[3]. Он первый отделил геологию от минералогии и указал на ее важное практическое значение в рудничном деле. Конечно, его научные взгляды были очень ограниченны и односторонни, ведь Вернер производил наблюдения только на своей родине — Саксонии.
Гораздо больший вклад в науку внесли ученики Вернера. Александр фон Гумбольдт много путешествовал, побывал в Южной Америке, в России. Леопольд фон Бух ездил на Канарские острова.
Эти ученые выявили новые различные виды горных пород, их изменения, или, как говорят геологи, метаморфизм[4], под влиянием различных физических процессов, а также изучали вулканические явления как свойства глубинных частей Земли.
Постепенно геологии стали придавать такое большое значение, что в Англии, где сильно развилась промышленность и возникла большая потребность в рудах, было основано специальное геологическое общество; Уильям Смит сделал замечательные геологические наблюдения.
Геология — одна из наук, построенных на обобщениях конкретных наблюдений в природе. Это впервые обосновал Чарльз Лайелль, выпустив в 1833 году свои «Основные начала геологии». Он доказал, что в теперешней деятельности природы можно найти объяснение минувшим явлениям, что познать их можно «без насилия, без вымыслов, без гипотез, без чудес».
Чарльз Дарвин в своем учении о происхождении и развитии видов подтвердил идеи Лайелля. Он считал совершенно правильным мнение о постепенности развития органического и неорганического миров. Вера в катастрофы и внезапное зарождение живых существ по велению неведомого творца вселенной была сильно подорвана.
— Для того чтобы понять прошедшее, надо изучать настоящее, идти от известного к неизвестному, говорил Мушкетов. — Мы хотим определить условия образования вулканических пород в древние эпохи, значит нужно изучать характер современных вулканических извержений. Чтобы выяснить распространение древних ледников, мы должны исследовать современные ледники. Этому учил Лайелль. Он вооружил геологию специальным методом исследования, названным онтологическим[5].
В наше время геология получила такое широкое практическое применение, что во многих странах организовали специальные геологические учреждений не только для научных целей, но и для удовлетворения потребностей разных отраслей промышленности. Вы знаете, что у нас в России Геологический комитет основан при Горном департаменте в 1882 году.
Иван Васильевич объяснил студентам, на что они должны обращать внимание и как вести наблюдения в природе.
— Это прежде всего — горные породы, те минеральные массы, которые в основном составляют земную кору и доступны нашему непосредственному наблюдению лишь в своей небольшой части. Горные породы иногда состоят из одного минерального вида, как, например, мрамор — агрегат известкового шпата. Такие породы мы называем простыми. А если они сформированы несколькими минералами, их именуют сложными. Таков гранит — он состоит из кварца, полевого шпата и слюды.
И простые и сложные горные породы бывают вулканическими, или изверженными, и осадочными. Вулканические произошли из расплавленных масс, поднявшихся из недр под влиянием внутреннего тепла Земли. Те вулканические породы, которые не достигают земной поверхности и медленно застывают на глубине под сильным давлением, называют интрузивными. У них равномерное зернисто-кристаллическое сложение. Они образуют подземные тела — массивы, штоки, лакколиты — и выступают на поверхности после размыва и разрушения их кровли. Противоположны им другие вулканические породы — эффузивные. Они изливаются на поверхность и затвердевают при атмосферном давлении или под водой.
Изверженные породы массивны, в них нет слоистости. В них не встретишь окаменелостей. Они сопровождаются туфами — рыхлыми продуктами извержения. Вы не устали, господа?
— Нет, нет!
— Что вы, Иван Васильевич!
— Продолжайте! Просим!
«Ведь совсем недавно они умирали от жары и усталости, куда все это делось? — думал Владимир. — А Иван Васильевич усмехается, точно он заранее знал, какое действие произведет его рассказ».
Обручев слушал историю происхождения осадочных пород. Они существенно отличаются от изверженных, так как образовались на дне океанов и морей или на поверхности Земли под действием ветра, воды, ледников. Они залегают в виде пластов или слоев, образуют мощные свиты, покрывают большие площади. Именно в осадочных породах находятся остатки животных и растений — окаменелости. И это позволяет установить относительную геохронологию[6], выяснить геологическую историю Земли.
— Существует промежуточный тип между вулканическими и осадочными породами. Образовавшиеся на глубине и постепенно изменившиеся под влиянием нагревания и давления изверженные и осадочные породы называются метаморфическими.
Профессор продолжает:
— И в древних и в современных отложениях слои первоначально были расположены одинаково — горизонтально. Значит, лежащий выше пласт отложился позже — он новее, моложе нижнего. Если горизонтальное положение слоев нарушено, то это влияние землетрясений — тектонических движений или иных процессов, происшедших внутри земного шара.
Окаменелые остатки растительных и животных организмов попали в тот или иной слой в то время, когда он формировался. Благодаря этому по древности организмов можно судить и о древности слоев.
Изучение окаменелостей показало, что организмы развивались постепенно, от самых низших к высшим, кончая человеком. Чем древнее слои, тем их окаменелости меньше похожи на организмы, живущие ныне, и тем больше в них остатков вымерших видов. Только в новых отложениях встречаются формы, близкие к современным.
На всей Земле слои одинаковой древности содержат сходные окаменелости и обнаруживают одну и ту же последовательность в смене фауны и флоры, погребенных в слоях. Все формы окаменелостей — виды, роды и семейства — существовали в определенные сроки. Они развивались, хирели, вымирал и и больше никогда не возобновлялись.
Изменения организмов протекали так, что геологическое время можно разделить на периоды. В каждом периоде одни типы организмов появлялись, другие развивались и преобладали, а третьи, те, что главенствовали прежде, вымирали. Каждому периоду геологического времени соответствует определенная группа слоев.
Таким образом, при изучении геологической истории геологу приходится иметь дело с двумя рядами определений: временным, или геохронологическим, и вещественным, или стратиграфическим. Стратиграфические подразделения — система, отдел, ярус; геохронологические — период, эпоха, век.
С течением времени происходило полное замещение прежних форм организмов новыми, это дает возможность объединить геологические системы в три большие группы, хронологически называемые эрами. Самая древняя из них — палеозойская — состоит из старейших систем: кембрийской, силурийской, девонской, каменноугольной и пермской. Средняя эра — мезозойская — объединяет триасовую, юрскую и меловую системы. В третью, новую, или кайнозойскую, эру входят третичная и четвертичная системы. В слоях четвертичной системы впервые встречаются остатки высшего творения природы — человека.
Кроме этих трех групп, мы знаем и еще более древнюю — архейскую[7]. В ней не встречается никаких органических остатков. Во время формирования архейских толщ существовали, правда, простейшие организмы, но при изменении архейских пород они исчезли.
— В общем получается, что выяснение геологической истории Земли не так уж трудно, — шепнул кто-то из студентов товарищу. Мушкетов услышал это замечание.
— Нет, это неверно. Руководящие признаки существуют. Но геологу нелегко их распознать. Вымершие организмы жили в очень разнообразных условиях. На них влияли климат и почва, континентальная и водная среда. Да и нет на Земле такого места, где бы находились полностью все системы в последовательном порядке. Всегда это лишь обрывки систем, перемежающиеся с другими. На юге России, например, третичные и меловые породы лежат прямо на архейских и силурийских, под Москвой меловые и юрские — на каменноугольных.
Индивидуальные свойства организмов, разная скорость их изменения в разных условиях среды принуждают исследователя дробить геологические ярусы на многие частые и местные свиты пород с особыми названиями. Эго создает недоразумения, а иногда даже не позволяет выяснить геологические особенности минувших эпох хотя бы в главном — распределении суши и воды с их растительностью, животным миром и климатом в разное геологическое время.
В истории человечества письменные документы играют громадную роль. Так же велико значение окаменелостей в геологической истории. Архейскую эру нужно считать доисторической, а все другие, соответственно истории человечества, должны представлять собой древнюю, среднюю и новую историю Земли...
А теперь я предлагаю пройти, сколько успеем по берегу. Здесь можно увидеть напластования осадочных пород.
«Это и есть счастье! — думал Обручев. — Собрать вокруг себя людей разных, несомкнутых, думающих каждый о своем и создать из них нечто единое, воодушевить, заставить догадываться, предполагать, доискиваться. Заставить их измениться внутренне и внешне. Ведь у них даже лица стали другими».
Владимир нагнулся и поднял камушек. На ровной серой поверхности гальки отчетливо выделялся какой-то темный рисунок. Окаменелость!
— Иван Васильевич, посмотрите, что я нашел.
— Позвольте-ка... Ну что ж, очевидно, отпечаток одного из сегментов трилобита. Так назывались вымершие членистоногие, жившие в морях. Мягкое тело трилобита было покрыто хитиновым панцирем. Этот твердый покров состоял из трех частей и был разделен поперечными бороздами на отдельные сегменты. Трилобиты были развиты в кембрии и силуре. А здесь, по Волхову и Ладоге, распространены силурийские породы.