхъ слоевъ представляютъ хаосъ "метаморфическихъ", т. е. сильно измѣненныхъ породъ, смѣшанныхъ съ породами вулканическаго или вообще огненнаго происхожденія. Никакихъ органическихъ остатковъ въ нихъ не найдено съ достовѣрностью. Но будемъ довольны и тѣмъ, что сохранилось: томъ геологической лѣтописи,-- объемистый томъ во много главъ и въ тысячи страницъ. Глава первая -- архейская эра {*) Отъ греческаго слова αρχαῖος -- древній.}, древнѣйшая изъ всѣхъ, начало геологической лѣтописи. Неизвѣстно болѣе древнихъ породъ. Ихъ толщина исчисляется нѣкоторыми авторитетами въ 30.000 футовъ; онѣ состоятъ главнымъ образомъ изъ гнейсса, горной породы, очень похожей на гранитъ, но отличающейся отъ него распредѣленіемъ своихъ составныхъ частей: слюды, кварца и полевого шпата. Различные сланцы тоже входятъ въ составъ этой обширной серіи. Въ американскихъ пластахъ, относимыхъ къ архейской эрѣ, находятся обширные залежи известняка, значительныя скопленія графита (одна изъ формъ углерода) и мѣстами желѣзныя руды. Архейскія породы очень развиты въ Шотландіи, гдѣ Мурчисонъ далъ имъ названіе "основного гнейсса", потому что онѣ подстилаютъ всѣ другія породы Въ Россіи, гдѣ древнія породы съ замѣчательною постепенностью смѣняются болѣе новыми по направленію отъ окраинъ страны къ центру, архейскія породы встрѣчаются но окраинамъ: на сѣверѣ въ Финляндіи, Олонецкой и Архангельской губ., гдѣ придаютъ своеобразный видъ лѣсному ландшафту, на востокѣ -- въ Уральскомъ хребтѣ и на югѣ въ видѣ такъ-называемой Днѣпровской кристаллической полосы, простирающейся отъ Волынской до Воронежской губ., но большей частью прикрытой новѣйшими образованіями. Въ нашихъ архейскихъ породахъ находятся залежи известняковъ, графита и "шунгита" (особенная форма аморфнаго углерода, найденная пока только въ Олонецкой губ.). Архейскія породы сильно измѣнились со времени своего образованія, что и естественно въ виду ихъ громадной древности. Чѣмъ древнѣе порода, тѣмъ сильнѣе она должна была измѣниться: во-первыхъ потому, что, находясь на значительной глубинѣ, подвергалась дѣйствію внутренней теплоты; во вторыхъ потому, что за болѣе долгій срокъ ея существованія больше шансовъ было образоваться гдѣ-нибудь по близости очагу вулканическихъ силъ. Если мы примемъ въ соображеніе громадное количество горячей воды и перегрѣтыхъ паровъ, играющихъ такую видную роль въ вулканическихъ явленіяхъ, то легко поймемъ, какъ сильно должны были измѣняться горныя породы, сквозь которыя эти пары прокладывали себѣ путь, Происходившія при этомъ химическія и иныя измѣненія превращали глины и песчаники въ гнейссы и сланцы. Мы сказали, что архейскія породы отложились первоначально въ водѣ, подобно всѣмъ позднѣйшимъ слоямъ; посмотримъ, возможно ли какое-нибудь иное объясненіе ихъ происхожденія? Объ этомъ много спорили, но, по общему мнѣнію, онѣ отличаются отъ позднѣйшихъ породъ только тѣмъ, что подверглись большимъ измѣненіямъ, которыя можно сравнить съ измѣненіемъ глины, песчаника, известняка при обжиганіи, благодаря ему, они пріобрѣтаютъ кристаллическую структуру, превращаются въ сланцевыя, кварцевыя породы и мраморы. Нужно только помнить, что здѣсь обжиганіе было продолжительное и сильное, повторялось по всей вѣроятности не разъ и происходило подъ огромнымъ давленіемъ вышележащихъ слоевъ въ сотни и тысячи футовъ толщиною, причемъ дѣйствовалъ не только жаръ, но и горячая вода и перегрѣтые пары, способные производить самыя замѣчательныя измѣненія въ горныхъ породахъ, подвергающихся ихъ дѣйствію. Геологи, усматривавшіе въ архейскихъ породахъ результатъ совершенно иного состоянія вещей, чѣмъ нынѣшнее, потерпѣли фіаско. Нельзя себѣ представить иного происхожденія, чѣмъ вышеописанное, для горныхъ породъ, которыя съ одной стороны обнаруживаютъ явные признаки частичнаго плавленія и химическихъ измѣненій (въ особенности при изученіи подъ микроскопомъ), съ другой -- такіе очевидные слѣды своего первичнаго отложенія изъ воды, какъ расположеніе въ видѣ горизонтальныхъ пластовъ приблизительно одинаковой мощности, и "сланцеватость", т. е. структуру, при которой вся масса подраздѣляется на тысячи тонкихъ слоевъ (пластинокъ),-- признаки въ высшей степени характерные для водяныхъ отложеній нашего времени.
Мы говоримъ вообще, потому что мѣстами встрѣчаются среди архейскихъ пластовъ несомнѣнно вулканическія породы: скопленія пепла, извергнутыхъ камней и лавы. Но такія скопленія попадаются среди водныхъ породъ любой эпохи, такъ какъ во всякую эпоху могли мѣстами образоваться вулканы.
Въ пользу того же мнѣнія говорятъ залежи известняковъ, графита и шунгита, о которыхъ мы еще будемъ говорить. Но лучшимъ свидѣтельствомъ остаются слоистость и сланцеватость архейскихъ породъ,-- признаки несомнѣнно воднаго происхожденія. И такъ, архейскія породы отложились обыкновеннымъ порядкомъ изъ первичныхъ морей и только впослѣдствіи измѣнились, приняли кристаллическую структуру и нѣкоторыя другія свойства огненныхъ породъ.
Но, кромѣ измѣненій во внутренней структурѣ, онѣ подвергались другимъ, чисто механическимъ измѣненіямъ за долгій періодъ своего существованія: онѣ не могли сохранить своего первоначальнаго горизонтальнаго положенія; подобно одѣяламъ и простынямъ, накрывающимъ человѣка, который мечется и бредитъ во снѣ, онѣ сильно всклокочены, представляютъ обширныя серіи складокъ, скручиваній и изломовъ. Даже на небольшомъ валунѣ вы часто можете видѣть слѣды этихъ измѣненій: слои, изогнутые въ видѣ безчисленныхъ мелкихъ складокъ; но эти мелкія складки въ сравненіи съ колоссальными. складками, которыя обнаруживаетъ вся порода въ цѣломъ, то же, что мелкая рябь на волнѣ океана. Однако и рябь, и волна не раздѣлимы, встрѣчаются всегда вмѣстѣ, обусловлены одной и той же причиной.
Какъ образовались эти изгибы и складки -- вопросъ спорный; по мнѣнію большинства ученыхъ, они обязаны своимъ существованіемъ постепенному сжатію земли вслѣдствіе охлажденія. Вотъ какъ это происходитъ: охлажденіе заставляетъ землю сжиматься, но сжатіе это совершается неравномѣрно; внутреннія раскаленныя части сжимаются быстрѣе, чѣмъ внѣшняя уже охлажденная и отвердѣвшая оболочка. И такъ, между нею и внутреннимъ ядромъ образуется пустое пространство. Тутъ вмѣшивается въ дѣло сила тяжести: кора опускается вслѣдъ за ядромъ, но такъ какъ ей приходится занять при этомъ меньшее пространство, чѣмъ прежде, то въ ней развивается страшное боковое давленіе, подъ вліяніемъ котораго она покрывается складками Хорошей иллюстраціей этого процесса можетъ служить сморщенное сухое яблоко: его кожура, слѣдуя за съеживающейся по мѣрѣ высыханія сердцевиной, тоже покрывается морщинами и складками. Если это объясненіе правильно, то здѣсь, въ этомъ медленномъ охлажденіи и сжатіи земного шара, мы имѣемъ могучій геологическій факторъ, дѣйствующій однако медленно, почти незамѣтно. Ему обязаны своимъ существованіемъ не только мелкія складки, но и мощныя изогнутыя и перепутанныя массы горныхъ породъ, являющіяся въ видѣ горныхъ цѣпей, поднятіе которыхъ приписывалось старой геологической школой внезапнымъ катастрофамъ. Простота и вразумительность вышеизложенной теоріи -- сильные аргументы въ ея пользу. Движенія земной коры и теперь происходятъ въ различныхъ пунктахъ земного шара -- мѣстами поднятія, мѣстами опусканія,-- но такъ медленно, что для ихъ измѣренія потребны многіе годы, и въ большинствѣ случаевъ къ нимъ приложимо то же объясненіе. И такъ, руководствуясь принципомъ униформизма, мы приходимъ къ заключенію, что мелкіе изгибы, крупныя и мелкія складки, изломы, извѣстные подъ именемъ "сдвиговъ" въ архейскихъ горныхъ породахъ, произведены силами, дѣйствовавшими медленно втеченіе безконечныхъ вѣковъ, и сводящимися, въ концѣ концовъ, къ охлажденію нашей планеты, которое играетъ такую важную роль къ небулярной теоріи.
Но можетъ быть кто-нибудь спроситъ: "откуда взялась эта масса матеріаловъ?" Мы отчасти уже отвѣтили на этотъ вопросъ, сказавъ, что архейскія породы отложились въ водѣ, подобно всѣмъ позднѣйшимъ осадочнымъ породамъ. Отсюда слѣдуетъ, что матеріалы эти произошли путемъ разрушенія и размыванія существовавшихъ въ время материковъ, еще болѣе древнихъ, чѣмъ архейскія породы. Что представляли изъ себя эти материки,-- врядъ ли мы когда-нибудь узнаемъ. Можетъ быть, первичную охладившуюся оболочку земли, состоявшую изъ кристаллическихъ Породъ; можетъ быть, осадочныя породы еще болѣе ранней эпохи, но отъ нихъ не осталось и слѣда; мы знаемъ только продукты ихъ разрушенія: архейскія породы. Въ одномъ можно быть только увѣреннымъ -- въ то время совершались тѣ же процессы разрушенія, которые мы видимъ нынѣ; дождь, вѣтеръ, потоки, вѣроятно ледники и всѣ другіе агенты денудаціи дѣйствовали въ ту эпоху, разрушая острова и материки и отлагая продукты этого разрушенія въ архейскихъ моряхъ, гдѣ они и скопились въ видѣ мощныхъ пластовъ. Здѣсь не мѣсто описывать эти процессы. Для болѣе подробнаго ознакомленія съ ними можно обратиться къ любому учебнику физической географіи, но долгомъ считаемъ замѣтить, что самый несвѣдущій въ геологіи человѣкъ извлечетъ больше пользы изъ личнаго наблюденія, чѣмъ изъ учебниковъ, если только обратитъ вниманіе на окружающія явленія. Такъ напр., внимательное наблюденіе того, что происходитъ на дорогѣ въ дождливый день, даетъ болѣе ясный отвѣтъ на выше поставленный вопросъ, чѣмъ вся эта глаза. Вы увидите, какъ дождевая вода уноситъ "дорожный прахъ", смывая его въ канавы вдоль дороги; прослѣдивъ эти канавы до подошвы холма, вы замѣтите, что сбѣгающая по нимъ вода образовала въ лощинѣ грязную, мутную лужу, а завтра, если дождь перестанетъ, найдете на ея мѣстѣ слой песка и ила,-- результатъ размыванія дороги. Нужны ли дальнѣйшія поясненія? Дорога -- материкъ, канавы -- рѣки, грязная лужа -- архейскій океанъ съ его осадками.
Но какъ уже сказано, это объясненіе не приложимо ко всѣмъ, безъ исключенія, архейскимъ породамъ. Граниты и базальты -- породы огненнаго происхожденія; нѣкоторые изъ нихъ по всей вѣроятности проложили себѣ путь среди архейскихъ осадковъ въ гораздо болѣе позднюю эпоху, поднявшись снизу. Далѣе мы находимъ здѣсь графиты, шунгиты и известняки: врядъ ли они могли образоваться какимъ бы то ни было процессомъ размыванія. Откуда же они взялись? Графитъ, какъ и уголь, одна изъ формъ углерода. Онъ не могъ отложиться изъ воды подобно песку и илу, но могъ образоваться химическимъ путемъ изъ жидкихъ углеводородовъ, которые въ свою очередь могли образоваться только дѣйствіемъ внутренней теплоты земли на углеродистое вещество. Является вопросъ, откуда взялось это вещество? Одна изъ характернѣйшихъ чертъ углерода въ естественномъ состояніи -- его неизмѣнная связь съ органическимъ міромъ, съ живыми существами -- растеніями и животными. Его можно получить изъ костей; онъ образуетъ важнѣйшую составную часть мяса. Въ растительномъ царствѣ онъ играетъ еще болѣе важную роль. Всѣ растенія содержатъ его въ огромномъ количествѣ. Листокъ этой книги, брошенный въ огонь, превратится въ черную массу угля. Каменный уголь, который мы жжемъ, состоитъ главнымъ образомъ изъ углерода, поглощеннаго растеніями изъ воздуха милліоны лѣтъ тому назадъ, въ такъ называемую каменноугольную эпоху. Эта неизмѣнная связь угля съ растительнымъ или животнымъ веществомъ заставляетъ видѣть въ его скопленіяхъ -- гдѣ бы они ни находились -- остатки органическаго, главнымъ образомъ растительнаго міра. Дѣйствительно, невозможно себѣ представить существованіе свободнаго углерода, гдѣ бы то ни было на землѣ, въ океанѣ или въ рѣкахъ, независимо отъ живой матеріи. Во всякомъ случаѣ намъ еще неизвѣстны процессы, которые могли бы вызвать подобное явленіе. Итакъ, является вопросъ: "Можно ли считать залежи графита и шунгита въ архейскихъ пластахъ доказательствомъ существованія растеній въ ту эпоху?" Вопросъ весьма интересный и возбудившій много споровъ. Но это еще не все; вопросъ усложняется нахожденіемъ известняковъ въ архейскихъ породахъ. Дѣло въ томъ, что образованіе известняковъ не можетъ быть объяснено ни однимъ изъ вышеописанныхъ процессовъ. Они не имѣютъ никакого отношенія къ вулканамъ или сопровождающимъ ихъ подземнымъ силамъ. Процессы размыванія -- каковы бы они ни были -- также не могутъ повести къ образованію пластовъ известняка. Въ одной изъ слѣдующихъ главъ намъ придется подробнѣе разобрать этотъ вопросъ, теперь же мы только передадимъ заключеніе, къ которому пришли всѣ, кто серьезно изучалъ вопросъ о происхожденіи и образованіи известняковъ въ обширномъ масштабѣ. Вотъ это заключеніе: всѣ чистыя слоистыя отложенія известняка (за исключеніемъ тѣхъ, которыя образуются дѣйствіемъ ключей) обязаны своимъ существованіемъ организмамъ, обитавшимъ въ прѣсной или соленой водѣ, каковы напр. коралловые полипы или молюски (ракушки). Это заключеніе основывается на безднѣ свидѣтельствъ, съ которыми мы познакомимся въ глазахъ о силурійской, девонской, каменноугольной и другихъ эпохахъ.
Выше было замѣчено, что въ архейскихъ пластахъ не найдено съ достовѣрностью растительныхъ и животныхъ остатковъ. Причина такой оговорки понятна изъ вышеизложеннаго. Еще съ большей осторожностью должны мы относиться къ предполагаемому "первоживотному" (Eozoon), найденному въ лаврентійскихъ мраморахъ Канады. Да, даже на этомъ мало обѣщающемъ полѣ, въ хаосѣ метаморфическихъ сланцевъ и гнейссовъ внимательный и пытливый глазъ д-ра Даусона усмотрѣлъ известковый островъ или панцырь огромной корненожки! Но эти загадочныя образованія претерпѣли столько внутреннихъ и внѣшнихъ измѣненій, что врядъ ли возможно рѣшить съ увѣренностью: живыя существа произведи ихъ или какіе-нибудь процессы, подлежащіе вѣдѣнію минералога, а не зоолога. Какъ бы то ни было, д-ръ Даусонъ, твердо вѣруя въ животное происхожденіе своей находки, окрестилъ ее именемъ "eozoon" {Eos -- заря, zóon -- животное. Въ Россіи эти образованія были найдены г-номъ Пузыревскимъ въ архейскихъ известнякахъ Финляндіи.} -- заря животной жизни; отсюда возгорѣлся великій "споръ объ eozoon". Чарльзъ Ляйелль, упоминая объ этой замѣчательной находкѣ, говоритъ слѣдующее: "Повидимому эти животныя развивались одно надъ другимъ, образуя известковые рифы, какъ нынѣ живущіе коралловые полипы. Известковыя части скелета сохранились до сихъ поръ, тогда какъ поры наполнились серпентиномъ и бѣлымъ авгитомъ".
Образованія эти поразительно сходны съ несомнѣнными ископаемыми -- такъ называемыми строматопорами нижне-силурійскихъ известняковъ. Они были вторично изслѣдованы д-ромъ Карпентеромъ, и тщательное микроскопическое изученіе заставило его согласиться съ мнѣніемъ Даусона, въ пользу котораго высказались также другіе авторитетные ученые. Мнѣніе д-ра Карпентера, автора замѣчательной монографіи фораминиферъ, къ которымъ относится Eozoon, безъ сомнѣнія, должно считаться весьма вѣскимъ. Съ другой стороны Кингъ и Ровней (изучавшіе этотъ вопросъ съ минералогической точки зрѣнія) пришли къ заключенію, что предполагаемые скелеты Eozoon -- чисто минеральныя образованія. Въ виду такихъ разногласій, окончательное рѣшеніе вопроса должно быть предоставлено спеціалистамъ. Впрочемъ геологи больше склоняются на сторону Даусона. Читатель можетъ самъ составить себѣ мнѣніе объ этокъ вопросѣ, принявъ въ соображеніе фактъ нахожденія известняковъ и графитовъ въ архейскихъ пластахъ. Безъ сомнѣнія совокупность этихъ трехъ свидѣтельствъ имѣетъ большое значеніе; и пока образованіе известняковъ и графитовъ не объяснено какими-нибудь другими процессами, мы можемъ считать болѣе вѣроятнымъ мнѣніе тѣхъ, кто видитъ въ остаткахъ Eozoon доказательства существованія живыхъ организмовъ въ архейскихъ моряхъ {Новѣйшія изслѣдованія Кайе и др. открыли въ до-камбрійскихъ пластахъ, относящихся къ концу архейской эпохи, остатки губокъ и т. наз. радіолярій, простѣйшихъ организмовъ съ игольчатымъ кремневымъ скелетомъ. М. Э.}.
ГЛАВА IV.
камбрійская эпоха.
Переходъ отъ архейскихъ породъ къ камбрійскимъ -- переходъ отъ хаоса къ порядку, отъ тьмы къ свѣту. Ихъ раздѣляетъ значительный періодъ времени, одинъ изъ тѣхъ перерывовъ въ геологической лѣтописи, сообразно которымъ всѣ слоистыя породы раздѣлены на четыре группы, соотвѣтствующія четыремъ великимъ эрамъ: архейской, первичной, вторичной и третичной. Къ нимъ можно прибавить послѣдній или
четвертичный періодъ, характеризуемый появленіемъ человѣка: эра, еще недавно начавшаяся. Эти перерывы имѣютъ весьма важное геологическое значеніе; ближайшее изученіе ихъ представляетъ огромный интересъ. Ихъ можно характеризовать двояко: какъ физическій перерывъ и какъ органическій перерывъ. Въ настоящую минуту насъ интересуетъ только первый. Подъ физическимъ перерывомъ подразумѣвается отсутствіе связи и соотвѣтствія между двумя группами соприкасающихся (лежащихъ другъ надъ другомъ) слоевъ (см. фиг. 3), свидѣтельствующее о томъ, что отложеніе не происходило непрерывно, а было прервано какою-нибудь причиной.
Наилучшій примѣръ такого перерыва представляютъ архейскія и слѣдующія за ними "первичныя" породы. (Терминъ "первичныя" не удаченъ, такъ какъ и раньше отлагались осадочныя породы; но приходится удерживать его за неимѣніемъ лучшаго). Довольно одного взгляда на прилагаемый рисунокъ, чтобы видѣть отсутствіе связи, гармоніи, послѣдовательности между архейскими и прикрывающими ихъ камбрійскими породами, а ближайшее разсмотрѣніе его покажетъ, что первыя не только были взбудоражены, сдвинуты и приподняты прежде, чѣмъ отложились камбрійскіе слои, но подверглись сильному размыванію и вывѣтриванію, такъ что верхняя часть ихъ исчезла. Объ этихъ простыхъ фактахъ можно бы исписать цѣлые томы. Это мудреные символы на страницахъ автобіографіи земли,-- символы, надъ которыми стоитъ подумать.
Что же намъ говорятъ песчаники и конгломераты камбрійской эпохи, налегающіе на гнейссы и сланцы архейской эры? Не входя въ подробности, мы передадимъ ихъ сообщеніе въ самыхъ существенныхъ чертахъ. Къ концу архейской эры земная поверхность значительно измѣнилась: образовались мощныя складки, произошли мѣстами поднятія, мѣстами опусканія. Прежнее море превратилось въ сушу, въ огромный камбрійскій материкъ. Какъ и современные материки, онъ втеченіе многихъ вѣковъ подвергался разрушительному дѣйствію факторовъ денудаціи. Они безпрерывно и неустанно трудились надъ его поверхностью, унося и отлагая въ другихъ мѣстахъ сотни, вѣроятно тысячи футовъ горныхъ породъ, причемъ материкъ по всей вѣроятности продолжалъ медленно подниматься. На немъ были свои равнины, горы и долы, но былъ ли онъ одѣтъ растительностью,-- неизвѣстно, потому что никакихъ достовѣрныхъ свидѣтелей этого еще не представлено къ строгому суду геологовъ. Не сохранилось также свидѣтельствъ, на основаніи которыхъ этотъ ученый судъ могъ бы заключить о существованіи въ ту эпоху наземныхъ, сухопутныхъ животныхъ. Конечно отсюда еще нельзя заключить, будто ихъ не было, такъ какъ "отрицательныя доказательства" вообще не имѣютъ особенной силы. Быть можетъ, съ теченіемъ времени чей-нибудь зоркій глазъ и отыщетъ какія-нибудь положительныя данныя.
Послѣ того какъ процессы размыванія и вывѣтриванія въ значительной степени сдѣлали свое дѣло, началось опусканіе материка -- результатъ движенія земной коры. Онъ снова началъ погружаться въ море. По отступившимъ берегамъ образовались обширныя площади гравія дѣйствіемъ волнъ, которыя, какъ и нынѣ, придавали округлую и гладкую форму угловатымъ и неровнымъ камнямъ. Болѣе легкій матеріалъ -- песокъ -- уносился дальше въ море; еще далѣе уносились частицы или отлагавшіяся въ глубокихъ мѣстахъ, образуя глины, которыя впослѣдствіи превратились въ камбрійскіе глинистые сланцы. Въ свою очередь пески, гравій, гальки являются теперь въ видѣ камбрійскихъ песчаниковъ и конгломератовъ. Въ нѣкоторыхъ отдѣльныхъ случаяхъ конгломераты могли образоваться и другимъ путемъ -- напр. дѣйствіемъ ледниковъ,-- но эти частности насъ не интересуютъ: мы передаемъ только общій процессъ, характеризующій наступленіе камбрійской эпохи и происходившій въ морѣ, дномъ котораго служилъ старый размытый и взбудораженный архейскій материкъ. О томъ, что происходило въ камбрійскомъ морѣ, мы можемъ судить, изучая отложившіеся въ немъ песчаники, сланцы и конгломераты, которые впослѣдствіи были подняты и нынѣ играютъ важную роль въ физической географіи многихъ странъ, даже въ исторіи ихъ народовъ, такъ какъ геологія страны имѣетъ огромное вліяніе на ея исторію и промышленное развитіе.
Если двѣ группы пластовъ находятся въ вышеописанномъ положеніи другъ къ другу, онѣ называются несогласованными (см. фиг. 3). Породы камбрійскія несогласованы съ архейскими. Эти отношенія свидѣтельствуютъ о значительномъ промежуткѣ времени, отъ котораго не сохранилось никакихъ памятниковъ.
Органическій перерывъ -- перерывъ въ послѣдовательномъ развитіи органической жизни -- указываетъ на промежутокъ времени, истекшій между выселеніемъ или вымираніемъ одной группы животныхъ и распространеніемъ другой, характерной для слѣдующаго періода. Въ этой главѣ намъ, понятно, не придется имѣть дѣло съ подобными перерывами, но въ слѣдующихъ мы будемъ встрѣчаться съ ними довольно часто.
Теперь обратимся къ ближайшему изученію камбрійскихъ породъ, въ которыхъ содержится немало интересныхъ морскихъ животныхъ въ ископаемомъ состояніи. Валлисъ -- въ Англіи -- классическая страна камбрійскихъ осадковъ: въ самомъ дѣлѣ, они получили свое названіе отъ "Камбріи", сѣверной части этой провинціи. Здѣсь изучалъ ихъ знаменитый Сэджвикъ, крестный отецъ этой формаціи, разработавшій эту главу исторіи земной коры съ удивительнымъ терпѣніемъ и рѣдкимъ талантомъ. Позднѣйшія изслѣдованія обнаружили ея существованіе во многихъ странахъ. Въ Россіи камбрійская формація развита въ Остзейскомъ краѣ и петербургской губерніи. Толща синей камбрійской глины, отъ 80 до 140 саженей мощностью, подстилаетъ наносы, на которыхъ построенъ Петербургъ. Въ берегахъ многихъ рѣчекъ (Лиговки, славянки, въ Царскомъ селѣ и др.) въ окрестностяхъ нашей столицы читатель можетъ видѣть обнаженія этой глины и лежащихъ надъ нею камбрійскихъ песчаниковъ и сланцевъ. Камбрійская система обнимаетъ обширныя серіи сланцевъ, песчаниковъ и конгломератовъ, достигая въ общемъ огромной мощности въ 25,000 фут. Значительная часть ея лишена окаменѣлостей, но верхніе слои содержатъ ихъ въ большомъ количествѣ. Фиг. 4 представляетъ разрѣзъ камбрійскихъ породъ Меріонетшира. Замѣтьте, что онѣ расположены огромными приподнятыми складками. Всюду, гдѣ подобныя складки выходятъ на поверхность, онѣ подвергались процессамъ размыванія, такъ что отъ верхнихъ слоевъ остались только бока; но, соединяя ихъ пунктирными линіями (см. фиг. 4), мы можемъ "возстановить" прежнія очертанія, какъ археологъ "возстановляетъ", готическое окно по остаткамъ рѣзьбы, уцѣлѣвшимъ на краяхъ. Только такимъ путемъ мы можемъ получить представленіе о громадныхъ размѣрахъ размыванія, которому подверглись многія горныя породы, и слѣдовательно о громадномъ періодѣ времени, истекшемъ со времени ихъ поднятія, потому что размываніе -- мѣрило времени. Въ данномъ случаѣ напримѣръ были смыты пласты камбрійскихъ и нижне-силурійскихъ породъ въ тысячи футовъ толщиною. Когда слои расположены направленными внизъ складками (въ видѣ обращенной арки), они называются "синклинными", а оріентированные въ противуположномъ направленіи -- "антиклинными". Можно считать почти неизмѣннымъ правиломъ, что антиклинные слои смываются въ долины, тогда какъ синклинные образуютъ горы. Дѣйствительно послѣдняя структура компактнѣе, прочнѣе и лучше защищена отъ процессовъ размыванія, чѣмъ первая, представляющая гораздо болѣе разсѣлинъ и изломовъ, вслѣдствіе чего легче разрушается (примѣры будутъ попадаться довольно часто въ слѣдующихъ главахъ). Такъ, съ теченіемъ вѣковъ всякая гора понизится и всякій долъ повысится неустанной работой геологическихъ агентовъ.
Не входя въ подробное описаніе камбрійскихъ породъ, повторимъ вкратцѣ, что онѣ состоятъ повсемѣстно изъ сланцевъ, песчаниковъ, конгломератовъ, среди которыхъ внѣдрились мѣстами жилы огненныхъ породъ, вулканическихъ лавъ etc. По приблизительному разсчету мощность системы = 28--30 тысячъ фут. Разсчетъ приблизительный, потому что точное измѣреніе такихъ исковерканныхъ, приподнятыхъ, перемѣщенныхъ вслѣдствіе "сдвиговъ", породъ, немыслимо, тѣмъ болѣе, что ни въ какомъ раіонѣ нельзя встрѣтить ихъ полной серіи.
Если читатель желаетъ имѣть представленіе о трудностяхъ этой работы, пусть онъ возьметъ полдюжины старыхъ разноцвѣтныхъ тряпокъ или лоскутьевъ ковра, продѣлаетъ въ каждой дыры, растелетъ по столу одну надъ другой, но такъ, чтобы нѣкоторыя заходили другъ за друга, затѣмъ расположитъ ихъ складками и попытается измѣрить ихъ общую толщину тесьмой или линейкой, не потревоживъ притомъ ни единой. Эта задача гораздо легче задачи геолога, странствующаго среди камбрійскихъ холмовъ, такъ какъ въ грудѣ лоскутковъ нѣтъ "сдвиговъ", перепутывающихъ отношеніе между слоями, нѣтъ возможности смѣшать различныя лоскутья и можно обозрѣть всю груду, однимъ взглядомъ сверху, что для геолога недоступно.
Намъ остается представить краткій обзоръ ископаемыхъ камбрійской эпохи и суммировать свидѣтельства, доставляемыя ископаемыми и горными породами, дабы получить общее понятіе о томъ, что происходило въ эту эпоху на нашей планетѣ. Изученіе ископаемыхъ остатковъ древнѣйшихъ группъ живыхъ существъ имѣетъ особенную прелесть въ глазахъ геолога и еще большую въ глазахъ того, кто можетъ самъ выбирать ихъ изъ камбрійскихъ породъ. Если читатель желаетъ хорошенько ознакомиться съ ними, пусть онъ отправится въ геологическій музей и осмотритъ витрины съ надписью: "Камбрійская эпоха". Тутъ онъ найдетъ ископаемые остатки древнѣйшихъ тварей, кишѣвшихъ когда-то на илистомъ или песчаномъ днѣ Камбрійскаго моря, и странные отпечатки, которые еще нуждаются въ объясненіи. Растенія несомнѣнно водились въ этомъ древнемъ морѣ, но ихъ слѣды такъ смутны и загадочны, что намъ почти нечего сказать о нихъ. Странные отпечатки, найденные д-ромъ Ольдгамомъ (см. фиг. 5), быть можетъ представляютъ слѣды морскихъ водорослей, но возможно также, что они обязаны своимъ существованіемъ животнымъ организмамъ вродѣ современныхъ мшанокъ, которыя могутъ производить подобные же отпечатки (извѣстные подъ именемъ "Ольдгамія"). Вообще нужно помнить, что низшіе представители животнаго царства не такъ легко различаются, какъ ихъ родственники съ болѣе высокой организаціей. Есть формы, которыя нельзя отнести ни къ тому, ни къ другому царству.
Медузы, населяли тогдашнія моря, такъ какъ ихъ отпечатки найдены въ Камбрійскихъ глинахъ. Древнѣйшія изъ извѣстныхъ губокъ также найдены въ Камбрійскихъ породахъ: курьезныя маленькія тѣла въ видѣ волокнистыхъ сѣточекъ. Коралловъ не найдется ни въ одной коллекціи камбрійскихъ окаменѣлостей; но этого и слѣдовало ожидать, въ виду отсутствія известняковъ. Впрочемъ по всей вѣроятности они уже попадались въ то время, такъ какъ изобилуютъ въ ближайшемъ силурійскомъ періодѣ. Морскіе ежи -- странныя, маленькія, колючія существа, знакомыя всѣмъ, кому случалось гулять по морскому берегу,-- играли извѣстную роль въ эту эпоху, вѣроятно роль мусорщиковъ, потому что ихъ крѣпкіе зубы II могучее пищевареніе позволяютъ имъ пожирать все, что попадется. Ихъ болѣе красивые родственники, морскія лиліи, или криноидеи и цистоидеи, развертывали свои изящныя кораллоподобныя вѣтви въ прозрачной водѣ по близости отъ береговъ.
Морскія звѣзды тоже водились въ Камбрійскомъ морѣ. Кольчатые черви (Annelida) копошились на днѣ, просверливая въ немъ свои ходы, которые сохранились и по-нынѣ въ нѣкоторыхъ Камбрійскихъ породахъ. Кромѣ этихъ ходовъ, замѣчаются извилистыя ложбинки,-- слѣды червей, ползавшихъ по мягкому илу. Но есть и другіе отпечатки, которые не такъ легко объяснить. Можетъ быть, и они объяснятся, когда мы поближе ознакомимся съ жизнью и привычками низшихъ морскихъ животныхъ. Настоящее и въ этомъ случаѣ помогаетъ истолковывать прошлое.
Жили тогда и организмы вродѣ современныхъ раковъ, такъ какъ остатки ихъ сохранились въ камбрійскихъ породахъ. Но самое интересное животное камбрійской эпохи -- трилобитъ. принадлежащій къ тому же классу, что и раки, но къ исчезнувшему порядку. Они буквально кишѣли въ Камбрійскихъ и Силурійскихъ моряхъ. Какъ и у другихъ ракообразныхъ, ихъ тѣло было защищено крѣпкой оболочкой, скорлупой; понятно, что только эта оболочка могла сохраниться до нашихъ дней; да и то не вполнѣ, такъ какъ многочисленныя и тонкія ножки трилобитовъ часто отрывались послѣ ихъ смерти, какъ и теперь бываетъ съ крабами, почему, гуляя на морскомъ берегу, мы находимъ обыкновенно только ихъ скорлупы, безъ ногъ. Одно время даже думали, что у трилобитовъ не было ногъ, но послѣ многихъ споровъ удалось доказать противное. У нихъ были также глаза, но не такіе, какъ у современныхъ крабовъ и омаровъ,-- не прикрѣпленные на верхушкѣ подвижныхъ стебельковъ, а сидячіе или на небольшихъ возвышеніяхъ. Они такъ хорошо сохранились, что иногда можно пересчитать отдѣльныя чечевички глаза, число которыхъ достигаетъ четырехсотъ у нѣкоторыхъ видовъ. Тѣло, за исключеніемъ головы и хвоста, состояло изъ множества сегментовъ, иногда настолько гибкихъ, что животное могло свертываться въ кольцо. Нѣкоторые ископаемые экземпляры найдены въ такомъ видѣ; тщательное микроскопическое изслѣдованіе обнаружило у нихъ остатки мягкихъ перепончатыхъ ногъ. Вѣроятно эта способность свертываться была однимъ изъ способовъ защиты. Размѣры трилобитовъ отличались крайнимъ разнообразіемъ: отъ пшеничнаго зерна до гигантовъ вродѣ "Paradoxides", длиною почти въ два фута (фиг. 6). Судя по ихъ строенію и по тому, что извѣстно рбъ ихъ современныхъ родственникахъ (королевскіе крабы или меченосцы), они обитали на днѣ, предпочитая мягкій илъ чистой водѣ. Они копошились въ этомъ илѣ и по всей вѣроятности питались содержавшимися въ немъ органическими остатками; въ самомъ дѣлѣ многочисленные ходы и отпечатки въ. породахъ, содержащихъ трилобиты, представляютъ повидимому слѣды ихъ странствованій во время жизни.
Многіе геологи занимались изученіемъ этихъ интересныхъ созданій; удалось найти ихъ яйца, а нѣкоторые экземпляры повидимому представляютъ молодыя формы, погибшія не достигнувъ зрѣлаго возраста. Наконецъ, въ хорошей коллекціи Камбрійскихъ окаменѣлостей читатель найдетъ и мелкихъ ракушекъ или моллюсковъ; одна изъ нихъ -- Lingulella -- маленькая двухстворчатая раковинка, представляетъ особенный интересъ, такъ какъ въ настоящее время существуетъ весьма сходная съ ней форма (такъ называемая "-уточка" -- Lingula auatina), благодаря которой мы можемъ получить представленіе о внутреннемъ анатомическомъ устройствѣ ея древняго предка.
Существовали въ ту эпоху и высшія формы моллюсковъ, но оставили мало слѣдовъ. Сохранились, впрочемъ кое-какіе остатки животныхъ, близкихъ къ нашимъ многокамернымъ моллюскамъ, каковы корабликъ (nautilus) и ему подобныя. Камбрійокія породы отлагались въ мелкомъ морѣ; это доказывается не только ходами и слѣдами червей, но и отпечатками дождевыхъ капель и трещинами, которыя замѣчаются въ камбрійскихъ породахъ: очевидно, во время отлива илистое дно высыхало и трескалось подъ лучами солнца; если же случался дождь, онъ оставлялъ слѣды своихъ капель на мягкомъ илѣ. Потомъ солнце высушивало илъ и, когда онъ снова покрывался моремъ, отпечатки не исчезали и покрывались новымъ наносомъ. Открыты также многочисленные слѣды, оставляемые на песчаномъ или илистомъ днѣ водяной рябью,-- тоже доказательство мелководья. Отсутствіе известняковъ приводитъ къ тому же заключенію, такъ какъ морскіе известняки образуются только тамъ, куда не достигаютъ песокъ и илъ, наносимые съ суши. Въ нашихъ современныхъ моряхъ известковые осадки образуются только въ самыхъ глубокихъ, удаленныхъ отъ береговой зоны, мѣстахъ.
Невозможно сомнѣваться также, что втеченіе этого длиннаго періода происходило медленное опусканіе, иначе не могли бы отложиться такія обширныя серіи горныхъ породъ. Вообще всѣ великіе періоды отложенія слоистыхъ породъ были періодами опусканія. Поднятіе должно превратить морское дно въ сушу и прекратить отложеніе матеріаловъ для будущихъ породъ.
ГЛАВА V.
Силурійская эпоха.
"Весь міръ -- театральныя подмостки".
Шекспиръ.
Какъ Сэджвикъ окрестилъ свою систему именемъ сѣвернаго Валлиса, такъ Мурчисонъ далъ своей названіе Силурійской, по имени Силуровъ, кельтическаго племени, когда-то населявшаго Валлисъ; Эту интересную главу исторіи земной коры мы намѣрены изложить вкратцѣ. "Но" -- спроситъ, пожалуй, читатель, "какъ вы отличите Камбрійскую систему отъ Силурійской? Развѣ есть заглавія отдѣловъ въ геологической лѣтописи?" -- Да, отвѣтимъ мы, есть, и сейчасъ мы укажемъ, какъ ихъ разобрать. Геологія -- историческая наука, и можно ожидать, что принципы,-- руководящіе археологомъ при его раскопкахъ, помогутъ и геологу разобраться въ прошлыхъ вѣкахъ не исторіи человѣчества, а исторіи планеты, служившей для человѣчества подмостками. Шекспиръ, называя "весь міръ подмостками", подразумѣваетъ "мужчинъ и женщинъ", величая ихъ "только актерами", но геологъ находитъ болѣе широкое приложеніе этимъ словамъ, обозрѣвая великую драму прошлой жизни земного шара и убѣждаясь, что растенія и животныя тоже имѣютъ свои "уходы и выходы". Мало того, "странная, полная приключеній исторія" жизни человѣческой, набросанная рукой великаго мастера, можетъ служить прекрасной иллюстраціей зарожденія и роста дерева жизни, развитіе и распространеніе котораго мы прослѣдимъ вкратцѣ въ нижеслѣдующихъ главахъ.
Вотъ руководящіе принципы, съ помощью которыхъ археологъ опредѣляетъ (при неимѣніи письменныхъ или скульптурныхъ памятниковъ) древность каждаго отдѣльнаго слоя съ обломками или развалинами:
1. Положеніе слоя.
2. Характеръ произведеній искусства etc., заключенныхъ въ немъ.
Очевидно, самый нижній слой -- самый древній. Тотъ же принципъ принятъ геологомъ: нижній слой всегда болѣе древній, за исключеніемъ тѣхъ, весьма- рѣдкихъ впрочемъ, случаевъ, когда позднѣйшія пертурбаціи перевернули вверхъ дномъ данные пласты.
Руководствуясь этимъ принципомъ, мы считаемъ архейскія породы (описанныя въ III главѣ) древнѣйшими изъ всѣхъ извѣстныхъ породъ. Второй руководящій принципъ также сходенъ по существу съ археологическимъ. Предположимъ, напримѣръ, что въ нижнихъ слояхъ какого-нибудь погребеннаго въ землѣ города найдены грубыя произведенія искусствъ, тогда какъ въ верхнихъ -- болѣе изящные предметы, свидѣтельствующіе о болѣе высокой цивилизаціи; не будетъ ли это очевиднымъ доказательствомъ многихъ лѣтъ или столѣтій, истекшихъ со времени основанія города?
Мало того, человѣкъ, знакомый съ исторіею развитія и прогресса какой-нибудь великой націи, напримѣръ Египта или Ассиріи, съумѣетъ въ большинствѣ случаевъ опредѣлить эпоху, къ которой относится тотъ или другой памятникъ или произведеніе искусства, какъ человѣкъ, знакомый съ архитектурой, увидитъ съ одного взгляда, что Салисбюрійскій соборъ принадлежитъ къ раннему періоду готической архитектуры. Такъ точно и въ геологіи. "Стиль" животныхъ или растеній послѣдовательно измѣнялся втеченіе геологической исторіи, подчиняясь законамъ прогресса.
Въ короткихъ словахъ, ископаемыя не перемѣшаны безпорядочно на всемъ протяженіи серіи пластовъ, но каждая порода характеризуется извѣстными видами. Напримѣръ,~вы не найдете аммонитовъ въ слояхъ первичной эры, хотя бы проискали ихъ всю жизнь, потому что аммониты являются только въ породахъ вторичной эры и характерны для нея. Столь же безполезно искать трилобитовъ въ пластахъ вторичной эры: они характеризуютъ первичную и вымерли съ ея окончаніемъ, они удалились со сцены, на которую выступили аммониты. То же мы замѣчаемъ въ третичную эпоху, когда процвѣтали огромныя млекопитающія вродѣ мегатерія, тогда какъ многія изъ пресмыкающихся вторичной эры давно уже вымерли.
Но палеонтологія или наука объ ископаемыхъ пошла дальше, показавъ, что извѣстные роды и виды характерны для извѣстныхъ подраздѣленій этихъ великихъ эръ или для извѣстныхъ эпохъ, каковы напримѣръ камбрійская и силурійская: такъ, нѣкоторые роды трилобитовъ характеризуютъ первую, другіе -- вторую. Геологъ, работая въ полѣ, руководится главнымъ образомъ окаменѣлостями, установляя извѣстныя подраздѣленія въ группѣ горныхъ породъ. Если читатель обратится къ большому сочиненію Мурчисона "Силурійская система", то найдетъ въ немъ описанія обширныхъ группъ ископаемыхъ, изъ коихъ каждая характеризуетъ извѣстный слой этой системы. Такъ установился опредѣленный порядокъ послѣдовательности,-- порядокъ, который мы наблюдаемъ вездѣ и повсюду съ неизмѣнной правильностью. Этимъ великимъ открытіемъ опредѣленнаго порядка послѣдовательности слоистыхъ породъ по отношенію къ заключеннымъ въ нихъ окаменѣлостямъ наука обязана Вильяму Смиту, который обнародовалъ въ 1790 г. свои "Таблицы Британскихъ слоевъ". Затѣмъ онъ обслѣдовалъ всю Англію и въ 1815 году издалъ результатъ своихъ неустанныхъ трудовъ -- геологическую карту этой страны, покрывшую его неувядаемой славой.
Нетрудно понять, какимъ образомъ, комбинируя два вышеизложенные принципа, можно опредѣлить геологическій возрастъ любой группы горныхъ породъ. Если напримѣръ группа породъ неизвѣстнаго возраста въ одномъ мѣстѣ подстилается несомнѣнными камбрійскими слоями, а въ другомъ прикрывается несомнѣнно девонскими, то по всей вѣроятности она принадлежитъ къ Силурійской системѣ. Если дальнѣйшія изслѣдованія покажутъ, что она содержитъ силурійскія ископаемыя, то вопросъ о ея возрастѣ можно считать рѣшеннымъ окончательно.
Согласно классификаціи Мурчисона силурійская система подраздѣляется на семь ярусовъ, изъ коихъ каждый носитъ свое названіе. Ихъ общая мощность исчисляется въ 18,500 ф.; они состоятъ главнымъ образомъ изъ песчаниковъ, глинъ и известняковъ. Они тоже подверглись значительнымъ пертурбаціямъ: мѣстами приподняты въ видѣ "антиклинальныхъ", мѣстами вдавлены въ видѣ "синклинальныхъ" складокъ и не мало пострадали отъ размыванія. Ихъ морское происхожденіе не подлежитъ сомнѣнію, такъ какъ они содержатъ остатки морскихъ животныхъ; они медленно отлагались на днѣ силурійскаго моря: песчаники и конгломераты по близости отъ береговъ, глины и известняки въ глубокой водѣ.
Разсматривая обломокъ силурійской сланцевой глины, мы тотчасъ замѣтимъ, что онъ состоитъ изъ отдѣльныхъ тонкихъ слоевъ. Подумайте, сколько времени прошло, пока образовался каждый изъ такихъ слоевъ (нынѣ отвердѣвшихъ, но когда-то состоявшихъ изъ мягкаго ила) путемъ почти незамѣтнаго процесса, который и нынѣ совершается въ нашихъ моряхъ,-- и тогда попытайтесь рѣшить, сколько лѣтъ понадобилось для отложенія всей громады силурійскихъ пластовъ. До недавняго времени геологи недоумѣвали, какимъ образомъ камбрійскіе и силурійскіе сланцы пріобрѣли способность раскалываться въ извѣстномъ направленіи на безчисленныя тонкія пластинки, столь удобныя для кровли крышъ. Послѣ различныхъ соображеній было найдено, что эта способность, т. е. сланцеватость или "кливажъ", можетъ быть получена искусственно при помощи давленія. Тиндаль сообщилъ слоистую структуру воску и другимъ матеріаламъ, подвергая ихъ значительному давленію. Провѣряя это на горныхъ породахъ, представляющихъ подобную структуру, убѣдились по многимъ признакамъ, что онѣ подвергались когда-то огромному давленію. Быть можетъ, самымъ яркимъ доказательствомъ этого служитъ измѣненіе формы окаменѣлостей. Силурійскіе трилобиты часто совершенно обезображены. Микроскопическое изслѣдованіе свидѣтельствуетъ о томъ же; наконецъ, если нужно еще доказательство, мы находимъ его въ дислокаціяхъ и складкахъ, которыя часто замѣчаются въ этихъ породахъ. Мѣстами, кромѣ сильнаго бокового давленія, силурійскія породы подвергались другимъ метаморфозирующимъ вліяніямъ и превратились въ кристаллическіе сланцы, иногда даже въ граниты; мѣстами же такъ мало измѣнились, что ихъ громадная древность покажется невѣроятной, если судить по наружному виду породъ, а не по содержащимся въ нихъ ископаемымъ.
Три нижнія группы -- аренигъ, лландейло и карадокъ -- представляютъ особенный интересъ, такъ какъ образовались въ значительной степени благодаря дѣятельности вулкановъ. Для полнаго пониманія процессовъ образованія подобныхъ вулканическихъ породъ необходимо близкое знакомство съ вулканами и ихъ изверженіями, но для нашей цѣли довольно будетъ указать три главныхъ дѣйствія этой причины и прослѣдить ихъ въ нижне-силурійскихъ пластахъ.
Во-первыхъ, вулканы, какъ извѣстно, изливаютъ изъ своихъ кратеровъ и боковыхъ разсѣлинъ огромныя количества расплавленной лавы, которая сбѣгаетъ внизъ и часто покрываетъ страну на много квадратныхъ миль; во-вторыхъ, при изверженіи почти всегда выбрасываются чудовищныя массы пепла и "лапиллой" (мелкихъ камней), сопровождаемыхъ болѣе крупными каменьями и расплавленными массами, извѣстными подъ именемъ "бомбъ". Такой дождь пепла длится иногда по нѣскольку дней; причину его нужно искать въ разрушительной силѣ перегрѣтыхъ паровъ, прорывающихся сквозь расплавленную лаву въ кратерѣ, перетирая ее въ порошокъ, тогда какъ лапилли и болѣе крупные камни отрываются съ боковъ кратера или отъ подстилающихъ вулканическій конусъ горныхъ породъ. Въ-третьихъ, расплавленныя породы, находящіяся подъ вулканомъ и не успѣвшія проложить себѣ путь въ его отверстіе, наполняютъ скважины и трещины въ нижележащихъ горныхъ породахъ; если имъ удастся выбраться на поверхность, онѣ образуютъ "малый конусъ" или другой вулканъ, если же нѣтъ, остаются подъ землей и, охлаждаясь, образуютъ жилы твердыхъ огненныхъ породъ. Эти интересныя вулканическія породы можно изучить въ различныхъ мѣстностяхъ Европы и Америки, въ Россіи же ихъ не указано съ достовѣрностью: повидимому въ огромномъ силурійскомъ морѣ, одѣвавшемъ когда-то нашу родину, не происходило изверженій. Въ виду этого мы обратимся для изученія этихъ древнихъ вулканическихъ отложеній къ горѣ Сноудонъ въ Англіи (ср. фиг. 3).
Разрѣзъ Сноудона обнаруживаетъ слѣдующее строеніе: надъ сланцами залегаютъ песчаники, прикрываемые въ свою очередь мощнымъ слоемъ полевошпатовой лавы, надъ которой нагроможденъ отвердѣвшій пепелъ и лапилли. Эта лава по всей вѣроятности изливалась подъ моремъ, и, стало быть, эти древніе силурійскіе вулканы были подводными, тѣмъ не менѣе они дѣйствовали почти такъ же, какъ наземные, безъ труда преодолѣвая сопротивленіе воды во время изверженія. Скопленія пепла расположены правильными слоями: очевидно онъ падалъ въ море и медленно осѣдалъ на дно, принимая слоистую структуру, подобно обыкновенному илу, смываемому съ материковъ или острововъ. Это доказывается также нахожденіемъ морскихъ раковинъ въ упомянутыхъ скопленіяхъ пепла. Ракушки эти жили спокойно на днѣ моря и во время изверженія были погребены подъ пепломъ, но съ тѣхъ поръ онъ такъ отвердѣлъ и уплотнился, что его легко смѣшать съ лавой; однако мелкіе лапилли и округленные кристаллы полевого шпата ясно показываютъ, съ какой породой мы имѣемъ дѣло.
Врядъ ли нужно прибавлять, что отъ самихъ вулкановъ не осталось и слѣда: силурійскіе вулканы давнымъ давно размыты и оставили на память о своемъ существованіи только свои лавы, "жилы" и скопленія пепла,-- тоже значительно размытыя и разрушенныя позднѣйшйми геологическими процессами. Поэтому нельзя сказать, что Сноудонъ былъ когда-то вулканомъ.
Огромныя толщи вулканическихъ породъ около 12,000 ф. мощностью, относящіяся къ той же эпохѣ и образовавшіяся такимъ же точно путемъ, можно видѣть въ Озерной области въ Америкѣ.
Разсказавъ о горныхъ породахъ силурійской эпохи, обратимся къ ихъ ископаемымъ, число которыхъ очень велико сравнительно съ предыдущей эпохой. Баррандъ, напечатавшій ихъ списокъ въ 1872 году, насчиталъ 10,074 вида. Все это морскіе организмы, такъ что мы почти ничего не знаемъ о материкахъ, доставившихъ матеріалъ для морскихъ осадковъ. Можно бы ожидать, что среди растительныхъ формъ, уцѣлѣвшихъ съ того времени, окажутся остатки сухопутныхъ растеній; и дѣйствительно, они есть, но крайне немногочисленны; изъ остальныхъ удалось опредѣлить только формы, принадлежащія къ темной группѣ "фукоидовъ", предполагаемыхъ морскихъ водорослей. Изъ сухопутныхъ растеній сохранились остатки папоротниковъ и плауновъ и споры послѣднихъ. Отсюда мы можемъ заключить, что въ силурійскую эпоху материки были одѣты тайнобрачными растеніями -- главнымъ образомъ папоротниками и плаунами. Что касается животныхъ, то единственное наземное животное силурійской эпохи -- первая изъ извѣстныхъ намъ сухопутныхъ формъ -- скорпіонъ, найденный недавно Линдстремомъ въ отложеніяхъ острова Готланда.
Главнѣйшія зоологическія группы, представители которыхъ найдутся во всякой хорошей коллекціи силурійскихъ окаменѣлостей,-- фораминиферы, изящныя известняковыя раковинки, съ которыми мы ознакомимся ближе въ главѣ о каменноугольныхъ известнякахъ; граптолиты (или "морскія перья"); энкриниты (или "морскія лиліи"); кораллы; трилобиты; моллюски (раковины) и рыбы. Рыбы впервые являются въ эту эпоху и, обладая зачаточнымъ позвоночнымъ столбомъ, занимаютъ высшую ступень на лѣстницѣ тогдашнихъ организмовъ. Но даже и эти высшія формы силурійской эпохи занимаютъ низшее мѣсто въ ряду позвоночныхъ; онѣ не обладали настоящимъ костянымъ скелетомъ, какъ современныя рыбы. Это постепенное появленіе высшихъ формъ жизни представляетъ крайне характерную черту геологической лѣтописи и подтверждаетъ доктрину эволюціи; не будетъ преувеличеніемъ, если мы скажемъ, что вся палеонтологія представляетъ массу фактовъ въ пользу этой доктрины. Видное мѣсто среди обитателей Силурійскаго моря занимали мелкіе граптолиты ("морскія перья"), получившіе это названіе (отъ греческаго γράφω -- пишу и λίϑος -- камень), потому что походятъ иногда на узоръ, сдѣланный на камнѣ перомъ. Это были маленькія колоніи полиповъ, помѣщавшихся въ роговыхъ чашечкахъ или клѣточкахъ на общемъ стволѣ, защищенномъ тонкимъ роговымъ чехломъ. Трилобиты также изобиловали: 1,611 видовъ этихъ ракообразныхъ найдено въ силурійскихъ породахъ.
Силурійскіе известняки состоятъ главнымъ образомъ изъ остатковъ морскихъ лилій, коралловъ, моллюсковъ и трилобитовъ, но мы отложимъ до слѣдующей главы разсмотрѣніе вопроса о происхожденіи известняковъ. Въ силурійскомъ морѣ, безъ сомнѣнія, существовали коралловые рифы, такъ какъ многіе изъ коралловъ той эпохи принадлежатъ именно къ тѣмъ формамъ, которыя строятъ рифы; да и силурійскіе известняки нерѣдко представляютъ настоящіе коралловые рифы, погребенные въ толщѣ позднѣйшихъ слоевъ. Читатель безъ труда представитъ себѣ эти рифы, если ему случалось читать въ путешествіяхъ и естественно-историческихъ книгахъ объ образованіи современныхъ коралловыхъ острововъ, но мы отложимъ этотъ предметъ до одной изъ слѣдующихъ главъ (гл. XII). Вообще эти древніе кораллы мало отличаются по своему строенію отъ современныхъ и, безъ сомнѣнія, ихъ полипы обладали такой же роскошной и разнообразной окраской, какъ ихъ нынѣшніе потомки -- мадрепоры (фиг. 10). Многочисленные трилобиты самыхъ разнообразныхъ типовъ не были единственные представители ракообразныхъ въ силурійскую эпоху. Кромѣ нихъ сохранились остатки болѣе крупныхъ существъ, вродѣ нынѣшнихъ омаровъ, къ которымъ относятъ семейство эвриптеридъ (см. фиг. 9); онѣ массами населяли мелкія части моря въ нѣкоторыхъ областяхъ. Изъ нынѣ живущихъ формъ къ нимъ больше всего подходятъ "меченосцы" (Lirauli) китайскихъ морей.
Мы не будемъ подробно описывать строеніе этихъ странныхъ тварей, напоминавшихъ по внѣшнему виду скорпіоновъ. Они еще явятся въ слѣдующемъ періодѣ (Девонъ).
Наконецъ, большой интересъ представляютъ остатки силурійскихъ рыбъ. Читатель обратитъ вниманіе на то, что онѣ явились уже послѣ того, какъ всѣ великія подцарства безпозвоночныхъ населили землю. Нѣтъ основанія думать, что дальнѣйшія изслѣдованія измѣнятъ этотъ относительный порядокъ преемственности.
Въ нижнихъ силурійскихъ слояхъ найдены (въ Россіи) мелкія тѣла, такъ называемые "конодонты", представляющіе, по мнѣнію нѣкоторыхъ, рыбьи зубы. Но многіе сомнѣваются въ правильности этого заключенія (не раздѣляемаго проф. Оуэномъ). Во всякомъ случаѣ верхнія силурійскія отложенія содержатъ несомнѣнные остатки рыбъ, принадлежавшихъ двумъ различнымъ группамъ, такъ называемымъ "ганоидамъ" и "плакоидамъ"; первыя нынѣ почти совершенно исчезли, тогда какъ въ древнія эпохи изобиловали. Ганоиды отличаются отъ всѣхъ остальныхъ рыбъ тѣмъ, что обладаютъ наружнымъ скелетомъ (панциремъ) изъ костяныхъ пластинокъ и лишь зачаточнымъ внутреннимъ (позвоночнымъ столбомъ); мѣстами онѣ сохранились до нашихъ дней, несмотря на соперничество съ позднѣйшими формами, но ихъ окончательное исчезновеніе такъ же вѣроятно, какъ исчезновеніе сѣверо американскихъ индійцевъ. Единственные уцѣлѣвшіе потомки этого когда-то обширнаго порядка -- сѣверо-американская лопаточница (Spatularia), нильскій полиптерусъ, осетръ, бѣлуга, севрюга, стерлядь и другія менѣе извѣстныя формы. Эти современные представители ганоидовъ оказали большую услугу палеонтологамъ при изученіи ископаемыхъ формъ того же отдѣла. Осетра читатель можетъ увидѣть въ рыбной лавкѣ или акваріумѣ; разсмотрѣвъ его повнимательнѣе, онъ получитъ представленіе о ганоидныхъ рыбахъ.
Остальныя силурійскія рыбы принадлежатъ къ порядку "плакоидовъ" и сходны съ нынѣшними акулами и "скатами". Нѣкоторые изъ этихъ остатковъ представляютъ слегка изогнутыя иглы и, безъ сомнѣнія, походили на крѣпкіе, сильные шипы, которыми обладаютъ акулы и другія современныя рыбы. Упомянемъ здѣсь же о "фосфоритахъ" -- отложеніяхъ фосфорнокислой извести,-- распространенныхъ въ силурійскихъ глинистыхъ сланцахъ Подольской губерніи и представляющихъ важный предметъ промышленности. Какъ образовались эти кругляки или комки фосфорнокислой извести -- неизвѣстно, но ихъ органическое происхожденіе несомнѣнно. Это остатки животныхъ, населявшихъ милліоны лѣтъ тому назадъ великій силурійскій океанъ. Всюду проникающій и до всего добирающійся человѣкъ выкопалъ эти остатки изъ нѣдръ земныхъ, перемалываетъ въ порошекъ, посыпаетъ имъ свои поля и такимъ образомъ поѣдаетъ въ видѣ хлѣба древнихъ силурійскихъ ганоидовъ, моллюсковъ и т. д. Закончимъ на этомъ краткій обзоръ силурійскаго періода,-- одного изъ древнѣйшихъ въ исторіи нашей планеты. Несмотря на эту древность, тогдашнія дѣйствія природы не отличались отъ современныхъ. Рѣки сносили осадки въ моря, кишѣвшія рыбами и разнообразными формами безпозвоночныхъ животныхъ; вулканы дѣйствовали такъ-же, какъ и нынѣ, и коралловые рифы медленно воздвигались неустанной работой безчисленныхъ мелкихъ полиповъ. Но жизнь тѣхъ временъ существенно отличалась отъ современной. Нѣтъ никакихъ доказательствъ существованія въ то время формъ болѣе высокихъ, чѣмъ перечисленныя, стало быть, тогда не было ни пресмыкающихся, ни птицъ, ни млекопитающихъ.
Да, міръ не стоялъ на одномъ мѣстѣ со времени силурійской эпохи!
"Геологія есть наука, которая изслѣдуетъ послѣдовательныя
измѣненія, происходившія въ органическомъ и неорганическомъ
царствахъ природы".
Чарльзъ Ляйолль.
Въ горныхъ породахъ девонской системы можно различить два главные типа: мелководныя отложенія, выраженныя главнымъ образомъ песчаниками, и глубоководныя, выраженныя преимущественно известняками. Первый типъ достигаетъ значительнаго развитія въ Шотландіи, гдѣ эта система получила свое первоначальное названіе -- "древній красный песчаникъ". Позднѣе Мурчисонъ и Сэджвикъ замѣнили это названіе "Девономъ", отъ графства Девонширъ, гдѣ ими были изслѣдованы мощные пласты, относящіеся къ той же эпохѣ, но представляющіе существенно иной характеръ, чѣмъ шотландскіе. Девонскія отложенія Зап. Европы принадлежатъ большею частью ко второму типу, въ Россіи соединяются оба.
Породы "древняго краснаго песчаника" такъ отличаются по цвѣту и внѣшнему виду отъ силурійскихъ, такъ рѣзко измѣняютъ характеръ ландшафта -- отлогіе, закругленные холмы съ мягкими очертаніями и плодоносныя равнины, усѣянныя садами и огородами, вмѣсто дикихъ утесистыхъ горъ и угрюмыхъ долинъ,-- что всякій путешественникъ замѣтить эту разницу, переѣхавъ изъ одной мѣстности въ другую. Уже по одному виду построекъ, церквей, домовъ, стѣнъ, онъ убѣдится, что попалъ въ иную геологическую область, гдѣ темнокрасный песчаникъ замѣнилъ сланцы, известняки и базальты. Разсмотрѣвъ кусокъ древняго краснаго песчаника, для чего потребуется лупа, молотокъ и перочинный ножъ, мы убѣдимся, что онъ состоитъ изъ безчисленныхъ мелкихъ песчинокъ (кварцъ или кремнеземъ), скрѣпленныхъ окисью желѣза (желѣзная ржавчина). Иногда вы найдете въ немъ настоящіе голыши кварца, и, если ихъ много, порода превращается въ конгломератъ. Конгломераты часто встрѣчаются въ девонскихъ отложеніяхъ, достигая иногда огромной мощности; но голыши не всегда бываютъ кварцевые, иногда это кусочки гранита или гнейсса, округлые или угловатые.
Нѣтъ никакого сомнѣнія, что породы, изъ которыхъ взятъ нашъ кусокъ песчаника, образовались подъ водой: въ нихъ встрѣчаются остатки рыбъ. Но откуда взялись мелкія зерна кварца? Большая часть вѣроятно была вымыта изъ древнихъ огненныхъ породъ, изъ коихъ многія, какъ напр. гранитъ, содержатъ кварцъ, или быть можетъ изъ сильно измѣненныхъ архейскихъ породъ, которыя въ то время выходили на поверхность земли. Во всякомъ случаѣ мы можемъ быть увѣрены, что каждое изъ этихъ зернышекъ происходитъ изъ какой-нибудь болѣе древней породы, что ручьи и рѣки несли его на протяженіи многихъ миль, обивая и обтачивая его углы и грани, такъ что оно приняло округлую форму, прежде чѣмъ улеглось гдѣ-нибудь въ водахъ девонской эпохи.
Далѣе является вопросъ, какимъ образомъ эти породы пріобрѣли красный цвѣтъ и что онъ означаетъ? Онъ имѣетъ огромное значеніе; этотъ цвѣтъ зависитъ отъ желѣза, присутствіе котораго, въ связи съ другими данными, о которыхъ будетъ рѣчь ниже, приводитъ геолога къ весьма важнымъ заключеніямъ. Доказано, что эта красная окись желѣза могла осаждаться вокругъ песчинокъ только во внутреннемъ морѣ или озерѣ: въ открытыхъ моряхъ такихъ химическихъ процессовъ не происходитъ. Вотъ, стало быть, объясненіе этого краснаго цвѣта,-- символа въ языкѣ горныхъ породъ, значеніе котораго долго оставалось скрытымъ. Теперь, выслушавъ сообщеніе красной окиси, обратимся къ другимъ свидѣтелямъ. Прежде всего являются остатки сухопутныхъ растеній: папоротниковъ, лепидодендровъ, хвойныхъ etc., сохранившіеся въ этихъ слояхъ. Что же они говорятъ намъ? Конечно они свидѣтельствуютъ о близости земли, такъ какъ внутреннее море или озеро служатъ кладбищами для мертвыхъ деревьевъ и другихъ растеній, переносимыхъ въ него рѣками. Прибавимъ сюда свидѣтельство ископаемыхъ рыбъ, находимыхъ въ этихъ пластахъ и принадлежащихъ къ отдѣлу ганоидовъ, представители котораго попадаются нынѣ въ африканскихъ и австралійскихъ рѣкахъ. Одна изъ нихъ, нильскій полиптерусъ, очень похожа на ископаемую рыбу девонскаго періода (Osteolepis), и замѣчательно, что въ верхнемъ и другихъ канадскихъ озерахъ тоже процвѣтаетъ этотъ древній типъ ганоидовъ. Далѣе, если-бы изучаемыя нами породы были морского происхожденія, то мы могли бы ожидать, что въ нихъ окажутся морскія раковины (моллюски), а между тѣмъ ихъ-то и не оказывается, если не считать двухъ-трехъ мѣстныхъ исключеній. Геологи нашли въ этихъ породахъ только одну раковину -- прѣсноводную перловку (Anodonta). Нахожденіе нѣкоторыхъ морскихъ животныхъ -- крупныхъ ракообразныхъ -- не противорѣчитъ предыдущему, а указываетъ только на существованіе солоноватой воды, которая съ теченіемъ времени становилась все болѣе и болѣе прѣсной, благодаря рѣкамъ, пока не превратилась въ почти совершенно прѣсную. Нѣкоторыя изъ рыбъ приспособились къ этимъ новымъ условіямъ, другія не выдержали перемѣны и вымерли, ибо и въ тѣ времена кипѣла "борьба за существованіе" и выживали только наиболѣе приспособленные.
Если такимъ образомъ къ концу силурійскаго періода! произошло постепенное поднятіе, благодаря которому бывшее морское дно очутилось надъ уровнемъ моря и превратилось въ материкъ, причемъ наиболѣе низкія мѣста его превратились въ обширныя внутреннія моря или озера, то большая часть силурійскихъ организмовъ -- животныхъ чисто морскихъ -- должна была переселиться или погибнуть. Такъ оно и было повидимому; въ тѣхъ мѣстахъ, гдѣ древній красный песчаникъ налегаетъ непосредственно на силурійскіе слои, насъ поражаетъ почти полное исчезновеніе обильной и разнообразной фауны послѣднихъ при переходѣ къ вышележащимъ, девонскимъ, пластамъ.
Профессоръ Рамзай, впервые объяснившій такимъ образомъ- происхожденіе древняго краснаго песчаника, указываетъ на тюленей, приспособившихся къ жизни въ прѣсныхъ водахъ озеръ Нью-Фаундленда, равно какъ и въ Байкальскомъ озерѣ въ Центральной Азіи, а если тюлени могли такимъ образомъ приспособиться къ новымъ условіямъ, то почему не могло быть того же съ рыбами? По его мнѣнію, эти озера и внутреннія моря вродѣ Каспійскаго могутъ служить типомъ внутреннихъ бассейновъ девонской эпохи.
Каспійское море было когда-то соединено съ Сѣвернымъ Ледовитымъ океаномъ, но впослѣдствіи отдѣлилось отъ него и теперь содержитъ очень мало живыхъ существъ. Можно себѣ представить, что, въ случаѣ значительнаго увеличенія дождей, многочисленныя соленыя озера Каспійской области превратятся въ обширные прѣсноводные бассейны, которые покроютъ площадь столь же значительную, какъ область распространенія древняго краснаго песчаника въ Европѣ. Въ такомъ случаѣ,-- говоритъ Рамзай,-- мы имѣли бы отличную иллюстрацію процесса постепенныхъ измѣненій, благодаря которымъ девонскія внутреннія моря превратились въ прѣсныя озера. Но мы не можемъ изложить здѣсь всѣхъ аргументовъ проф. Рамзая, такъ какъ они подкрѣпляются фактами, относящимися къ одной изъ позднѣйшихъ эпохъ (такъ называемаго "новаго краснаго песчаника" или "тріаса"), породы которой произошли повидимому такимъ-же образомъ. Мы представимъ эти факты на судъ читателя въ одной изъ слѣдующихъ главъ.
Девонская эпоха имѣетъ особенный интересъ въ глазахъ геолога, потому что ея породы свидѣтельствуютъ о существованіи материка, такого какъ нынѣшняя Азія, усѣяннаго горами, вулканами, рѣками, первобытными лѣсами и можетъ быть ледниками, неслышно сползавшими въ одѣтыя травою долины. Это первыя свѣдѣнія о сушѣ, которыя мы находимъ въ геологической лѣтописи, и наше воображеніе невольно стремится возстановить эту сушу и населить живыми существами. Правда, и раньше были материки, но о нихъ не сохранилось никакихъ свѣдѣній, тогда какъ девонскіе пласты Шотландіи или Олонецкой губерніи даютъ намъ возможность видѣть древній материкъ съ его внутренними морями, лѣсами, вулканами.
Остановимся нѣсколько на конгломератахъ, о которыхъ было упомянуто выше. Не говорятъ ли они о громадныхъ площадяхъ прибрежнаго гравія и галекъ,-- работѣ неустаннаго моря,-- образовавшихся въ то время, какъ бывшее дно силурійскаго моря выдвигалось надъ уровнемъ водъ. Тутъ было довольно работы для прибрежныхъ валовъ, и они дѣлали свое дѣло: глыбы кварца и гнейсса разбивались, перетирались и обтачивались въ мелкія закругленныя гальки, а тонкій илъ выполнялъ промежутки между ними и цементировалъ ихъ, превращая въ твердый конгломератъ.
Такимъ образомъ, когда нашъ материкъ воздвигался, каждое изъ его озеръ было окружено кольцомъ болѣе или менѣе округленнаго гравія, какой и нынѣ можно видѣть вокругъ нашихъ сѣверныхъ озеръ. Мы можемъ себѣ представить холмы, окружающіе озеро, и струящіеся съ нихъ потоки, груды "голышей" у подножія крутыхъ склоновъ, свидѣтельствующіе о дѣйствіи жара и холода, дождя и снѣга. Что происходитъ теперь, происходило и тогда.
Горы мало-по-малу разрушались, и продукты этого разрушенія уносились потоками въ долины и котловины, гдѣ и скоплялись въ видѣ мощныхъ пластовъ. По мнѣнію проф. Рамзая, нѣкоторые изъ этихъ конгломератовъ представляютъ быть можетъ ледниковый наносъ,-- такъ называемыя "морены", хорошо знакомыя туристамъ, бывавшимъ въ Швейцаріи и видѣвшимъ, какъ ледники, медленно сползая съ горъ, переносятъ илъ и каменья въ равнины, откуда они дальше уносятся потоками (Глав. XVI). Но прежде чѣмъ допустить подобное заключеніе, нужно найти болѣе убѣдительныя доказательства, каковы напр. "шрамы"....или царапины, произведенныя треніемъ камней, захваченныхъ ледникомъ, о каменистое дно, по которому онъ сползалъ. Если какой-нибудь геологъ найдетъ въ девонскихъ конгломератахъ каменья съ настоящими ледниковыми шрамами, то мнѣніе проф. Рамзая будетъ доказаннымъ фактомъ и изученіе древняго краснаго песчаника пріобрѣтетъ новый интересъ. Но для нѣкоторыхъ изъ этихъ конгломератовъ можно дать и другое объясненіе. Они обнаруживаютъ признаки вулканическаго происхожденія, въ особенности тѣ, которые примыкаютъ къ древнимъ пластамъ лавы и пепла и состоятъ изъ острогранныхъ, угловатыхъ камешковъ, наполняющихъ современную вулканическую "брекчію" (масса обломочныхъ матеріаловъ вулканическаго происхожденія). Дѣйствительно, мы имѣемъ многочисленныя доказательства энергической дѣятельности вулкановъ въ девонскую эпоху; такъ напр., обширная площадь, лежащая между Онежскимъ и Ладожскимъ озерами, съ начала девонской эпохи была ареной весьма сильныхъ подводныхъ и материковыхъ изверженій, продукты которыхъ сохранились отчасти до нашего времени въ видѣ мощныхъ скопленій такъ называемыхъ діабазовъ (вулканическая горная порода). Подобные же слѣды изверженій замѣчаются въ другихъ мѣстахъ Европы; значительнаго развитія достигаютъ они въ Шотландіи, гдѣ геологи нашли толщи вулканическихъ отложеній болѣе 6000 ф. мощностью, остатки которыхъ, уцѣлѣвшіе отъ процессовъ размыванія, образуютъ теперь цѣпи высокихъ холмовъ -- Чевіотскія и Грампіанскія горы. Но, какъ и у насъ въ Олонецкой губерніи, эти вулканическія породы только частица древнихъ изверженныхъ массъ: сами вулканы и большая часть ихъ продуктовъ давно уничтожены денудаціей.
Нѣтъ никакого сомнѣнія въ томъ, что область Грампіанскихъ горъ была въ то время ареной дѣятельности многочисленныхъ вулкановъ, далеко превышавшихъ современный уровень этихъ горъ, хотя и нынѣ онѣ заходятъ въ поясъ облаковъ. Продолжительное размываніе не только унесло вулканы и ихъ продукты, но и выровняло гористую мѣстность, такъ что теперь мы видимъ только отдѣльныя массы гранита (окруженныя метаморфическими породами), когда-то выполнявшія въ раскаленномъ и расплавленномъ состояніи подземныя области -- резервуары, изъ которыхъ выбрасывались лава и пепелъ вулкановъ. И вся эта разрушительная работа, колоссальные результаты которой превосходятъ всякое воображеніе, представляетъ итогъ медленныхъ и слабыхъ дѣйствій дождя и вѣтра, снѣговъ и бурь, тепла и холода.
Вышеизложенныя заключенія, основанныя на изслѣдованіяхъ выдающихся геологовъ, имѣютъ важное значеніе, устраняя многія затрудненія, возникавшія прежде при изученіи огненныхъ породъ. Въ самомъ дѣлѣ, различіе между гранитомъ и настоящей лавой зависитъ только отъ того, что послѣдняя быстро остывала и отвердѣвала на поверхности земли, тогда какъ первый охлаждался очень медленно и на значительной глубинѣ (слѣдовательно подъ огромнымъ давленіемъ). Такимъ образомъ, встрѣчая въ гористыхъ мѣстностяхъ огромныя массы гранитовъ и базальтовъ, включенныя среди осадочныхъ породъ, мы становимся лицомъ къ лицу съ одной изъ великихъ тайнъ нашего времени (для геологовъ впрочемъ разоблаченной тайной),-- именно, если можно такъ выразиться, съ внутренней анатоміей вулкана. Какъ онъ дѣйствуетъ? Откуда берутся его лава и пепелъ? Эти вопросы естественно возникаютъ при посѣщеніи Везувія или Этны,
Геологія можетъ отвѣтить на эти вопросы; она обнаруживаетъ передъ нашими изумленными взорами огромные естественные разрѣзы вулкановъ и вулканическихъ областей на всевозможныхъ стадіяхъ разрушенія. Въ этомъ случаѣ прошлое бросаетъ свѣтъ на настоящее. Мы не можемъ срыть или разрушить современный вулканъ, чтобы заглянуть въ его "нутро", но природа является къ намъ на помощь производитъ передъ нами подобное вскрытіе "post mortem";'она позволяетъ намъ изучать внутреннюю структуру, когда-то живого, дѣйствовавшаго вулкана. Мы видимъ лавы девонскихъ вулкановъ, уже не расплавленныя, не раскаленная, не одушевленныя могучей силой перегрѣтыхъ паровъ, а оцѣпенѣвшія въ видѣ холодныхъ, мертвыхъ массъ, сверкающихъ на солнцѣ своими великолѣпными кристаллами слюды и полевого шпата. Вулканическое пламя погасло, оно дѣйствуетъ нынѣ въ другихъ областяхъ, но несомнѣнные слѣды его дѣятельности сохранились между прочимъ въ лицѣ нѣкоторыхъ благородныхъ минераловъ, образовавшихся дѣйствіемъ жара въ подобныхъ областяхъ. Мы уже говорили, что одна изъ важнѣйшихъ задачъ геологіи -- возстановитъ географію прошлыхъ вѣковъ; въ виду этого читатель можетъ спросить: возможно ли обрисовать, хотя бы въ общихъ чертахъ, физическое устройство Европы въ занимающую насъ эпоху; указать напримѣръ, гдѣ были озера и гдѣ открытое море, если открытое море существовало въ то время? Для нѣкоторыхъ областей Западной Европы эта задача исполнена съ большой точностью. Такъ, проф. Гейки, тщательно изучившій девонскіе осадки въ Шотландіи, насчиталъ въ этой области пять огромныхъ озеръ: Оркадійское, простиравшееся на сѣверъ до Норвегіи, Лорійское, Каледонійское, захватывавшее отчасти Ирландію, Чевіотъ и Валлійское, достигавшее Южнаго Валлиса въ Англіи. Пространства суши, раздѣлявшія эти озера, по всей вѣроятности были усѣяны горами.
Къ югу и востоку отъ этого девонскаго материка простиралось болѣе глубокое открытое море, захватывавшее ш большую часть Россіи. (Въ Россіи породы, аналогичныя съ шотландскими, достигаютъ значительнаго развитія въ сѣверо-западной полосѣ (Олонецкая, Новгородская, Псковская губерніи и Остзейскій край). Здѣсь мы встрѣчаемъ песчаники съ остатками мелководной фауны и наземной растительности, отлагавшіеся на морскомъ прибрежьѣ или въ солоноватыхъ озерахъ. О слѣдахъ вулканической дѣятельности въ этой области мы уже упоминали.
Этотъ материкъ или островъ, усѣянный озерами, вулканами и, можетъ-быть, также гейзерами (горячими ключами), омывался открытымъ моремъ, одѣвавшимъ большую часть Европейской Россіи. Девонскія отложенія, выступающія на дневную поверхность въ центральной Россіи и на Уралѣ, принадлежатъ къ глубоководному типу; это большею частью известняки съ остатками морскихъ раковинъ, коралловъ и т. п.
Обратимся теперь къ ископаемымъ "древняго краснаго песчаника": къ населенію материковъ, о которыхъ мы только что говорили. Начнемъ съ растеній, потомъ перейдемъ къ животнымъ. Какъ мы уже упоминали, въ девонскихъ отложеніяхъ сѣверо-западной Россіи и Англіи найдены остатки сухопутныхъ растеній, но самый богатый уловъ въ этомъ отношеніи дала С.-Америка. Даусонъ нашелъ въ девонскихъ породахъ Америки не менѣе 8 видовъ сухопутныхъ растеній: плауновъ и папоротниковъ, частью древовидныхъ. Существованіе огромныхъ деревьевъ въ лѣсахъ этой эпохи доказывается нахожденіемъ остатковъ, очень похожихъ на лепидодендры и сигилляріи каменоугольнаго періода, о которыхъ мы будемъ говорить въ слѣдующей главѣ. Приложенные къ этой главѣ рисунки дадутъ читателю общее представленіе объ этихъ растеніяхъ. Но кромѣ этихъ тайнобрачныхъ растеній были найдены и болѣе высокіе представители растительнаго (царства, именно хвойныя, а въ одной мѣстности Даусонъ на шелъ кусокъ ствола двудольнаго (вродѣ нынѣшнихъ дубовъ и вязовъ).
Мало того, мы имѣемъ нѣкоторое представленіе о насѣкомыхъ древняго краснаго песчаника, такъ какъ остатки ихъ были найдены въ девонскихъ пластахъ Новаго Брауншвейга. Сохранились главнымъ образомъ крылья насѣкомыхъ, близкихъ къ нашимъ стрекозамъ и поденкамъ (сѣтчатокрылыя); другіе остатки напоминаютъ нынѣшнихъ сороконожекъ; чешуекрылыхъ (бабочекъ) въ то время по всей вѣроятности еще не было, да и медоносныхъ цвѣтовъ для нихъ не появилось даже въ слѣдующую каменноугольную эпоху.
Далѣе изъ представителей животнаго царства заслуживаютъ упоминанія замѣчательныя ракообразныя, вродѣ современныхъ крабовъ, достигавшія иногда громадныхъ размѣровъ, и рыбы, весьма многочисленныя въ девонскую эпоху, такъ что остатки ихъ образовали мѣстами цѣлыя прослойки ("костянныя брекчіи") въ породахъ этого періода (напр. близъ г. Вытегры въ Олонецкой губ.). Описывать ихъ подробно значило бы погрузиться въ детали, которыя по всей вѣроятности покажутся скучными читателю. Гюгъ Миллеръ, впервые систематически изучившій породы древняго краснаго песчаника, такъ говоритъ о рыбахъ этой эпохи: "Какія-то внезапныя катастрофы уничтожили этихъ рыбъ: ихъ формы изогнуты, скрючены, сплющены; хвостъ иногда завернутъ къ головѣ; плавники растопырены, какъ всегда у рыбъ, умирающихъ въ конвульсіяхъ; у Pteryclitis (летучая рыба) колючки расправлены точно для защиты". Стараясь объяснить эти любопытные факты, онъ указываетъ между прочимъ на вліяніе ядовитыхъ паровъ, выдѣлявшихся изъ сосѣднихъ вулкановъ и отравлявшихъ воды, обитаемыя рыбами. Мы знаемъ, какъ легко околѣваетъ рыба въ нашихъ рѣкахъ, вслѣдствіе преступной небрежности фабрикантовъ и заводчиковъ, отравляющихъ воду отбросами своихъ фабрикъ. Въ виду этого, предположеніе Миллера кажется весьма вѣроятнымъ, тѣмъ болѣе, что трудно подыскать другое объясненіе. Прилагаемые рисунки (фиг. 11 и 12) дадутъ нѣкоторое представленіе о трехъ наиболѣе обыкновенныхъ ганоидныхъ рыбахъ той эпохи. Высшіе представители современныхъ рыбъ, такъ называемые "двойнодышащіе", представляющіе переходную форму между рыбами и земноводными, уже появились въ ту эпоху, что доказывается изобильными остатками рыбы -- dipterus, принадлежащей къ этой группѣ. Въ виду этого насъ не удивитъ нахожденіе остатковъ земноводныхъ въ горныхъ породахъ слѣдующаго періода. Открытое море девонской эпохи также кишѣло населеніемъ, въ чемъ легко убѣдиться, взглянувъ на девонскіе известняки центральной Россіи (напр. въ окрестностяхъ г. Воронежа) съ остатками коралловъ и морскихъ раковинъ. Мы говорили выше, что между силурійскими отложеніями и древнимъ краснымъ песчаникомъ замѣчается рѣзкій перерывъ въ отношеніи фауны и характера отложеній; но тамъ, гдѣ условія не подвергались такимъ рѣзкимъ измѣненіямъ, можно наблюдать весьма постепенный переходъ отъ одной эпохи къ другой, таковъ напр. "герцинскій ярусъ" въ области Гарца въ Германіи,-- группа слоевъ, содержащихъ нѣкоторыя формы какъ силурійской, такъ и девонской эпохи. Съ своей стороны глубоководныя отложенія девонскаго періода незамѣтно переходятъ въ каменноугольныя въ пластахъ такъ называемаго "малевко-мураевкинскаго" яруса (Рязан. и Тульск. губ), принадлежащихъ по своей фаунѣ скорѣе къ девону, но представляющихъ много формъ слѣдующей эпохи.
Ископаемыя глубоководныхъ девонскихъ осадковъ представляютъ такъ много общаго сходства съ тѣми, о которыхъ намъ придется говорить въ слѣдующей главѣ, а эта глава уже такъ затянулась, что мы не будемъ ихъ описывать.
ГЛАВА VII.
Горный известнякъ.
Въ мѣстностяхъ, гдѣ "Горный известнякъ" выходитъ на поверхность, можно любоваться живописными картинами природы: высокіе холмы, долины, овраги, иногда крутые известковые склоны -- характерныя черты ландшафта въ подобныхъ мѣстностяхъ. Коллекторъ найдетъ здѣсь богатую поживу по части окаменѣлостей, да и минералогъ, энтомологъ, ботаникъ не уйдутъ съ пустыми руками. "Горный известнякъ" -- нижній отдѣлъ столь важной въ промышленномъ отношеніи каменноугольной системы. Верхній, такъ называемый "продуктивный", отдѣлъ ея заключаетъ колоссальныя скопленія растительныхъ остатковъ, превратившихся въ каменный уголь, о которомъ будетъ рѣчь ниже. Въ русской каменноугольной системѣ нельзя отличить этихъ двухъ отдѣловъ. Большая часть русскихъ каменноугольныхъ отложеній характеризуется мощнымъ развитіемъ известняковъ; въ нихъ можно различить нижній горный известнякъ (соотвѣтствуетъ горному известняку Западной Европы) и верхній горный известнякъ (соотвѣтствуетъ "продуктивному" отдѣлу Европы). Такой характеръ имѣютъ осадки въ такъ называемомъ "московскомъ каменноугольномъ бассейнѣ", огромной котловинообразной площади, въ 310.000 кв. километровъ, охватывающей Тверскую, Московскую, Рязанскую, отчасти Архангельскую, Олонецкую, Новгородскую, Ярославскую, Тульскую и Калужскую губерніи. Въ центрѣ этой котловины лежитъ Москва, названіе которой "бѣлокаменная" обязано своимъ происхожденіемъ строительному матеріалу, добываемому изъ верхняго яруса каменноугольной системы. Далѣе, выходы горнаго известняка извѣстны въ Саратовской, Самарской, Симбирской губ., въ Тиманскомъ кряжѣ, въ Уральскомъ хребтѣ. Всѣ эти "басейны" очень бѣдны каменнымъ углемъ.
Иной характеръ имѣютъ отложенія Донецкаго каменноугольнаго бассейна. На этой обширной площади (19000 кв. верстъ), охватывающей Екатеринославскую губ. и Землю Войска Донского, каменноугольныя отложенія выражены главнымъ образомъ песчаниками, среди которыхъ залегаютъ многочисленныя прослойки каменнаго угля.
Упоминая объ известнякахъ силурійской эпохи, мы замѣтили, если помнитъ читатель, что ихъ происхожденіе существенно отличается отъ происхожденія песчаниковъ и сланцевъ, но отложили этотъ вопросъ до одной изъ слѣдующихъ главъ. Теперь мы имъ займемся. Прибавимъ однако, что терминъ "формація горнаго известняка" не слѣдуетъ понимать въ томъ смыслѣ, что эта формація сверху до низу состоитъ исключительно изъ углекислой извести. Нѣтъ, въ составъ ея входятъ также слои песчаниковъ и сланцеватыхъ глинъ, но достигаютъ лишь незначительнаго развитія, сравнительно съ мощными толщами известняковъ.
Въ этой книжкѣ мы придерживаемся системы выспрашиванія, предоставляя каждой геологической формаціи самой разсказать свою исторію и всячески избѣгая метода старыхъ геологовъ, ломавшихъ голову надъ измышленіемъ апріорныхъ объясненій, часто оказывавшихся совершенно ложными (напр. объясненіе происхожденія базальта, огненной породы, которую Вернеръ и его школа производили изъ первичнаго водяного раствора). Въ самихъ горныхъ породахъ мы отыскиваемъ факты, на которыхъ можно бы было построить правильное объясненіе, не упуская изъ виду современныхъ процессовъ. Микроскописты, изучавшіе съ этой точки зрѣнія породы горнаго известняка, убѣдились, что онѣ почти цѣликомъ состоятъ изъ организмовъ или ихъ обломковъ. Мощность горнаго известняка (толщина) достигаетъ 3000--5000 футовъ; въ виду этого было бы слишкомъ рискованно заключать о его происхожденіи по нѣсколькимъ образчикамъ. Необходимо всестороннее изученіе его въ различныхъ мѣстностяхъ. Такъ и поступили геологи, и въ результатѣ оказалось, что горный известнякъ вездѣ одинаковаго происхожденія, но представляетъ извѣстныя варіаціи, которыя мы охарактеризуемъ вкратцѣ, предоставляя читателю провѣрить каждый фактъ и пополнить детали личнымъ наблюденіемъ.
Въ нѣкоторыхъ мѣстностяхъ горный известнякъ состоитъ изъ безчисленныхъ кусочковъ и обломковъ стеблей энкринитовъ или "морскихъ лилій", подобныхъ тѣмъ, о которыхъ упоминалось при изученіи силурійской эпохи, такъ что хорошо вывѣтрившійся обломокъ этой породы представляетъ конгломератъ морскихъ лилій. Этотъ энкринитовый известнякъ нерѣдко употребляется для печныхъ изразцовъ. На отполированныхъ пластинкахъ выступаютъ сотни пластинокъ и стеблей, перерѣзанныхъ по всевозможнымъ направленіямъ и представляющихъ нерѣдко самый причудливый узоръ (фиг. 13).
Итакъ, энкриниты весьма важные горообразователи, такъ какъ построили значительную часть горныхъ породъ каменноугольной системы, да и въ другія эпохи, отъ силурійской до тріаса, играли весьма видную роль въ образованіи геологическихъ памятниковъ.
На первый взглядъ кажется просто невѣроятнымъ, чтобы мощные слои на протяженіи огромныхъ площадей могли образоваться дѣйствіемъ морскихъ организмовъ. Мы привыкли къ лѣсамъ и лугамъ, одѣвающимъ землю всюду, куда ни оглянись. Но лѣса морскихъ лилій и коралловыхъ полиповъ, подводныя равнины, одѣтыя сплошнымъ слоемъ фораминиферъ, какъ наши равнины дерномъ, все это скрыто отъ нашихъ взоровъ и потому остается неизвѣстнымъ большинству людей. Только натуралистъ и геологъ знаютъ, что подобныя вещи существуютъ и существовали въ прошлое время. Не остается никакихъ сомнѣній въ происхожденіи энкринитоваго известняка. Тамъ, гдѣ теперь залегаютъ его пласты, существовали когда-то лѣса морскихъ лилій, не растеній, какъ можно бы было подумать, судя по ихъ названію, а животныхъ изъ класса "иглокожихъ", скелетъ которыхъ состоялъ изъ множества известковыхъ пластинокъ, расположенныхъ одна надъ другой въ видѣ стебелька съ неопредѣленнымъ числомъ вѣточекъ (фиг. 14). По мѣрѣ того, какъ они околѣвали и ихъ мясистыя части разлагались, пластинки, изъ которыхъ состоялъ скелетъ, скоплялись, образуя втеченіе тысячелѣтій мощные слои или "формаціи". Въ настоящее время энкриниты почти вымерли: лишь немногія формы были найдены въ глубинахъ Атлантическаго и Тихаго океановъ, но въ прошлыя эпохи онѣ играли видную роль среди организмовъ, созидавшихъ горныя породы. Теперь перейдемъ къ другому важному классу горообразователей -- къ коралловымъ полипамъ. Со времени камбрійскаго періода до нашихъ дней эти изящныя, хотя низкоорганизованныя созданія работали упорно и молчаливо, извлекая углекислую известь изъ морской воды, отлагая ее внутри своего тѣла въ видѣ ствола или скелета и воздвигая такимъ образомъ громадныя подводныя постройки. "Полипы" очень похожи по своей структурѣ на всѣмъ извѣстныхъ "морскихъ анемонъ" или "морскую крапиву", отъ которыхъ отличаются только внутреннимъ скелетомъ. Въ числѣ ихъ есть одиночные полипы, которые конечно не могутъ строить рифовъ, но есть и "сложные", т. е. живущіе цѣлой колоніей, соприкасаясь другъ съ другомъ, иногда такъ тѣсно, что по смерти животныхъ остается пористая масса известняка, подобная "мозговымъ коралламъ" (Maeandrina), образующимъ огромные рифы въ наши дни.
Мѣстами горный известнякъ представляетъ не что иное, какъ рифы, погребенные подъ массой позднѣйшихъ осадковъ. Таковъ напр. огромный коралловый рифъ, простирающійся отъ р. Онеги въ Олонецкой губ. до Валдайской возвышенности въ Новгородской губ., въ видѣ известковаго пласта, большею частью прикрытаго позднѣйшими отложеніями и наносами, но иногда выходящаго на поверхность. Онъ состоитъ главнымъ образомъ изъ коралловъ Lonsdaleia и Chaetetes (см. фиг. 15 и 16). Отполированные образчики известняковъ съ окаменѣлостями охотно покупаются коллекторами и любителями. Но нѣкоторые изъ девонскихъ известняковъ отличаются еще большей красотой и изяществомъ; эти известняки болѣе отвердѣли и часто употребляются для украшенія каминовъ и построекъ. Подобное измѣненіе известняка подъ вліяніемъ давленія и теплоты можетъ повести къ полному исчезновенію всякихъ признаковъ органическаго происхожденія и превращенію породы въ кристаллическій мраморъ, употребляемый скульпторами. Возможность такого превращенія отнюдь не гипотеза; она доказана опытнымъ путемъ: подвергая известь дѣйствію высокой температуры въ замкнутомъ сосудѣ, Джемсъ Голль, ученикъ Геттона, превратилъ ее въ вещество, ничѣмъ не отличающееся отъ бѣлаго мрамора. Итакъ, мы можемъ считать аксіомой, что всѣ мраморы только измѣненные известняки.
Слѣдующій классъ (или скорѣе подъ-царство) животныхъ, заслуживающихъ вниманія въ качествѣ горообразователей,-- моллюски или "ракушки". Эти твари, представителями которыхъ въ настоящее время могутъ служить наши устрицы, перловки, прудовики и другія формы, большею частью обитаютъ въ морѣ, хотя и сухопутныя и прѣсноводныя улитки составляютъ довольно многочисленное племя. Древнія горныя породы (въ особенности тѣ, которыя мы изучаемъ въ данную минуту) свидѣтельствуютъ, что и въ прежнія времена эти существа водились въ такомъ же изобиліи, какъ нынѣ, только семейства, господствовавшія въ то время, замѣнились нынѣ другими. Такъ называемыя плеченогія (см. фиг. 17 и 18) напр. изобиловали въ моряхъ и океанахъ первичной эры, тогда какъ нынѣ почти совершенно исчезли (въ настоящее время ихъ извѣстно около 100 видовъ, тогда какъ въ отложеніяхъ первичной эры найдено болѣе 5.000). Какъ бы то ни было, результатъ остается тотъ же самый, т. е. что значительная часть горныхъ известняковъ состоитъ изъ раковинъ моллюсковъ. Мѣстами на низкихъ отлогихъ берегахъ морскія раковины, подверженныя дѣйствію господствующихъ вѣтровъ, разбиваются на тысячи обломковъ, скопляющихся въ такомъ количествѣ, что прибережье сплошь состоитъ изъ нихъ. Этотъ "раковинный песокъ" можетъ служить современной иллюстраціей процессовъ образованія горныхъ породъ, благодаря моллюскамъ, такъ какъ съ теченіемъ времени онъ будетъ погребенъ въ глубинѣ моря и отвердѣетъ въ плотную породу.
Вышеперечисленные организмы принимали участіе въ образованіи известняковъ, но кромѣ нихъ мы найдемъ въ каменоломняхъ и другіе остатки, напр. рыбьи кости и зубы, иглы и скорлупы морскихъ ежей и т. п., хотя этого рода остатки встрѣчаются въ известнякахъ гораздо рѣже.
До сихъ поръ мы говорили объ организмахъ, которые можно различить невооруженнымъ глазомъ, но если мы обратимся къ микроскопу, онъ объяснитъ намъ, какъ образовались мелкозернистыя массы известняка, въ которыхъ включены вышеописанные крупные остатки. Для изученія этого вопроса лучше всего прибѣгнуть къ хорошо извѣстной, мелкозернистой, известковой породѣ -- мѣлу; онъ достигаетъ значительнаго развитія въ отложеніяхъ одной изъ позднѣйшихъ эпохъ, такъ-называемой мѣловой, о которой мы еще будемъ говорить. Впрочемъ и въ каменноугольную эпоху образовались мощные пласты мѣловиднаго известняка, изъ которыхъ главнымъ образомъ слагаются верхніе отдѣлы нашихъ (русскихъ) каменноугольныхъ бассейновъ. Объяснивъ происхожденіе этой породы, мы исполнимъ нашу задачу. Происхожденіе мѣла долго оставалось темнымъ, но лѣтъ сорокъ тому назадъ, когда зашла рѣчь объ устройствѣ подводнаго атлантическаго телеграфнаго кабеля, были посланы корабли для зондированія и изслѣдованія той части Атлантическаго Океана, гдѣ собирались опустить кабель. Это была въ полномъ смыслѣ слова terra incognita, и многіе ожидали, что тамъ окажутся горы, утесы, ущелья, долины и т. п. препятствія; но изслѣдованія, произведенныя въ 1853--1857 гг., разсѣяли эти страхи и обнаружили существованіе весьма пологаго склона и обширнаго центральнаго плато, какъ нельзя болѣе приспособленнаго для затѣвавшагося предпріятія. Средняя глубина оказалась въ 1.000 фатомовъ (850 саж.) для плато и въ 2.300 фатомовъ (4 версты) для углубленій по обѣимъ сторонамъ. Были добыты образчики ила, устилающаго дно океана, но имъ въ то время не придавалось значенія; впрочемъ они были разосланы извѣстнымъ микроскопистамъ для изслѣдованія. Никому не приходило въ голову, что этотъ грязный, сѣрый илъ объяснитъ одну изъ важнѣйшихъ проблемъ геологіи. Такъ оно оказалось, когда эта сѣрая масса была изслѣдована подъ микроскопомъ, показавшимъ, что она сплошь состоитъ изъ мелкихъ и очень изящныхъ раковинокъ, извѣстныхъ подъ именемъ фораминиферъ {Ихъ не должно смѣшивать съ моллюсками. Животное, обитающее въ раковинѣ фораминиферы, принадлежитъ къ царству простѣйшихъ, къ классу корненожекъ.}.
Онѣ получили это названіе отъ отверстій (foramen), соединяющихъ камеры внутри раковинки; онѣ живутъ главнымъ образомъ на поверхности моря или по близости отъ нея, а по смерти животнаго раковинка очень медленно опускается на дно. Размножаются онѣ въ такой чудовищной прогрессіи, что на дно океана сыплется какъ бы безпрерывный дождь раковинокъ. Результатъ -- огромныя скопленія "фораминифероваго ила" на обширныхъ площадяхъ Атлантическаго и Тихаго океановъ. Преобладающая форма -- такъ-называемая гдобигерина, отчего и осадки эти называются обыкновенно "глобигериновымъ иломъ". Въ удаленныхъ отъ суши областяхъ, гдѣ прозрачная вода океана свободна отъ всякаго осадка, не происходитъ никакихъ другихъ процессовъ образованія горныхъ породъ; поле дѣйствія всецѣло принадлежитъ фораминиферамъ.
Но какимъ образомъ все это можетъ объяснить намъ происхожденіе мѣла? Вотъ какимъ: мѣлъ состоитъ почти исключительно изъ такихъ же организмовъ, какъ атлантическій илъ, только не такъ хорошо сохранившихся. Такъ то природа, за отсутствіемъ одного агента, пользуется д ругимъ: гдѣ не хватаетъ ила и песка, тамъ являются на помощь фораминиферы, принимая на себя дѣло построенія горныхъ породъ -- одну изъ важнѣйшихъ функцій океана. Мы удивляемся кажущемуся ничтожеству этихъ дѣятелей. Ничтожныя, хрупкія, почти невидимыя, крошечныя фораминиферы! вамъ и вашему безчисленному потомству предстоитъ воздвигнуть на вашемъ подводномъ кладбищѣ толщи горныхъ породъ, изъ которыхъ люди грядущихъ вѣковъ будутъ строить свои жилища, свои города, свои столицы. Вы будете служить человѣчеству, когда мы превратимся въ безполезный прахъ! Завидная участь! Великое назначеніе!
Не слѣдуетъ впрочемъ думать, что мѣлъ и глобигериновый илъ совершенно тождественны. Мы можемъ сказать только, что между ними существуетъ интересная связь и что добрая половина мѣловой массы состоитъ изъ скорлупокъ фораминиферъ. Проф. Сорби, тщательно изучавшій этотъ предметъ, пришелъ къ заключенію, что остальная половина состоитъ изъ обломковъ болѣе крупныхъ известковыхъ организмовъ, каковы моллюски, кораллы и т. п. Высказывалось также мнѣніе, что извѣстная часть мѣла представляетъ химическій осадокъ мѣлового моря, но это мнѣніе не подтвердилось микроскопическимъ изслѣдованіемъ.
Наконецъ въ видѣ иллюстраціи процеса разрушенія и накопленія известковыхъ организмовъ на днѣ океана, мы можемъ упомянуть о разрушеніи современныхъ коралловыхъ рифовъ подъ вліяніемъ вѣчно бушующаго прибоя, причемъ ихъ остатки скопляются на днѣ въ видѣ известковаго ила или песка, одѣвающихъ значительныя пространства.
Вернемся однако къ горному известняку. Фораминнферы играли видную роль въ отложеніяхъ этой эпохи, въ особенности въ Россіи, или, лучше сказать, въ океанѣ, одѣвавшемъ въ то время значительную часть нынѣшней Россіи. Въ верхнихъ отдѣлахъ этой формаціи развиты на протяженіи многихъ сотенъ квадратныхъ верстъ мощныя толщи мѣловыхъ известняковъ, изобилующихъ остатками фораминиферъ, въ особенности одной изъ нихъ, такъ-называемой Fusulina (фиг. 19). Слои въ 30--40 саж. толщиною состоятъ иногда почти сплошь изъ скорлупокъ этой корненожки (фузулиновый известнякъ).
Итакъ, въ образованіи горнаго известняка принимали участіе слѣдующіе организмы: форамипиферы, созидавшіе огромныя толщи мѣловыхъ известняковъ; морскія лиліи, пластинки и обломки которыхъ скопились въ видѣ значительныхъ толщъ; плеченогія и другія моллюски и ихъ обломки и, наконецъ, кораллы и другіе организмы. Кромѣ того сдои песчаниковъ и глинистыхъ сланцевъ показываютъ, что чистыя воды каменноугольныхъ морей, въ которыхъ отлагались известняки, наполнялись иногда пескомъ и иломъ, наносимыми съ материковъ морскимъ теченіемъ и другими дѣятелями. Разсмотрѣвъ составъ отложеній горнаго известняка, попытаемся возстановить физическую географію Россіи въ ту эпоху. На прилагаемой картѣ читатель можетъ видѣть распредѣленіе суши и моря въ Россіи въ началѣ каменноугольнаго періода. Восточная половина Россіи была одѣта моремъ, въ которомъ отлагались вышеописанные осадки, отлагались конечно на всемъ протяженіи этой громадной площади, но въ настоящее время выходятъ на поверхность лишь мѣстами, такъ что выходы эти могутъ быть сгруппированы въ нѣсколько такъ-называемыхъ "бассейновъ" (Московскій, Донецкій и др.), повидимому изолированныхъ. Эта кажущаяся изолированность зависитъ отъ налеганія позднѣйшихъ образованій на каменноугольныя породы.
По западной окраинѣ этого моря обнажалась обширная полоса девонскихъ образованій. Этотъ материкъ отдѣлялъ наше каменноугольное море отъ европейскихъ; на востокѣ выдвигался широкою полосой Уралъ, на сѣверѣ Тиманскій кряжъ. Глубина этого моря, незначительная вдоль западной окраины, постепенно увеличивалась на востокъ. Въ самомъ дѣлѣ, изучая осадки каменноугольной эпохи, мы встрѣчаемъ по западной окраинѣ нашей каменноугольной системы исключительно мелководныя образованія; на сѣверѣ въ бассейнѣ р. Онеги, гдѣ каменноугольное море одѣвало архейскіе сланцы, встрѣчаются конгломераты и брекчіи, состоящія изъ обломковъ тѣхъ же сланцевъ; южнѣе песчаники и глины, образовавшіеся изъ девонскихъ породъ; еще южнѣе, въ Донецкомъ бассейнѣ, гдѣ море омывало кристаллическія породы, отлагались соотвѣтственные песчаники и конгломераты. Всѣ эти конгломераты, песчаники и глины наносились потоками и рѣками съ материка, окаймлявшаго каменноугольное море съ запада, и отлагались вдоль его береговъ. О томъ же свидѣтельствуютъ коралловыя постройки, сохранившіяся мѣстами въ Европейской Россіи, какъ напр. коралловый рифъ, о которомъ мы упоминали выше, тянувшійся вдоль сѣверо-западнаго берега каменноугольнаго моря Россіи. Современные кораллы живутъ не глубже 20 саж.; ихъ предки, по всей вѣроятности, вели такой же образъ жизни.
Далѣе къ востоку море углублялось и соотвѣтственно этому измѣнялся характеръ отложеній: прибрежныя образованія, состоящія изъ конгломератовъ, песчаниковъ, коралловыхъ известняковъ, смѣняются осадками глубокаго моря, состоящими главнымъ образомъ изъ корненожекъ и плеченогихъ моллюсковъ.
Втеченіе каменноугольной эпохи западная часть Россіи подвергалась медленному опусканію, и потому прибрежныя отложенія въ свою очередь покрылись глубоководными, вродѣ тѣхъ мѣловидныхъ известняковъ, изобилующихъ корненожками и плеченогими, которыя образуютъ верхній ярусъ осадковъ московскаго бассейна.
Мы видѣли, какую важную, колоссальную даже роль въ образованіи земной коры играютъ животные организмы, причемъ главное участіе принадлежитъ мельчайшимъ существамъ. Что такая значительная часть твердой земли была когда-то оживлена дыханіемъ жизни, кажется на первый взглядъ поразительнымъ и невѣроятнымъ. Слова поэта Монгомери, обращенныя къ кротовой кучѣ, имѣютъ глубокое и широкое значеніе въ глазахъ геолога:
Tell me, thou dust beneath my feet
Thou dust that once had breath,--
Tell me, how many mortals meet
In this small hill of death.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
By wafting winds and flooding rains
From ocean, earth and sky,
Collected here the frail remains
Of slumbering millions lie.
(Скажи мнѣ, прахъ, подъ моими ногами, ты, когда-то дышавшій жизнью,-- скажи, сколько смертныхъ встрѣтились въ этой ничтожной кучкѣ... Здѣсь покоятся бренные останки усопшихъ милліоновъ, нанесенные буйными вѣтрами и проливными дождями съ океана, съ земли, съ неба).
ГЛАВА VIII.
Лѣса каменноугольнаго періода.
"Геологія тѣсно связана со всѣми почти
физическими науками, какъ исторія съ моралью".
Сэръ Чарльзъ Ляйолль.
Каменный уголь, безъ сомнѣнія, одно изъ важнѣйшихъ естественныхъ богатствъ, какими только обладаютъ люди, и однако мы думаемъ о немъ съ смѣшаннымъ чувствомъ: къ благодарности за веселый огонь въ каминѣ, за могучую силу, которая перевозитъ насъ по землѣ и по водѣ и приводитъ въ дѣйствіе наши заводы и фабрики, за теплоту и свѣтъ, столь важные въ нашемъ обиходѣ, за множество полезныхъ веществъ, извлекаемыхъ изъ угля,-- примѣшивается горечь при мыслѣ о мрачной, подземной, исполненной опасности жизни углекопа или о дымныхъ, закоптѣлыхъ городахъ, гдѣ -- какъ въ Лондонѣ напр.-- солнце рѣдко проглядываетъ сквозь пелену дыма. Это темная сторона картины, это тѣнь, которую бросаетъ веселый, привѣтливый огонекъ. Со временемъ, надо надѣяться, мы ухитримся снабжать наши большіе города движущей силой, добытой изъ такихъ естественныхъ источниковъ, какъ вода и вѣтеръ, которые нынѣ почти не утилизируются, но въ концѣ концовъ вѣроятно будутъ исполнять за насъ всю тяжелую работу. Врядъ ли драгоцѣнные запасы каменнаго угля предназначены для такого употребленія (вѣрнѣе злоупотребленія], какъ теперешнее. Каменный уголь слѣдуетъ употреблять для металлургическихъ процессовъ, для согрѣванія нашихъ жилищъ, для добыванія газа, но не какъ движущую силу. Почему? Потому что естественныя силы, окружающія насъ, болѣе пригодны въ этомъ отношеніи, чѣмъ наши грязныя и неуклюжія паровыя машины. Найти способъ утилизаціи этихъ силъ -- насущнѣйшая и ближайшая задача техники.
Теперь мы приступимъ къ одной изъ интереснѣйшихъ главъ "Автобіографіи Земли", написанной естественными чернилами (углемъ) на многихъ глубоко зарытыхъ страницахъ:-- къ исторіи образованія угля. Пусть онъ самъ говоритъ за себя. Въ качествѣ переводчика является прежде всего химикъ и показываетъ намъ, что по химическому составу каменный уголь близокъ къ нашимъ деревьямъ и растеніямъ вообще и такъ же, какъ они, оставляетъ послѣ сгоранія незначительное количество пепла. Далѣе, сравнивая анализы дерева, торфа, лигнита (бурый уголь) и каменнаго угля, мы убѣждаемся, что количество углерода въ ряду этихъ веществъ постепенно возростаетъ, тогда какъ количество водорода, кислорода и азота уменьшается. Углеродъ -- наиболѣе устойчивая часть растенія, тогда какъ остальныя легко выдѣляются; такъ, если нагрѣвать дерево въ закрытомъ сосудѣ, то по истеченіи нѣкотораго времени отъ него останется только уголь. Торфъ и лигнитъ -- мало измѣнившіяся растительныя вещества, но еслибы это измѣненіе продолжалось втеченіе многихъ вѣковъ, то превратило бы ихъ въ каменный уголь. Такимъ образомъ мы приходимъ къ заключенію, которое сейчасъ будетъ подтверждено болѣе наглядными доказательствами, что каменный уголь представляетъ изъ себя остатки древней растительности, отчасти разложившіеся и значительно уплотненные. Таково свидѣтельство химика. Затѣмъ мы обращаемся къ углекопу и узнаемъ отъ него, что въ слояхъ, содержащихъ каменный уголь, ему часто попадались отпечатки папоротниковъ, листья, вѣтви и даже цѣлые стволы,-- факты, которые сами за себя говорятъ. Подобные стволы часто оказываются подъ прямымъ угломъ къ каменноугольной жилѣ, т. е. стоятъ вертикально, въ томъ же положеніи, въ которомъ росли. Наконецъ, является третій свидѣтель -- микроскопъ. Тонкія пластинки каменнаго угля, разсматриваемыя подъ микроскопомъ, нерѣдко обнаруживаютъ несомнѣнно растительную структуру: волокна, клѣтки и т. п. Итогъ (масса) неопровержимыхъ доказательствъ убѣждаетъ насъ въ томъ, что каменный уголь жилъ когда то въ видѣ роскошной растительности. Но тутъ возникаетъ цѣлый рядъ вопросовъ: произрасталъ ли онъ на томъ самомъ мѣстѣ, гдѣ мы находимъ его нынѣ? какія растенія существовали въ то время и какія животныя обитали вмѣстѣ съ ними? условія существованія этихъ растеній и животныхъ были ли такія же, какъ нынѣ?
Геологи, разбиравшіе эти черныя, глубоко зарытыя страницы нашей лѣтописи, отвѣтили на вышепоставленные вопросы. Попытаемся изложить эти отвѣты. Прежде всего обратимся къ фактамъ, которые можно суммировать вкратцѣ слѣдующимъ образомъ.
Каменный уголь залегаетъ слоями различной толщины, отъ нѣсколькихъ дюймовъ до пяти-шести футовъ или болѣе, часто на значительномъ протяженіи. Замѣчательна ихъ бѣдность землистыми или осадочными частицами. Каждый слой каменнаго угля подстилается слоемъ глины, простой или сланцеватой. Пласты, между которыми залегаютъ прослойки каменнаго угля, состоятъ изъ чередующихся слоевъ песчаника и сланцеватой глины (когда-то имѣвшихъ видъ мягкаго песка или ила). Корни всегда находятся въ "нижней глинѣ" (подстилающей слои угля) и нерѣдко переходятъ въ огромные стволы въ слоѣ угля. Эти факты имѣютъ огромное значеніе для современной теоріи образованія каменнаго угля, и мы рекомендуемъ читателю принять ихъ къ свѣдѣнію.
Сэръ Чарльзъ Ляйелль такъ описываетъ слой каменнаго угля въ Паркфильдѣ близъ Вольвергамптона:
"На пространствѣ приблизительно въ четверть акра я насчиталъ не менѣе тринадцати древесныхъ стволовъ съ корнями... иные имѣли въ обхватѣ болѣе 8 футовъ. Стволы, переломленные у самаго корня, лежали въ различныхъ направленіяхъ, часто одинъ на другомъ. Длина одного изъ нихъ равнялась 15 футамъ, другого -- 30, остальные были короче. Всѣ они были сплюснуты,-- такъ что толщина ихъ не превосходила одного -- двухъ дюймовъ,-- и превращены въ уголь. Корни ихъ образовали часть каменноугольнаго слоя въ 10 дюймовъ толщиною, покоившагося на слоѣ глины въ два дюйма толщиною; ниже находился лѣсъ надъ слоемъ угля въ два фута; на пять футовъ ниже оказался третій лѣсъ съ огромными стволами лепидодендровъ, каламитовъ и другихъ деревьевъ". Прочитавъ такое описаніе, а тѣмъ болѣе осмотрѣвъ подобную копь, кто можетъ усомниться, что каждый прослоекъ каменнаго угля -- погребенный лѣсъ, росшій на томъ самомъ мѣстѣ, гдѣ мы находимъ его нынѣ? Эти стволы, нынѣ зарытые глубоко подъ землею, поднимали когда-то къ солнцу свои могучія вершины, точно колонны естественнаго храма, болѣе грандіознаго, чѣмъ храмы, воздвигавшіеся много вѣковъ тому назадъ благочестивыми египтянами богу солнца -- Ра, котораго они почитали, а мы безчестимъ, сожигая остатки растительныхъ колоннъ, воздвигнутыхъ въ честь него самой природой, и заволакивая небесную лазурь пеленой дыма, такъ что ликъ его скрывается въ туманѣ. Вотъ "жертва" нашего девятнадцатаго вѣка богу Ра!
Знакомымъ съ естественной исторіей излишне говорить,-- что каменный уголь сгорая выдѣляетъ ту самую теплоту и свѣтъ, которые онъ получилъ когда-то отъ солнца. Но для нѣкоторыхъ изъ нашихъ читателей эта истина окажется, быть можетъ, новой. Она представляетъ прекрасную иллюстрацію закона "сохраненія энергіи", согласно которому никакая сила не можетъ исчезнуть, а только измѣняется.
Дабы оттѣнить только-что изложенную новую теорію образованія каменнаго угля, мы изложимъ вкратцѣ старую ошибочную теорію, ибо, какъ яркость свѣта рѣзче бросается въ глаза при сравненіи его съ тѣнью, которую онъ бросаетъ, такъ и очевидность истины яснѣе обнаруживается вслѣдствіе контраста съ темнотой и противорѣчіями ложнаго ученія.
Старая теорія, еще недавно господствовавшая въ наукѣ, считала каменноугольные пласты растительными остатками, "отложившимися" въ морѣ, куда они были нанесены рѣками. Пропитавшись водою, они опускались на дно и съ теченіемъ времени заволакивались пескомъ и иломъ. Теорія эта, какъ видимъ, довольно простая и на первый взглядъ убѣдительная, получила названіе "теоріи сплава ("Drift theory"). Сторонники ея основывались на томъ фактѣ, что въ большихъ рѣкахъ и нынѣ образуются обширныя скопленія "плавучаго лѣса", который съ теченіемъ времени переносится въ море, какъ показалъ Ляйелль. Дѣйствительно, подобныя явленія могутъ объяснить намъ происхожденіе незначительныхъ и разсѣянныхъ отложеній, найденныхъ въ нѣкоторыхъ осадкахъ позднѣйшихъ періодовъ, но отнюдь не пластовъ каменнаго угля, о которыхъ мы толкуемъ въ этой главѣ. Мы судимъ о теоріи сообразно тому, насколько она объясняетъ факты, и называемъ лучшей и наиболѣе вѣроятной ту, которая объяснитъ ихъ всѣ. Примѣнивъ этотъ критерій къ "теоріи сплава", мы убѣдимся, что она рѣшительно не выдерживаетъ критики.
Во-первыхъ, мы должны помнить, что имѣемъ дѣло съ скопленіями растительныхъ остатковъ, занимающими огромныя пространства. Каменоугольные бассейны охватываютъ обширныя площади. Напр. большія каменноугольныя копи Южнаго Валлиса и Ланкашира занимаютъ тысячи квадратныхъ миль. Донецкій каменноугольный бассейнъ занимаетъ не менѣе 19.000 квадр. верстъ; на этомъ пространствѣ насчитываютъ около 600 отдѣльныхъ выходовъ каменнаго угля; нѣкоторые слои прослѣжены на 38 вер. въ одномъ направленіи. Эти цифры еще не даютъ понятія о дѣйствительномъ распространеніи каменноугольныхъ лѣсовъ: современныя залежи каменнаго угля только остатки гораздо болѣе обширныхъ отложеній; думаютъ напр. на основаніи весьма вѣскихъ данныхъ, что вся Ирландія и большая часть современной Англіи представляли когда-то сплошную каменноугольную залежь.
Во-вторыхъ, "нижнія глины", находимыя подъ каждымъ слоемъ угля, содержащія окаменѣлые корни, которые часто продолжаются въ вертикально стоящіе стволы,-- фактъ первостепенной важности, не гармонирующій однако съ "теоріей сплава".
Въ-третьихъ, чистота каменноугольныхъ слоевъ, отсутствіе въ нихъ песка и ила также мало гармонируетъ съ этой теоріей: матеріалъ, нанесенный рѣками, безъ сомнѣнія остался бы на днѣ морскомъ съ пескомъ и иломъ.
Въ-четвертыхъ, многочисленные остатки насѣкомыхъ, сухопутныхъ моллюсковъ и даже пресмыкающихся говорятъ въ пользу того, что каменноугольные лѣса росли и были погребены на тѣхъ же мѣстахъ, гдѣ мы находимъ ихъ нынѣ. Быть можетъ сильнѣйшее доказательство въ пользу защищаемой нами теоріи представляютъ слѣды пресмыкающихся и маленькіе круглые отпечатки дождевыхъ капель,-- краснорѣчивые свидѣтели, говорящіе намъ, что дожди въ ту эпоху шли такъ же, какъ и нынѣ: такъ же расходились тучи, выглядывало солнце, и прежде чѣмъ новый ливень успѣвалъ смыть слѣды прежняго, земля высыхала, трескалась, и эти драгоцѣнные маленькіе отпечатки затвердѣвали и сохранялись въ поученіе будущимъ вѣкамъ.
Въ-пятыхъ, недавнія микроскопическія изслѣдованія показали, что нѣкоторые сорта каменнаго угля состоятъ изъ мелкихъ тѣлецъ, такъ называемыхъ "спорангіевъ", которые падали съ деревьевъ, скопляясь въ видѣ мощныхъ отложеній (см. фиг. 21). Такія отложенія спорангіевъ могли происходить только на сушѣ, подъ деревьями, на которыхъ эти спорангіи росли; врядъ ли они могли быть нанесены откуда нибудь издалека. Притомъ же мы находимъ среди нихъ и плодовыя шишки, производившія ихъ. Наконецъ, нѣкоторые -- такъ какъ не всѣ образовались одинаковымъ способомъ -- слои каменнаго угля повидимому просто древніе торфяники, образовавшіеся такъ-же, какъ и современные, на низменной болотистой почвѣ.
Вотъ нѣкоторыя изъ основаній, заставляющихъ отвергать старую теорію и принимать новую, справедливость которой читатель оцѣнитъ тѣмъ вѣрнѣе, чѣмъ ближе ознакомится съ дѣдомъ путемъ личныхъ наблюденій. Вотъ еще доказательство: "нижнія глины", какъ показываетъ анализъ, крайне бѣдны щелочами, очевидно по той простой причинѣ, что растенія извлекли ихъ для собственныхъ потребностей. Сожгите каменный уголь, и въ его золѣ вы найдете эти щелочи. Лучшіе сорта каменнаго угля не обнаруживаютъ слѣдовъ растеній и повидимому образовались вслѣдствіе скопленія растительнаго ила въ озерахъ. Нѣкоторые изъ каменноугольныхъ слоевъ образовались по всей вѣроятности въ морѣ, изъ морскихъ водорослей, къ которымъ примѣшались и стволы деревьевъ, занесенныхъ съ материка рѣками, таковы напр. залежи каменнаго угля въ Московскомъ бассейнѣ.
Теперь намъ остается отвѣтить на второй вопросъ: какія именно растенія и животныя существовали въ каменноугольную эпоху? а затѣмъ и на третій: при какихъ условіяхъ существовали и были погребены эти растенія?
Большое счастье для науки, что каменный уголь имѣетъ такое громадное промышленное значеніе: въ противномъ случаѣ наши свѣдѣнія о заключенныхъ въ немъ ископаемыхъ остаткахъ были бы очень скудны. Но ради промышленныхъ цѣлей каменноугольные пласты были изслѣдованы точнѣе, чѣмъ какіе бы то ни было другіе, и наши свѣдѣнія объ ископаемыхъ остаткахъ этой эпохи весьма обстоятельны.
Согласно съ нашимъ обычнымъ порядкомъ мы разсмотримъ сначала растенія, а потомъ животныхъ, слѣды существованія которыхъ сохранились съ той эпохи. При этомъ необходимо напомнить читателю, что нѣкоторыя деревья, волокна которыхъ содержатъ значительное количество смолы, успѣшнѣе другихъ сопротивлялись разрушительному дѣйствію воды, и потому имѣли больше шансовъ сохраниться въ ископаемомъ состояніи; именно эти деревья уцѣлѣли до нашего времени, тогда какъ многія изъ менѣе смолистыхъ растеній той эпохи по всей вѣроятности исчезли безъ остатка. Такимъ образомъ въ лицѣ каменноугольныхъ растеній мы встрѣчаемъ "пережившіе" виды, не въ смыслѣ "наиболѣе приспособленныхъ" въ борьбѣ за существованіе -- хотя послѣдняя, безъ сомнѣнія, происходила уже тогда,-- а въ смыслѣ наиболѣе способныхъ къ сопротивленію въ посмертной борьбѣ со стихіями, разрушавшими органическіе остатки. Въ этой книжкѣ, посвященной общему очерку геологическихъ періодовъ, были бы неумѣстны подробныя описанія, вродѣ тѣхъ, которыя можно найти въ учебникахъ. Мы ограничимся только краткимъ указаніемъ на самыя типическія и важныя изъ растительныхъ группъ каменноугольной эпохи. Насколько мы знаемъ въ настоящее время, они состояли изъ папоротниковъ, хвощей, напоминавшихъ огромные камыши, плауновъ, которые достигали гигантскихъ размѣровъ, и другихъ, родственныхъ этимъ, видовъ, каковы сигилляріи; наконецъ изъ хвойныхъ растеній, вродѣ нашихъ сосенъ и кедровъ. За исключеніемъ послѣднихъ, все это безцвѣтковыя растенія, такъ называемыя "тайнобрачныя" {Всѣ растенія раздѣляются на слѣдующія группы:
I. Тайнобрачныя,-- Водоросли, грибы, мхи, папоротники, хвощи и плауны.
II. Явнобрачныя.-- (а) Эндогенныя или однодольныя, напр. злаки, осоки, пальмы, лиліи. (Ь) Экзогенныя или дну дольныя, сюда принадлежатъ хвойныя и саговниковыя (голосѣменныя) и большинство деревьевъ, кустарниковъ и цвѣтковыхъ растеній (покрытосѣменныхъ).}. Но у хвойныхъ имѣлись цвѣтки самаго простого устройства, безъ ярко-окрашеннаго вѣнчика. Замѣтимъ также, что въ нѣкоторыхъ морскихъ отложеніяхъ весьма обыкновенны остатки морскихъ водорослей. Папоротники достигали повидимому роскошнаго развитія и многіе изъ нихъ походятъ на нынѣ живущіе. Но въ настоящее время извѣстно всего около 60 видовъ, тогда какъ въ каменноугольныхъ отложеніяхъ найдено уже болѣе 250. Образчики ихъ, сохраняемые въ нашихъ музеяхъ, съ остатками почернѣвшихъ ваій, сохранившихъ однако мельчайшія детали строенія, принадлежатъ безспорно къ самымъ любопытнымъ предметамъ, какіе только можно встрѣтить въ геологическихъ коллекціяхъ. Въ числѣ нихъ были и "древовидные папоротники", съ огромными стволами, подобные тѣмъ, которые встрѣчаются нынѣ въ Бразиліи. Но если оставить въ сторонѣ папоротники, то мы не находимъ сходства между тогдашними и нынѣшними растеніями, по крайней мѣрѣ въ отношеніи внѣшняго вида. Такъ напр., каламиты,-- захудалые потомки которыхъ, всѣмъ извѣстные "хвощи", растеньица съ узловатымъ ребристымъ стеблемъ, легко переламывающимся на сочлененіяхъ, достигаютъ нынѣ самое большее одного -- двухъ футовъ въ высоту,-- росли когда-то, въ ихъ цвѣтущія времена, несравненно выше, достигая трехъ и болѣе саженей, такъ что густыя заросли ихъ на низкой болотистой почвѣ вѣроятно имѣли очень эффектный видъ.
Огромныя деревья, извѣстныя подъ именемъ лепидодендроновъ, еще нагляднѣе иллюстрируютъ это явленіе: они достигали семи и болѣе саженъ высоты, тогда какъ ихъ современные потомки -- мелкіе "плауны", распространенные въ лѣсахъ (споры [сѣмена] этихъ растеній продаются въ аптекахъ подъ именемъ плауннаго сѣмени и извѣстны всякому въ видѣ желтаго порошка, употребляемаго въ качествѣ "дѣтской присыпки"): самые крупные виды, растущіе въ Новой Зеландіи, достигаютъ всего 2--3 футовъ высоты. На первый взглядъ такой упадокъ кажется просто невѣроятнымъ. Лѣса каменноугольной эпохи, въ которыхъ "мхи" (въ обыденномъ смыслѣ слова) равнялись по величинѣ дубамъ или ясенямъ, имѣли конечно сказочный видъ (см. фиг. 22). Эти древовидные плауны были одѣты мелкими узкими листочками, мѣста прикрѣпленія которыхъ замѣтны въ видѣ маленькихъ рубчиковъ на образчикахъ, сохранившихся до нашего времени. Плоды ихъ извѣстны подъ именемъ лепидостробусъ. При взглядѣ на нихъ невольно вспоминается разсказъ враля объ американскихъ грибахъ такихъ размѣровъ, что деревья ростутъ въ тѣни ихъ! Кромѣ гигантскихъ древовидныхъ плауновъ съ ихъ курьезными рубчиками, существовади въ ту эпоху другія деревья, извѣстныя подъ именемъ сигиллярій. Остатки ихъ легко узнать по прямымъ линіямъ, пробѣгающимъ по стволу, чередуясь съ рядами листовыхъ рубчиковъ.
Мѣсто, занимаемое сигилляріями въ растительномъ царствѣ, опредѣлено не вполнѣ точно, вслѣдствіе трудностей, связанныхъ съ опредѣленіемъ ископаемыхъ, такъ долго подвергавшихся процессамъ разрушенія и измѣненія,-- частью же потому, что ихъ внутренняя структура повидимому значительно отличается отъ современныхъ деревьевъ. Микроскопическое изслѣдованіе показало, что внутри ствола находился у нихъ центральный стержень. Когда стволъ упадалъ на землю, этотъ стержень выгнивалъ и въ образовавшуюся такимъ путемъ полость забирались черви, улитки и тому подобныя мелкія твари; такъ что иной разъ стволы представляютъ цѣлый зоологическій музей. Съ теченіемъ времени эти полости наполнялись пескомъ и иломъ, который, отвердѣвая, образовалъ внутренніе слѣпки сигиллярій.
Лѣса каменноугольной эпохи состояли главнымъ образомъ изъ лепидодендровъ и сигиллярій: первые несомнѣнно, а вторыя по всей вѣроятности принадлежали къ отдѣлу безцвѣтковыхъ или тайнобрачныхъ растеній. Но были въ ту эпоху и настоящія цвѣтковыя (явнобрачныя) растенія -- тоже деревья съ огромными стволами. Изслѣдованіе обнаружило среди растительныхъ остатковъ каменноугольной эпохи значительное число стволовъ хвойныхъ, которые можно опредѣлить по концентрическимъ годовымъ кольцамъ наростанія и такъ называемымъ "сердцевиннымъ лучамъ". Вмѣстѣ съ ними были найдены маленькія тѣльца: по мнѣнію нѣкоторыхъ -- плоды этихъ деревьевъ. Если такъ, то эти древнія вѣчнозеленыя деревья производили не "шишки", подобно современнымъ елямъ или соснамъ, а ягоды, подобно нынѣшнему можжевельнику.
Какъ видимъ, въ то время господствовали низшія формы растеній. Палеозойская эра справедливо была названа "вѣкомъ акрогенныхъ", т. е. растеній, увеличивающихся вслѣдствіе возрастанія верхушки стебля. Еслибы человѣкъ существовалъ на нашей планетѣ въ эпоху каменноугольныхъ лѣсовъ, ему не пришлось бы любоваться разнообразіемъ, которое представляютъ современные лѣса умѣреннаго климата, и, что гораздо важнѣе, у него былъ бы крайне бѣдный выборъ матеріала для построекъ и другихъ цѣлей. Де было бы дубовъ для постройки кораблей, ни ясеней, ни вязовъ, только краснолѣсье; потому что лепидодендроны и сигилляріи съ ихъ огромными рыхлыми сердцевинными стержнями врядъ ли годились для какой-нибудь цѣли -- кромѣ развѣ выдалбливанія примитивныхъ челновъ. Скудный выборъ для плотника или корабельнаго мастера. Въ самомъ дѣлѣ, сходство растеній каменноугольной эпохи во всѣхъ концахъ свѣта -- отъ экватора до полярнаго круга -- поразительный фактъ, впрочемъ гармонирующій съ низкой ступенью развитія растительнаго міра, такъ какъ разнообразіе характеризуетъ высшіе типы растеній и животныхъ. Такимъ образомъ и здѣсь мы встрѣчаемъ подтвержденіе великаго закона постепеннаго развитія, установленнаго авторомъ "Происхожденія видовъ".
Въ нижеслѣдующихъ главахъ, посвященныхъ мезо- и кайнозойской эрамъ, мы увидимъ постепенное появленіе высшихъ растительныхъ типовъ, теперь же передъ нами эра акрогенныхъ, сыгравшихъ весьма полезную роль въ свое время, и въ своемъ родѣ очень хорошихъ растеній, но далеко уступающихъ тѣмъ, которыя еще должны явиться.
Читатель безъ сомнѣнія не прочь ознакомиться съ животными каменноугольной эпохи, въ особенности тѣми, которыя водились въ тогдашнихъ лѣсахъ, и узнать, насколько міръ подвинулся впередъ въ этомъ отношеніи со времени Девона. Итакъ, бросимъ бѣглый взглядъ на животныхъ, остатки которыхъ сохранились на страницахъ "Автобіографіи земли", извѣстныхъ подъ именемъ формаціи Горнаго Известняка и Каменноугольной. Мы уже говорили о кораллахъ и енкринитахъ. Далѣе слѣдуетъ упомянуть о кольчатыхъ (червяхъ), изъ коихъ въ особенности замѣчателенъ "Spirorbis". Ихъ находятъ на ископаемыхъ древесныхъ стволахъ, какъ нынѣ на прибрежныхъ морскихъ водоросляхъ. Они имѣютъ видъ маленькихъ бѣлыхъ пятенъ, которыя при разсматриваніи въ увеличительное стекло оказываются спирально свернутыми трубками, напоминающими улитокъ, хотя и не принадлежатъ къ моллюскамъ. Эти маленькія созданія показываютъ, что соленая или по крайней мѣрѣ солоноватая вода заливала каменноугольные лѣса и что это затопленіе происходило очень медленно, такъ какъ они успѣли развестись и околѣть въ старыхъ пустыхъ стволахъ, прежде чѣмъ были занесены иломъ или пескомъ.
Здѣсь мы должны проститься со странными ракообразными существами, вродѣ эвриптеруса и его родственниковъ, изобиловавшими въ силурійскую и девонскую эпохи. Въ каменноугольномъ періодѣ они являются лишь въ незначительномъ числѣ; это ихъ послѣдній выходъ; тутъ они сходятъ со сцены. Безъ сомнѣнія ихъ менѣе крупные и не столь причудливо организованные современники вытѣснили ихъ: "чудовища" не долго уживаются на землѣ, такъ и эти странныя существа сыграли свою роль. Вѣроятно они не могли приспособиться къ новымъ условіямъ жизни, но ихъ мѣсто было занято другой группой ракообразныхъ, дожившихъ и до нашихъ дней въ лицѣ "xiphosura" или королевскихъ крабовъ, населяющихъ китайскія моря. Въ общественныхъ акваріяхъ Вестминстера, Брайтона или Хрустальнаго Дворца (въ Россіи, кажется, такихъ не устроено) можно видѣть этихъ созданій съ ихъ длинными хвостами и большими, широкими панцирями или "скорлупами". Но мы опасаемся, что самыя интересныя зрѣлища въ этомъ родѣ не будутъ оцѣнены по достоинству публикой, которую больше привлекаютъ акробатическія представленія и тому подобныя вещи.
Какъ бы то ни было, тотъ, кого заинтересуютъ эти страницы, найдетъ не мало поучительнаго и увлекательнаго въ наблюденіяхъ надъ живыми существами въ акваріяхъ, нетолько любуясь ихъ граціозными движеніями, разнообразіемъ и красотой ихъ формъ, но и убѣждаясь, какой свѣтъ они бросаютъ на ископаемые остатки. Лучшій комментарій къ мертвому прошлому -- живое настоящее, и истинное знаніе ископаемыхъ (составляющихъ нынѣ предметъ особой науки, палеонтологіи) пріобрѣтено, только благодаря изученію формъ современной жизни. Очень жаль, что и теперь еще не исчезло стремленіе проводить рѣзкую грань между мертвымъ и живымъ, прошлымъ и настоящимъ,-- стремленіе, отразившееся на устройствѣ нашихъ музеевъ. Ископаемыя слишкомъ часто предоставляли въ вѣдѣніе геологовъ, не достаточно знакомыхъ съ современными типами растеній и животныхъ. Размѣщеніе окаменѣлостей рядомъ съ новыми типами имѣетъ огромное значеніе не только для преуспѣянія и распространенія геологіи, но и для тѣхъ, кто изучаетъ анатомію и естественную исторію. "Дерево жизни" сильно изуродовано и пріобрѣтаетъ вдвое больше интереса, если разсматривать его вмѣстѣ съ отвалившимися и обмершими вѣтвями.
Другой порядокъ ракообразныхъ -- трилобиты -- сходитъ со сцены вмѣстѣ съ предыдущимъ. Въ каменноугольнихъ отложеніяхъ найдены только мелкія и выродившіяся формы этихъ животныхъ: очевидно это племя, когда-то великое и цвѣтущее, отжило свои красные дни. Зато мелкіе рачки, извѣстные подъ именемъ "водяныхъ блохъ", изобиловали и оставили на память о себѣ обширныя скопленія своихъ двустворчатыхъ скорлупокъ. Далѣе, какъ бы въ возмездіе за гибель трилобитовъ, мы встрѣчаемъ въ эту эпоху новый типъ ракообразныхъ, такъ называемыхъ "десятиногихъ" (decapoda), примѣрами которыхъ могутъ служить наши омары, креветы и рѣчные раки. Еслибы человѣкъ существовалъ въ ту эпоху, онъ могъ бы сварить себѣ раковый супъ и найти кое-какіе съѣдобные коренья: плохая замѣна ростбифа и хлѣба!. Всѣ они обладали длинными хвостами; короткохвостыя формы (крабы) являются гораздо позднѣе. Любопытно, что эти лѣса кишѣли нѣкоторыми изъ тварей, которыя такъ надоѣдаютъ намъ въ наши дни: тамъ водились скорпіоны (очень похожіе на современныхъ), пауки, тараканы, сверчки, жуки, кузнечики, тысяченожки, бѣлые муравьи и Богъ знаетъ какія еще болѣе пакостныя твари, о которыхъ мы ничего не знаемъ. Нѣкоторыя изъ нихъ были найдены д-ромъ Даусономъ вмѣстѣ съ костями земноводныхъ и сухопутными улитками въ осадкахъ, наполняющихъ стволы сигиллярій. Особенно интересны остатки насѣкомыхъ, изслѣдованные III. Броньяромъ и относящіеся къ группамъ сѣтчатокрылыхъ (стрекозы, поденки, мошки), прямокрылыхъ (кузнечики, сверчки, саранча), безкрылыхъ и полужесткокрылыхъ (клопы). Эти насѣкомыя -- Броньяръ нашелъ ихъ 223 вида -- отличались гигантскими размѣрами: нѣкоторыя достигаютъ 70 сантиметровъ (1 аршинъ) въ розмахѣ крыльевъ. Представьте себѣ кузнечиковъ величиной съ курицу, таракановъ въ полъ-аршина длины, клоповъ ростомъ съ воробья -- вы будете имѣть нѣкоторое понятіе о тогдашней фаунѣ. Но, отличаясь громадныхъ ростомъ, эти древнія насѣкомыя стоятъ гораздо ниже современныхъ и напоминаютъ личиночную стадію послѣднихъ,-- фактъ, вполнѣ гармонирующій съ теоріей развитія.
Не мѣшаетъ упомянуть также о бактеріяхъ, открытыхъ Рено при микроскопическомъ изслѣдованіи растительныхъ остатковъ каменноугольной эпохи. Рено нашелъ нѣсколько видовъ бациллъ и микрококковъ. Они развивались на трупахъ растеній и, разрушая ихъ, исполняли ту же роль, которую исполняютъ нынѣ: роль могильщиковъ, очищающихъ земную поверхность отъ растительныхъ и животныхъ остатковъ.
Переходя къ моллюскамъ, упомянемъ о нѣкоторыхъ двустворчатыхъ раковинахъ (вродѣ современной перловки), которыя, повидимому, свидѣтельствуютъ о существованіи слабосолоноватой воды, такъ какъ нынѣшніе представители ихъ не попадаются въ моряхъ. Открытіе сухопутной улитки (Pupa ventusta), древнѣйшей изъ извѣстныхъ формъ, важная находка, доказывающая, что наши современныя улитки могутъ похвалиться длинной и славной родословной. Безъ сомнѣнія, онѣ и въ ту эпоху были такъ-же прожорливы, какъ нынѣ, и губили массу молодыхъ ростковъ въ этихъ первобытныхъ лѣсахъ. Изящные "кораблики" (nautilus), о которыхъ столько было писано, найдены были въ каменноугольныхъ пластахъ; впервые они являются еще въ Силурійскихъ породахъ. Какъ ухитрилась эта высокоорганизованная группа моллюсковъ просуществовать втеченіе такихъ неизмѣримыхъ періодовъ времени,-- одна изъ многихъ неразрѣшимыхъ проблемъ, представляющихся натуралисту. О другихъ многочисленныхъ моллюскахъ горнаго известняка мы уже упоминали въ предыдущей главѣ.
Отъ моллюсковъ переходимъ къ позвоночнымъ животнымъ. Рыбы каменноугольной эпохи принадлежатъ исключительно къ отдѣламъ ганоидовъ и плакоидовъ, о которыхъ уже говорилось при описаніи Силурійской и Девонской эпохъ. Нѣкоторыя изъ этихъ рыбъ обладали сильными коническими зубами, какіе встрѣчаются обыкновенно только у настоящихъ пресмыкающихся. Весьма вѣроятно также, что у нѣкоторыхъ имѣлись не только жабры, но и легкія. Въ этомъ отношеніи онѣ представляютъ значительный прогрессъ сравнительно съ болѣе древними рыбами и замѣчательное сходство съ нѣкоторыми изъ современныхъ австралійскихъ рыбъ (ceratodus или "рогозубъ"). Рыбы съ коническими зубами -- странное явленіе! Очевидно онѣ отличались силой и хищническими наклонностями. Можетъ быть это явленіе указываетъ также на переходъ къ типу пресмыкающихся, который обнаруживается въ структурѣ и привычкахъ, предвѣщая появленіе настоящихъ пресмыкающихся, изобиловавшихъ, какъ мы увидимъ ниже, въ Мезозойскую эру. Съ точки зрѣнія современнаго ученія о развитіи -- это факты великой важности.
Дѣйствительно, мы уже находимъ въ каменноугольныхъ отложеніяхъ остатки земноводныхъ, еще сохранившихъ признаки родства съ рыбами; именно представителей исчезнувшаго порядка -- "лабиринтодонтовъ". Еще интереснѣе, потому что мы можемъ видѣть ихъ въ настоящее время, измѣненія или метаморфозы, претерпѣваемыя лягушками. На ранней стадіи развитія они являются въ сущности рыбами, обладаютъ жабрами etc., но жабры исчезаютъ и мало-по-малу головастикъ превращается въ настоящую лягушку. Похоже, будто лягушка предназначена для того, чтобы уяснить намъ, какимъ образомъ типъ рыбы развивался въ типъ земноводнаго {"Земноводныя" натуралистовъ образуютъ классъ промежуточный между рыбами и настоящими пресмыкающимися (греческое: Amphi -- оба, bios -- жизнь). Въ первую половицу своей жизни они дышатъ жабрами, во вторую -- легкими. Представьте себѣ рыбу, обладающую жабрами и легкими и членами для ползанія,-- это и будетъ земноводное; въ молодости они всегда обладаютъ жабрами, которыя сохраняются у нѣкоторыхъ втеченіе всей жизни. Изъ современныхъ земноводныхъ одни -- какъ тритоны -- нею жизнь сохраняютъ длинный хвостъ, другія же -- какъ лягушки и жабы -- теряютъ его съ теченіемъ времени. Земповодныя каменноугольной эпохи походили на первыхъ: обладали длинными хвостами. Скелеты многихъ изъ нихъ обнаруживаютъ рѣшительное сходство со скелетомъ саламандры. Внутреннее строеніе ихъ зубовъ отличается сложностью и напоминаетъ лабиринтъ, откуда ихъ названіе (греческое: labyrinthos -- лабиринтъ и odon -- зубъ).}.
ГЛАВА IX.
Великій перерывъ.
"Какъ день передъ Господомъ тысячи лѣтъ".
Псаломъ ХС.
Характеръ каменноугольныхъ отложеній, часто изогнутыхъ, изломанныхъ и размытыхъ, свидѣтельствуетъ о великихъ перемѣнахъ и пертурбаціяхъ, послѣдовавшихъ за отложеніемъ этихъ породъ, но предшествовавшихъ болѣе спокойному періоду новаго краснаго песчаника или тріаса (см. фиг. 23 стр. 91). Выражаясь языкомъ историка, мы достигли теперь періода упадка и разрушенія, за которымъ послѣдовалъ, какъ увидимъ въ слѣдующей главѣ, продолжительный періодъ покоя и водворенія "новаго порядка". Обращаясь отъ Палеозойской эры къ Мезозойской, мы можемъ сказать, что времена сильно измѣнились.
Изученію этихъ пертурбацій и общаго разрушенія древнихъ слоевъ стоитъ посвятить особую главу. Мы встрѣчаемся здѣсь съ однимъ изъ тѣхъ пробѣловъ въ геологической лѣтописи, о которыхъ уже было упомянуто, и хотя на первый взглядъ, пожалуй, покажется, что никакихъ слѣдовъ отъ этого долгаго періода не могло сохраниться, но врядъ ли это возможно въ дѣйствительности. И тогда, какъ въ другія эпохи, существовало море или моря, въ которыхъ отлагались горныя породы, такъ что со временемъ, быть можетъ, и найдутся слои, переходные между Палеозойской и Мезозойской эрой. До нѣкоторой степени такимъ промежуточнымъ характеромъ обладаютъ слои Пермской эпохи, но все-же мы должны отнести ихъ къ болѣе позднему періоду. Далѣе, при недостаткѣ стратиграфическихъ данныхъ, могутъ найтись другого рода свидѣтельства, которыя намъ удастся собрать даже здѣсь. Подобные загадочные періоды въ исторіи человѣчества или въ исторіи земли имѣютъ особенный интересъ и важность, представляя свободное поле для догадокъ и соображеній, и часто приводятъ къ добру, побуждая къ дальнѣйшимъ изслѣдованіямъ и выставляя на видъ значеніе мелкихъ, ничтожныхъ съ виду, памятниковъ, которые иначе остались бы незамѣченными.
Мы подходимъ теперь къ великому континентальному періоду, начало котораго относится къ Девону; онъ продолжается втеченіе каменноугольной эпохи (хотя рядомъ съ материками существовали сначала каменноугольный, потомъ Пермскій океаны). Но если бы не девонскія озера и болота каменноугольной эпохи, мы ничего бы не знали объ этихъ древнихъ материкахъ. Вообще суша не оставляетъ стратиграфическихъ памятниковъ; они отлагаются только въ моряхъ, какъ въ настоящее время записывается лѣтопись современной эпохи на днѣ Атлантическаго океана, тогда какъ ничего подобнаго этимъ осадкамъ не образуется на материкахъ. Если бы великій Американскій материкъ медленно погрузился въ море, какъ мало бы осталось слѣдовъ отъ всего, что совершается на его поверхности.
Два противуположные процесса совершаются на сушѣ и въ морѣ. На сушѣ мы видимъ разрушеніе (благодаря дождю и рѣкамъ), на днѣ морскомъ -- созиданіе, т. е. отложеніе горныхъ породъ. Иными словами, геологическая лѣтопись ведется подъ водою. Внутреннія моря и озера представляютъ исключеніе, которое впрочемъ только подтверждаетъ правило. Мы готовы пожелать, чтобъ было наоборотъ: человѣкъ, какъ животное, дышащее воздухомъ, больше интересуется жизнью и физической географіей материковъ, чѣмъ океановъ. Какъ бы то ни было, кой-какіе остатки сухопутныхъ растеній и животныхъ погребаются иногда въ морскихъ отложеніяхъ, такъ что и море можетъ сообщить намъ кое-что о наземномъ населеніи.
Прежде чѣмъ перейти къ изученію измѣненій, происходившихъ въ эту эпоху поднятія и разрушенія, остановимся на минуту и пояснимъ наше изложеніе примѣрами изъ исторіи человѣчества.
Какъ извѣстно, періоды упадка, беззаконія и испорченности почти всегда оставляютъ пробѣлы въ лѣтописяхъ націи: иной разъ вслѣдствіе гибели документовъ и памятниковъ, иной разъ потому, что никому не хочется записывать факты, оскорбительные для національнаго самолюбія; но все-же мы не должны отказываться отъ надежды пополнить эти пробѣлы: другія болѣе счастливыя націи могли сохранить въ своихъ архивахъ кое- какія свѣдѣнія о своей злополучной сосѣдкѣ; кромѣ того весьма цѣнные документы могли уцѣлѣть среди развалинъ, въ гробницахъ и т. п. Втеченіе нынѣшняго столѣтія многое узнано изъ исторіи Египта, Ассиріи и Вавилона путемъ раскопокъ въ древнихъ, погребенныхъ подъ землею, городахъ. По мнѣнію одного энтузіаста, ему удалось найти священную Трою; другіе откопали въ центральной Америкѣ остатки древней цивилизаціи. Этого рода находки поддерживаютъ въ насъ бодрость духа, хотя бы поле изслѣдованія казалось совершенно безплоднымъ, и подстрекаютъ наше рвеніе, которое не остается безъ награды.
Въ видѣ примѣра подобнаго перерыва, укажемъ на длинный и темный періодъ въ исторіи Египта между прекращеніемъ шестой и воцареніемъ двѣнадцатой династіи, т. е. между царствованіемъ Нитоктрисы и Аменемгата I. Беркли въ своей книжкѣ "Фараоны и ихъ народы" говоритъ объ этомъ періодѣ слѣдующее: "послѣдней правительницей шестой династіи была царица Нитоктриса. Съ ея смертью наступаетъ пробѣлъ въ исторіи Египта; ни строчки іероглифовъ, ни единаго памятника не сохранилось отъ этого періода тьмы и безмолвія. Отъ седьмой династіи не сохранилось даже именъ; отъ восьмой -- только имена". Почти то же можно сказать о періодѣ "тьмы и безмолвія", поднятія и разрушенія, послѣдовавшемъ за каменноугольной эпохой. Въ подобныхъ случаяхъ съ особенной ясностью выступаютъ польза и значеніе другихъ отраслей зрѣнія, хотя бы они казались совершенно посторонними данному предмету. Основные законы природы вездѣ одинаковы, и потому міръ переполненъ аналогіями и сходствами. Изученіе одной науки бросаетъ свѣтъ на другую; примѣръ -- оптика и музыка. То же и въ исторіи: исторія отдѣльныхъ личностей уясняетъ многое въ исторіи народа, и vice versa. Жизнь ребенка бросаетъ свѣтъ на жизнь взрослаго, и нерѣдко хорошую иллюстрацію къ политической суетѣ можно найти въ дѣтской (если не въ колыбели). То же можно сказать относительно исторіи земли и исторіи человѣчества, относительно той или другой группы растеній или животныхъ и человѣческаго племени или націи. Мы можемъ даже пойти дальше и провести параллель между физическими и спиритуальными или моральными законами, но это покажется пожалуй неумѣстнымъ.
Безъ сомнѣнія этотъ перерывъ тянулся очень долго, но геологическіе періоды не измѣряются мѣсяцами или годами. "Нельзя ли однако", спроситъ читатель, "получить хоть приблизительную идею о его продолжительности?" Можно; и мы сейчасъ пояснимъ, какъ именно. Геологу извѣстны только два процесса, дающіе извѣстную мѣру времени: образованіе горныхъ породъ и разрушеніе горныхъ породъ. Иногда указываютъ третій: измѣненія въ растительномъ и животномъ мірѣ; но эти измѣненія въ концѣ концовъ касаются скорѣе біолога, чѣмъ геолога. У біолога нѣтъ часовъ; онъ заимствуетъ мѣру времени у геолога. Иными словами, переходя отъ одной горной породы къ другой, мы замѣчаемъ существенныя измѣненія въ ископаемыхъ; періодъ времени, потребовавшійся для этихъ измѣненій, можетъ быть измѣренъ только толщиною слоевъ, въ которыхъ заключены окаменѣлости. Мы не знаемъ, сколько времени требуется для образованія новыхъ видовъ (въ естественномъ состояніи), и только процессы разрушенія и созиданія горныхъ породъ могутъ доставить намъ кое-какія указанія на этотъ счетъ.
Какъ греки измѣряли "лѣнивое теченіе времени" медленнымъ паденіемъ водяныхъ капель, такъ геологъ составляетъ себѣ смутное представленіе о продолжительности геологическихъ періодовъ по разрушительной и созидающей дѣятельности воды. Это "водяные часы" матери-земли. Иными словами, два измѣрителя времени, признаваемые геологомъ, суть 1) мощность размытыхъ горныхъ породъ, 2) мощность отложившихся горныхъ породъ.
Условія точности водяныхъ часовъ -- однообразіе дѣйствія: капли должны падать съ одинаковой быстротой. То же можно сказать о геологическихъ "водяныхъ часахъ". Предполагается, что оба процесса,-- разрушеніе и образованіе горныхъ породъ,-- совершались всегда съ одинаковой интенсивностью. Это приводитъ насъ къ "теоріи униформизма", основанной Гёттономъ и Ляйелломъ и уже изложенной выше (глаза II). Читатель припомнитъ, что размываніе происходитъ, главнымъ образомъ, благодаря дождямъ и потокамъ, и что размываніе въ одномъ мѣстѣ сопровождается образованіемъ новыхъ породъ въ другомъ, такъ какъ продукты разрушенія материковъ переносятся рѣками въ море и образуютъ новые пласты на его днѣ. Но количество воды въ рѣкахъ зависитъ отъ количества водяныхъ осадковъ; итакъ, водяные осадки -- дождь -- главный факторъ денудаціи. Стало быть, мы должны считать дождь водяными часами матери-земли. Но мнѣнію геологовъ, въ прошлыя эпохи выпадало то же количество дождей, какъ нынѣ; въ архейскую и палеозойскую эры, можетъ быть, и больше. Итакъ, мы можемъ заключать о продолжительности прежнихъ періодовъ по двумъ вышеозначеннымъ процессамъ и во всякомъ случаѣ можемъ сравнивать различные періоды и рѣшать, который былъ длиннѣе.
Познакомимся ближе съ нашими "водяными часами", чтобы узнать, если возможно, съ какой быстротой они дѣйствуютъ въ настоящее время. Если бы намъ удалось перевести на годы слои опредѣленной толщины, унесенные или отложенные геологическими агентами, это былъ бы важный успѣхъ. Дать математическую основу геологіи -- одна изъ великихъ задачъ нашего вѣка; насколько она разрѣшима, мы не знаемъ, но кое-что уже сдѣлано въ этомъ направленіи, и результаты получились достойные вниманія. Мы укажемъ вкратцѣ, что это за результаты и какъ они были получены. Начнемъ съ разрушенія горныхъ породъ: многіе ученые пытались вычислить, съ какой быстротой данный материкъ или часть материка разрушаются дождемъ и рѣками. Пояснимъ примѣромъ, какъ именно производятся подобныя вычисленія. Представьте себѣ озеро, покрывшееся слоемъ льда. Допустимъ, что втеченіе мѣсяца на немъ катаются тысячи конькобѣжцевъ и что втеченіе этого времени ни разу не было дождя или снѣга. Когда конькобѣжцы явились въ первый разъ, поверхность была гладка какъ зеркало, но стальные коньки вскорѣ покрываютъ ее полосами и колеями, причемъ отдѣляются ледяная пыль и мелкіе осколки, которые постепенно сметаются съ озера. Выражая это геологическимъ языкомъ, мы скажемъ, что гладкая поверхность льда подверглась "денудаціи" -- разрушенію. Допустимъ, что эта пыль и осколки тщательно складывались въ кучу. Груда, скопившаяся втеченіе мѣсяца, представляетъ данный объемъ продуктовъ разрушенія льда въ данное время на данной поверхности. Превративъ эту снѣжную груду въ ледъ съ помощью гидравлическаго пресса (подъ вліяніемъ давленія снѣговыя частицы "смерзаются" въ плотную ледяную массу), мы безъ труда измѣримъ ея объемъ, какъ льда. Зная этотъ объемъ и площадь озера, мы можемъ вычислить мощность или толщину ледяного слоя, разрушеннаго и унесеннаго постояннымъ катаньемъ на конькахъ. Именно:
Объемъ льда, скопляющагося втеченіе мѣсяца/Площадь озера = мощность разрушеннаго ледяного слоя.
Нѣчто подобное было сдѣлано для нѣкоторыхъ большихъ рѣкъ. Мы приведемъ въ примѣръ площадь, орошаемую Миссиссипи (или, какъ выражаются географы, бассейнъ Миссиссипи), такъ какъ она изслѣдована подробнѣе и тщательнѣе какой бы то ни было другой. Эта площадь занимаетъ нѣсколько тысячъ квадратныхъ миль. Ясно, что вся масса ила, переносимаго великой рѣкой въ Мексиканскій заливъ, смывается съ почвы и горныхъ породъ этой площади. Какое же количество ила выносится рѣкой ежегодно? Рѣшить этотъ вопросъ возможно только на основаніи многочисленныхъ измѣреній средней скорости теченія, ширины и глубины рѣки, количества ила, содержащагося въ кубическомъ футѣ воды. Опредѣливъ такимъ образомъ объемъ ила и другихъ продуктовъ разрушенія, не трудно вычислить, насколько должна была понизиться (въ среднемъ) вся площадь, орошаемая Миссиссипи, дабы произвести эту массу ила:
Объемъ ила, ежегодно выносимаго рѣкою./Площадь, орошаемая Миссиссипи.
Такимъ образомъ было вычислено, что поверхность всего бассейна понижается ежегодно на 1/6000 фута; иными словами, что втеченіе 6000 лѣтъ она понизится, подъ вліяніемъ атмосферныхъ агентовъ, въ среднемъ на 1 футъ. Подобныя же вычисленія производились и надъ другими рѣками. Полученные при этомъ результаты нѣсколько расходятся, но въ общемъ можно считать только что указанную степень разрушенія (1/6000 фута въ годъ) приблизительно вѣрной. Примѣняя этотъ масштабъ ко всему Американскому материку, средняя высота котораго надъ уровнемъ моря равна 748 футамъ (по вычисленіямъ Гумбольдта), мы приходимъ къ заключенію, что для полнаго разрушенія его (т. е. той части, которая возвышается надъ уровнемъ моря) потребуется около четырехъ съ половиной милліоновъ лѣтъ. Согласитесь, что это интересный результатъ, для котораго стоило похлопотать. Въ одной изъ предыдущихъ главъ мы объяснили, какимъ образомъ можно измѣрить толщину слоевъ, разрушенныхъ и унесенныхъ съ данной площади. Этотъ методъ "возстановленія" старой поверхности можетъ быть примѣненъ къ каменноугольной эпохѣ. Найдено было, что во многихъ мѣстностяхъ Англіи отложенія каменноугольной эпохи были разрушены и смыты на значительномъ протяженіи и на значительную глубину до наступленія Вторичной (мезозойской) эры. По вычисленіямъ профессора Рамзая, съ площади, занимаемой Мендинскими холмами, былъ унесенъ пластъ въ милю толщиной главнымъ образомъ втеченіе періода, о которомъ мы толкуемъ въ этой главѣ. Можно судить по этому о его продолжительности. Конечно, сюда нельзя примѣнить вышеуказанный масштабъ денудаціи, такъ какъ намъ неизвѣстны многіе элементы проблемы; степень размыванія въ бассейнѣ Миссиссипи (1 ф. въ 6000 лѣтъ) не приложима въ данномъ случаѣ, такъ какъ представляетъ среднее для огромной площади, вмѣщающей горы, долины и равнины, тогда какъ Мендипскіе холмы занимаютъ небольшую площадь. Если бы мы могли опредѣлить среднюю степень разрушенія современныхъ гористыхъ мѣстностей, то этотъ масштабъ можно бы было приложить и къ данному случаю.
Обращаясь теперь къ процессу образованія горныхъ породъ, какъ измѣрителю времени, мы должны заявить, что въ этомъ направленіи почти ничего не сдѣлано. Конечно, различныя горныя породы образуются съ различной быстротой, и можно вывести извѣстную среднюю величину. По вычисленіямъ одного геолога, слой каменнаго угля въ 3 фута толщиной могъ образоваться втеченіе 1000 лѣтъ. Никакихъ вычисленій не было сдѣлано для опредѣленія быстроты роста коралловыхъ рифовъ, глобигериноваго ила, песчаниковъ или глинъ.
При такихъ обстоятельствахъ мы можемъ только для развлеченія выбирать извѣстную среднюю величину и прилагать ее къ той или другой группѣ или даже ко всей совокупности слоистыхъ породъ. Подобныя вычисленія могутъ быть интересны, но врядъ ли имѣютъ серьезное значеніе. Какъ бы то ни было, мы можемъ упомянуть здѣсь, что профессоръ Гёксли довольно успѣшно отразилъ нападеніе, которому подверглись геологи со стороны знаменитаго физика, сэра Вильяма Томсона. Послѣдній, основываясь на своихъ вычисленіяхъ (надъ охлажденіемъ солнца), заявилъ, что геологи должны ограничить свои требованія относительно времени, необходимаго для образованія всей площади горныхъ породъ, періодомъ въ 100.000.000 лѣтъ. Гекели принялъ вызовъ и разсчиталъ, что если всѣ слоистыя породы (общая толщина которыхъ около 100.000 футовъ) образовались за этотъ періодъ времени, то ежегодно долженъ былъ отлагаться слой въ 1/83 дюйма; это составитъ одинъ дюймъ въ 83 года, или одинъ футъ въ 996 лѣтъ. А кто же рѣшится утверждать, что слоистыя породы отлагались съ меньшей быстротой, имѣя въ виду, что многія изъ нихъ образовались у береговъ, въ мелководьѣ?
Теперь посмотримъ, что случилось послѣ каменноугольнаго періода. Изучая каменноугольныя пласты, мы убѣждаемся, что они во многихъ мѣстахъ были приподняты, взбудоражены, изогнуты въ складки. Всѣ эти пертурбаціи произошли раньте образованія горныхъ породъ Пермской эпохи. Въ доказательство этого мы сошлемся на тотъ фактъ, что эти послѣднія породы несогласованы съ каменноугольными (см. діаграмму фиг. 23). Мѣстами напряженіе, которому подвергались каменноугольныя породы, было такъ сильно, что онѣ не выдерживали и разламывались, растрескивались въ различныхъ направленіяхъ.
Почти вся Англія была когда-то одѣта каменноугольными отложеніями, отъ которыхъ остались теперь только обрывки (см. фиг. 23). Судя по этому, перерывъ, о которомъ мы говоримъ, характеризуется усиленіемъ процессовъ денудаціи, сопровождавшимся сильными движеніями земной коры, поднявшими, изогнувшими и изломавшими каменноугольные пласты.
Какъ происходили эти движенія? Нѣтъ основанія думать, что они совершались внезапно, толчками. Въ одной изъ предыдущихъ главъ мы показали, что нѣтъ надобности прибѣгать къ внезапнымъ переворотамъ для объясненія подобныхъ явленій, и изложили современную теорію униформизма. Съ этой точки зрѣнія складки и сдвиги каменноугольныхъ пластовъ представляютъ результатъ такихъ же естественныхъ и спокойныхъ процессовъ, какъ происходящіе въ наши дни. Мы знаемъ, что въ недавнее (въ геологическомъ смыслѣ) время многія мѣста земной поверхности были приподняты, о чемъ свидѣтельствуютъ древнія прибрежья и террасы, нынѣ поднявшіяся высоко надъ уровнемъ моря; другія мѣста, столь же древнія, опустились, какъ показываютъ затопленные лѣса. Мы знаемъ, что землетрясенія часто вызываютъ осѣданіе земной коры и что въ вулканическихъ мѣстностяхъ обыкновенно происходятъ поднятія. Все это даетъ намъ нѣкоторое представленіе о поднятіи, происходившемъ по окончаніи каменноугольнаго періода.
По временамъ, конечно, событія могли происходить быстрѣе, какъ вы можете медленно сгибать палку, пока она не треснетъ и не переломится разомъ. Были произведены опыты, чтобы уяснить, насколько могутъ сгибаться горныя породы. Оказалось, что подъ вліяніемъ давленія вышележащей тяжести онѣ могутъ сгибаться весьма значительно, не переламываясь. Это важный результатъ, такъ какъ большинство горныхъ породъ несомнѣнно претерпѣвало сильное давленіе сверху. Такъ напримѣръ, горный известнякъ долженъ былъ выносить тяжесть вышележащихъ пластовъ "жернового песчаника" и каменноугольныхъ. Благодаря вышеупомянутымъ опытамъ, мы понимаемъ, почему онъ не изломанъ больше, чѣмъ мы находимъ это въ дѣйствительности. Они показываютъ также, что давленіе должно было дѣйствовать медленно.
Намъ извѣстно очень немногое о поднятіи горъ и горныхъ цѣпей, но все-же удалось доказать въ нѣкоторыхъ случаяхъ, что это поднятіе совершалось весьма постепенно. Такъ, новѣйшіе третичные слои вдоль южнаго склона Гималайскихъ горъ показываютъ, что тамошнія рѣки до сихъ поръ текутъ въ тѣхъ же руслахъ, которыя онѣ занимали передъ послѣднимъ гигантскимъ поднятіемъ этой цѣпи. Въ большинствѣ случаевъ можно доказать, что горная цѣпь образовалась не заразъ, не втеченіе одного какого-нибудь періода, а въ нѣсколько пріемовъ, причемъ періоды поднятія смѣнялись продолжительными періодами покоя. Замѣчательно, что большая часть современныхъ вулкановъ распредѣлена вдоль горныхъ цѣпей. Отсюда, повидимому, можно заключить, что вулканическія дѣйствія тѣсно связаны съ поднятіемъ горныхъ цѣпей. Обыкновенно говорятъ о вулканическихъ силахъ, какъ о причинѣ поднятія горныхъ цѣпей, но вулканическія дѣйствія скорѣй слѣдствіе поднятія, происходящаго въ силу сжатія земной коры. Лава, изливающаяся изъ вулкановъ, образуется массами раскаленныхъ горныхъ породъ, которыя остаются въ твердомъ состояніи, пока, вслѣдствіе поднятія вышележащихъ пластовъ, давленіе, испытываемое ими, не уменьшится; тогда онѣ разомъ приходятъ въ жидкое состояніе и вырываются наружу сквозь трещины и щели, которыхъ всегда много въ изогнутыхъ и изломанныхъ породахъ горныхъ цѣпей.