В первой половине XIX века английские геологи, особенно Мурчисон и Седжвик, разрабатывают геологическую хронологию, устанавливая постепенную смену одних крупных осадочных пород другими во времени. К 40-м годам в работе англичанина Джона Филипса мы имеем уже законченную в основных чертах геологическую хронологию всех осадочных напластований с подразделениями на эры, периоды и ярусы, близкую к принятой в настоящее время (см. таблицу).
В той же первой половине XIX века великий английский геолог Ляйель опубликовал свои «Основы геологии», отвергавшие учение о катастрофах и положившие начало актуализму — изучению геологических явлений прошлого, основанному на наблюдениях над современными явлениями. Создалась школа «актуалнстов», исходивших из представления о неразрывной цепи геологических процессов в истории Земли, медленно и постепенно изменяющих поверхность планеты. С очевидностью было доказано, что основой ошибки «катастрофистов» — Кювье и его последователей — было отсутствие представления об огромной длительности геологического времени.
Идеи Ляйеля о непрерывном ходе геологических процессов, естественно, должны были привести к представлениям о таком же непрерывном и медленном развитии жизни — эволюционному учению.
Основатель эволюционного учения Дарвин и принял за основу своих исследований указанные выше геологические идеи Ляйеля. В 1859 году появилось его «Происхождение видов», создавшее эпоху во всех биологических науках, обеспечившее быстрое развитие палеонтологии и выделение ее в самостоятельную научную дисциплину.
Помимо величайших заслуг Дарвина в развитии эволюционного учения, ему принадлежат еще очень важные идеи о неполноте геологической летописи. Дарвин показал, что в силу геологических процессов дошедшая до нас летопись Земли должна быть неполной и отрывочной и что в длительно поднимавшихся областях могут быть нацело смыты огромные толщи осадочных пород вместе со всеми погребенными в них органическими остатками. До того как отложились самые первые слои с ископаемыми остатками, жизнь существовала в таких формах, которые, не имея панциря, раковин или костей, не могли сохраниться. Этот период истории жизни был более длительным, чем вся совокупность периодов с ископаемыми остатками.
С момента появления работ Дарвина можно считать установившемся законченное представление о сущности геологической летописи. В дальнейшем развитии геологии и палеонтологии в конце XIX века и в текущем столетии с накоплением огромного количества фактов и наблюдений происходит постепенное разделение геологии на ряд отдельных дисциплин.
Одной из первых выделилась петрография — наука, изучающая изверженные породы, которая в настоящее время все более уклоняется в сторону физико-химии. Осадочные породы составляют поле деятельности литологии.
Чрезвычайно большое развитие, охватывающее наибольшее число работ, получила за последнее время тектоника — наука, изучающая движение масс в земной коре и структуру земной поверхности (геотектоника).
Непосредственно геологической летописью занимается историческая геология с точки зрения истории Земли и палеонтология — с точки зрения истории жизни. Однако сама палеонтология, восприняв дарвиновское учение, превратилась в биологическую дисциплину и тем самым отошла от поля деятельности исторической геологии.
В первой главе мы видели, что слои горных пород возникают в результате взаимодействия самых различных процессов, происходивших и происходящих на земной поверхности. Без геотектонических исследований мы не можем расшифровать те колебательные движения земной коры, которые обусловили поднятия и опускания, а следовательно, и накопление толщ осадочных пород или размывов более древних отложений. Без литологии мы не поймем особенностей образования осадочных пластов, отражающих геологические процессы и климат прошлого. Без палеонтологии для нас чуждым останется значение окаменелостей, вкрапленных в слоях-листах геологической летописи. Без исторической геологии мы утеряем величественную перспективу времени — едва ли не самое главное в упорно и терпеливо собираемых данных.
Процессы накопления осадков на поверхности Земли
Рассмотрим вкратце механизм основных геологических процессов на поверхности Земли и те силы, которые вызывают бесконечные изменения ее лика.
Мы уже говорили о колебательных движениях земной коры, о перемещениях огромных масс, поднимающих материки, сжимающих в складки толщи осадочных пород, выдвигающих горные хребты.
Исследователь, поднимающийся на Эверест — высочайшую гору мира высотой почти 9 км и видящий, что на ее вершине залегают желтые известняки с морскими животными, невольно поражается титаническим силам, поднявшим прежнее морское дно в заоблачные выси.
Инженер, разведывающий уголь в Кузнецком бассейне, испытывает то же ощущение при виде угольных пластов, погребенных под толщей осадочных пород — песчаников, глин и сланцев толщиной или, как говорят геологи, мощностью в несколько километров.
Любой человек, поднявшийся на горные перевалы среднеазиатских хребтов — в Южном Казахстане, Киргизии, на Памире, если вооружится хорошим биноклем, увидит громадные пласты горных пород, смятые в складки, подобные волнам, в десятки километров длины и несколько километров высоты. В других местах такие же огромные складки, опрокинутые набок, разорваны вторично, перемяты. Пласты пород, когда-то залегавшие горизонтально, ныне стоят отвесно или иногда перевернуты «вверх дном».
В горных районах Восточной Сибири человек поразится величиной совсем недавних вертикальных перемещений или сбросов, когда увидит речные галечники, залегающие на дне глубоких впадин и такие же галечники на вершинах горных хребтов, почти отвесными уступами возвышающихся над болотистым дном этих впадин.
Наблюдения над тектоническими перемещениями с их гигантским размахом всегда поражали человеческое воображение, порождая представление о наличии каких-то совершенно исключительных «сверхъестественных» сил, способных выполнить такую чудовищную работу.
Эти явления объяснялись и сжатием земного шара в связи с постепенным остыванием планеты. Предполагалось, что расплавленное ядро Земли уменьшается в размерах, а твердая земная кора, оседая, растрескивается на отдельные куски, поднимающиеся друг на друга и сжимающие верхний покров осадочных пород. Позднее, когда были изучены явления радиоактивного распада химических элементов, вычисления показали, что остывание земного шара в течение запечатленных в геологической летописи эпох слишком незначительно для того, чтобы вызвать всю сумму тектонических явлений.
Более того, появились теории, не менее убедительно доказывающие расширение, увеличение объема нашей планеты.
Несколько раньше были выдвинуты теории перемещения материковых масс как твердых глыб по вязкому слою в глубинных частях земной коры. Материки, скользя по этому слою, наталкиваются друг на друга, сжимают и выдавливают наверх толщи осадков, накопившихся в морях или краевых частях материков.
Для объяснения перемещения, скольжения материков высказывались разнообразные, подчас фантастические предположения, как, например, дрейф материков в западном направлении вследствие вращения Земли, приливные волны, вызываемые во внутренних частях Земли действием лунного тяготения, и т. д. Еще более смелые теории привлекали на помощь космические катастрофы, вроде отрыва Луны от Земли, прохождения поблизости от Земли больших комет, резкого усиления и ослабления излучения Солнца.
Мощь тектонических изменений подавляла человеческое воображение, заставляя обращаться к внешним силам космоса. Основная ошибка, свойственная каждому человеку при наблюдениях над геологическими явлениями, — это применение человеческих масштабов. Едва только мы отрешимся от такого подхода, как сущность каждого явления предстанет перед нами в совершенно ином виде. В самом деле, представим себе все эти сбросы, валы, складки и горы в масштабе Земли, сообразуясь не с размерами человека, а с размерами нашей планеты.
