/
Author: Левинсон-Лессинг Ф.Ю.
Tags: география геология полезные ископаемые подземные воды науки о земле
Year: 1923
Text
s\ ■
і.
Серия: Е>и6ли6ігѳка для самообразования.
■" Ф. ю! 7ІЕВИНС0Н-ЛЕССИНГ.
=■8
в
к '.
'-ЩШ**ъ
НАУЧНОЕ ХИМИ КО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ В. С. Н. Л.
П-ЕТРОГРАД.
• ■ ■ 1923-
— . -І...І— і . — ,,—_, _
:Г
• ■ Г-
J
ВЫШЛИ ИЗ ПЕЧАТИ.
Андреев, И. И. Азотистые соединении. 1922.
Банмакав, Ю. В. Раффшшровіпше меди. 1919.
Bang War. Микронстоды для исследования крови. Нореп. К, Л. Николаева,
под ред. проф. Л. II. Б их а. 1923.
Вызов, Б. В, Количественный анализ. 1922.
» Качественный анализ. 1923.
^ Резиновая промышленность. 1922.
Блох, М. Д. Развитие хим. промышленности. Ч. I. 1920.
» Творчество в науке іг технике. 1920.
> Жизнь и творчество Вант-Гоффа. 1923.
Вальден, П. И. Акад. Наука л жизнь, ч. I, 2-ос над. 1922: ч. II, 1919;
ч. Ш, 1921.
» Теория растворов. Пер. Н. II. Страхова под ред. >І. А. Блох. 1921.
Вальгис, В. К, Светшшшй газ. 1920.
Василевские, Л. Д. и Л. N, Пищевые суррогаты. 1923.
Вернадский, В. И., акад. Очерки и речи, ч. I и ч. И, 1922.
» Живое вещество и химии моря. 1!Ш.
Дерннг, Т. Обз. раб. поанал. хин. Нерсв. Е. Д. Воловойиод ред. м с дополн.
М. А. Блох. 1922.
Добрянскнй, Д. Ф. Пырогенет. разлож. нефти. 1922.
ДолиБО-Добровольсний, В. Н. Букажн. нромышленн. 1922.
Залъиинд, Ю. С. Хнмпл циилнч. соединений. 1922.
Зархмк. Болгарская палочка. 1920.
Записная книжна на 1923 г. в перепл. б без пер. 1923.
Изіестня Нй-та Хин .-Чист. Реактив. 1923.
Ипатьев, В. Н„ акад. Орган, химия, 2-ое изд. 1922.
> Производство аммиака. 1920.
■> Разложение пиронафта. 1920.
> Туруханский графит. 1921.
Нефть, 1922.
Иаатьев, В, Н., акад., п Фокин, Л. Ф. Хишіч. К-т Г. А. У. 1921.
Ипатьев, В. Н., акад., и Блох, М. А. Каталитич. явления в природе. 1922.
Иванов, В. Н. Сериал кислота. 1921.
Курбатов, В. Я. Введение в химию. 1919.
Климов, Б. Н. Сырейно-красильн. пром. 1921.
Лазарев, П. П., акад. Учен, о хвм. действ, света, ч. і, 1919; ч. II и III, 1920.
Лялин, Л. М. Хим. техкол. орган, ясіц. ч. I, в. I, 1920; ч. II, в. I п ч. II,
в. Л, 1922.
> Хлеб. 1919.
> Научн. основы консервиров. 1922.
Любимей ко, В. Н. Растительное сырье. 1921.
(ГоС?іар Gh 0 «.ноС ]
"^•иЗЛатіЛъСЛіВо -
ШгіпигРАФКіІ
ПетрсоОлиг .4 ЗЭ27.
Огікч. Э.0Э0 из.
ОТ АВТОРА.
Считаю приятным долгом выразить свою искреннюю
признательность Е. В. Ереминой за составление
указателя, Д. И. Щербакову за чтение корректур и некоторые
редакционные исправления, С. С. Неуструеву, П. Л. Низ-
ковскому, И. А. Преображенскому, Н. И. Прохорову,
В. М. Тимофееву — за предоставление мне некоторых
фотографий, -а Ю. М. Шокальскому—за карту морских
отложений.
ОТДЕЛ ПЕРВЫЙ.
ГЛАВА ПЕРВАЯ.
і
ВВЕДЕНИЕ.
Предмет геологии.
Термин «Геология» впервые был применен Делюком (De Luc)
а 1778 г. около І40 лет тому назад; приблизительно такого же
г-юзраста и систематическая наука о земле, хотя зачатки ее и
отдельные главы гораздо старше, а корни ее можно проследить н у древних
ученых. В конце 18 столетия были также введены в употребление и
другие термины, обнимающие приблизительно тот же круг знаний, что
и геология: «геогнозия» Вернера, «физическая география» Демарэ (в
Энциклопедическом Словаре). Геология изучает жизнь земной коры
и ее историю, обнимая как неорганическую земную кору, так и
населяющий ее органический мир. ЛяЕэлль так определял геологию
в первом издании знаменитых «Основ Геологии» в 1830 г,:
«Геология—лаука, которая изучает последовательные изменения,
происходившие как в неорганическом, так и в органическом царствах природы;
«на исследует причины этих изменений и влияние, которое они
оказали путем видоизменения поверхности к внешнего строения нашей
планеты». Считая основной задачей геологии историю земной коры
іі ее обитателей, мы вместе с тем включаем в ее задачи также изучение
современного облика, морфологии, современного состава и строения
земной коры и всю совокупность тех изменений,которые совершаются
в настоящее время на земной поверхности и в доступной нашему
наблюдению части земной коры. Короче сказать, предмет геологии
составляет статика, динамика и история земной коры, а также
эволюция органического мира.
Определяя геологию, как историю земли, или вернее земной коры,
мы должны помнить, что для начертания истории развития внешней
Гголсгня. 1
о
н внутренний конфигурации земной поверхности и эволюции
населяющего ее органического мира, необходимо не только знать тс
прежние стадии, через которые прошла сама земная поверхность и
живущим па ней органический мир; но необходимо прежде всего хорошо
знать современную конфигурацию земной поверхности, строение
н состав земной коры и те изменения, которые совершаются в
настоящее время на поверхности и внутри земной коры вследствие
различных геологических процессов. Поэтому можно сказать, что геология
во веем объеме этого понятия слагается из трех частей; современное
состояние земной коры—это ее статика; происходящие в настоящее время
геологические изменения—это динамика земной коры; постепенное
развитие лика земли—это нетория земной коры к ее населения. Таким
образом мы можем, след., определить геологию, как статику, диналшкѵ
и историю земной коры и ее населения. Статика земной коры обнимает
распределение суши и моря, морфологию земной поверхности,
порядок и характер напластований, строение и состав земной коры; это те
отделы геологии, которые называются морфологией земной
поверхности, стратиграфией, тектоникой, петрографией. Динамика
обнимает совокупность всех происходящих на земной поверхности
геологических процессов, как тех, которые совершаются под влиянием
внутренних сил и называются плутоническими, так и тех, которые имеют
своим источником солнечную теплоту и силу тяжести, проявляются
через посредство воды, атмосферы и отчасти организмов п носят
название процессов нептунических; этот отдел геологии называется Оина-
мической или физической геологией. Наконец, история земной коры
обнимает, такнапы».. историческую геологию «отчасти палеонтологию.
Методы геологии.
Геология пользуется для построения своего здания как
индуктивным, так и дедуктивным методами; в их рациональном сочетании.
и здесь, как "и в других науках, кроется залог развития и успехов.
Источниками, откуда геология почерпает свои сведения, как и і?
других отраслях естествознания, служат наблюдение, эксперимент и
умозрение, иначе сказать—идеи, научные гипотезы.
Говорить о значении для геологии наблюдения вообще было бы
излишним; оно понятно само собой. Но наблюдение носит в геологин
несколько иной характер, чем, например, в химии, ко многих отделах
биологии и т.-д. вследствие того географического элемента, который
по самому существу предмета присущ геологии, а следовательно,
и физической географии. Для геолога или физико-reoграфа недостаточно
наблюдать тот или иной отдельный факт или группу фактов. Для него
недостаточно углублять свое наблюдение в детальное изучение этих
фактов. Верное их понимание и объяснение требуют возможно
значительного расширения' сферы наблюдения, распространения их на
'возможно большую площадь. Другими словами, поступательное
движение геологии вперед требует путешествий, ознакомления с
неисследованными еще странами; и если мы восстановим в своей памяти
главные фазисы развития геологии, то будем в состоянии отметить
тот факт, что каждый раз, когда'появлялись ученые, которые, не
довольствуясь изучением непосредственно их окружавшего, пускались
за расширением своего кругозора в другие страны или даже в другие
части света, это означало прогресс, это обогащало сокровищницу
фактов и предвещало зарю новых плодотворных идей и гипотез'. Для
иллюстрации достаточно двух-трех примеров. Путешествия Палласа,
Соссюра и др. в конце ХѴ1І1 века положили начало точному
фактическому материалу, на который могла опираться геология, прежде
почерпавшая свои сведения во многих случаях только из
кабинетного умозрения. В первой половине XIX столетия обширные
путешествия Леопольда фон-Буха и Гумбольдта имели капитальное
значение для геологии того времени. Ляйэлль, по мере возможности,
старался свои геологические сведения проверять на месте, и именно
благодаря этому, в связи,, конечно, с его талантом, ему принадлежит
в геологии, по отношению к»принцииу актуализма, такое же место,
как Дарвину по отношению к эволюционизму в органическом мире,
хотя Ляйэлль и имел предшественников в лице Хё'ттона и ПлейфераФ>
в лице ф. Гоффа, который тот же принцип актуализма йллюстриро-
\вал многочисленными историческими данными, и некоторых других.
К значительным открытиям, к установке новых периодов в: истории
земли и к новым теориям горообразования и т. д. повели путешествия
Мурчисона по России, американских геологов п*о обширной
территории Америки; и путешествия не утратили своего важного значения'
до настоящего времени. Современная геология, поскольку она еще
черпает свой материал из наблюдений, расширяет свой кругозор путем
интенсификации наблюдения, 'т. е. углубления его в детали, как,
напр., в таких странах? как Германия, Франиця, Англия, в особенности
Швейцария и некоторые другие, или путем экстенсификации, т. е.
распространяя наблюдения на неисследованные еще области, как
в значительной мере в России, в Америке и, вообще, во внеевропейских
странах. И в той, к в другой форме наблюдение является в геологии
одним из главных источников познания.
Эксперимент введен в геологию еще в конце XVШ века Джемсом
Холлем (j. Hall) и Доломье; главное его развитие приходится на долю
второй половины XIX века, на современную науку, и еще большие на-
дежды возлагаются на него в будущем. Распространяться о значении-
эксперимента так же излишне, как и о значениинаблюдения1).
Достаточно указать, что львиной долей своих успехов современное
естествознание обязано экспериментальному методу исследования, возможности
проверять свои предположения путем опыта. К сожалению,, сфера
применения опыта в геологии еще довольно ограничена. Причиной
тому является, с одной стороны, то обстоятельство, что у геологии
в большинстве случаев нет своих'особых экспериментальных методов
исследования: ей приходится пользоваться методами других наук:
химии, физики, механики, а методы этих наук во многих случаях еще
че настолько разработаны, чтобы можно было их непосредственно
применять к сложным телам и сложным явлениям, с которыми
приходится иметь дело геологии и географии. С другой стороны, наши
лабораторные опыты по необходимости приходится ограничивать
небольшими промежутками времени и производить их в малом масштабе..
А нельзя не поизнаться, что в некоторых случаях из опытов в малом
масштабе делать выводы о явлениях природы, совершающихся в
крупном размере, непосредственно нельзя; не следует также забывать,
что фактор «время», в котором, по меткому выражению Бюффона,
у природы недостатка нет,—«]е temps, qui nous manque, ne manque
point a la nature», говорил он—не всегда может быть заменен
интенсификацией примененного в опыте фактора. Этими обстоятельствами
объясняется отрицательное отношение к опытному изучению
геологических явлений некоторых выдающихся ученых, к числу которых
следует отнести, напр., Шарля Сент-Клер Девиля, который смотрел на
опыт в геологии, как на игрушки, Эли-де- Бомопа, Фурне и некоторых
других. И если нельзя считать вместе с Мором, что достаточно одного
тигля, одного химического стакана, чтобы опровергнуть многие
учения ненавистных ему плутонистов, то нельзя отрицать, что уже и в
настоящее время геология имеет в опыте серьезное подспорье, которое
проверяет ее теоретические предположения, руководит в наёлят-'
дении и во многих случаях предостерегает от ложных.выводов, или
поспешных обобщений. Мы еще не создали искусственно вулкана,
но мы умеем в малом .масштабе воспроизводить аналогичные вулкану
явления. Нам уже доступно лабораторное приготовление горных
пород, не отличимых от тех лав, которые извергаются вулканамті.
Благодаря экспериментальному их изучению, нам уже более или менее
ясны многие процессы превращений минералов; число искусственно
') Путем наблюдения явление изучается в том виде и в тех условиях,
к которых оно встречается в природе; при опыте или эксперименте
исследователь произвольно видоизменяет или упрощает некоторые из условий
возникновения явления, в видах более точного изучения этих условий.
.воспроизведенных минералов определяется многими десятками,
пожалуй, даже сотнями. Многие особенности строения гор
воспроизведены в лабораториях. Эксперимент пролил свет на многие стороны
деятельности воды и атмосферы. И хотя главное еще впереди, в
надежде,—и того, что сделано, достаточно, чтобы без преувеличения
сказать, что эксперимент сделался для геолога необходимым
источником познания.
Остается третий источник—научные идеи, или, что то же, научные
гипотезы. Без гипотез немыслимо развитие науки; гипотезы и идеи
для естествознания так же важны, как и факты, при условии, конечно,
что они не противоречат фактам. Научное познание становится на
твердую почву и делает успехи там, где гармонично сочетаются факты
■с идеями. Когда пренебрегают фактами и отдаются всецело идеям,
наступает период отвлеченного умозрения, является опасность
возврата к метафизике, которая не может служить источником научного
познания, по крайней мере, в естествознании. Когда пренебрегают
идеями и гонятся исключительно за фактами, начинается
нагромождение разрозненных фактов, ие связанных объединяющими и
осмысливающими их идеями, гипотезами. И то, и другое одинаково
нежелательно, и нельзя не признать вместе с Уэвелем, что периоды
преобладания фактов, равно как и периоды господства идей, являются
эпохами застоя, и что эпохи поступательного движения науки совпадают
с гармоничным сочетанием идей с фактами. Но, с другой стороны,
ясно, что для рационального применения идей требуется известный
запас фактов; поэтому, если взять историю геологии в деталях, мы
заметим, что в каждой из ее отраслей есть моменты, когда по преимуществу
идет работа накопления фактов; по временам, наоборот, возникает
новые идеи или в обновленном виде снова всплывают старые; они
■осмысливают собранные факты и указывают пути для дальнейшего
собирания фактов и т. д.
-" Рациональное сочетание фактов с идеями равносильно
гармоничному сочетанию индукции сдедукцией. Исследование всегда начинается
с собирания фактов; но всякая попытка их объяснения, попытка
заключения по ним о вызвавшей их причине предполагает уже некоторую
готовую идею, т.е. киндукдии—заключения от фактов кпричине
примешивается дедукция заключения от гипотезы к фактам. Оба метода
не только необходимы, но и неразрывно связаны друг с другом и очень
рано наметились в геологии, много раньше обоснования геологии,
как самостоятельной науки. Эмпиризм и индукция в геологии ведут
свое начало еще от Леонардо-да-Винчи, Агриколы и Стенона;
родоначальниками геологической дедукции являются Декарт, Лейбниц
и Кант.
— ti —
Итак, повторяю, в геологии, как и гіо всякой пауке, нужно желать
рационального сочетания фактов с идеями и целесообразной
комбинации двух различных функции ума: аналитической и синтетическом.
Для верного уразумения факта необходим его подробный анализ,
т. е. разложение его на части. Но, когда накопилось достаточное число
таким образом проанализированных фактов, является потребность
в их синтезе, в отыскании того общего, объединяющего, что из
собрания разрозненных фактов создает картину общего явления, теорию.
Истинно научный синтез, основанный на глубоком анализе единичных
явлений, в геологии связан с именем Зюсеа, и синтетическая геология
является делом последнего двадцатипятилетия. Вместо описания
смены суши п моря, гор и низменностей в отдельных областях,
геология старается теперь дать картину и истолкование лика земли, как
выражается Зюсс, для обширных участков земли, для целых
материков, .чля всей земной поверхности; и идеалом будущего является
возможность реконструкции земного рельефа и распределения суши
и моря для всей земной поверхности и для всех последовательных
эпох.
Наблюдение, собирание фактов являются отправной точкой
всякого геологического исследования и фундаментом всего здания
геологии в его целом. Естественно поэтому поставить себе вопрос: где
наблюдать и как наблюдать. Поскольку речь идет о геологических
процессах, т. е. о совершающихся в настоящее время геологических
изменениях, то очевидно, что надо их наблюдать там, где они происходят.
Не везде происходят все категории геологических процессов; и одних
местах можно наблюдать деятельность проточной воды, -но мы не
увидим деятельности вулканов; чтобы видеть работу льда, надо изучать
одни места, а для изучения работы моря надо обратить свои взоры
в другую сторону. Одним словом, чтобы не ограничить своего
кругозора одной группой геологических процессов, а охватить всю' их
совокупность, чтобы иметь возможность сравнивать проявления того
или иного геологического фактора в разных условиях и в разных
местах, нужно расширить область наблюдений, по возможности
охватить наблюдениями большую часть земной поверхности. Отсюда
вытекает географический характер геологических наблюдений; отсюда
и" более правильный кругозор тех, кто не ограничивается изучением
только небольшой области, а путем путешествий расширяют сферу
своих наблюдений и свой кругозор. Соссюри Палласв конце XVII
[столетия, Хёгсон на рубеже ХІХ-го, Гумбольдт и Леопольд-фон-Бух в
начале ХІХ-го столетия являются пионерами в этой области; они
широко использовали путешествия и показали все их значение для
геолога.
Чтобы ответить на вопрос о том, где и что наблюдать при
изучении строения и состава земной коры, необходимо принять во внимание,
что все горные породы, из которых сложена земная кора, на
поверхности подвергаются разрушающему действию воды, атмосферы,
организмов, как мы говорим, выветриваются; эта рыхлая кора
выветривания, благодаря которой, заметим мимоходом, образуется растительная
почва и делается возможным появление растений, а за ними и.живот-
лых, а также рыхлые отложения, которые водой и атмосферой
выносятся из этой коры выветривания и разносятся по поверхности земли,
так паз., наносы—покрывают на значительных пространствах все
коренные горные породы и скрывают их от нас. Поэтому, если бы мы
ограничивали наблюдения только тем, что можно видеть на
поверхности, "го на равнинах мы видели бы почти исключительно продукты
выветривания и наносы и не имели бы верного представления
о составе и строении земной коры в этих местах." Надо искать таких
мест, где коренные породы обнажены, где их можно видеть под
скрывающими их наносами и корой'выветривания. Нужно искать, так
называемых, разрезов через слои земной коры, нужно искать, так
называемых, обнажений или выходов коренных пород на дневную поверхность.
Местами таких разрезов и обнажений являются крутые склоны
гор, крутые обрывы морских или речных берегов, овраги; там, где
производятся строительные или горные работы, такие разрезы
получаются искусственно или дополняются данными бурения и
шурфования.
Для возведения здания геологической науки недостаточно, однако,
самого тщательного изучения ее поверхности или той небольшой толщи
ее коры; которая перед нами раскрывается на разрезах или на
склонах гор. У нас является не только желание, но и необходимость
заглянуть в подземную лабораторию земной коры. И Мы проникаем,
внутрь земной коры'не только нашим умственным взором, дел^я
те или иные выводы о ней из наших наблюдений или из отвлеченных,
построений; вулканические явления, землетрясения, геотермика,
распределение напряжения силы тяжести, метаморфические явления
дают нам возможность реально заглянуть внутрь земли. Одним из
существенных выводов из такого знакомства с подземным миром
является вывод, что внутри земли имеется большой запас тепла.
Независимо от наших взглядов на происхождение этого тепла,
независимо от того, является ли оно постоянным исконным запасом или
возникает в результате'тех или иных процессов, с. этой внутренней
теплотой и с ее реакцией на холодную кору и ее поверхность
неразрывно связано представление о механизме многих важнейших
геологических процессов, каковы вулканизм, горообразование, землетря-
— S —
сения, вековые перемещения морей, горячие минеральные
источники.
Другое основное положение современной геологии, без кото-
рого невозможна правильная оценка геологических процессов в
прошлом, это необходимость считаться с медленностью, а следовательно,
и с большой продолжительностью геологических событий,
неизбежность допущения громадных периодов времени для геологического
развития современного облика земной поверхности и населяющего
ее органического мира.
Если бросить беглый взгляд на вес, что выше было сказано,
то можно сделать такое резюме. Задачей геологии является изучение
современной жизни и истории земной коры. Научному изучению
земной коры приходится считаться с некоторыми основными
понятиями, которые меняются по содержанию, но отброшены быть не
могут; это необходимые предпосылки, необходимые условия научного
познания жизни земной коры. Понятия эти следующие: земная кора,
внутренняя теплота земли, большие промежутки времени, причинность
и связанная с нею закономерность геологических явлений. Что
касается метода, то мы видели, что успешное развитие геологии
обусловлено рациональным сочетанием индукции с дедукцией, анализа
с синтезом. Наконец, мы констатировали, что источниками наших
сведений о земной коре являются наблюдение и эксперимент—с одной
стороны, идеи или научные гипотезы—с другой. Каждый из этих
источников—и наблюдение, и идеи—имеет свое значение, и они оба
одинаково важны. Но идеи без фактов остаются бесплодными
фантазиями, и поэтому первым источником геологического познания
являются факты, наблюдение на месте, на лоне природы, исследование
в лаборатории и в поле. И, если, вообще, в естествознании нет слишком
ничтожного, не стоющего наблюдения, факта, лишь бы он был верно
подмечен, то это в особенности применимо к геологии, которая постоянна
нуждается в новых фактах. На важное значение наблюдения на месте
и опыта выше указано уже несколько раз. Можно подкрепить это
голосом из XVII столетия, голосом датчанина Петра Северинуса,
ученика Парацельзаи профессора литературы и поэтики, метеорологии
и медицины:
«Продайте, сыны мои, свою землю, дома, одеяния и драгоценные
украшения, сожгите свои книги. Взамен того купите себе прочные
башмаки, отправляйтесь в горы, исследуйте долины, пустыни,
морские берега и самые сокровенные уголки земли; хорошенько запомните
различия между животными, заметьте отличительные признаки
разных растений и различных пород минералрв, особенности и способ
происхождения всего, что существует. Не еты.штесь заучить наизусть
— 9 —
астрономию простого народа и его представления о земле и
совершающихся на ней явлениях. Затем купите угля, постройте печи,
неутомимо наблюдайте и экспериментируйте. Этим путем, и только
им, дойдете вы до познания вещей и их свойств».
И заря научной геологии только тогда, и занялась, когда этот
завет ученого датчанина вошел в сознание всех, изучающих земную
кору, когда наблюдение сделалось для каждого геолога первым шагом
в его работе—и шагом безусловно необходимым. И для того, чтобы
делать полезные для геологии наблюдения, нет надобности быть
геологом по профессии. Геология ежегодно обогащается фактами
и находками, делаемыми путешественниками, любителями или
специалистами в других областях знания. Не мало неспециалиста»
можно насчитать и среди тех ученых, которым геология обязана
важными успехами, даже среди тех, которые-относятся н числу
основателей геологии. Так, например, Геттар, Паллас и Фукгель были
врачами, Жиро-Сулави и Митчель—духовными лицами, Мурчисон
был военным и страстным охотником, Алекс. Броньяр заведовал
Севрским фарфоровым заводом, Вильям Смят был инженером, а Де-
марэ чиновником. Да будет позволено пожелать, чтобы и многие из
читателей этой книги, внесли свою лепту в геологию, чтобы вы
полюбили геологию и научились верно ценить каждый факт, каждое мелкое
наблюдение. Но, вместе с тем необходимо запомнить, что, если
простое собрание фактов без объединяющей идеи малоценно, то еще'менее
ценны поспешные обобщения, не подкрепленные прочно
установленными и критически проверенными фактами. Поэтому наблюдать
гложет всякий, но исследовать, делать обобщения и находить
закономерности может лишь тот, кто умеет наблюдать и исследовать, кто
вполне владеет методами исследования и обладает достаточным
запасом фактического материала и критики. Чтобы исторгнуть у природы
некоторую часть ее тайны, надо уметь заставить ее говорить, ибо
«natura поп vincitur nisi parendo», т.ч., чтобы покорить природу,
надо ей повиноваться.
Геологические факты надо наблюдатьи истолковывать, как говорил
Дженерелли (Generelli), ученик Лацаро Моро, академик в Кремоне
в 1749r.:<.senza violenze,senzafinzioni.senza supposti, senza miracoli».
<т\ е. без насилия, без измышления, без непроверенных допущений,
без чудес).
По словам Плейфера, Хёттон руководился в своих
геологических построениях философским принципом: ecatisain naturalem et
assiduam quacrimus, поп гагат et fortuitam».
«Ment'e et nialleo» (умом и молотком)—гласит девиз, принятый
Международным Геологическим Конгрессом.
— 10 —
Этнлш изречениями, равно как и приведенной -на стр. 15 цитатой и:і
Плейфера, хорошо иллюстрируется стремление современной геологи»
к целесообразному использованию и правильному истолкованию
фактов.
Работа геолога, направленная к познанию геологического
строения зешюй коры и к начертанию ее истории, должна идти двояким
путем. С одной стороны, необходимы возможно детальные исследования
отдельных обнажений, отдельных небольших районов, т. е. необходим
возможно подробный анализ отдельных страниц летописи земли,
представляемых разрезами и обнажениями. Чем дальше проникает
этот анализ, тем больше начинают говорить нам о прошлом тс камни
и отложения, которые с первого взгляда кажутся столь безжизненными
и безмолвными. Однако, подобнотому, как самый тщательный анализ
отдельных исторических памятников неспособен развернуть перед
нами картину всего человечества пли хотя бы значительной его части
на пространстве многих веков, а для этого требуется сопоставление
и сравнение этих памятников с другими, относящимися к другим
народам и к другим эпохам, и самый детальный геологический анализ
не раскрывает перед нами картины истории земли во всей ее полноте
и во многих случаях не дает даже возможности правильно оценить,
с точки зрения тектоники, строения земной коры, даже отдельный
разрез или отдельный эпизод из истории земли. Для такой задачи
требуется сопоставление по возможности большего числа хорошо
проанализированных наблюдений в разных местах, необходима та
работа, которая составляет геологический! синтез. .И чем больше
эмпирический материал, чем большую часть земной поверхности
или чем большие периоды времени он охватывает, тем продуктивнее
работа такого синтеза. Из целесообразного, планомерного сочетания
геологического анализа и геологического синтеза и вырастает
постепенно здание научной геологии, основанной на тщательном изучении
фантов, на их сопоставлении и на освещении их научными
гипотезами. Вот почему геологическое исследование носит на себе
географический характер, вот почему всякое, хотя бы незначительное
геологическое открытие, описание нового обнажения, нового выхода
имеет иногда гораздо большее значение, чем может показаться с
первого взгляда. Наиболее глубокий, геологический синтез всего
эмпирического материала, который в то время имелся в распоряжении
геологии, был сделан и конце ХІХ-го столетия Зюссом в его капитальном
сочинении «Лик земли».
В целесообразном сочетании анализа с синтезом (т. с. приемов,
называемых в психологии различением и ассоциацией) в геологии,
как и во всякой другой науке, кроется залог успешного познания.
— п. —
Быть может, ни в одной отрасли сстествознаниятактесно не
переплетаются между собою факты и гипотезы, как в геологии..Да.оно
н понятно, если принять во внимание, что понимание геологических
процессов, а следовательно, и геологической истории требует
признания двух предпосылок, двух допущений, без которых невозможно
іги одно геологическое построение и .которые, следовательно, являются
как бы необходимыми категориями геологического мышления. Эти' две
предпосылки—во первых, допущение больших промежутков времени
для геологических процессов и во-вторых, предположение о высокой
температуре внутри земной .коры. Всякая попытка отбросить эти
предположения создает чрезвычайные трудности для понимания
геологических процессов и грозит вернуть нас к взглядам катастрофистов.
Правда, достоверность геологических фактов не страдает от
геологических гипотез, которые мы строим для их объяснения, как не
страдает от смены г-ипотез достоверность физических явлений. Но эта
достоверность значительно возросла бы, если бы наши гипотезы
подтвердились.
Соотношение фактов и гипотез в геологии можно иллюстрировать
следующими немногими примерами.
Геотермический градиент, т. е. наростание.температуры по мере
углубления от поверхности внутрь земной коры—это факт, который
подтверждается всеми наблюдениями, где бы мы их ни производили,
и ни одного исключения из этого факта мы не знаем. Но предположение
об гігненножидком ядре, которое делается для объяснения этого факта—
это гипотеза, принятие или отрицание которой нисколько не умаля«т
и не увеличивает достоверность факта .геотермического градиента.
Точно тайже складки, надвиги, вообще всякие тектонические формы,
являющиеся следствием имевших место дислокационных процессов^
это неоспоримые факты. Но теория сокращения ядра земного шара,1
стремящаяся их объяснить,—лишь гипотеза; отбросив ее и
обратившись за объяснением дислокационных процессов к понятию об изв-
стазии и об изостатической компенсации или к представлению о
перемещениях полюсов, как причине дислокационных смещений, мы лиціь
заменяем одну гипотезу другой, но факт существования складок
и шарриажей и тот вывод, что они являются следствием
дислокационных процессов, остаются незыблемыми и нисколько не страдают
от замены одной гипотезы другою. Или/ наконец, возьмем
извержение вулкана: будем ли мы придерживаться того толкования, ко-"
торое приписывает поднятие лавы водяным, парам, или мы склонимся
к гипотезе выжиманий лавы давлением опускающихся глыб земной
коры,—факт вулканического извержения при всех предположениях
остается незыблемым.
12 —
В результате вышеизложенного можно сказать, что геология
по своему содержанию может быть разбита на три части: 1) описание
явлений, 2) история, 3) объяснение явлений.
Развитие геологии.
' Здание геологической науки получило свой современный облик
в течение первой половины XIX столетия; но отдельные ее части
возводились раньше, а материал для постройки собирался уже давно,
но главным образом во вторую половину ХѴі II столетия. Разными
путями шла подготовительная работа по созданию геологической науки,
и из разных побуждений обращали ученые и практики свои взоры
в сторону геологических фактов и геологических проблем. Если мы
от ствола родословного древа геологической науки обратимся к его
корням, то увидим, что эти корни двоякого рода. Одни из этих корней
исходят из пытливости человеческого ума, стремящегося проникнуть
в тайку происхождения вселенной и в частности земли. На этой почве
вырастают те космогенические и геогенические гипотезы, которые
путем спекулятивной дедукции строят картину мирозданиям в
частности истории земли. Если последнимии наиболее значительными космо-
гонистамиявляются крупнейшие ученые ХѴІІІ-го столетия—Лейбниц
(Protogaea), Бюффон (Histoire Naturelle и Epoques de la nature),
Кант (книга которого, появившаяся анонимно в 1755 г., была забыта
и вновь открыта уже Гумбольдом), Лаплас, то в сочинениях'геогени-
ческого характера не было недостатка в первой трети, даже почти
до половины XIX столетия, а отдельные отголоски их появлялись
и позднее. Поскольку теология питалась этими корнями, она
привлекала к себе внимание блестящими общими построениями со. всеми
недостатками дедуктивного и в значительной мере априорного
освещения того, что требовало прежде всего твердой основы фактического
материала, от которого следовало итти к выводам уже путем индукции.
. Вот почему кропотливый медленный путь собирания фактов и
индукций должен был сыграть более крупную роль в подготовке
материала для науки геологии, чем геогенические дедукции; вот почему
те корни геологии, которые питались запросами практики и черпали
питательные соки из плодородной почвы фактов, сделались главной
артерией, по которой шли все новые и новые живительные соки
в ствол разроставшейся геологии. Хёттон, Вернер, Плейфер, Гофф.
Прево, Ляйэлль, который сделал геологию популярной в широких
слоях наукой, провозвестники этого направления. Но корни эти
ведут свое начало не отсюда, а из запросов горного дела и'инженерного
искусства. Рудокопу и горному инженеру надо иметь точные сведения
— 13 —
о залегании пластов земной коры, чтобы рационально вести работу,
чтобы добыть то полезное ископаемое, которое его интересует; поэтому
не общие теории ему нужны, а верные факты, и эти факты влились
в геологию мощною струею достоверных данных. Немало фактов
и попыток осветить их гипотезами дали к инженеры. При
гидротехнических, портовых, шоссейных, железнодорожных сооружениях
часто необходимо иметь верные данныя о составе и расположении
пластов земли в данной местности, а эти данныя можно получить,
конечно, только из наблюдения, а не из априорных построений, как
бы остроумны они ни были. Вот что говорит Вагнер *) о значении
геологин для инженерного дела.
«При постройке дорог на каждом шагу мы встречаем новые
примеры того, как близко сходятся обе науки—геология и инженерное
дело; только строитель, обладающий солидной технической и
геологической подготовкой, в состоянии ничего не упустить из виду
и, в борьбе с природой, не причинить вреда ни своему сооружению,
ни его случайным соеедя'м».
Горное дело и работа инженера-строителя и до сих пор
продолжают быть важным подспорьем в геологическом исследовании тем,
что раскрывают перед нами путем подземных работ, рудников,
тоннелей и при помощи разведочного бурения те слои земли, которые
скрыты от геолога при обычных его исследованиях естественных
разрезов и обнажений.
Вместе с тем вся геология и до сих пор находится еще под
влиянием геогении в виде гипотезы жидкого ядра, впервые формулировда-
ной Декартом и Лейбницем и развитой Кантом и Лапласом. Под
давлением фактов и новых горизонтов геология постепенно стремится
эмансипироваться,от этой гипотезы.
Многие перипетии, через которые прошла геология, разобраяы
в историческом очерке Ляйэлля в знаменитой его книге *). Кроме
влияния богословских кругов, требовавших согласования
геологических построений с Библией, что и сказалось в теориях потопов
и катаклизм, немало копий ломалось из-за признания окаменелостей,
играющих такую первостепенную роль в геологии, за остатки
вымерших организмов; это также подробно рассказано у Ляйэлля.
В деле признания окаменелостей еще в XVI столетии видную роль
сыграли Леон. да-Винчи и Бернар Палисси (1580 г.—спор в
Парижском университете). Значение окаменелостей для стратиграфии впервые
') Приложение геологии к инженерному делу. Перев. под редакцией
Мушкетова. СПБ. (887, стр. 197,
а) Ч. Ляйэдль. Основые начала геологии. Перев. Мина. 1868.
— 14 —
ііыло отмочено аббатом Сулавн (1777 г.); но только Вильям Смит
(1795 г.) установил это, как принцип, и дал этому принципу право
гражданства. Перше применение этого метода в деталях было сделано
Броньяром и Кювье для Парижского бассейна.
Главные течения в геологии.
За время существования научной геологии можно отметить
в ней следующие главные течения: теорию катастроф и теорию актуа-
лизма, в свою очередь обнимающую униформитаризм и эволюционную
теорию. Теория катастроф, наиболее гениальными представителями
которой являются Бгоффон іі Кювье, коренится в смутных
геологических представлениях средних веков и некоторых из последующих
столетий до половины XVIII столетия, и прототипом катастроф
является библейское предание о всемирном потопе. По этой теория
история земли слагается из нескольких эпох, разделенных
катастрофами, или'катаклизмами, или революциями, как выражались Бюффон
н Кювье, которыми совершенно преобразовывалась земная
поверхность и уничтожалось все живущее, и после которых возникала новая
жизнь, благодаря каждый раз новому акту творения. Каковы бы іш
были эти катастрофы, одно несомненно, что, по Представлению ката-
строфистов, ими совершенно нарушалось нормальное течение жизни
земли и что они вызывались силами, и по характеру, и по шіт&сив-.
но ста существенно отличными-от ныне действующих геологических
процессов.
В конце XVIII века возникло в Англи в лице Хёттона ') (Hutton)
новое направление в геологии, известное под названием актуалнзма
и униформитаризма и получившее дальнейшее развитие и
популяризацию в руках Ляйэлля во второй четверти XIX столетия.
Униформитаризм являлся спутником и как-будто логическим развитием—
говорю, как-будто, потому, что на самом деле это не так—принципа-"
актуализма, который связан с теми же именами Хёттона и Ляйэлля.
Принцип актуализма есть не что иное, как выражение того, что ключ
к объяснению прошлого в изучении настоящего, что для изучения,
так называемых, переворотов в истории земли нет надобности
прибегать к гипотетическим, особенным и к тому же сверхъестественным
силам, так как достаточно для этого и современных факторов, лишь
бы предоставить им достаточно продолжительный промежуток
времени; суммирование мелких Действий в течение значительного
промежутка времени может произвести очень значительный эффект.
■) Части пишут Гюттон.
— Jo —
Интересно, что иа необходимость изучения-.геологических нроцесі
сов для объяснения минувших геологических переворотов указал
еще в 1763 г. Ломоносов (в сочинении «О слоях земных»).
Вот как определяет этот принцип актуализма Плейфер (Playfair),
современник л поклонник Хёттона, талантливый истолковател'ь
и популяризатор его взглядов (в Illustrations to tlic Huttonipn Theory
§ 394): «Посреди всех; переворотов земного шара экономия остается
без изменения, и ее законы только одни противостоят общему
движению. Реки и скалы, моря и континенты изменились во всех своих
частях; ко законы, управляющие этими изменениями, и правила,
которым они подчинены, остаются постоянно одни и те же». До сих
пор все верно, и возвещенный Хётто'иом принцип актуализма следует
признать за существенный шаг вперед, скажу даже более—за начало
современного учения геологии. Но Хёттон сделал еще один шаг.
В то время еще господствовало стремление к умозрительным
построениям, к созданию космогонических и геогеническйх теорий, не
опиравшихся на исследования, на опыт. Будучи сам горячим
приверженцем наблюдения и исследования, Хёттон, в своем стремлении
пресечь эти отвлеченные построения, решил совершенно оставить
и стороне вопрос о начале истории земли, заняться изучением
современных и прежних явлений, руководствуясь таким принципом: нет
ни начала, ни конца, а есть только смена явлений. Таким образом,
на почве принципа актуализма, который может считаться одним
из наиболее важных успехов в геологии, вырос униформитаразм,
или единообразие, т. е. учение, по которому все геологические явления
совершались всегда не только по тем же законам, но, так сказать,
и тем же темпом, как и теперь. Такого же принципа придерживалось
и возникшее в J807 году Лондонское Геологическое Общество; им
же руководился и Ляйэлль, который не только не допускал
существования в прежние эпохи сил, отличных"от ныне действующих, но даже -
отрицал возможность большей интенсивности той или иной из них
а какой-нибудь минувший период истории земли. В результате этого
воззрения получилась такая картина: постоянные многочисленные
смены физико-географических условий на земной поверхности иод
влиянием очень медленно действующих факторов, без начала и конца
и без определенного'направления, без определенной цели. Понятно,
что для такого хода событий требуется громадный период времени,
измеряемый сотнями миллионов лет или даже граничащий с вечностью.
Крайние униформитаристы и делали это допущение, забывая, что,
согласно господствующей канто-лапласовской теории происхождения
солнечной системы из туманности, земля, как небесное тело,
покрытое твердой корой и настолько охладившееся с поверхности, что
—16 —
стало возможным появление на нем организмов, имеет начало,
вероятно, и конец; они забывали, что время, предоставленное в
распоряжение геолога, не бесконечно.
За разъяснение вопроса о том, какова может быть
продолжительность этого времени, принялся знаменитый физик Томсон (лорд
Кельвин). Томсон приходит к заключению, что стех пор, как на земле стала
возможной органическая жизнь, прошло не менее 20 и не более
400 миллионов лет. Впоследствии он указал, как наиболее вероятную
величину, 100 миллионов лет. Спрашивается, достаточно ли этого
промежутка времени для эволюции всего растительного и животного
царства согласно представлениям дарвинизма. Мы не имеем данных для
научного суждения об этом; но здравый смысл подсказывает, что
такого периода достаточнб; устами Гексли об этом заявляет и
дарвинизм. Замечу мимоходом, что абсолютное определение возраста
земли или древности тех или иных отложений, хотя л заманчиво-
интересное, имеет второстепенное значение для геолога, так как для
геолога важен прежде всего относительный возраст разных
отложений.
Третье направление в геологии—эволюционное учение—исходит
из теории Канта и Лапласа, по которой вся солнечная система
первоначально представляла туманность, из которой постепенно
дифференцировались солнце и планеты. Земля по этой теории сначала
находилась в газообразном состоянии, затем в жидком и, наконец, покрылась
твердой корой. С этого .момента начинается геологическая история
земли, которая представляет не что иное, как постепенный переход
к какому-то новому состоянию, может быть, к тому, в котором
находится луна, или к какому-нибудь иному. Для объяснения смены эпох
остается в силе принцип актуализма; но вся геологическая история
земли представляет эволюцию от некоторого определенного начального
состояния к какому то конечному состоянию, именно эволюцию,
а не смену явлений, так сказать, без определенного направленияг
чтобы не сказать'цели *). Представление об эволюции выливается
в особенно наглядную форму, если причину геологических явлений,
обусловливающих смену эпох, свести к одному общему началу. Для
•большинства геологов таким началом является постепенное охлаждение
и сокращение земли, й наиболее наглядным выражением
эволюционизма в геологической истории земли является контракционная теория
') Если рассматривать солнечную систему, как замкнутую систему, то по
второму закону термодинамики, так называемому, закону энтропии, в этой
системе должна происходить смена одішх состояний другими без повторешіі'-
через новые и новые состояния, а не безразличная ■ смена состояний, хотя Ѳы
и с повторениями прежних, как допускает униформнтарнзм.
— 17 —
плутонических процессов, объясняющая образование гор, морей и
материков, как результат постепенного охлаждения и сокращения земли.
В настоящее время геология стремится путем рационального
сочетания наблюдения, эксперимента и умозрения, путем
использования богатого фактического материала и научной фантазии
подготовить почву для общего геологического синтеза всех геологических
явлений и всей геологической истории земли; первую попытку такого
синтеза, как уже упомянуто, и дал Зюсс в своем «Лике Земли».
Источники наших сведений о прошлом земли.
Уяснив себе в общих чертах предмет и задачи геологии и те методы,
которыми пользуется геология, мы естественно должны искать ответа
и на вопрос о том, откуда черпает геология сведения о минувших
геологических событиях, где источники наших сведений о прошлом
земли. Эти источники троякого рода: I) строение материков и морей
и геологический возраст разных их частей; 2) материальные остатки
геологической старины, т. е. геологические памятники,и 3)
современные геологические процессы. Рассмотрению геологических
памятников и геологических процессов посвящены некоторые из следующих
глав; общее же значение первого из указанных источников наших
"сведений о прошлом земли может быть вкратце иллюстрировано
следующими беглыми замечаниями.
Достаточно беглого взгляда на геологическую карту России,
чтобы убедиться в том, что" Европейская Россия состоит из
разнородных по строению и по геологическому возрасту частей, которые
свидетельствуют о постепенном формировании этой части земной
поверхности и говорят о последовательном ряде геологических событий,
разыгравшихся на пространстве Европейской России в течение
ее геологической истории. Северозападиая часть, а именно, Финлянди я
и некоторые части Олонецкого края, состоят из тех древнейших,
называемых первозданными, пород, которые образовались до
древнейшего периода, оставившего, нам хорошо определимые остатки
вымерших организмов, т. е. до кембрийского периода. Эта древнейшие
отложения покрыты лишь новейшими ледниковыми отложениями, но нигде
не носят на себе следов каких бы то ни было древних морских отло-,
жеийй.Следовательно, отсюда следует заключить, что эта
древнейшая часть Европейской России с самой колыбели геологической
истории жизни Европы оставалась сушей,и никогда не погружалась
под уровень моря. В этом отношении тождественна с Финляндией
и значительная часть Скандинавии. Таким же первоначальным мате-
рнкввым остовом является для Северной Америки восточная часть Ка-
Геология. g
— 18 —
нады, для Южной Америки часть Бразилии. Петроградская губерния
и Эстляндия покрыты кембрийскими и силурийскими морскими
отложениями, на которых опятьтаки залегают лишь ледниковые отложения;
т. с. эта часть России окончательно сделалась сушею с середины
силурийского периода. Еще более молодой частью, которая
освободилась из под морского покрова лишь после девонского периода, является
югозападиая часть, примыкающая к силурийской полосе.
Подмосковный край еще позднее затоплялся морем ч притом повторно, в
каменноугольный, юрский и меловой периоды с более или менее
продолжительными континентальными перерывами. Подвигаясь дальше на юг
и юго-восток, мы попадаем в- области, которые покрыты горскими
или меловыми морскими отложениями, следовательно, являются
сравнительно молодыми составными частями русского материка.
Еще моложе те дальше на юг.и юго-восток тянущиеся пространства,
которые сделались сушею лишь после третичного периода; наконец,
вдоль Черного моря можно найти и такие полосы, которые недавно
еще входили даже в состав пооетретпчного Черного моря. Какоіі
из этих фактов вытекает вывод? Очевидно, тот, что Европейская
Россия в том виде, в каком мы ее видим в настоящее время,
сформировывалась не сразу, а постепенно, что разные ее части имеют различный
геологический возраст, что некоторые части попеременно неоднократно
были морем и сушей. Другими словами, перед нами вырастает картина
постепенного формирования восточной части европейского материка
и картина сложной смены процессов, через которые прошла
Европейская Россия. Такую же картину дает нам анализ и геологического
строения всей Европы или другого материка. Аналогичные выводы
приходится строить и относительно океанов. И океаны
сформировались не сразу; некоторые их части заведомо были сушею в тот или иной
из минувших периодов. Существование, палеозойской суши на месте
северной части Атлантического Океана, континентальное соединение-
Африки, Австралии и Ост-Индии в течение верхнего палеозоя
(материк Гондвана), соединение Африки с Ост-Индией в течение третичного
периода, континентальное сообщение Америки с Азией через Берингов
пролив или неоднократное чередование континентального сообщения
между обоими Америками или морского их разобщения, как об
этот свидетельствует развитие фауны и миграции позвоночных
третичного периода—все это такого рода указания, которые являются
важными источниками познания геологического прошлого.
При попытках реставрации очертаний древних морей
первенствующее значение имеет внимательная оценка литологических
и фаукистических особенностей различных морских фаций, как это
видно будет из главы о морях.
— 19 —
О геологвческих картах.
Конечной целью геологического исследования страны, т, наз.,
геологической съемки, является геологическая карта, так как всякое
графическое изображение проще и нагляднее выражает результаты
Фиг. 1(a). Маршрутная геологическая карта.
Фиг. 1(G). Законченная геологическая карта.
исследований, чем длинные описания. Масштаб карты определяется
как целью, которой задаются, так и степенью изученности местности
и наличностью необходимых топографических карт. Когда впервые
знакомятся с геологическим строением какой-нибудь страны или
местности, производят рекогносцировочную съемку: пересекают
страну по нескольким направлениям и изучают все попадающиеся
на пути обнажения и разрезы. При подробной систематической
*
— 20 —
съемке изучают, по возможности, все разрезы, какие только-
доступны; чем большего масштаба карта, которую желают дать,
тем детальнее должно быть исследование. Для практических целей
необходимо самое детальное исследование отдельных районов.'
На рабочую или маршрутную геологическую карту (фиг. I)
наносят все .действительно наблюденные выходы тех или иных пород,
отложений той или иной эпохи. Поэтому маршрутная карта является
правдивым отражением того, что действительно удалось наблюдать.
Когда мы на основе такой рабочей или маршрутной карты создаем
затем сплошную геологическую карту (фиг. 2), то допускаем в более
или менее значительной степени то, что в математике называется
экстраполяцией и интерполяцией, т. е. мы закрашиваем в цвет
отложений той или иной формации не только тс места, где мы их
наблюдали, но и те, в которых они должны находиться предположительно
или находились до уничтожения их размыванием.
Так, например, спине пятна на' геологической карте Европейской
России показывают распространение морских отложений юрского
периода. Само собою разумеется, что это не остатки целого ряда
отдельных морских бассейнов, а остатки одного общего юрского
моря, которое покрывало не только те части, на которых уцелели
морские отложения, показанные синей краской, но и промежутки
между ними, где, конечно, тоже залегали такие же отложения,
уничтоженные впоследствии процессами денудации. Поэтому контуры -
этого древнего юрского моря совпадают по крайней мере с наружными
контурами крайних синих пятен,—-по крайней мере потому, что мы
береговых отложений этого древнего моря не имеем.
Само собою разумеется, что такая карта в значительной степени
является схематической и степень ее схематичности, а также и
достоверности, зависит от густоты действительно наблюденных выходов,
от правильности истолкования и синтезирования отдельных разрезов,
наконец, от рельефа местности.
'Значительная часть земной поверхности на суше покрыта
наносами и продуктами выветривания, которые скрывают часто под собой те
коренные породы, из которых они произошли. Поэтому целесообразно
эти наносы изображать особыми дополнительными знаками или
наносить их на отдельную карту, а на основной геологической карте
'"давать распространение только коренных пород'; Там, где в
разрезах обнажается в вертикальном направлении несколько налегающих
друг на друга пластов, мы обыкновенно наносим на карту лишь самые
верхние,иногда указывая дополнительными знаками* на подстилающие
нхпороды. Поэтому геологическая карта дает картину распространения
по поверхности верхних пород, принимающих участие в геологнче-
— 21 —
ском строении данной местности; она является проекцией пластов
на горизонтальную поверхность земли. Отсюда ясно, что
геологическая карта не дает нам полного представления о геологическом
строении, так как мы во многих случаях не знаем, что подстилает
данные отложения, выходящие на поверхность, и не знаем истинного
тектонического взаимоотношения пластов различного возраста. Этот
недостаток восполняется геологическими профилями, т. е. такими
2(a)._ Геологическая карта.
2£в). Геологический профиль.
.вертикальными разрезами до некоторым определенным направлениям,
которые обнаруживают взаимоотношения разных отложений не в
горизонтальном направлении, а в вертикальном. Геологический профиль
является проекцией на вертикальную плоскость слоев земли.,
действительно наблюдаемых на естественных или искусственных разрезах
или теоретически нами предполагаемых. В местностях со сложным
геологическим строением желательно иметь несколько профилей, по
возможности, по разным направлениям. Как и при составлении
профилей топографических, вертикальный размер' обыкновенно для
большей наглядности берется большим, чем горизонтальный.
ОТДЕЛ ВТОРОЙ.
ГЛАВА ВТОРАЯ.
Геологические памятники.
Историк, изучающий историю древнего народа или какой-нибудь
минувшей эпохи, почерпает данныя для этой истории из дошедших
до нас писанных или материальных остатков, составляющих то, что
мы называем памятниками. Геолог, желающий осветить ту или иную
геологическую эпоху или реставрировать ход геологических
событий, также принужден обратиться за материалом к тем дошедшим до
нас остаткам геологического прошлого, которые составляют
«геологические памятники», И подобно тс*гу, как историку человечества
не осветить правильно и не использовать в надлежащей мере
исторических памятников," если он не почерпнет в изучении
современности ключа к их пониманию и толкованию, и геолог для правильного
понимания и использования геологических памятниковдолжен прежде
всего обратить свои взоры на окружающие его явления, должен,
научиться правильно понимать совершающееся вокруг него в данное
время для того, чтобы не впасть в ошибку при оценке того или иного
геологического памятника. Поэтому можно сказать, что источниками
наших сведений о прошлом земное коры являются в равной мере.
и геологические памятники, и современные геологические явления.
Толькостехпор,каквсознаниегеологовпроникло под влияниемХёт-
тоиа и Плейфера убеждение, что для понимания прошлого надо прежде
всего знать и понимать настоящее, только с тех пор, как было
установлено, что и в прошлом действовали те же геологические факторы,
которые действуют и в настоящее время, был положен прочный фундамент
научной геологии, научной истории земли в отличие от прежнихтуман-
ных геологических спекуляций. Это направление в геологии, известное
под названием актуалистического учения или актуализма, и является
краеугольным камнем всей современной геологии. Принцип
актуализма, провозглашенный Хеттоном и его последователем Плейфером,
— 23 —
развитый и конкретизированный Гоффом, Прево и другими геологами
первой четверти XIX ст., был окончательно закреплен и
популяризирован Ляйэллем, одним из наиболее влиятельных ученых своего времени
и б. м. наиболее популярным в широких слоях образованного общества
геологом. Ляйэлль, однако, не избежал ошибки,■ которая могла-бы
дискредитировать принцип актуализма, еслиб упорствовать в этом
направлении. Для ЛяЙэлля не только в прошлом действовали те-же
геологические факторы, что и в настоящее время, но в его глазах
и характер их работы, и их интенсивность не отличались от теперешних
их проявлений. Для Ляйэлля геологические события представляют
какую-то безразличную смену состояний, он не видит ни начала, ни
конца, а только безразличную смену состояний. В таком виде актуа-
лизм превращается в униформитализм и из здорового принципа делается
источником заблуждений, и, действительно, в природе наблюдается
не просто безразличная смена состояний, а в каждом цикле событий
некоторый эволюционный процесс, смена состояний, ведущая от
некоторого начального состояния к некоторому конечному, на него
непохожему, через ряд промежуточных состояний, из которых каждое
отличается своими особенностями и не является полным повторением ни
предшествующего, ни какого-либо из предыдущих. В самом деле,
органический мир постепенно, как показывает его геологическая
история, эволюционирует и дифференцируется; лик земли постоянно
видоизменяется, конфигурация материков и морей изменяется, возникают
новые горные системы и погибают древние, но не в виде какой-то
безразличной смены состояний с возможными повторениями, а в виде цепи
событий, каждое звено которой имеет свою индивидуальность, хотя и
выковано одними и теми же силами и отличается от других не
принципиально, а лишь формально. Да и термодинамика учит, что в каждой
замкнутой системе происходит такой цикл превращений, который веде*,
благодаря принципу рассеяния энергии, от некоторого, начального
состояния к некоторому конечному, на него не похожему. Если
принять во внимание эти соображения, мы не побоимся допущения, что
те или иные из геологических процессов в ту или иную из минувших
эпох могли проявить более значительную интенсивность и,
утверждая это и находя даже в отдельных случаях конкретные этому
подтверждения, мы все-таки остаемся актуалистами, не рискуем возвратиться
к учению о катаклизмах, окончательно нами отброшенному.
Современное направление в геологии можно поэтому назвать эволюционным,
или, если" угодно, актуалистически-эволюционным.
Каковы-жете материалы, которыми приходится пользоваться
в качестве геологических памятников? Эти материалы двоякого рода:
с одной стороны, непосредственные остатки геологической старины—
— 24 —
это то, что мы будем назыоать материальными памятниками; с другой,—
следы некоторых геологических процессов, наконец, залегание и
взаимоотношения слоев, из которых сложена земная кора—это то,
что мы можем назвать памятниками архитектоническими. Материальные
геологические памятники, в свою очередь, распадаются па две группы:
памятники неорганического происхождения, говорящие нам о тех
неорганических процессах, которые происходили в данном месте в ту
или иную эпоху или в течение нескольких эпох, и памятники
органического происхождения, говорящие нам о вымершем населении данной
части земной поверхности в рассматриваемую нами эпоху.
Памятники материальные.
Горные породы н минералы.
Пласты, из которых сложена земная кора, представляют
геологические.тела, характеризующиеся определенным составом и строением.
Рассматривая такие тела, мы для большинства из них констатируем,
в одних случаях простым глазом, в других при помощи лупы или
микроскопа, что они представляют сочетания, как говорят, аггрегаты, тех
естественных образующихся в природе без участия человека
соединений, которые называются минералами; эти тела носят название
горных пород. Таким образом, толща земной коры сложена из
горных пород, а каждая горная порода состоит из минералов; сечи
провести аналогию с организмом, то можно сказать, что горные породы
это ткани, из которых состоит организм, а минералы—это клетки,
из которых сложены ткани.
Каждая горная порода характеризуется минералогическим
составом, химическим составом, сложением м строением. По внешнему
облику горные породы распадаются на слоистые и массивные, что
с точки зрения генезиса в общем соответствует двум главным группам,
так наз., осадочных и .изверженных пород.
Почему-же горные породы являются геологическими памятниками,
и в чем их роль, как геологических памятников? Очевидно, они могут
быть рассматриваемы, как геологические памятники постольку,
поскольку в тех или иных их особенностях нашли себе отражение те
условия, при которых эти горные породы образовались, т. е. поскольку
по признакам этих горных 'пород можно судить о происходивших
в. период их образования п данной части земной коры геологических
процессах. 8 самом деле, строение горной породы и ее сложение—
является-ли горная порода кристаллической или аморфной,
крупнокристаллической или мелкозернистой, состоит-ли она из неделимых
— 25 —
одного или нескольких минералов, и все такие се особенности
получились в ней потому, что процесс ее формирования совершается в
некоторых определенных геологических условиях. И если мы на основании
изучения ряда таких памятников и сопоставления их с современными
условиями породообразования выведем известное соотношение между
строением и составом горной породы, с одной стороны, и условиями ее
образования, с другой, то нами будет найден ключ к использованию
горных пород в качестве геологических памятников. Следовательно,
для того, чтобы пользоваться горными породами, как геологическими
памятниками, надо научиться читать эти памятники, надо уметь их
дешифрировать, как дешифрируют старые папирусы или начертанные
на пергаменте записи. И тогда камни перестанут быть для нас
мертвыми телами, как бы случайно залегающими в том или ином месте;
они заговорят понятным для нас языком, начнут повествовать о давно
гірошедшем геологическом процессе, они сделаются страницами
летописи земли. Мало того, горные породы, т. е., что мы в общежитии
называем камнями, отнюдь не отличаются таким постоянством, как это с
первого взгляда нам кажется; они отнюдь не являются незыблемыми,
а напротив сравнительно легко подвергаются более или менее
заметным и значительным изменениям под влиянием деятельности воды,
атмосферы, организмов, теплоты, давления и других химических и
механических воздействий. И если мы сумеем научиться отличать
первичные признаки горной-породы, т. е. особенности, приобретенные
ею в силу известных условий ее генезиса, от вторичных, т. е. таких,
которые получились под.влиянием позднейших воздействий, то горная
порода станет для наслне только памятником, на котором начертаны
геологические условия .процессов, давших ей начало, но на ней мы
найдем и следы всех позднейших геологических процессов, через
которые прошел данный участок земной коры, а вместе с ним и
заключенная в нем горная порода; и эта последняя сделается для нас
особенно ценный историческим памятником, на котором начертана
повесть о нескольких последовательных геологических процессах.
Возьмем хотд-бы два примера.
Ме,ікоскладчатое,шіойчатое сложение наблюдается в горных
породах там, где они входят в состав дислоцированных участков земной
коры, в частности, складчатых гор; такое сложение является вторичной
особенностью, не присущей ни осадочной, ни изверженной горной
породе по условиям их образования. Точно-так же и те изгибы, переломы
и раздробления составных частей горных пород, которые составляют
особенность, так наз., катакластической структуры, свидетельствуют
о механических воздействиях внешних сил на горную "породу долго
спустя после ее образования. Поэтому, найдя плойчатость или ката-
— 26 —
классическую структуру у горных пород такой местности, которая
теперь не носит характера складчатой горной системы, как, напр.,
Кривой Рог, мы вправе сделать заключение, что находимся в области'
древней, смытой, как говорят, денудированной, горной системы. Мы
в этом случае буквально делаем то, что известный английский геолог
Рамзай выставлял, как невозможное, когда он, будучи противником
широкого применения микроскопа к исследованию горных пород,
иронически заметил, что нельзя исследовать горы под .микроскопом.
Возьмем другой пример. В месте соприкосновения, как говорят,
в контакте, лавы с глиной или песчаником,.в двух последних мы
находим изменения, явно свидетельствующие о действии высокой
температуры в виде обжигания, частичного сплавления и т. п. Отсюда
ясно, что, найдя эти признаки в контакте с породой, лавовый характер
которой нам неясен, .мы правильно умозаключаем, что находимся
в древней вулканической области.что перед нами действия лавы.
,; При внимательном изучении структуры, химического и
минералогического состава горных пород можно найти много особенностей,
красноречиво говорящих, как и приведенные два примера, об
изменениях, которые претерпела та или иная горная порода под влиянием
минувших геологических процессов.
В генетическом отношении горные породы распадаются на три
группы: изверженные (плутонические, вулканические), о с а д о ч-
н ы е (пластовые, слоистые) и метаморфические. Изверженные
породы получаются путем застывания и кристаллизации огненножидких
масс, находящихся внутри земной коры, либо путеді застывания внутри
земной коры—зто породы гіубиниые или интрузивные, либо при
застывании лавы, извергаемой вулканами на суше или на дне морей—
это породы излившиеся или эффузивные. Осадочные породы являются
результатом породообразующей деятельности различных
денудационных процессов,т. е. образуются путем осаждения из воды или ашосферы.
Что'касается пород метаморфических, то они получаются в
результате более или менее глубокого видоизменения, называемого метамор-
физацией, как изверженных, так и осадочных пород; 'эти,
метаморфические процессы налагают на первоначальную породу настолько
глубокие следы своего воздействия, что маскируют во многих случаях
более или менее значительно их первоначальный характер. Однако,
при тщательном исследовании под покровом новых особенностей
структуры или состава, которые получились в результате метаморфизма,
можно найти' следы первоначальной структуры или первоначального ^
состава породы и определить таким путем, представляет-ли она продукт
видоизменения изверженной или осадочной породы. Финляндский
геолог Зедергольм остроумно сравнивает такие породы с,так наз„ палнмгь
— 27 —
.сестами, т. е. с теми пергамёнтами, с которых летописцы стирали
прежние записи, чтобы воспользоваться ими для новьгх записей; но
опытный глаз исследователя находит под этими новыми записями
следы более древних; такими же палимпсестами можно считать и
метаморфические породы, а их строение называть палимпсестовым.
Взаимоотношения трех больших генетических групп горных
пород, изверженных, осадочных -и метаморфических, развертывают
перед ними картину круговорота, в котором эти три группы постоянно
чередуются в виде звеньев бесконечной цепи превращений; впервые
па эти соотношения обратил внимание отец современной геологии
Хёттон; недавно они были подробно развиты Лукашевичем. Картина
этого круговорота в кратких чертах сводится к следующему.
Изверженная порода на поверхности земли подвергается выветриванию;
при этом происходит распределение продуктов выветривания между
осадочными образованиями, остающимися на месте залегания
первоначальной породы, между частью, которая переходит в раствор и
уносится в растворенном виде, и, наконец, между той б. м. наиболее
важной частью, которая переносится в механически взвешенном состоянии.
Остановим свое внимание на этой последней части, которая,
следовательно, приносится реками в море и дает там начало морским
отложениям. По мере накопления этих отложений, особенно, если это
происходит в, так наз., геосинклинали (см. главу о горообразовании), по
мере того, как эти отложения, покрываясь все новыми и новыми
слоями и входя в круг дислокационных процессов, уходят все дальше
вглубь от земной поверхности, они попадают в сферу влияния
метаморфических процессов. На некоторой глубине они более или менее
заметно прогреваются внутренней теплотой земли; при дислокационном
'движении они подвергаются действию, так наз.,динамометаморфизма;
па них начинают химически действовать теплые, а затем горячие
минеральные источники, местами и газы. Опускаясь все дальше вглубь
земли, эти слои попадают в соседство с вулканическими очагами, где
подвергаются уже действию накаливания; в конце концов они могут
оказаться в сфере влияния настолько высокой температуры, что сами
подвергнутся плавлению, превратятся в магму, которая при
благоприятных условиях застынет в виде глубинной или излившейся
изверженной породы и со временем опять сделается достоянием
выветривания с тем, чтобы начать новый цикл, подобный нами
очерченному .
При внешнем осмотре горной породы на месте ее залегания наше
внимание привлекают к себе следующие характеризующие ее
признаки: форма залегания, сложение, массивность, слоистость и
сланцеватость, способ выполнения пространства, признаки выветривания-
— 28 —
Форма залегания горной породы в некоторых случаях -сама по себе
уже бросает достаточный свет на вопрос о генезисе породы. Так, напр.,
если мы видим, что горная порода залегает в виде потока, ясно
свидетельствующего и своей формой, и своей пузыристой шлаковой или
стекловатой поверхностью о том, что порода текла в огненножидком
состоянии, вопрос об ее изверженной происхождении решается сам собою.
Если порода залегает в виде напластования, причет чередуются слои
различной толщины одного и того-же или различного состава, это
говорит нам о процессах накопления отложений (седиментации), о том,
что образование данной породы связано с денудационными
процессами. Способность колоться но параллельным плоскостям на очень
тонкие слои, по плоскости, расположенной диагонально
относительно плоскостей напластования и перпендикулярно или наклонно
к направлению парообразующей силы в дислоцированных областях,
вызывает в нас представление о метаморфической породе. Такие же
указания может дать и внимательное изучение соприкосновения
двух разных пород: так, напр., если мы констатируем признаки
действия высокой температуры в виде обжига, остекловання, мы отсюда
выводим, что вызвавшая такие действие порода должна быть
отнесена к лавовым. Если на месте соприкосновения изверженной и
осадочной породы в этой последней наблюдаются признаки
воздействия'на нее изверженной породы и виде перекристаллизации, мы
отсюда делаем заключение, что изверженная порода моложе
осадочной, среди которой она залегает. Этих примеров достаточно, чтобы
оттенить все значение и всю важность внимательного исследования
на месте, в поле, как говорит геплог, формы залегания горной
породы и ее контактов с другими породами.
Горная порода может быть массивной, т. е. имеющей во всех
направлениях одинаковое сложение и лишенной трещин в более или
менее значительных глыбах—характерные особенности
изверженных пород, перекристаллизированных осадочных, как,напр., мрамор,
и нек. метаморфических. В.отличие от массивного сложения,
большинство осадочных пород разбито параллельными плоскостями на
параллельные части, более или менее значительной или, наоборот,
незначительной мощности; это называется слоистостью и является
характерным признаком осадочных, напластованных пород. По внешнему
виду упоминаемая ниже сланцеватость- н в особенности пластовая
отдельность очень похожа на слоистость; поэтому прежде, чем делать
из слоистости вывод о принадлежности данной горной породы к
осадочным, необходимо путем внимательного анализа убедиться, что
параллельные плоскости раскола, которыедш принимаем за слоистость,
на самом деле являются плоскостями напластования.
— 29 —
Во многих породах замечается еще способность колоться гаіи
распадаться по взаимно-параллельным плоскостям на очень тонкие
слои, называемая сланцеватостью и наблюдаемая почти
исключительно в породах, принимающих участие в строении складчатых гор.
Фиг. 3. Отдельность габбродиабаза на острове Валааме.
Сланцеватость часто встречается как в осадочных породах, так
н в изверженных, при чем в первых она часто идет не параллельно,
а под углом к слоистости и в таком случае называется диагональной
сланцеватостью шіа кливажем. КаклоКазывают опыты (Соро"и, Добрэ
и др.), диагональная сланцеватость является результатом
механического давления на них, т. е. позднейшим приобретением".
- - ■!(.)
Кроме внешнего строения, наружный вид горных пород
обусловливается еще их отдельностью. Под этим понимают деление массы
горных пород правильными трещинами на участки определенное! формы
іі величины. Эти трещины являются результатом сокращения объема
при охлаждении изверженной породы или появляются вследствие
высыхания некоторых осадочных пород; иногда трещины отдельности могут
быть также результатом механического давления. Смотря по тому, рас-
секается-лн порода
одной, днумя, тремя
иліг большим числом
систем трещин,
получаются отдельности:
іиасііюаа.ч,
илишообразная, пара.глелепипе-
<)алыия{<\)\\\\ Зн 4),
кубическая, пеиравплыт
многогранная и апо.іб-
ччііш.ч (оазалыішче-
ски.ч). Поск'дняя,
особенно красиво
развитая во многих лавах
(фиг. 5, 6,7), ианр.,ба-
ла.и.гах (откуда н на-
:ч;атн'). часто разби-
, fsact массу породы па
п:*яіцные гонкие л
длинные шестигранные
столбы, поперечными
трещинам»
разделенные на членики. Эти
столбы всегда
располагаются
перпендикулярно к поверхности
охлаждения лавы и являются результатом однообразного
сокращения по двум, направлениям (Томсон, Пуллет-Скрон, Маллет).
Столбчатая отдельность появляется иногда в глинах при их
высыхании и т.п.; но в громадном большинстве случаев она характерна
для изверженных горных пород. Трещины отдельности,
выражающиеся кривыми поверхностями, часто ведут к образованию, такназ.,
шаровой или шаровидной отдельности; порода делится па более или
менее крупные и правильные сфероиды, часто имеющие еще концен-
трическн-скорлуповатое сложение. Иногда столбы состоят из более или
Фиг. 4. Матрацсвидная, т- с. подвергшаяся ш»г-
mpniimuiKi пара-'і-іс.іешіледальмпя отдельность и'
граните.
_ 81 —
менее правильных шаров или на одном конце выпуклы, на другом
вогнуты (Сир and Ball structure англичан). Трещины отдельности в
классификации трещин,'«литоклаз», Добрэ составляют лептоклазы и делятся
на синклазы, т. е. первичные трещины, вследствие охлаждения или
высыхания, и пьезоклазы, вторичные, вследствие давления. У Лазо
это оптокинетические трещины: 1) расширения и 2) сокращения:
а) трещины охлаждения и б) трещины высыхания:
В однородных породах и плоскости напластования, и трещины
отдельности, и другие случайные трещины или плоскости легкого
Фиг. 5. Стили чата л итде.іыіссть иази.іьтіі на о. Стаффе (Гебридские острила).
раскола могут быть неявными; они обнаруживаются лишь при начав-:
шемся выветривании или при механической обработке. Такие скрытые
трещины или капиллярные плоскости легкого раскола, которые могут
оказаться роковыми, если нам нужно добыть или обработать
монолитную глыбу данной горной породы, можно обнаружить, погружая
кусок камня на некоторое время в красящий раствор.
В некоторых породах наблюдается пористость и ноздреватость
самого разнообразного характера. Такое неполное выполнение
пространства может быть первичный, обусловленным особенностями
образования горной породы, или вторичным, т. е. приобретенным
ею в силу позднейших процессов. Первичная пористость наблюдается
в верхних частях лавовых потоков, как следствие образования пѵзырь-
— 32 —
nob выделяющимися из нее парами и газами. Первичная пористость
наблюдается и а осадочных породах, напр., в известковых н
железистых туфах, в гейзеритах, т. е. в отложениях горячих минеральных
источников, которые, вследствие быстроты осаждения, отлагаются
песплошными массами, Вторичная пористость получается в
результате выщелачивания растворимых кристаллов пли участков породы,
или вследствие выкрашивания продуктов выветривания. В некоторых
случаях первичная пористость в лавах замаскировывается путем
"Фиг. (і. Столбчатая іпѵіелыіосп. в лаиишш потоке Казбека. Левый берег
Терека между Кибис-Цхалн и Чхерп.
(Фот. Ф. ЛевиисошкПессішга).
заполнения пор позднейшими минеральными отложениями,
образующими, так наз., миндалины.
Сложение (текстура) горной породы может быть; 1) кристаллически-
зернистым с подразделениями на крупнокристаллическое и
мелкокристаллическое, 2) порфиротдным, когда па общей массе, так йаз.,
основной массе выделяются отдельные более крупные и правильно образован-'
пые кристаллы, 3) обломочным, когда явно выступает сложение
горной породы из связанных каким-нибудь цементом обломков других
пород или отдельных минералов, 4) афшштовым или плотным, когда
простым глазом неразличимы отдельные составные части, 5) плоско-
параллельным ила слоистым, когда те пли иные составные части или
участки различного состава или различной окраски чередуются слоям»
— 33 —
параллельными, 6) шаровым, когда различные минералы горных пород '
образуют концеі ітрически-скорлу по ватые, шаровидные или элипсои-
дальные массы.
Исследование горной породы в поле, изучение тех ее особенностей,
которые ее характеризуют, как некоторое геологическое тело, и дают
возможность отметить те ее признаки, которые могут быть подмечены
простым глазом или
и лупу, дополняется
изучением горной
породы и лаборатории.
Лабораторное исследо-
вашіе слагается из двух
частей
микроскопического исследования для
определения составных
частей горной породы
и ее микроструктуры
и химического анализа
для определения ее
химического состава.
Распознавание
осадочных п
изверженных пород в
типичных случаях для
опытного глаза не
представляет затруднении.
Однако, в породах
метаморфических эта
задача становится уже
гораздо более сложной,
а в некоторых случаях
и неразрешимой. Она
осложняется еще
существованием таких
переходных образований, таких смешанных пород, которые образуются
путем иньекции магматического материала в осадочный, что ведет
к образованию, так паз., мигматитов.
Конечно, а элементарных случаях там, где порода состоит целиком,
напр., из растворимой соли или из стекла, вопрос решается просто.
Но можно на нескольких примерах показать, что и самые характерные
признаки осадочного происхождения, как слоистость н заключенные
и ней окаменелости, или изверженного происхождения, как стекло,
Геология. 3 •
Фиг. 7 Столбчатая отдельность в лавовом потоке
Казбека. Дарьяльекое ущелье.
(Фот. Ф. Ленинсоиа - Лесснніа).
-34 —
иногда еще по решают вопроса и могут нас ввести в заблуждение.
Пластовая или даже пластинчатая отдельность, аналогичная по
внешнему виду слоистости, встречаетсяулав;сдругой стороны,слоистость,
по крайней мере, явная, может отсутствовать в осадочной породе. Туффо-
генные морские отложения, которые при цементировании и некоторой
метаморфизации превращаются в шальштейны и которые представляют
рыхлые вулканические продукты подводных или приморских
извержений, смешанные с морскими отложениями, заключают
окаменелости, очень ценные, так как они дают возможность определить время
извержения. Прямолинейный вывод из присутствия окаменелостеЙ, что
перед нами порода не вулканическая,очевидно, оыл-бы совершенно
ошибочек. Точно также в каком-нибудь песчанике или конгломерате могут
встречаться обломки вулканического стекла; мало того, частично
расплавленные песчаники в контакте с базальтовыми лавами имеют
иногда стекловатый цемент между кварцевыми песчаниками; это, так
паз., бухит;само собою разумеется, что из присутствия стекла в этих
случаях мы не имеем права делать заключение о вулканическом
происхождении данной горной породы.
Если приведенные примеры уже показывают, что требуется
известная осторожность при оценке Генетического значения некоторых
признаков горных пород, то необходимость большой осмотрительности
и внимательного исследования, прежде чем делать выводы о
происхождении горной породы, диктуется еще и тем обстоятельством, что
всякая горная порода после своего образования в большей или
.меньшей степени подвергается влиянию тех видоизменяющих воздействии,
которые, как указано выше, объединяются под названием метаморфизма.
Отсылая за описанием горных пород и методов их исследования
к петрографии, мы ограничимся здесь краткими пояснениями к
обзорной классификационной таблице горных пород {см. стр. 36—37).
Осадочные породы резко отличаются целым рядом признаки»
от пород изверженных. Условия их залегания не свойственны
изверженным породам и являются прямым следствием происхождения
осадочных пород. Между тем как изверженные породы" являются
в виде массивов, лакколитов, потоков, покровов, куполов,
осадочные породы залегают в виде отдельных пластов или свиі-.слоев.
в виде гнезд, прослоев, флёцов, залежей и- т. п. Общей для
обеих групп формой залегания являются жилы, правда, для каждой
группы со своими особенностями. Осадочные породы никогда
не производят явлений контактного метаморфизма. В
противоположность массивному строению изверженных пород, осадочные
всегда обладают более или менее резко выраженной, хотя иногда
и несколько замаскированной позднейшими процессами, слоистостью.
— 35 —
Пористость или ноздреватость осадочных пород всегда бывает
обусловлена или позднейшими гидрохимическими процессами, или
особенностями осаждения пород из роды (известковыеи др. туфы). По
микроскопическому строению осадочные породы обыкновенно не менее резко
отличаются от изверженных; многим из них свойственны своеобразные
структуры, связанные с их составом, как, напр., строение ископаемых
углей, мелоподобных известняков, полировальных сланцев,
песчаников и т. п. Далее одним из очень резких отличительных признаков
осадочных пород является присутствие в них окаменелостей,
отпечатков и вообще остатков и следов организмов, следов волн, ряби,
струек (ripple-marks a. rilimarks), отпечатков дождевых капель,
трещин от высыхания (mud-cracks англичан) и т. п. Наконец, их резко
разграничивает минералогический и химический состав; каменная
соль, гипс, карбонаты, ископаемые угли, известковые и кремнистые
остатки организмов,.минералы, содержащие воду, играют
существенную роль в составе; осадочных пород, между тем как изверженные
состоят почти целиком, из безводных силикатов и кварца. Изверженные
породы представляют продукты остывания огненно-жидких
расплавленных масс; почти все осадочные породы осели из воды. Есть однако
и такие, которые являются результатом отложения рыхлого материала,
переносимого атмосферными течениями; такие образования получили
от Рихтгофена название эоловых или наветренных; эта группа
представлена частью лёссом, который, однако, может быть и другого
происхождения; «эоловымже образованиям относятся и некоторые скопления
рыхлых вулканических продуктов. Все осадочные породы могут быть
разбиты на 3 группы: 1) химические осадки, представляющие
результат кристаллизации растворов, напр., каменная соль, гипс, травер-.
тино; 2) механические отложения, как, напр., глины, песок, И"3)
органогенные, в образовании которых участвуют организмы растительные
и животные (фитогенные и зоогенные породы), каковы морские
известняки, трепел, фосфорит, каменный уголь и др.
Изверженные горные породы получаются путем застывания той
находящейся в недрах земли огненножидкой массы, которую
называют магмой, почему и эти горные породы иногда обозначают термином
«магматические». Магма может застыть и затвердеть внутри земной
коры; тогда из нее получаются интрузивные, глубинные,
плутонические породы; если же застывание-и кристаллизация происходят
целиком или хотя бы завершаются после извержения магмы на
поверхность тем или иным вулканическим аппаратом, получаются эАфу-
зивные, излившиеся, вулканические породы, иначе сказать, лавы.
Задачей геолога-историка земли является определение особенностей
этих двух групп изверженных пород, которые давали бы ему возмож-
*
36
Синоптическая таб
А. Осадочные и;ін гида тогеиные (н аарогониис) породи.
I. Первичные (протосомапь
чеекие).
II. Обломочные (дойтеро-
гепные).
III. Полуобломочные (реге-
ішрошшпые,—дейтеросома- '
ТИЧССКПО).
1.
о
О.
А. Анорганогатъи\
Химические осадки:
п. Лед.
о. Галоиды (каменная соль,
крцоллт).
с. Сульфаты (пше, ангидрид).
д. Карбонаты (травертине»
доломит, сидерит и т. п.),
г. Кремнистые отложении.
ф. Железные руды,
г. Глубоководные
океанические 1МШІЫ.
Механические отложения:
а. Шиеетк. породы (частью).
б. Глины.
с. Морской ил ("частью) л
песок.
Смешанные осадки:
а. Мергель.
б. Некоторые морские осадки
(напр., нзвестк.-глпшгет.).
В, Породы смешанного
происхождения (амфогенные).
Некоторые известковые и
кремнистые породы; некоторые {
океанические плы и т. п.
*
С. Органогенные.
1. Зоогсішые:
а. Пзпеегкоиш породы.
б. Кремппстые ь ;
с. Фосфорит (и гуано).
д. Океаішчеекш:
глубоководные или.
2. Фитогенные породы;
а. Ископаемые угли и торф.
б, Кордллиновыс известковые
отложения.
с. Троим, полиров. с:ишец.
1. Нслнтосые породы; про- |
дукти химического
разложения:
Глины, суглинки,
КО02ШН И Т. H.
2. Псаммитовые породы,
продукты физического
распадения:
Лесок, rpamffi, aw-
оснь, галечник и т. п.
3. Эоловые порода:
Лёсс.
Б. Цгмі іиіц*і*о$цнпьи:.
Песчаники, кингло ме-
раты, брекчии.
о
* ■>.
4.
А. Ііо.ііроломочкыс.
Глинистые сланцы.
Известковые глинистые
слайды.
Флллпты.
Некоторые
кристаллические сланцы:
Ссріщптопыіі.
Клоритовый.
Тальковый.
Іч'карцитошіі и т. и.
Кварциты.
Серые наккп.
Кремнистые сланцы.
С. Перскрненшмшо&атшс.
Мрпмор.
37
лица горных пород.
В. Изверженные или магматические, ішрогешше.
I. Кристаллические к
стекловатые породы.
II. Обломочные породы.
С. Метаморфические
породы.
А. Моносоматичѵопш,
А< Рь'яуыс.
1 Кріістадличеока-зерішстыс.глу^ 1 Вулканической да-
бшшые пли интрузивные. і пел, песок, лзппллп.
2 Порфировые. Эффузивные ;
• я;т излившиеся. і R ЦежтШроааннш.
а. Шлсоткшше.
б. Кашютпшшс 1, Туфы (вулкан).
2. Вулканические брекчии.
Б. Такаты (бисоматнчеекне).
L. ЕііТакспты.
2. Атакситы.
:-). Сферотаксіпы.
1. Каталаблаетіѵческие, пе-
'рекріістпллпзовашшс:
а. Массивиые (амфгс- і
болігш и т. п.).
б. Сланцеватые (гнейс
и кристаллические |
сланцы).
2. Катакластнческис (ми-
лоднты).
Каталитические-
4. Ииьнницировап.
мигматиты.
5. Контактные
метаморфические породы:
а. Пятнистые сланцы,
(фруктовый і
точечный) к т. п. породы, і
б. Адннолы.
с. Роговнковис по«
роды.
д. Спнлозиты и десмо-
311 ТЫ.
— 38 —
іюсть их распознавания и разграничения в древних геологических
формациях. Эти особенности, конечно, существуют, как легко себе
уже представить, приняв во внимание резкие различия тех условий,
при которых протекает застывание и кристаллизация магмы на
глубине или на поверхности. И эти отличительные особенности, естественно,
Фиг. 8. Жила (дайка) изверженной породы на реке Думала (Кавказ).
(Фот. Ф. Левинсона-Лессинга).
в заключаются в том, что зависят от этих условий, а не от самой магмы.
Поэтому мы напрасно стали-бы искать отличительные особенности
глубинных пород и лав в их химическом или минералогическом составе
(кроме некоторых мелких особенностей, на которые можно найти
указания в петрографии); но мы легко найдем их в форме залегания,
s структуре, в контактных действиях. Для глубинных пород характер-
— 39 —
пая форма залегания в виде жил, или дайк ') (фиг. 8 и 9), штоков,
лакколитов (фиг. 10), интрузивных пластов, батолитов, между тем,
как эффузивные породы залегают в виде типичных для лав потоков,
покровов, куполов. Структура глубинных пород
полнокристаллическая—кристаллически-зернистая или гранитопорфировая, у
эффузивных она афанитовая или порфировая; характерны для эффузивных
пород игольчатые кристаллики второго поколения,так наз., микролиты,
характерны аморфные участки—вулканическое стекло в разных
количествах от ничтожных пленок до полного господства: наконец, харак-
Фнг. t). Жила порфира у Хулама (Кавказ).
(Фот. Ф. Левипсопа-Лессинга).
терна шлаковая своеобразная наружная поверхность лавового потока.
Рыхлые продукты извержений, вулканический пепел, лапилли,
бомбы, во многих случаях представляют важный продукт йзверже-
ішя,н сопровождают лаву в виле рыхлых масс или.послепозднейшего
цементирования, в виде вулканических туфов. Эти туфы, конечно,
'ііе могут возникнуть при застывании магмы внутри земной коры,
так как они образуются вследствие взрывов газов на поверхности.
Поэтому присутствие туфов, которые можно генетически связать
с данной изверженной породой, решает вопрос-о принадлежности ее
J) Даііко/і (Dyke) называют по-английски обнаженную денудацией вертк
калыш ил» круто стоящую жилу.
— 40 —
к эффузивным, если это не вытекает уже из других фактов; но
отсутствие туфов не является доказательным как потому, что при многих
поверхностных извержениях, напр., при трещинных извержениях
и в, так наз., лавовых вулканах нет рыхлых продуктов извержения,
так и потому, что они могли быть уничтожены позднейшей денудацией.
Все горные породы претерпевают после своего образования
значительные изменения под влиянием атмосферы, воды, тепла,
растворов, механических Бездействий, вообще всех тех процессов,
благодаря которым самые твердые, самые, казалось-бы, прочные каменные
породы, являющиеся символом неизменности, не только
видоизменяются, но и разрушаются. А те отложения, морские, речные,
ключевые, атмосферные, из которых получаются, так называемые, осадоч-
Фііг. 10. Лакко.інт Чукурлар па Южном берегу Крыма.
(Фот. Ф. Левііисона-Леесинга).
ные породы, прежде чем стать таковыми, претерпевают некоторые
изменения, происходящие в той-же среде, в которой они ,отложились,
или вскоре после осушения. Эти первоначальные изменения,
необходимые для того, чтобы отложение сделалось горной породой, состоят
и уплотнении, в уменьшении пористости, в частичном цементировании
и, по предложению Гюмбеля. объединяются под названы ем «дндгенезисо».
Все процессы видоизменения, превращения и разрушения горных
пород распадаются на выветривание и метаморфизацию. Если между
типичными и крайними случаями выветривания и метаморфизма
существует резкое различие, то между ними имеются, однако, и переходные
звенья. В общем, можно сказать, что. выветрибание обнимает явления
видоизменения, происходящие на поверхности земли или в самом
верхнем слое, выше уровня грунтовых вод, между тем, как
совокупность изменений, происходящих на большей глубине, отчасти на
значительной глубине внутри земной коры, объединяется в понятии о ме-
— 41 —
таморфизме. Прежде отличали простое выветривание, вызываемое
атмосферой, поверхностной водой и растениями, от сложного
выветривания, обусловливаемого действием разных растворов; однако, теперь
процессы сложного выветривания, которые и представляют
переходные звенья к метаморфизму, отчасти относят к этому последнему,
ютчасти называют просто выветриванием (фиг. !1).
Более правильно деление выветривания на физическое и
химическое, хотя и между ними существуют переходы, и оба процесса часто
протекают совместно. Физическое выветривание (фиг. 12) вызывается
колебаниями температуры, как это указано в главе о геологической
деятельности атмосферы. Химическое выветривание проявляется в
появлении коры выветривания, уже по цвету резко отличающейся от свежей
Фиг. |і. Формы выветривания гранита на берегу Колыванского озера (Алтай).
{Фот. Г. Петца).
породы,.в образовании псевдоморфоз, в инктрустациях, окорениях,
разрыхлениях и т. п. процессах, которые с полным правом можно
считать за химическую метаморфизацию.
Химическое выветривание в различных климатических зонах
носит различный характер. В полярных странах, а также в области
развития болот, торфяников, бурых углей господствует, кислое
выветривание, в котором деятельную роль играют некоторые органические
кислоты, гуминовая и другие. В тропическом поясе, где действуют
растворы щелочные (карбонаты и другие соли щелочей),
выветривание носит характер щелочных процессов и вместе с тем, благодаря
обилию атмосферных осадков, идет усиленно выщелачивание, т. е.
растворение. Наконец, в пустынном климате, а также и в полярном
выветривание физическое, т. е. растрескивание и распад, значительно
господствует над выветриванием химическим.
Нет, конечно, возможности в беглом очерке рассмотреть всю
совокупность процессов выветривания; для этого пришлось бы пере-
— 42 —
брать вес-минералы и все горные породы и в отдельности рассмотреть
процессы их выветривания. Можно, однако, отметить несколько
наиболее широко распространенных процессов. К таковым относится
растворение чистой водой или углекислой водой карбонатов
галоидных солей и т. п. растворимых соединений, напр., выщелачивание
каменной соли, гипса н в особенности известняков. Широко
распространены такие процессы выветривания, при которых происходит
распадение сложных соединений на более простые, из которых часть
выносится в виде растворов, а другая остается на месте. При
выветривании наиболее широко распространенных минералов, каковыми
являются силикаты, выносятся при этом щелочи, отчасти известь
Фиг. 12. Каѵсііичі' мире (риссыіи.) (Урал).
и кремнекислота, а остающиеся на месте продукты обогащаются
полуторными окислами, глиноземом и окисью железа. Таким путем
получаются те остаточные глины, глиноподобные образования—
латериты и бокситы, которые состоят из каолина или из свободных
окислов глинозема с более или менее значительной примесью
кварцевого песка и других минералов. Другой ход процессов выветривания
силикатов ведет к обогащению их магнезией и закисью железа
и к гидратизации, получаются разнообразные виды железистомагне-
зиальных силикатов. Наконец, при выветривании щелочных и щелоч-
ноизвестковых силикатов получаются, так называемые, цеолиты.
Выветривание весьма часто сопровождается выделением карбонатов,
в особенности кальцита, отложением водных окислов железа. Если
под влиянием кислорода воздуха происходят процессы окисления, то
там, где с минералами и горными породами соприкасаются гниющие
органические остатки, животные или растительные, наоборот наблю-
— 43 —
даются процессы восстановительные, ведущие к образованию
сульфидов тяжелых металлов, а иногда доводящие восстановление и до
выделения тяжелых металлов в самородном состоянии, как это, напр.,
наблюдается в, так называемой, железной шляпе рудоносных жил.
К сложному химическому выветриванию тесно примыкают те
метаморфические процессы, которые совершаются при посредстве
сложных .минеральных источников, в особенности теплых или горячих -г
иногда это называют гидатоморфизмом, термогидатомирфнзмом. При
разнообразии минералогического состава разных слоев земной коры
и при значительном-разнообразии минеральных источников,
неудивительно, что гидрохимические превращения, независимо от того,
сов ерша ются-.'ш они близко от земной поверхности и принадлежат
к явлениям выветривания, или па более или менее значительной
глубине, входя уже в категорию'метаморфизма, отличаются большим
разнообразием. Можно, однако, не, входя в детали, указать некоторые
господствующие в явлениях выветривания процессы. Таковыми
являются растворение, окисление, восстановление, образование
карбонатов, гидратнзацип, распадение сложных силикатных соединении
на более простые, образование глин, водных железистомагнезиальных
силикатов, цеолитов. В противоположность выветриванию при
глубинном метаморфизме, наоборот, из карбонатов, свободных окислов
и других простых соединений воссоздаются более сложные.
Метаморфические процессы можно группировать с разных точеі;
зрения: с точки зрения региональной, с точки зрения метаморфизую-
іцего фактора, с точки зрения характера совершающихся
метаморфических изменений. Те метаморфические воздействия, которые
вызываются изверженной породой в соприкасающихся с нею лородах.
составляют контактный метаморфизм; они обыкновенно
ограничиваются незначительной зоной, и, по мере удаления от контакта, их
интенсивность ослабевает. В отличие от этих контактных изменений,
те метаморфические процессы, которые происходят на более или менее
значительных пространствах, независимо от близости изверженных
пород и не обнаруживая никакой зависимости от них, объединяют,
но предложению Добрэ, под названием общего или регионального
метаморфизма. Контактное действие излившихся изверженных пород..
т. е. лав, выражается в непосредственном быстром действии высокой
температуры: глины обжигаются на подобие кирпича, песчаники
частично остекдовываются и т. п. Контактное действие медленно
застывающих на глубине изверженных масс, так называемых;
интрузивных, более разнообразно: в одних случаях это простая
перекристаллизация, без химического воздействия со стороны изверженной породы,
напр., образование роговиковых пород из глинистого сланца, мрамора
— 41 —
и известняка. В других случаях изверженная порода'оказывает на
мстаморфизуемую породу более или менее значительное химическое
воздействие, выделяющимііся-ли из нес горячими растворами
(образование силикатов в известняках, отложение руд в контактах), испу-
скаемыни-ли ею газообразными веществами (так называемый,
пневматолиз) или, наконец, внедрением самой расплавленной массы
мелкими прожилками в соседнюю породу (так называемый, иншщиошшй
метаморфизм). Когда микроскоп раскрыл перед петрографами сложную
картину метаморфических изменений, которые вызываются в горной
породе дислокационными процессами, этот тип метаморфизма стали
противопоставлять химическому под названием дипамометаморфизма
пли дислокационного метаморфизма. Само собой разумеется, что часто
к породе одновременно совершаются и механические,-и химические
изменения, накладываясь друг на друга, и такие сложные случаи
представляют для историка земли особенно сложный, но вместе с тем
и интересный геологический памятник. В последнее время, при деталь-
лом изучении регионального метаморфизма было обращено внимание
на то, что ход метаморфпзацин одного и того-же материала различен
в зависимости от глубины, на которой он протекал (Ban Хайз, Бекке,
Грубенмап. Лукашевич). Если в верхних слоях земной коры горные
породы и ]^х составные части хрупки и обнаруживают переломы,
раздробления и т. п. явления, то на более значительной глубине
эти же материалы обнаруживают способность к пластической
деформации, к жидкостному истечению (zone of fracture и zone of flow,
т. е. зона излома и зона истечения по Ван Хайзу).
Если более детальному рассмотрению метаморфических процессов
место в петрографии или в специальном трактате, то достаточно и
приведенных здесь беглых указаний, чтобы убедиться в разнообразии
и сложности метаморфических процессов. Но именно этой своей
сложностью метаморфизм, и привлекает к себе особое внимание геолога,
так сказать, подзадоривает его, ставя его методологическому
искусству и его догадливости на решение заманчивые проблемы. В области
глубоко и разнообразно метаморфизип<іванных пород геолог чувствует
себя так-же, как историк среди древних памятников на развалинах
таких поселений и сооружений, на которых последовательно оставляли
свои следы различные цивилизации. И как археолог в постройке,
носящей на себе следы разных стилей, старается восстановить
первоначальный тип постройки и отделить от нее в соответствующей послед
довательности наслоения позднейших эпох, геолог при помощи
микроскопа, при посредстве сличения с другими менее измененными горными
породами и опираясь на свою научную фантазию, старается из-под
наслоений метаморфизма распознать первоначальный облик и состав
ттшшшятшт
яшштшштятяящтттщтшттт
L С кварцем.
X) Ортоклазо^ыс . . . .
2) Ортоклазо-плагиоклаз.
3) Плагноклазовые. . . ,
4) Безголового шпата .
JL Бее ьварца.
1) Ортоклизоішо . . . .
2) Ортоклазо-плагиоклаз.
3) Плагшжлазовые . . -
і) 0])тіжлааовые с фельд-
шлатидом
5) Плагиоклаз, с фельд-
ншатидом ......
G) Фельдпшатидоные. . .
7) Без полевых пшатов ц
фельдшпатидои ....
Л. И о л п о к р и с т а л л п ч е с к и е.
а. Кристаллически-зер- - -л г
1 тпѵгмп ' °* Гранлто-порфировые.
шгетыс.
Граниты.
Адамеллиты (нлагпокл.,
граниты).
Кварцевые дпорнты.
Гройзои.
1
Сиениты.
Габброснениты
литы).
Диориты.
Габбро.
(моицо-
Нефелнновые сиениты.
Тешениты (тералиты).
/Миесурнты,
іИйолиты.
ІІлрокесішты.
Перидотиты. ■
ІГранитоішо-лорфиры.
/
Киарцево-диоритовыо
порфприты.
В. П о р ф и.р о в ы ѳ и афапитовые,
а. Палеотипные.
б. Каіінотишшс
Кварцевые порфиры.
Спиіштоныс порфиры.
Монцоннтоные порфиры.
Диоритовые порфирита.
Габбропорфириты.
Элеолитоіше порфиры.
Кварцевые пирфнриты,
Ортоклазивыи норфиры
(Ортофнры).
ІПорфл})лты,
Диабазы.
Мелафиры.
Лпкриты,
Липариты.
Деллешіты.
Дацнты.
Трахиты.
Трахидолерпты.
Андезиты,
Базальты.
Фоиолпты.
Базиппты (нефаслші.,
лейцит., мелплит.
базальты, лимбурпп).
Химическая классификация изверженных пород основала на отношении креынекислоты к основаниям (кислые—иереси-
щешые кремн&шслотой, средние—насыщенные, основные — цедосыщенные), на отношении щелочеіі к щелочным землям (щелочные,
промежуточные и щелочноземельные); подробности ем. п петрографии.
— 46 —
породы и мысленно восстановить ход видоизменивших ее процессов.
Легко себе представить радость геолога, когда в таких глубокоизме-
пенных породах, которые прежде даже охотно принимали за остатки
первозданной земной коры—так эти гнейсы и т. п. породы были не-
похожи на породы изверженные и так они были далеко от типа
осадочных образований—остатки ископаемых организмов, небольшая
морская окаменелость бесповоротно решает вопрос о том, что перед нами
не гипотетическая первичная кора, а древнее глубоко мстаморфизи-
рованпое морское отложение—остается лишь разобраться и ходе
нидоизмешнших его метаморфических процессов.
Полная классификация изверженных пород, составляющих
более девяти десятых всей .массы земной коры, требует углубления
іі их химический и минералогический состав. Для наших целей
достаточно следующей суммарной группировки.
Окаменелости.
Вторую категорию материальных памятников геологического
прошлого составляют органические остатки. Много копий было
сломано на вопросе о происхождении и значении тех остатков
вымерших растений и животных, которые дошли до нас в ископаемом
состоянии. С тех пор, как, начиная с Леонардо да Винчи, целым рядом
ученых было признано важное значение, так называемых, окамене-
-іостей, с тех нор, как Вильям Смит наглядно показал, что этими
окаменел остями можно пользоваться для определения
геологического возраста отложений, Кювье и Дега было положено начало
той науке, палеонтологии, которая занимается систематическим
изучением этих ископаемых остатков. Ископаемые остатки
беспозвоночных изучали многочисленные авторы; для познания ископаемых
позвоночных и для развития палеонтологии в методологическом
отношении более всего после Кювье Сделано Вл. Ковалевским,
Копом, Долло.
Значение ископаемых остатков животных и растений двоякое:
с одной стороны, они играют лишь служебную роль и качестве
материала для. определения геологического возраста данного отложения,
как говорят, для его параллелизацин с отложениями, возраст которых
уже установлен; с другой, они являются тем материалом, который,
«.месте с ныне живущими организмами, дает возможность раскрыть
картину постепенной эволюции органического мира, постепенного
перехода от простых и сравнительно немногочисленных форм к все
более и более многочисленным дифференцированным и разнообразным.
И несмотря на неполноту летописи земли, несмотря на случайность
— 47 —
многих палеонтологических находок и на существование больших
пробелов, все же общая картина эволюции органического мира уже
стала для пас незыблемой. Мы знаем, что сначала появились болей
простые формы, а более
высоко организованные
появлялись постепенно и
последовательно. Нам известны
многочисленные, хотя, правда,
далеко не вес, переходные
звенья между группами,
теперь более или менее далеко
стоящими друг от друга;наѵ
известны уже многие из этих,
так называемых, сборных
типов, соединяющих в себе
признаки, которые теперь
принадлежат уже далеко
разошедшимся группам -
животного и растительного
царства. Наконец, нам известно,
что органическая жизнь
появилась сначала в морях—
кембрийская фауна еще
исключительно морская, а
затем уже распространилась
и на сушу. И довольно образно, хотя с первого взгляда и
парадоксально, Кентоп (Quintan) говорит, ■ что в сущности и теперь мы
продолжаем жить в морской воде, так как слагающие наше
тело ткани погружены в
растворы, очень близкие но
своему составу к морской
коде.
Как ни отличны
вымершие формы от ныне
живущих, но мы постепенно
раскрываем тесную генетическую
евнзь между ни.ші, так что,
но словам Годрн, ископаемый и ныне существующий органический мир
составляют одно целое.
Ископаемые остатки вымерших животных и растений попадают
в наши руки в двух различных формах: в форме окаменел остей в тесном
смысле слова и в виде отпечатков (см. фиг. ІЗ—ід). Процесс образоеа-
Фііг. 13. Аммонит. (Окамечіе.'іоеть).
Фиг. 14. Плечепогои. (Окаменелость}.
— 18 —
пия и тех, и других называется фосснлизацнсн. При фоссилнзацин
окаменелости образуются из твердых остатков животных, из частей их
внутреннего или наружного скелета: у растений в окаменелости нре-
вращаются стволы, крупные корпи и ветки. Отпечатки дают или
внешняя форма тела животного и растения, или конечности животного
при ходьбе или сидении, листья растении- Животные, не обладающие
твердыми скелетами, а также мягкие части растений до нас, конечно,
дошли только в виде отпечатков. А так как образование отпечатков
требует и наличности особых
благоприятных условий и
потому, вообще говоря,
представляет явление более редкое,
чем образование окамеиело-
стен, животныя, обладавшие
твердыми покровами, могли
дойти до пас в гораздо более
значительной количестве, чем
жнвотпыя без твердых
образований. Если поэтому в
настоящие время, напр., насекомыя
составляют Vs всего
животного мира, а среди
ископаемых форм их только 1%, то
это отнюдь не значит, что
таковы на самом деле
количественные отношения между
ними, так как условия фосси-
лизации насекомых и других
Фиг. 15. Триболнт. (Окаменелость). ЖИВОТНЫХ, конечно, далеко не
равноценны.
Окаменелости, в сбою очередь, распадаются па три типа: I)
собственно окаменелости, т. е. зооморфозы и фитоморфозы, 2) внутренние
ядра и 3) наружные ядра. Настоящие окаменелости—это
псевдоморфозы того или иного твердого образования, панциря, раковины,
кости, зуба; минерализующее вещество—углекальциевая соль,
кремнезем, бурая окись железа, пирит и некоторые другие вытесняют
постепенно шаг за шагом первоначальное вещество данного тела,
прн чем сохраняются все его морфологические и структурные
особенности, подобно тому как при химическом превращении минерала
его форма может сохраниться и перейти но наследству к тому
минералу, который из него образуется (так наз., псевдоморфозы). Это
наиболее ценный палеонтологический материал.
— 49 —
Под зооморфозалзн и фитоморфозамн мы понимаем окаменелости
в самом тесном смысле этого слова, т. е. такие части животных или
растений, которые пропитались каким-нибудь минеральным веществом.
с сохранением своей структуры. Древесный ствол, пропитанный
кремнеземом, превратившийся в твердую каменную массу, но
сохранивший в этом окремпенном состоянии структуру древесины,
представляет яркий пример окаменелости. Раковина моллюска, в которой
углекальцневая соль заменена пиритом, представляет другой пример;
сюда-же относится и раковина, перешедшая в ископаемое состояние
с сохранением своего первоначального состава—углекальциевой соли.
Отменяющим веществом служит чаще всего углекислая известь,
■Фиг. 16. Сііоирскніі носорог (голова с сохранившимися кожей и шерстью).
затем кремнезем (халцедон, кремень, роговик), тяжелый шпат
(барит), пирит и марказит, целестин, бурый железняк и некоторые
другие вещества.
Ядра внутренние и наружные, чаще всего образуются из раковин
моллюсков и шіечепогих; на такой раковине легче всего уяснить себе
особенности этого вида фоссішшцпи.
Внутренним ядром называется слепок внутренней части
раковины: представим себе раковину, погруженной в какой-нибудь ил
и заполненной веществом твердым пли твердеющим от позднейших
гидрохимических процессов, напр., углекислой известью, мергелем,
песчаником. Если сама раковина впоследствии' будет уничтожена
растворением или механическим процессом, останется только это
внутреннее ядро. Ценность такого ископаемого остатка гораздо ниже,
чем настоящей окаменелости: на ней не сохраняются некоторые необ-
Геология. j
— ьо —
ходилшс для точного видового определения особенности ископаемого-
организма, напр., у моллюска его замочный аппарат; поэтому одна
настоящая окаменелость является более ценным палеонтологическим
памятником, чем десятки таких внутренних ядер.
Наружное ядро получается в результате несколько более сложных
процессов. Обратимся'опять к Нашей раковине. На топком иле или
песке, в {котором она зарыта, получается точный отпечаток ее
наружной формы; раковина уничтожается растворением или каким-нибудь
иным путем, а остающееся после нее пространство заполняется
отменяющим веществом, которое и воспроизводит внешнюю форму рако1-
вины, дает точную копию ее очертаний и наружного узора, по, конечно,
не сохраняет тех особенностей внутреннего строения, которые сохра-
Фиг. 17. Скелет пекгіпас-.чигп преем и кающегося Tricerntups (умсныи. и ТО раз)-
няіотся на настоящей окаменелости. Наружное ядро представляет,
следовательно, такуга-же отливку раковины, как бронзовая отливка
какого-нибудь бюста по изложнице, давшей слепок этого бюста.
Геохимические условия, в которых находятся древние морские
или иные отложения, не всегда,благоприятны для образования окаме-
нслостей и для их сохранения; поэтому следует принять во вшімание7
что когда в каком-нибудь отложении мы.не находим окаменелостей
или отпечатков, это может означать следующее: 1) в том бассейне
пли на том.участке земной поверхности, где образовался данный слой,
не жили животныя или растения, 2) не было таких организмов, которые
моглн-бы перейти в ископаемое состояние, или, наконец, 3)
окаменелости уничтожены позднейшими процессами перекристаллизации.
Ископаемые остатки встречаются или изолированными единичными
экземплярами, или целыми группами (фиг. 20). Скопление большого
количества неделимых одного или нескольких видов говорит за то,
чго с наши руки попало место их обитания, напр., коралловые, мшан-
— 51 ~
косые и т. п. рифовые постройки, банки моллюсков или плеченогих,
пещеры или прерии с костями живших пли кормившихся там
млекопитающих. Большое скопление костей или скелетов может быть также
следствием какого-нибудь процесса, сносящего их в определенное
место, или какой-нибудь катастрофы, благодаря которой внезапно
погибает большое количество животных: в одних случаях—это
морской прибой или морское течение (Карабугазский залив Каспийского
моря), в других—река сносит трупы в заводь, где они засыпаются
Фиг. IS. Отяечачок древыейшей птіщы, Archaeopteryx litlwgrapliica:
илом й песком (пермские пресмыкающиеся на Сев. Двине),
вулканическое извержение, внезапное наводнение, ливни после засухи
(Пикерми в Греции), массовая гибель на водопое после засухи
(наблюдение Дарвина на р. Парано), прорыв .морской воды в
пресноводный бассейн или обратно, прорыв ядовитых растворов (медистый
сланец Мансфельда), вулканическое извержение и т. д.
Обыкновенно, как уже оттенено, сохраняются лишь твердые
скелетные части или отпечатки мягких частей; однако, известны
случаи сохранения в мумифицированном состоянии и мягких частей,
напр., кожа у ихтиозавра, кожа у лягушек в фосфоритах Керси;
наконец, сохранение трупов целиком наблюдается лишь в исключи -
*
__ 5і —
тельных случаях; иасекомыя и янтаре, мамонт и сибирский носорог
(фиг. 16)в вечно мерзлой сибирской почве (трупы в торфяниках).
Кроме остатков скелета или других частей самого животного,
палеонтолог находит немало ценных признаков, красноречиво
говорящих о тех или иных жизненных процессах вымерших животных.
Таковы, напр., отпечатки конечностей животного при ходьбе или
в состоянии покоя, следы зубов, грызущих кость, содержимое кншек,
говорящее о пище, нахождение детенышей в утробе матери, т. паз.,
Фиг. 19. Отпечатан растений ісаж]іноуголыюго'пе|)ііода"(папоротш!]<ооѲрязпьіе).
копролиты, подземные сооружения роющих животных, признаки
борьбы или предсмертных судорог, болезни костей и т. п.
В рыхлых или мягких породах легко собирать окаменелости;
при этом отпечатки надо искать на поверхности слоев, разбивая породу
(глину, песчаник) по слоям, или внутри конкреций, разбивая эти
последние. Препарирование окаменелостей из твердых пород требует
известных предосторожностей; поэтому часто приходится брать с собою
куски породы с окаменелостями или окаменелости с частями
заполняющей их породы іі производить препарирование в лаборатории.
Препарировать окаменелости можно механическим путем, выбиваньем,
с необходимыми предосторожностями, химическим путем, напр.,
растворением а слабой кислоте кусков известняка, в котором заклю-
■— 53 —
чаются нерастворимые кремнистые раковины, наконец, и при помощи
тепла, напр., накаливая куски породы с нуммулитами и затем
погружая накаленный кусок в холодную воду: при этом растрескивание
часто происходит именно на границе с окаменелостью, и эта последняя
выпадает из заключающего ее камня.
Препарирование остатков позвоночных, костей и зубов
представляет гораздо больше трудностей и
требует иногда большого искусства.
Окаменелости надо не только умело
собирать и препарировать, 'но надлежит
также заботиться об* их сохранении, о
предохранении их от разрушения. Так,
окаменелости пиритовые и марказитовые
надо покрывать лаком, иначе они фнг ж рак0ВІІИЫ ракообраз-
окисляются, переходят в сернокислое ЦОі-о Estheria minuta в породе,
железо и рассыпаются. Кости
пропитывают клеем, чтобы предохранить их от рассыпания в труху и т.п.
Когда нет возможности выбить окаменелость или отпечаток
без риска его уничтожить, полезно сделать с него слепок; такие-же
слепки делают и во время обработки материала, когда нужно, так
(Сказать, с негатива получить позитив или наоборот. Для слепков
применяются гуттаперча, воск, гипс и в особенности та, размягчающаяся
в горячей воде масса, которую применяют в зубоврачебной технике
(Moulding composition for dental purposes, № 2, medium).
Более или менее подробные указания о методах препарирования
окаменелостей можно найти у Базера (Bather), Шухерта и Кейльгака,
2. Памятники архитектонические.
Последовательность напластования и особенности залегания
горных пород представляют те архитектонические (или
стратиграфические) памятники, умелое чтение которых дает для историка земли
такие-же ценные указания, как чтение древних надписей для историка
культуры. В этом отношении самая форма залегания горной породы
во многих случаях является красноречивым памятником:
напластование (фиг. 21) говорит об осадочном происхождении, форма потока,
в особенности с. шлаковой поверхностью, о вулканическом
происхождении и т. п. Еще ценнее последовательность и характер
залегания; так, напр., если перед нами обнажена в вертикальном
или круто наклонном направлении некоторая толща земной
коры, и мы видим в ней некоторое напластование, это говорит
нам, с одной стороны, об осадочном происхождении данной толщи,
— 54 —
с другой—об известно» последовательности происходившего здесь
процесса седиментации, т. с. накопления отложений, это есть
признак известной последовательности геологического процесса
накопления осадков, которая кладет основу гюнятщр об относительном
геологической возрасте отложений. Там, где мы имеем, так наз.,
несогласие напластования, где, скажем для примера, на наклонных
или изогнутых в складки слоях
налегают горизонтальные слои, этот
характер залегания говорит о
дислокационных процессах, имевших место до
отложения верхней толщи. А если и
верхняя, н нижняя толща представляют
морские отложения с различными
морскими окаменелостями, -если на
поверхности смешенных, как говорят,
дислоцированных, пластов и в
основании покрывающих их горизонтальных
имеются признаки континентального
субъаэрального выветривания, то перед
нами на основании лишь анализа
стратиграфии, т. е. порядка и характера зале-
Фиг. 21. н^іластопания. гания пластов, развертывается
следующая картина {фиг. 29) последовательных
геологических процессор; море, в котором накопляются отложения;
горообразование; превращение данного участка моря в
континентальный; континентальное выветривание; погружение под уровнем
моря и новое накопление отложений; наконец, вторичное превращение
в сушу.
Выливающаяся из кратера вулкана лава при застывании приобре-
■■ тает ту характерную форму залегания, которая выражается термином
. лавовый поток. Нахождение таких лавовых потоков в странах, в кото-
. рых в настоящее время нет никаких проявлений вулканизма, говорит
нам так-же красноречиво об имевших здесь место вулканических
. процессах, как и горы, сохранившие форму вулканических кратеров.
Следы геологических процессов.
Некоторые геологические процессы сопровождаются такими воз-
■ действиями на поверхность земной коры или на слагающие ее породы,
которые носят на себе специфический характер и могут быть нами
утилизированы для реставрации вызвавших их процессов. Поэтому
там, где сохранились такие признаки, они являются важными геологи^
ческими памятниками, как-бы окаменелыми геологическими
процессами. Лучше всего это можно иллюстрировать несколькими примерами.
При движении ледников в горах или 5олышх толщ льдов
в полярных странах, скалы, но которым эти массы передвигаются,
подвергаются значительной полировке (фиг. 22), шлифовке,
истиранию, царапанию."В результате получаются, с одной стороны, особые
округленные формы поверхности—бараньи лбы, курчавые скалы—
■с другой, особые типы выпахивания, как, напр., корытообразный
поперечный профиль речных долин, наконец, полированные
поверхности скал, борозды и шрамы на них, образованные остро-
Фнг. 22. Ледниковая полировка.
угольными камнями, вмерзшими в нижнюю поверхность
движущегося льда.
Там, где мы находим эти следы ледниковых явлений полностью
или хотя частично сохранившимися от позднейшего разрушения,
это дает нам возможность реставрировать ледниковые
явления-минувшей геологической эпохи для данной местности. Там, где эти признаки
уцелели от выветривания, они представляют неоспоримые
памятники бывшего здесь некогда оледенения, хотя бы теперь там не было
никаких признаков льда или вечных снегов. А нахождение в тех
или иных древних отложениях следов оледенения говорит о
необходимом для образования глетчеров климате.
При движении глыб земной коры- по сбросовым трещинам, как
указано в главе о дислокациях, возникают похожие на ледниковую
66 —
полировку, но в отличие от нее наблюдающиеся только в одной
плоскости, полированные и иногда «штрихованные, так наз., зеркальные■'
поверхности; их присутствие говорит нам, следовательно, о сбросовых;
движениях в данной части земной коры.
При горообразовании слои земной коры изгибаются и
складываются в складки. Вместе с тем происходит изгибание, переломы,
раздробление отдельных составляющих горные породы минералов,
образование мелкоскладчатого сложения, так наз., плойчатой
структуры; другими словами, горообразование оставляет свои следы на>
строении горной породы, н внимательное изучение этой последней,
а иногда даже и внешний се вид говорят нам о давнопрошедших
дислокационных процессах, о существовании складчатых гор там, где-
в настоящее время, быть может, нет никаких орографических следов их.
Как-бы в опровержение насмешливого отношения к
микроскопическому методу'исследования в ранний период его развития со стороны
одного из крупных английских геологов Рамзая-—отношения,
вылившегося в афоризм «нельзя изучать горы под микроскопом)», мы в
настоящее время на самом деле иногда лишь по микроскопическому
исследованию горных пород воскрешаем перед своим умственным
взором давно минувшие дислокационные процессы.
В горных породах, слагающих Альпы, также как и в других
складчатых областях, встречаются более или менее сильно
деформированные окаменелости: сплюснутые и сдавленные s разных
направлениях позвонки и раковины, растянутые и разорванные белемниты
и т. п. Какое красноречивое доказательство дислокационных усилий,
которым подвергались эти горные породы уже после того, как в них
попали окаменелости, ибо все позвонки и раковины сами по себе
имели иную форму, которая и сохранилась у них там, где они не
подвергались деформирующим прообразующим усилиям!
Волноприбойные террасы на берегу выше уровня моря и иногда
на более или -менее значительном расстоянии от берега и другие
проявлений механической работы прибоя выше современного уровня
моря, затопленные морем постройки, возвышающиеся среди открытого
глубокого моря коралловые острова, глубокие крутые речные долины
типа Большого Каньона Колорадо—все это такие особенности
геологического строения, которые красноречиво говорят об имевших здесь
место перемещениях береговой линии и о вертикальных движениях.
земной, коры.
При землетрясениях образующиеся от разрывов земной коры
трещины иногда заполняются вследствие сотрясения вышележащих
песчаных масс пес--ом, который впоследствии цементируется,
твердеет и превращается в песчаник. При выветривании глин, мергелей
— 57 —
» других более мягких пород, в которых проходят эти жилы песчаника,
этот последний, как более твердый, лучше противостоит разрушению
и возвышается в виде крутого гребня, носящего названиедайки;такие
песчаные дайки, по справедливому указанию Павлова, являются как-
бы ископаемыми землетрясениями, эти дайки говорят о давно
прошедших сейсмических пертурбациях там, где, быть может, нет других
проявлений их в настоящее время.
Окаменелости говорят нам также и о тех химических процессах,
которым подвергались остатки животных или растений в тех слоях,
в которых они были погребены. Если раковина моллюска состоит
не из* углекальциевой соли, как при жизни животного и как об этом
свидетельствуют многие тысячи ,и десятки тысяч окаменелостей, а из
пирита и из бурой окиси железа, если мы находим древесный ствол
насквозь окремненный и, несмотря на это, все особенности строения
раковины или древесного ствола'остались совершенно нетронутыми,
не говорит-ли это громко о.том, что эти остатки животных и растений
Подверглись в своем составе значительным изменениям? И не говорит-
ли это вместе с тем красноречиво и недвусмысленно о том, что
замещение первоначального вещества раковины, зуба, древесного ствола
совершенно чуждым ему веществом может совершаться при таких
условиях, что все морфологические особенности этих тел остаются
нетронутыми? Эти окаменелости служат красноречивой иллюстрацией
правильности нашего представления о, так паз., псевдоморфозах, т. е.
о таких минералах, которые путем изменения химического состава
превратились в новые соединения, оставив им, однако, в наследство
свою форму, по которой мы и судим об имевшем здесь место химическом
превращении.
Если вулканическое извержение происходит на дне моря или
на берегу, рыхлые продукты извержения смешиваются с морскими
отложениями, превращаясь в, так паз., туфогенные образования,
иногда заключающие окаменелости—остатки животных, населявших
данную часть моря в период деятельно-сти этого потухшего вулкана.
Такая необычная ассоциация окаменелостей с вулканическим
материалом представляет особенно ценный геологический памятник, так
как позволяет установить время деятельности давно потухшего
вулкана, напр., третичные растения в вулканических туфах,
силурийские и девонские окаменелости в туфах в Прнрейнских областях,
на Урале и некоторые другие.
Геологическими памятниками, свидетельствующими о минувших
процессах, могут служить также и те процессы выветривания и мета-
морфизации,' о которых речь была уже выше: Так, напр., латериты
и бокситы образуются в настоящее время в условиях тропического
— 53 —
климата. Поэтому, если мы находим эти образования в древних
отложениях Франции, Европейской России (Тихвинский уезд) или другой
страны умеренного пояса, мы имеем основание считать, что в этих
странах в эпоху образования латеритов и бокситов климат был
тропический. О климате минувших эпох мы судим также по
растительным остаткам и по остаткам животных. При этом следует, однако,
быть очень осторожным, памятуя, что предки современных
тропических или бореальных форм могли быть и не таковыми.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ.
Статика земной коры.
I. Современный облик земной поверхности.
Как уже было упомянуто, самый облик земной поверхности,
распределение суши и моря и элементов земного рельефа как на суше,
так и на море, является одним из источников наших сведений о
геологическом прошлом, если к этим элементам подходить не только с точки
зрения морфологии., но » с точки зрения генезиса. В самом деле,
уже при первом беглом обозрении земной поверхности нам бросается
в глаза факт значительной асимметрии ^распределении суши и моря,
в распределении гор, плоскогорий, ранним. Ведь если разбить земной
шар на полушария не по экватору, а в другом направлении, то можно
получить одно полушарие, в котором окажется сосредоточенной почти
вся масса суши, а другое будет почти исключительно морским. В
минувшие периоды распределение суши и моря было совершенно иным,
но и тогдаоно не представляло какой-либо правильности или
симметричности; даже и в те периоды, когда значительные континентальные
массы были сконцентрированы на севере, когда земной шар был
опоясан в широтном направлении громадным океаном Тетисом, а к югу
от него также расстилались континентальные массивы. Еще более
бросается в глаза асимметрия, если от распределения суши и моря
перейти к распределению высот и глубин. Наиболее значительные
горные хребты и плоскогорья сосредоточены отнюдь не в центральных
частях материков, как должно было-бы быть, если-бы материки
образовались сразу, а эксцентрично, по соседству с океанами и морями.
Точно также наибольшие глубины в океанах отнюдь не соответствуют
центральным их частям, а разбросаны в виде эксцентрично
расположенных океанических впадин (фиг. 24 и 25). Асимметрия является по
выражению географа Мелло общим правилом. Это особенно бросается
— 59 —
в глаза, если от такого внешнего сопоставления перейти к рассмотрению
строения материков и морей и и особенности к возрасту и
происхождению отдельных их частей. Остановимся для примера на Европе.
Первозданный остов европейского материка лежит на севере; к нему
постепенно, иногда колебательным путем, т. е. в результате
неоднократно сменявшихся трансгрессий и регрессиййіорей, присоединялись
новые части все более и более южные. Самой древней складчатой горной
цепью является гуроиская на крайнем севере Европы, за ней следует
южнее в Великобритании и в Швеции каледонская; далее идет
возникающая в конце палеозоя в каменноугольный и пермский периоды
герцинская система, состоящая из ветви армориканской (Бретань)
и варисцийской (Гарц, Тюрингия, Богемские горы); еще позднее
в третичный период присоединилась Альпийская система (Пиренеи^
Альпы, Апеннины, Карпаты, Балканы, Кавказ). Наконец,. вековые
колебания н сейсмические явления в Средиземном морс говорят,
невидимому, за то, что здесь готовится новая горная цепь, которая
впоследствии присоединится к Европе в виде еще более южной
полосы. Если мы обратимся к России, то получим такую картину:
Финляндия—древнейший остов, докембрийског'о происхождение;
северозападная часть—Петроградская губерния и Эстляндия
присоединилась к материку в конце силура, а более южная часть вдевоне.
Северная, севере восточная часть и отчасти область к юговостоку от
Олонецкого края присоединилась после карбона и пермского периода.
В Центральной России мы имеем область, в которой суша и моря
боролись за обладание в течение всей мезозойской эры; южная Россия
освободилась из-под уровня моря лишь в третичный период.
Обращаясь к другим материкам, мы найдем аналогичные явления.
Соединение между южной и северной Америкой не раз прерывалось
и снова восстанавливалось. На месте северной части Атлантического
океана существовал палеозойский материк. В третичный период часть
Индийское океана была сушей—здесь от Африки через Мадагаскар,
Сейшели, Цейлон и Ост-Индию простирался материк Лемурия.
Ост-Индия, Австралия и южная Африка входили в течение верхнего
палеозоя в состав материка (или комплекса материковых "Массивов),
известного под названием Гондваны. Эгейское море присоединилось
к Средиземному лишь в конце третичного периода.
Много можно привести аналогичных примеров, свидетельствующих
о том, что современные материки и современные океаны возникали
постепенно, без определенного плана, что в их строении не было и нет
никакой симметричности, а имеются налицо все признаки
постепенного возникновения под влиянием сложных процессов деформации
земного шара.
— 00 —
Несмотря на общую асимметрию рельефа земли, в морфологии
земной поверхности обнаруживаются, однако, а такие правильности,
которые часто дают повод к тем или иным обобщениям, к спекуляциям
об этих географических гомологиях. Так, например, невольно бросается
в глаза заостряющаяся к югу форма материков—Америки, Африки
я Азии с Австралией. Грин (Lowthian Green) построил теорию
тетраэдрической формы поверхности для твердого остова земли,-
как следствие деформации земного шара и стремления его перейти
от шаровидной формы (максимальный объем при минимальной
поверхности) к такой, которая представляет максимальную поверхность
при минимальном объеме—а это именно и есть тетраэдр. Одна грань
тетраэдра это север Америки, Европы и Азии с полярными странами;
противолежащий трехгранный угол—это Антарктика; Америка, Африка
к Азия с Австралией — это ребра тетраэдра, сходящиеся в нижнем
угле. Тетраэдр несколько скручен (Ю. Америка сдвинута относительно
Северной, Южная Африка относительно Северной Африки и Европы,
Австралия относительно Азии); по кругу, идущему через Китайское
море, Средиземное море, ю го восточную Азию, проходит громадная
центральная линия излома.
Невольно привлекает к себе внимание также и заострение всех
материков и полуостровов к югу (кроме Дании).
Другая правильность, бросающаяся в глаза, это параллелизм
береговых очертаний, напр., Америки и Африки с Европой по обе
стороны Атлантического океана; этим же очертаниям соответствует
и конфиіурацня подводной меридиональной гряды, которая тянется
по середине Атлантического океана. В более мелком масштабе такой
параллелизм очертаний повторяется и на некоторых островах.
Карпинским в интересной статье сопоставлены многие факты
из области географических, и геологических гомологии.
В последнее время Дееке обратил внимание на повторение в
изгибах береговых очертаний определенных углов (30°, 60"$ 90°, 120°,
І50°, 180°). Береговые линии в общем повсеместно совпадают с
некоторыми большими кругами, которые соответствуют трем главным
направлениям изломов и складчатости земли—NO, NW, NS (варисцийская,
герцинекая, рейнская). Быть может, думает Дееке, это есть следствие
того, что все позднейшие дислокации придерживались в общем той
древнейшей системы трещин, которая была заложена еще вскоре
после образования твердой земной коры.
Пока все приведенные сопоставления вращаются лишь в области
догадок; быть может, с дальнейшими успехами геологических
исследований будет действительно найдена реальная почва для тех или
иных из них.
—
Gill. Морфология земной поверхности.
Формы рельефа земной поверхности очень разнообразны, но могут
быть сведены к нескольким основным типам.
Основной поверхностью, с которой сравнивают элементы земного
рельефа, является общий уровень моря, относительно которого участки,
лежащие ниже его, называются отрицательными (депрессиоиными), а
лежащие выше его—положительными формами земного рельефа.
Депрессионные области, низменности, плоскогорья, горы—к этим
основным типам могут быть сведены все разнообразные частные
случаи. Эта группировка чисто морфологическая, іг каждый тип обнимает
несколько различных генетических случаев-^а геолога, конечно,
формы рельефа интересуют, главным образом, с точки зрения их
генезиса.
Подразделение приведенных четырех типов, которые можно
даже свести к трем, если соединить низменности if плоскогорья в один
тип ((равнины»,1 могут быть как морфологические, так и
генетические.
Морфологические подразделения, если ограничиться лишь
крупными типами, таковы: для гор: отдельно стоящие горы, группы гор,
горные хребты и горные цепи; для депрессий; котловины или впадины
и долины.
Если горы и плоскогорья более или менее значительно
возвышаются над уровнем моря, то отрицательные формы земного рельефа
могут представлять либо относительные депрессии, либо абсолютные,
т. е. такие, которые лежат более или менее значительно ниже уровня
моря; не только на дне морей существуют такие впадины, они известны и
на суше. Наиболее глубокой континентальной впадиной является
Мертвое море (поверхность—394м.,априглубине некоторых участков
в 400 гл.-—около 800 м.); затем следует указать депрессионную область
Каспийского моря с площадью в 700000 кв. клм. (уровень Каспия
на 26 м. ниже уровня Черного моря, а дно на 1158 м.); громадная
депрессионная область обнимает долину Иордана, Мертвое море,
Чермное море—это область сбросовых грабенов; замечательна также
громадная Притяншаньская депрессионная область (100 м.),
окруженная грандиозными горными хребтами, далее Байкал, Комское озеро,.
Северо-американские большие озера. Морские глубоководные впадины
отличаются гораздо большей глубиной (у Мариаиск. остр, впадина
Неро—9636 м., Кермадекская впадина—9427 м., Тускарора—8341
и друг.).
Впадины как на суше, так и на дне морей имеют форму или
вытянутых в длину рвов, т. наз., грабенов, или котловин.
— ti2 —
Впервые Гумбольт, затем Пешель, Вашер и некоторые другие
географы—последние вычисления принадлежат Тилло—делали
попытки определить среднюю глубину океанов и среднюю высоту сушп,
а также вычислить, какой процент их поверхности приходится па те
или иные высоты и глубины. Эти данный интересны не только, как
некоторая сводка бесчисленного множества определений высот н
глубин, но представляют ценность с геологической точки зрения. Во-
Фиг. 23. Сводный гипсометрический профиль земной поверхности.
первых, зная,среднюю высоту, среднюю плотность и. площадь суши,
можно вычислить есЪбъем и ее вес и, сопоставив это с объемом и весом
мирового океана, придти к заключению, что они взаимно
уравновешиваются. Во-вторых, важно констатировать, что сравнительно-
незначительное поднятие суши или отступание моря должно дать
континентам, у которых имеется обширная мелководная континентальная
платформа и на которых господствуют области незначительных
высот, значительный прирост—и это надо иметь в виду при оценке
влияния древних трансгрессий и регрессий ,морей на распределение
:уши и моря. Эти соотношения схематически могут быть иллюстри-
— w —
ровапы следующей схемой Зупана (фиг. 23), из которой явствует
что большая часть суши приходится на высоты ниже 1000 м., а большая
часть дна океанов па глубины больше 3000 м.
Наиболее высокие точки земной поверхности (Гауризанкар—
8840 м.) и наиболее глубокие точки морских впадин (8500—9636 м.)
приблизительно
одинаково отстоят от сред- .
него уровня моря. Но
средняя высота суши
и средняя глубина
моря разнятся на
очень значительную
величину. Средняя
глубина океана по
Тилло около 3500 м.,
средняя высота суши
около 700 м. (по новейшим данным—S25 м., если принять во
внимание Антарктику с 2000 м.). Лишь незначительная часть
земной поверхности еозвышается более чем на 1000 м. над уровнем моря
(4% от 1000 до 2000 м. и 2% выше 2000 м.), между тем как дно океана
и.* 6'
Фш\ 24. Профиль С. Америки между 42° и 35" с. ш.
I—Моунт-Шаста. 2-Е. Соляное оз. 3—Юішон-пайк.
4-Лонг-пайк (Скалистые горы). 5 — Миссисснпи у
С Лун. 8—Аллеганы.
Тоіігі
Фиг. 25. Профиль Тихого Океана (вверху). Схематический профиль земной
поверхности (внизу).
почти целиком удалено более чем на 1000 м. от его поверхности (9%ниже
1000 м., более 50% глубже 3000 м.).
Генетическая классификация гор, равнин и депрессионных
областей, если не вдаваться в детали, может быть сведена к следующему.
Горы, возникающие в результате тех или иных смещений некоторых
частей земной коры, т. е. деформации, составляют группу гор
дислокационных или дефортцирнных, тектонических, структурных. Горы,
обязанные своим происхождением процессам отложения на поверх-
— 64 —
ности земли, объединяются в группу гор наісоіыеиѵя, или
аккумуляционных; наконец, гористый характер местности, вызванный работой
размывания проточной водой и атмосферной денудацией,
врезывающейся в земную кору, дает возможность выделить группу гор
размывания, или гор эрозионных
Равнины, распадающиеся с точки зрения высоты над уровнем моря
на низменности (не выше ЮООф., т. е. 330 м.) и плоскогорня, обнимают
следующие типы: дислокационные равнины, равнины размывания—
пенешіэн, или эрозионные, атмосферио-депудационные, абразионные,
т. е. представляющие результат срезывающей, пишишрующей работы
трансгрессивно надвигающегося моря, равнины, представляющие
прежнее морское дно в области его отступания, наконец, равнины
вулканические, образованные обширными лавовыми покровами.
Депрессионные формы рельефа, независимо оттого, представляют
ли они котловины или долины, обнимают типы: дислокационный,
эрозионный, экзарационный, в зависимости от того, произошли -ли,
они путем дислокационного опускания, речного размывания или
ледникового выпахивания.
Каждая из генетических форм земного рельефа характернзу ется
своими особенностями, которые более или менее легко могут быть
схвачены глазом опытного геолога или фнзико-географа; и поскольку
способ образования той или иной формы рельефа наложил на нее
свой отпечаток, такой элемент земного рельефа является источником
наших сведений о минувших процессах в данной области, т. е.
источником познания геологического прошлого.
Характерной особенностью вреспределенми форм земного рельефа,
как уже указано, является эксцентрическое расположение
глубоководных впадин и горных систем, определяющее общую
асимметричность земного рельефа. Как показывают фиг. 24 и 25, глубоководные
впадины лежат на окраине океана, а мощные горные системы на
окраине материка.
Ш. Стратиграфия.
Научное основание учению о стратиграфии было положено
Ник. Стеионом в конце XVII столетия. Датчанин родом, профессор
итальянского университета, Стеной (или Стенсен) представляет
интересный пример той разносторонности (врач, анатом, кристаллограф,
геолог), которой отличались многие ученые того времени, когда наука
не достигла еще той степени дифференциации, при которой
невозможно не только быть специалистом в разных отраслях знания,
но даже трудно быть авторитетным в разных отделах одной и той же
— 65 —
науки. Исходя из того правильного положения, что большая часть
прежних отложений, в особенности тех, которые .заключают окамене-.
Фиг. 26. Нормальное напластование. (Схема).
:^«.';^
: й?-*
Рис. 2ба. Нормальное напластование. Унгулитозый песчаник на р. Тосне.
(Фот. Д. Д. Ив остра нцева).
лости, представляют древние морские отложения и что морские
отложения осаждаются горизонтальными пластами, Стеной установил.
Геология. с
— 60 —
как основное положение, что слои, которые сохранились в том виде,
как они отлагались, залегают горизонтально; если же слои лежат более
или менее наклонно, стоят пертикалыш, изогнуты в складки, то эти
«нарушения» нормального
"~~"~- . напластования
доказывают, что слои
впоследствии подвергались тем
или иным внешним
воздействиям, как мы теперь
говорим, дислокационным
процессам, которые н
нарушили нормальное их
залегание. Таким образом,-мы различаем нормальное (фиг. 26 и 29а)
п иарущі'нпоа(іІ»и\27) напластование. Здесь требуется, однако, неко-
Фпг. 27. Пример ііарушеішиго напластовалил.
Фиг. 28. Согласное напластошіШ'
-t*&'*:
торая поправка. На пологих береговых склонах, на коралловых рифах
иногда отлагаются морские отложения первично наклонные. С другой
стороны, горизонтальность
; •' '" --*-~" " ':'['--'~т слоев в некоторых случаях
является не
доказательством ненарушенное™ их
напластования, а напротив
получается в результате
очень сложных
дислокационных смещений, напр.,
у опрокинутых слоев, в
лежачих складках,
особенно если они перешли в,
т. паз., шарриаж. В таких
случаях только
палеонтологическое- содержимое
пластов может нам придти
на помощь и показать, что порядок залегания этих пластов, хотя и
горизонтальных, является не нормальным, а как раз обратным их
относительному возрасту. >
' Вторым основным положением стратиграфии, установленным
Стенопом, является положение об относительном возрасте отложений:
Фиг. 29. Несогласное напластование.
— tSY —
при нормальном напластовании слои залегают в порядке их
отложения, т. е. в порядке их относительного возраста. В такой серии
напластования самый нижний пласт является самый древним, самый
верхний—самым молодым, а каждый промежуточный пласт моложе того,
па котором он залегает (это его подошва или лтсачий бок),
и древнее того, который его покрывает (это его кровля или
висячий бок).
Третье основное положение стратиграфии говорит о согласном м
несогласном напластовании. Согласным напластованием (фиг. 28) назы-
Фііг. 29(a). Нормальное напластование. Скала Лермонтова в Кисловодске.
вается тот случай, когда слои залегают параллельно друг другу, все
равно, сохранили ли они свое нормальное,т. е. горизонтальное
напластование или они выведены из нормального напластования и залегают
наклонно. Несогласием напластования (фиг. 29) называется отсутствие
такого параллелизма, т. е. когда""какая-нибудь серия пластов залегает не
параллелыютой, на которой она лежит, или той, которая ее покрывает.
Всякое несогласие напластования означает перерыв в процессе
седиментации и какое-нибудь дислокационное явление в промежуток между
отложением несогласно пластующихся слоев. В частности, напр., если
на наклонных пластах залегают горизонтальные слои, это означает, что
после отложения нижней серии наступил перерыв в седиментации,
и произошло дислокационное движение', которое прекратилось до
отложения верхней горизонтально залегающей серии, ибо, если бы
— 68 —
Фиг. 30. Линии падения и линия
простирания.
дислокационное движение продолжалось и после отложения верхней'
серии, эта последняя тоже оказалась бы выведенной из
горизонтального положения. Несогласия напластования и существование
горизонтальных слоев над дислоцированными дают возможность определять
возраст горных систем, т. е. определять ту эпоху, до наступления
которой прекратился
прообразующий процесс. Так, напр.,
если в Уральском хребте на
дислоцированных девонских
каменноугольных и пермских
отложениях залегают
горизонтальные меловые слои,
это означает, что
тектоническое формирование
Уральского хребта закончилось до
отложения меловых слоев.
Перерыв в отложении не всегда, конечно, сопровождается
нарушением напластования, совпадающим с этим перерывом. Бывает, что
и после перерыва новые слои отлагаются согласно на более древних;
но в этих случаях, если
О мы имеем дело с
морскими отложениями,
перерыв может быть
обозначен признаками
континентального выверивания,
напр.: в виде карманов
выветривания, коры
выветривания чі т. п., в еле-
■ дах размывания или в осо-
С бых, так называемых, ба-
зальных конгломератах.
Наконец, даже и при
отсутствии этих признаков перерыва в отложении, самый факт
налегания отложений, хотя бы по внешнему виду совершенно
согласного и нормального, не на отложения непосредственно им
предшествующие по геологическому возрасту, а более древние, есть уже
тіесогласие; этот случай называется также трансгрессивным
напластованием. Поэтому можно говорить о действительном и о кажущемся
согласии напластования и приходится говорить о явном йнеявікш'нссо-
гласии, которое американские геологи (Scliuchert, Grahau, Bailey
Willis) различают под названиями «disconformity» и
«unconformity».
Фиг. 31. Горный компас.
— 69 —
При горизонтальном положении пластов все внимание страти-
графа направлено на выяснение последовательности напластования.
В наклонных пластах необходимо точно знать расположение каждого
пласта относительно стран света и относительно горизонтальной
поверхности земли. Пересечение наклонного пласта с горизонтальной
поверхностью земли дает линию прослшрдния(фиг.30);ее положение
относительно стран света определяется горным компасом. Линия
максимального уклона пласта, т. е. линия, лежащая в плоскости пласта
и перпендикулярная к линии простирания, носит название линии
падения; ее положение относительно стран света также определяется
горным компасом. Эти две
линии вполне определяют
положение пласта относительно стран
света; наклон же пласта к
горизонтальной поверхности земли
определяется углом,
образованным плоскостью данного пласта
с горизонтальной поверхностью
земли; этот угол падения
измеряется, так называемым,
клинометром, т. е. металлическим
отвесом, помещенным внутри компаса.
Когда угол падения составляет
90°, иначе сказать, когда пласт
■стоит вертикально, говорят, что
он поставлен на голову (головой
в данном случае называется
поперечное сечение пласта). Если есть возможность определить линию '
падения, то всегда ей следует отдать предпочтение, так как
сопряженная с нею, перпендикулярная ей линия простирания тогда тоже
известна, между тем как линия простирания не дает линии
падения, как можно убедиться из следующего примера: если линяя
падения идет с севера на юг, то линия простирания известна—она
идет с запада на восток; если, наоборот, дана линия простирания
широтная, то ей могут соответствовать пласты, имеющие южное или
северное падение.
Наклон пласта носит техническое название «падещія»; говорят,
что слои падают на юг, если они наклонены с севера на юг, они падают
на юго-восток, если линия падения (наклон) направлена с северо-
запада на юго-восток и т. д.
Горный компас отличается от обыкновенного компаса следующими
особенностями: он вделан в прямоугольную оправу со сторонами
Фиг. 32. Определение угла падения-
при помощи горного компаса с
клинометром.
— 70 —
параллельными О—W и N—S линиям; на ліссто запада у него
помечен восток и наоборот; внутри компаса помещен клинометр. Самое
измерение падения, простирания и угла падения производятся
следующим образом (фиг. 31 и 32): поворачиваем компас в горизонтальном
направлении так, чтобы нордзюдовая линия совпала с магнитной
стрелкой, т. е. с магнитным меридианом; если мы желаем определить
направление линии простирания, то становимся над нею, а если это
невозможно, стараемся на расстоянии глазом возможно точнее уловить
ее направление (для этого удобно пользоваться диоптром надетым, на.
Фиг. 33. Наклонные пласты га реке Лесе (Кавказ).
(Фот. Д. А. Иностранцева).
компас) и затем поворачиваем компас в горизонтальной плоскости до
тех пор, пока нордзюдовая линия не совпадет с направлением линии
простирания; остается только отсчитать по положению стрелки
компаса, какой угол с магнитным меридианом составляет направление
линии простирания. Так, напр., если линия простирания имеет
северовосточное направление, пишут N0, или N045°, N030° и т. п.
Таким же путем определяется и положение линии падения
относительно стран света.
Угол падения измеряется клинометром, т. е. маленьким отвесом,
помещенным внутри компаса,Когда мы ставим компас в вертикальном
направлении рамой на горизонтальную поверхность, отвес показывает
на нуль; если компас стоит на наклонной плоскости, отвес непосред--,
— 71 —
ствешо отмечает этот уклон. Следовательно, если мы поставим компас
в вертикальном направлении на поверхность наклонного пласта вдоль
линии падения, то отвес непосредственно и даст угол падения.
В тех случаях, когда отсчет затруднительно сделать, пока компас
стоит на линии падения, надо осторожно перевести его в горизонталь-
нос положение и тогда можно компас поднять и отметить положение
отвеса, конечно, при том условии, что эти операции проделаны
достаточно -осторожно для того,
чтобы отвес остался против
того деления шкалы углов
падения, на котором он
установился, когда компас
стоял на поверхности пласта
в вертикальном положении.
Поверхность ■ пласта не
исегда представляется
идеальной плоскостью:
вследствие выветривания,
выкрашивания, слабого изогнутая
и т. п. получаются
неровности, которые могут
отразиться на величине угла
падения. -В таком случае,
надо сделать несколько
измерений в разных частях
пласта и взять среднее или,
еще лучше, положить вдоль
линии падения длинный шест
или палк£, которая спрямит
все случайные неровности и
даст нам действительное
среднее падение.
Когда возникает сомнение, по какому направлению идет
максимальный уклон пласта, можно сделать несколько пробных измерений
и, таким образом, найти это направление или обнаружить направление
максимального уклона при помощи струй ки^воды.
На фиг. 33 изображены наклонные пласты, а на фиг. 34 слои
вертикальные, т. е. поставленные на голову.
Угол падения обозначается таким знаком /_ 45а, /_ 60° и т. д.
На геологической карте падение и простирание пласта обозначаются
стрелкой, перпендикулярной к линии простирания, правильно
ориентированной относительно стран света на карте, а угол падения обо-
Фиг.34. Вертикальные слои на р. Ассе (Кавказ).
(Фот. Н. И. Каракаша).
— 72 —
значается цифрами около стрелки. Так, напр., х \ означает, что
60°
слон падают на юго-восток под углом в 30°, \ —что они падают
на северо-запад под углом в 60° и т. п.
Определение мощности пластов при горизонтальном напластовании
является самой простой' операцией измерения при помощи ру-
Фпг. 35. Определение мощности наклонных пластов.
летки расстояния между, плоскостями, ограничивающими пласт
снизу и сверху перпендикулярно к ним. В случае наклонных пластов
В а X А
Фиг. 36. Зависимость между мощностью пласта и углом падения.
задача несколько усложняется, но в общем тоже не представляет
затруднения. Чтобы определить мощность наклонных пластов, нужно
знать не только их падение, но также расстояние между плоскостями,
ограничивающими пласт снизу и сверху на поверхности, т. е. там,
где пласт обнажен на поверхности земли, причем измерение
производится в направлении, перпендикулярном к простиранию пласта.
При этом возможны, как показывает фигура 35, три случая, а именно,
73 -
когда выход слоев на земную поверхность- горизонтальный, когда
■он наклонный п склон выхода направлен в ту же сторону, что и падение
пласта, или в противоположную сторону. Для первого случая
(мощность пластов от і до Я),
мы имеем: (
для второго (мощность
от С до 1):
c/)=CI)Xsin{fCa~fCI>)
и для третьего (мощность
т £ до С): '
Фиг. 37. Наклонные пласты в разрезе по про-
bC—BCyCsin {СВе—еВЬ). . стиранию, кажущиеся горизонтальными.
Между мощностью пласта, углом его падения и длиной выхода
на дневную поверхность (измеряемой по линии падения) существует
следующая зависимость, (фиг. 36), дающая возможность в природе или
на карте по одним величинам вычислять другие:
с = a.tango..
Как показывает фиг. 37 наклонные, — » даже складчатые,—
слои по направлению ■ проостирания производят впечатление
горизонтальных. Поэтому, если
разрез прошел по
простиранию и если нет другого
разреза, обнажающего пласты
по падению, мы окажемся
введенными в заблуждение.
Отсюда вытекает, что по
одному разрезу нельзя
делать заключения о горизонтальности пластов; и только в том случае,
если и в разрезе по другому направлению пласты горизонтальны,,
они на самом деле и являются таковыми.
Другое указание, которое можно извлечь из этой же фигуры,
заключается в том, что для обнаружения состава какого-нибудь
напластования, надо иметь разрез не по простиранию, а по падению.
Пока мы идем по простиранию пласта, мы все время находимся в
области одного пласта и не знаем, что его подстилает—если только
выветривание и отслаивание не обнаружит одного или несколько подсти-
Фнг. 38. Геологический міѵшкж.
— 74 —
лающих его тонких слоев. Поэтому исследователь должен стремиться
идти в направлении поперечном относительно простирания, как
говорят вкрест простирания, чтобы обнаружить характер и состав
напластования.. При этом, если мы пойдем по направлению падения, то
будем переходить от более древних пластов к более молодым, если же
пойдем навстречу падению, то, наоборот, мы будем идти от более
молодых к более древним пластам.
На фиг. 38 изображен геологический молоток, служащий для
откалыванья образцов горных пород.
IV. Геологический анализ и геологический синтез.
Выше было уже отмечено, что работа геолога слагается из
анализа отдельных обнажений и из синтеза наблюдений в разных местах.
Фиг. З'і. Несогласное напластование группы елиеи, говорящее
о недаішеіі трансгрессии и регрессии .моря.
Постараемся раскрыть смысл и того, и другого приема
исследовании.
В чем заключается анализ геологического разреза и что он может
дать? Лучше всего иллюстрировать это несколькими примерами.
На фиг. 26. Изображен разрез. Перед нами- свита горизонтально
залегающих пластов, следовательно, осадочные породы в нормальном
напластовании. В этой свите явно обнаруживается чередование
более твердых и более мягких пород, что резко сказывается в их
различном отношении к выветриванию с образованием карнизов из более
твердых слоев. Присутствие отпечатков наземных растений и зубов
пресмыкающихся говорит за то, что перед нами континентальные
или пресноводные отложения. ■;
Фиг. 29. Три серии пластов: внизу круто наклонные, над ними
пологие, еще выше горизонтальные; это говорит о двух дислокациях,
одной после отложения серии а, другой после отложения серии в
и до отложения оставшихся горизонтальными слоев с; очевидно, что
слои а являются наиболее древними, слои в более молодыми, а слои с
наиболее молодыми. Все три серии слоев заключают различные мор-
— 76 —
скне окаменелости,следовательно,это отложения морские; но на слоях а
ясно видны следы континентального выветривания в виде карманов
и глинистой субаэральной коры выветривания. На основании этих
данных перед нами развертывается следующая сложная
последовательность геологических процессов: отложение слоев а в морском
бассейне, дислокации, выводящая эти слои из их горизонтального
нормального напластования, регрессия .моря и превращение этой
части его в сушу, процессы континентального выветривания,
затопление морем, накопление отложений в, новая
Фиг. 40. Разрез слоев в Грап-Каяыше (Колорадо, С. Ш. Сев. Аи.).
раковины, живущие в омывающем эти берега море; наконец, наверху
новая растительная почва с травяноГі растительностью.
Следовательно, этот разрез говорит не только о двукратной смене моря
сушей, но и о том, что последнее затопление морем имело место уже
и современную геологическую эпоху.
На фиг. 40 изображен еще более сложный случай. Внизу наиболее
древняя серия отложений, изогнутая в складки; на ней несогласно
залегает серия наклонных пластов, которые, в свою очередь, прикрыты
несогласно с ними пластующимися горизонтальными слоями; эти слои,
в свою очередь, размыты и несогласно покрыты мощной серией
горизонтальных отложений. Здесь, следовательно, три несогласия, две
— 76 —
эпохи дислокаций, две эпохи континентального выветривания и'три
морские трансгрессии.
Как показывают эти примеры, подробный анализ одного, разреза
способен-развернуть перед нами несколько страниц из грологической
летописи данной местности. Однако, картина во многих случаях
получается более полная при сопоставлении нескольких разрезов,
а в некоторых случаях без такого сопоставления толкование разреза
может быть не только неполным, но и неправильным. И лишь
синтетическое сопоставление двух или нескольких разрезов может привести
к верному заключению.
Возьмем опять несколько примеров.
На берегу реки обнажены слои, падающие к реке, т. е.
имеющие наклон в сторону реки; на противоположном берегу
такие же слои тоже наклонены в сторону реки, навстречу слоям
левого берега; очевидно, что речная долина представляет, так
называемую, синклинальную складку, т. е. изгиб слоев,
обращенный сводом книзу. Возьмем обратный случай; слои на обоих
берегах наклонены в противоположные .стороны от реки; ясно, что
речная долина представляет размытую или разорванную
антиклинальную складку, т. е. изгиб пластов, обращенный сводом
кверху; пунктирной линией мы и реставрируем эту антиклиналь
в виде,так называемой, воздушной складки. Достаточно перенестись
мысленно в такую местность, где эти части складок не так явно
обнажены, как на берегах речки, а обнаруживаются геологом и
изолированных разрезах в лесистой местности или . на склонах
гор, иногда сравнительно далеко друг от друга, и достаточно
принять во внимание, что часто приходится комбинировать не
два, а целый ряд разрезов, чтобы убедиться, каким важным
орудием геологического исследования является синтез наблюдений,
' произведенных в нескольких местах.
Возьмем еще один, с первого взгляда более простой, а
на самом деле более сложный случай: На двух берегах речки
обнаженьЕ наклонные слои, имеющие одинаковое падение, т. е.
наклонные в одну и ту же сторону. Что это означает? Это
может быть просто серия наклонных пластов, размытых по
простиранию; это может.быть изоклинальная антиклиналь или серия
изоклинальных складок; наконец, это могут быть изоклинальные
пласты с чешуйчатой структурой. Вопрос решается на основании
окаменелостей ,или повторения одинаковых пластов, согласно
схемам, которые можно понять из приведенных в главе о
складках фигур.
__ 77 —
V. Геотермический градиент.
Горячие минеральные' источники, раскаленные вулканические
газы и огненножидкие лавы определенно говорят о существовании
внутри земной коры высокой температуры. Правда, из этого не
вытекает, существует ли эта высокая температура всегда внутри земли,
как остаток тех времен, когда весь земной шар находился в
расплавленном состоянии, или же высокая температура является
результатом местных процессов (химических, механических, радиоактивных).
Обыкновенно ссылаются на геотермический градиент, т. е. на
увеличение температуры по мере углубления в слои земной коры, как на
доказательство существования внутренней теплоты, не принимая, однако,
при этом во внимание, что приходится делать экстраполяцию далеко
за пределы наблюдений.
Уже давно было известно, что по мере углубления вземную кору,
начиная с некоторого слоя, лежащего в средних широтах
приблизительно на 20 м. от поверхности, наблюдается повышение температуры.
Колебания температуры от солнечного нагревания, столь резкие
и атмосфере, захватывают лишь незначительный, поверхностный
слой земли. В средней России суточные колебания не ощущаются
глубже—іу2м., а годовые прекращаются на глубине около 20—25 м.
На этой глубине находится, так называемый, слой постоянной
температуры, равной средней годовой температуре данной местности,
или вернее очень немного ее превышающей. В этом слое, который
в полярных странах; приближается к поверхности, а в экваториальных,
наоборот, находится наиболее глубоко, температура всегда остается
неизменной, как это особенно наглядно иллюстрируется подвалом
Парижской Обсерватории, где в 1789 г. Лавуазье был установлен
на глубине 28 м. термометр, который с тех пор неизменно показывает
51,5" (11,83 ). Начиная с этого слоя постоянной температуры повсюду
наблюдается с углублением повышение температуры. Это общее пра-
вилОі из которого нет исключений.' Систематические наблюдения
делались в рудниках, в буровых скважинах, при прорытии тоннелей
и дали возможность вывести некоторые интересные заключения.
Прежде чем приступить к их рассмотрению, условимся о некоторых
терминах. «Геотермическим градиентом» мы будем называть
приращение температуры на единицу длины углубления, на 1 м. или на
300 м., как угодно; обыкновенно считают на I м. «Геотермической
ступенью» назовем то расстояние, которое надо пройти вглубь, чтобы
констатировать повышение температуры на Г, иначе сказать—это
толщина слоя,разделяющего точки с разностью температуры в Г. Наконец,
— 7S —
изогеотермы, геоизотермы, хтоішзотермы—зіо кривыя, соединяющие
внутри земной коры точки с одинаковой температурой. Обыкновенно
говорят, что в среднем геотермическая ступень составляет 33 м.;
ни это, конечно, лишь средняя величина, от которой в разных
местностях и на разных глубинах наблюдаются более или менее значительные
уклонения. Эти уклонения зависят от целого ряда причин, от тех
факторов, которые влияют на геотермический градиент. Это, во-первых,
близость вулканического очага или горячих источников или, наоборот,
охлаждающее действие холодных подземных вод. Во-вторых, большая
теплопроводность у слоистых и сланцевых пород вдоль плоскости
наслоения или плоскости сланцеватости, чем перпендикулярно к ней;
поэтому в местностях с крутым падением слоистых или сланцеватых
пород геотермический градиент меньше, чем в местностях, где слои
залегают горизонтально. Между прочим именно то обстоятельство,
что этого не приняли во внимание при вычислении температуры,
предполагавшейся в Симплонском тоннеле, привело к тому, что
предсказания резко разошлись с тем, что оказалось на деле (напр., в 8 клм.
пт северного портала вместо ожидавшейся температуры в 42"
оказалось 55е). Произошло это потому, что в основу вычислений был
положен геотермический градиент С.-Готардского тоннеля, в котором
сланцы имеют крутое падение, а в Симплоне, с его очень сложным
шарриажным строением', слои залегают приблизительно
горизонтально; геотермический градиент на С. Готарде 0,02Р, Что соответствует
геотермической ступени в 47.6 м., а на Симплоне градиент 0,027'
и ступень—37 ж. К числу причин, аномально повышающих
геотермический градиент, относится химическая реакция окисления пирита
и марказита, что так часто в широком масштабе наблюдается в буро-
угольных и каменноугольных копях; так, напр., в копи Осега
в Чехии геотермическая ступень составляет лишь 5,2 м., в золотом
руднике Комсток в Неваде—12,25 м. Наконец, на ход изогеотерм
оказывает влияние также и более или менее значительная изрезанность
горного массива. Под горами геотермическая ступень больше чем под
равнинами, и на некоторой глубине все зигзаги геоизотерм
сглаживаются, и они более или менее приближаются по своей форме к
горизонтальным параллельным линиям.
Повсеместное существование геотермического градиента особенно
резко иллюстрируется наблюдениями в Сибири, в области^вечной
мерзлоты; так, напр., в Якутске наблюдалось следующее:
на глубине 7 ф 17,1°С
» » 20 » 11,4аС .
* 100 » 6,8'С
—. 7!) —
іщ глубине 200 ф 5,0°С
» * * 300 » 3,3°С
» » 382 » 2,93С
Геотермическая ступень па С.-Готарде доходила до 50,3 м.,
благодаря тому, что там оіанцы круто поставлены, а теплопроводность
параллельно слоям заметно больше, чей поперек слоев; как уже
указано, этого не учли при определении геотермического градиента на
Симплоне, где, благодаря сложным шарриажам, слои лежат
правильно горизонтально, благодаря чему в связи с неожиданными
горячими и холодными источниками и получилось такое сильное
расхождение предсказанной и наблюденной температуры,
Измерения в артезианских скважинах дали такие величины:
Гренель при глубине в 547 м,—32,6 м., Рюдерсдорф 696 м.—26,9 м.,
Шперембергпри глубине в J271 м.—31,8 м.; в шахте Адальберт у Пши-
брама—60 м.; для кру то падающих слоев Кё'нигсбергер дает в среднем
:53—60 м.
Интересно также отметить, что по наблюдениям Петерса у
Датских берегов на дне моря температура воды была О, Г, а ил уже на
глубине 1 м. обнаружил температуру в +7°.
Чтобы перейти от.средней годовой температуры воздуха- к
температуре почвы с слое постоянной температуры надо согласно Кенитс-
бергеру прибавить к температуре воздуха на. уровне моря—0,8=С,
на высоте в 500 м — Г, 1000 м.—1,3°, 1500 т.—1,7е, 2000 л.—2,3,
2500 м.—3°.
Геотермический градиент представляет, невидимому,
чувствительный аппарат, которым, быть может, можно воспользоваться в
вулканических областях для предсказания возобновляющейся или
подготовляющейся вулканической деятельности. Кенигсбергер
рекомендует установить в таких областях геотермометры, которые способны
отмечать незначительные приращения температуры и, таким образом,
следить за Подготовляющимся извержением, конечно, если это
происходит достаточно медленно.
В вулканических областях геотермический градиент имеет
аномальную величину, и лишь очень медленно после прекращения
деятельности вулкана или в области уже, сравнительно давно потухшего
вулкана идет процесс возвращения геотермического градиента
к первоначальной форме. Кенигсбергер делает-следующие интересные
сопоставления. ,
Первая стадия фумарол (сухие фумаролы) соответствуют
геотермической ступени в 0,5 ст., эти фумаролы прекращают свою
деятельность через 1—3 года.
— 80 —
Кислые фумароды, действующие и течение 1—10 лет, дают
геотермическую ступень в один стм. Выделение сероводорода
продолжается в течение больших промежутков времени, до 3000 лет при
геотермической ступени в 1—(0 метров, а выделения углекислоты,
борной кислоты не прекращаются в течение 50000—500000 лет при
геотермическом градиенте в іО—15 метров. Геотермическая ступень
в 20—25 метров была констатирована даже после извержения
миоценового возраста.
ОТДЕЛ ТРЕТИЙ.
ДИНАМИКА ЗЕМНОЙ КОРЫ.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ.
Геологические процессы.
Если-бы земная поверхность оставалась неизменной, ссли-5ы она
всегда была такою, какою мы ее видим в настоящее время, не было-бы
науки геологии. Ибо геология есть наука о тех изменениях, через
которые прошла земная кора и ее поверхность, и о-тех проявлениях
изменений, совершающихся в настоящее время, которые и составляют
сущность того, что можно назвать жизнью земной коры. И, если под
жизнью понимать совокупность постоянных изменений в составе
и строении, наличность-постоянно совершающихся процессов, в
результате которых получается более или менее заметное изменение
в очертаниях некоторых частей земной поверхности, ■ то о жизни
земной коры не только позволительно говорить, но ее нельзя не
замечать, она всюду сама бросается в глаза геолога, и проявления
этой жизни — геологические процессы делаются важным объектом
геологического исследования и важным источником наших сведений
о прошлом земли. Смена сушииморя.юбразованиеиразрушение гор—
нот конечные результаты этих геологических процессов, этой жизни
земной коры, о которых уже знали или, вернее, догадывались древние
философы, о которых писали даже античные писатели. «И Этна не
всегда будет огнедышащей, ибо не всегда она была таковой»1), говорит
Овидий; или в другом месте: «я видел сушу, превращенную в море,
я видел земли, выросшие из пучин морских, и морские раковины,
!) Nee Aetna
' [gnea scraper erif, neque enim fuit igiiea semper.
Геология. ' Й
— S2 —
лежащими вдали от моря»1). Последние слова, вложенные Овидием
в уста Пифагора, особенно замечательны, если вспомнить, что
впоследствии, в течение нескольких веков, не признавали органического
происхождения окаменелых морских раковин и силились усмотреть
в них какую-то игру природы.
Различные геологические процессы неодинаковы по
интенсивности и продолжительности. Наряду с такими явными, интенсивными,
'а подчас разрушительными и грозными процессами, которые
бросаются в глаза всякому, геологическое наблюдение и исследование
обнаруживает значительное распространение и таких геологических
процессов, которые вследствие своей медленности и незначительной
интенсивности скрыты от нас, проходят незаметно. Но смело можно
сказать, что именно в них то и заключается вся сущность
геологической жизни земной коры, между тем как первая категория является
лишь сопутствующими процессами, отголосками других геологических
процессов, Медленно, незаметно, но неустанно на протяжении
геологических эпох, работающих над изменением земной поверхности.
Когда на наших глазах дымится Везувий, когда он выбрасыва;-
пары и пепел или извергает лаву, когда Лысая Гора иа Мартиника
внезапно выпаливает, как гигантская пушка огромную струю горячих
удушливых паров и газов и в 2—3 минуты уничтожает цветущий город
Сен-Пьер,мы являемся свидетелями явного, резкого и даже страшного
проявления жизни земной коры. Но ведь такому взрыву и вообще
всякому вулканическому извержению предшествовали
подготовительные процессы внутри земной коры, о которых по некоторым мелким
■признакам знают геологи и о которых предупреждали жителей Сен-
Пьера, не придавших этим предупреждениям должного внимания.
Когда землетрясение проявляется такими разрушениями, как на'
наших глазах в С. Франциско, в Верном, в Шемахе, в Мессине.,
результаты жизненного процесса земли'у всех на глазах; но немногим
известно, что мелкие, незаметные для нас сотрясения и колебания почвы
происходят постоянно и повсеместно, о чем свидетельствуют
чувствительные инструменты,, носящие название сейсмографов. Нахождение
морских раковин на суше далеко от моря, существование 'морских
береговых террас на несколько сот футов выше современного уровня
моря, как, напр., в Норвегии, это явные признаки, по которым нетрудно
сделать заключение об имевшем некогда место опускании моря. Но
те незначительные перемещения береговой линии, котдрые совер-
') VIdl ego, quod fuerat so li diss! ma fell us,
Esse fretum; vidi, factas ex aequo re terras
Et procul a peiago conchae jacuere marinae.
— 83 —
шаются и теперь на наших глазах в Скандинавии, на побережье
Средиземного моря и so многих других приморских странах, это такие
грандиозные по результатам, но незаметные явления, которые могут
быть подмечены только систематическими наблюдениями не одного
года и не одного поколения геологов. Когда перед нами бешено мчится
бурный горный поток, ворочающий громадные каменные глыбы и
подмывающий берега, которые под напором его течения обваливаются,
мы изумляемся разрушительной силе проточной воды и не можем
не заметить, что она является причиной явных изменений в
конфигурации некоторой части земной поверхности. Но с видом спокойно
текущей Волги у нас не связано непосредственно представление
о какой-то разрушительной или созидательной деятельности, и только
путем внимательного наблюдения можно подметить те мелкие явления,
результатом совокупной деятельности которых в течение значительного
промежутка времени явилась самая долина Волги, ее крутой правый
берег и обширная низменность, левого берега. Когда с треском
низвергается снеговая или каменная лавина, мы невольно обращаем внимание
на ту работу, которую в горах производят обвалы и вечные снега. Но
медленная, незаметная деятельность ледников, гораздо более
грандиозная по результатам, ускользает от нашего взора, если не
наблюдать ее систематически или не изучать результатов ее работы в
прошлом. Вид выветрившейся, как иногда говорят в общежитии, гнилой
гранитной скалы, которая от удара молотка легко рассыпается
в дресву, при некоторой наблюдательности невольно вызывает
представление о том, что и гранитная скала, этот символ прочности и
неизменности, имеет свой конец, что и она подчинена наравне с хрупким
организмом неизбежной смерти, которая является не только
разрушением существующего, но при помощи этого разрушения и процессом
обновления. Но те процессы физического и химического выветривания,
благодаря которым в конце концов гранитная скала превращается.
в песок, глину и дресву, совершается для нас вполне незаметно,
а между тем они неустанно действуют повсеместно на земной
поверхности.
Повсюду нас окружают более или менее явные или незаметные
по своей интенсивности геологические процессы; земная поверхность
постоянно этими процессами медленно, но неуклонно видоизменяется,
и ее конфигурация и строение в каждый данный момент представляют
нечто отличное как от предыдущих, так и от последующих моментов.
Из этих процессов и слагается неорганическая жизнь земной коры.
Очень метко это выразил греческий философ Эмпедокл своим с первого
взгляда парадоксальным изречением, что никогда человек не
купается дважды в одной и той же реке.
J- ,44 —
Салю собою разумеется, что группировать эти геологические
процессы, слагающие неорганическую жизнь земной коры, но их
интенсивности нерационально, ненаучно. Невольно напрашивается
стремление сгруппировать их по генетическому признаку, применительно к тем
причинам, которыми обусловлены различные процессы. Это стремление
еще на заре современной геологии привело к установлению двух групп
процессов. Первую составляют те процессы, носящие название
плутонических, или эндогенных, невидимая причина которых скрыта внутри
земной коры, в царстве Плутона, и которую связывают с внутренней
теплотой земли и с ее реакцией на холодную кору и ее поверхность.
Сюда относятся вулканические извержения, горообразования, веко-
иые перемещения суши и торя. Вторую группу составляют тс
процессы, связь которых с водой и атмосферой сразу бросается в глаза:
геологическая работа проточной и подземной воды, атмосферы, ледни-'
ков, организмов—вот что составляет эту группу иептунических,
■или экзогенных процессов.
В настоящее время ни у кого из геологов Не возникает
сомнений в том, что в геологической жизни земной коры участвуют и
плутонические, и иеіітунические процессы. Мы не стремимся сводить
горообразование и .землетрясения и даже образование таких лавовых
пород, как базальт, к иептуническим- силам, считая, что они являются
первенствующими. Точно также не стремимся мы и к тому, чтобы
преувеличивать значение плутонических процессов в ущерб непту-
пичесним, приписывая, напр., горообразование вулканическим силам,
В геологии конца 18 » первой половины 19 ст., однако, существовали
оба эти направления, п в геологической литературе того времени видное
место занимает полемика плупюнистое, ведущих свое начало от Хё'т-
това » имевших таких блестящих представителей, как Гумбольд,
Эли-де-Бомои и Леоп. фон Бух, с нттуниетами, родоначальником
которых является Вернер, наиболее видными представителями
впоследствии—Бишоф и Мор.
Более целесообразно и более правильно разбить геологические
процессы не на две, а на три группы. Первую составляют явные
проявления действия внутренней теплоты земли—это вулканические
процессы. Вторая группа обнимает совокупность тех важных и
сложных процессов, которые связаны с деформацией земного шара;
независимо оттого, будем-ли мы эту деформацию связывать с внутренней '
теплотой или искать се причины в космических воздействиях, она
проявляется в тех процессах горообразования и вековых изменений
очертаний материков и морей, которые обнимаются термином
дислокационных процессов; землетрясений, как явления в большинстве
случаев сопутствующие гор образованию, относятся сюда же. На-
— 85 —
конец, тритыо группу составляют процессы денудационные,
соответствующие вышеуказанной группе процессов нептуническйх.
Каковы взаимодействия вулканических, дислокационных и
денудационных процессов, и которые из них можно считать за первопричину
всех геологических явлений? Нэ этот счет .мнения расходятся,
и здесь существует несколько концепций. Те, кто еще так или иначе'
примыкают к воззрениям прежних гшутонистов', склонны видеть
основную причину неорганической жизни земли в вулканических явлениях,
связывая с ними горообразование и вековые перемещения суши и моря;
денудационные процессы в этом случае являются лишь неизбежным
следствием первых двух. В лице Дёттона с его теорией иэоащзии
выступило на сцену другое" представление, переносящее весь центр
тяжести геологических процессов на денудационные процессы. Земная
кора, как и поверхность всякой другой планеты, по представлению
Дёттона., находится в состоянии равновесия, все части земной коры
уравновешены и, если-бы мы стали сравнивать, скажем, цилиндры
одинакового диаметра, вырезанные в земной коре перпендикулярно
к ее поверхности, до некоторого определенного уровня, положим,
до глубины в 20 клм., то мы пашли-бы, что они все имеют одинаковый
вес, несмотря на то, что имеют разную высоту; цилиндр в области
горной страны или равнины, в области материка или моря имеют
одинаковый вес, потому что различная их высота компенсируется
различной плотностью слагающих их материалов. Поскольку никакие
внешние силы не нарушают этого установившегося' равновесия, оно
будет оставаться неизменным. Денудационные процессы нарушают
его: выветривание и снос продуктов выветривания с возвышенных
участков уменьшает их вес и этим вызывает стремление их путем
поднятий восстановить нарушенное равновесие; накопление
отложений на более низменных участках, наоборот, отягощает их и
является причиной опускания. Таким образом, денудация вызывает
дислокации, которые могут сопровождаться и вулканическими
извержениями. Если представления плутонистов не объясняют всех
Процессов горообразования, то в равной мере и теория изостазии,
бесспорно, имеющая значение для понимания некоторых процессов
жизни земной коры, не в состоянии объяснить те сложные процессы
тангенциальных движений в земной коре, которые отражаются в
строении складчатых горных систем. Кроме того, недостаточность теории,
сводящей все геологические процессы к изостазии, вытекает из
следующего соображения- Если денудация, нарушая установившееся
равновесие, вызывает, с одной стороны, поднятие областей сноса, с другой,
опускание областей накопления отложений, то,1 казалось-бы, этот
процесс должен продолжаться до бесконечности в одних и тех же местах.
_ 86 —
так как снос вызывает поднятие, а поднятие поддерживает работу-
сноса, накопление вызывает опускание, а опускание влечет за собой
накопление отложений. Если плоскогория не поднимаются
непрерывно в течение целых геологических периодов, а морские бассейны
не обнаруживают постоянного и непрерывного опускания, то
объясняется это, конечно, тем, что, кроме изостаэыи, действуют другие
процессы, направляющие деформацию земного шара. Эта деформация
совершается по сложным еще не вскрытым законам; места поднятий,
опусканий и горизонтальных смещений постоянно меняются, а не
прикреплены автоматически к определенным частям земной коры,
в которых они почему-либо начались в тот или иной период. Поэтому
мы неминуемо приходим к заключению, что основным процессом,
направляющим всю неорганическую жизнь земной коры, является
деформация земной коры, вызывающая и поддерживающая
денудационные процессы и сопровождаемая вулканическими явлениями.
Из совокупной деятельности и взаимодействия вулканизма,
дислокаций и денудации слагается теперь, слагалась и во все минувшие
эпохи неорганическая жизнь земной коры. В одних местах и в одни
моменты в истории земли преобладает та или иная из этих трех
категорий геологических процессов; по временам или в некоторых местах
та или иная из этих трех групп получает значительное преобладание,
а другие отступают на задний план. Но в общем ходе геологической
истории земли в одинаковой мере важны и нужны как дислокационные
и вулканические'процессы, так и денудационные явления.
ГЛАВА ПЯТАЯ..
Вулканизм.
Введение.
При слове «вулкан» нам рисуется коническая, усеченная на
вершине, снабженная кратером, гора, извергающая столбы горячих
газов и паров, выбрасывающая горячий вулканический пепел и
изливающая огненножидкую лаву. Такова, на самом деле, картина
многих вулканов и, в частности, такова картина, которую дает нам
единственный действующий вулкан на пространстве всей
Европы—Везувий. Было-бы, однако, ошибочно думать, что все вулканы построены
и действуют по типу Везувия. Мало того, можно даже сказать, что
Везувий, который так много дал для познания вулканизма, вместе
с тем невольно ввел геологов в заблуждение, когда они из
знакомства с ним вывели заключение, что это господствующий тип вулкана.
— 87 —
Постепенно, по мере знакомства с другими вулканическими областями,
везувиальный тип вулкана стал отходить на задний план; чем более
стали вникать в разные формы проявления вулканической
деятельности, тем яснее становилось, что Везувий лишь один, и притом далеко
не самый распространенный и не самый важный, тип вулкана.
Если с понятием вулкана непременно связано представление о
вулканической горе (фиг. 45—51), то отсюда отнюдь не следует делать
заключения, что все вулканические аппараты являются вулканами в этом
тесном смысле слова, и тем более следует остерегаться обобщения, что
все вулканы повторяют собою тип Везувия. Гумбольдт назвал вулканы
отдушинами, вентилями, через которые напор горячих газов и
расплавленной лавы находит себе выход на дневную поверхность.
Несколько видоизменяя это представление, мы можем определить
вулканический аппарат, как такое место на земной поверхности,
где из недр земли находят себе выход на дневную поверхность огненно-
жидкие массы, раскаленные твердые вещества и горячие газы и пары,
порознь или в известных комбинациях совместна. При таком взгляде
на вулканические аппараты под расширенное понятие вулкана
подойдут и вулканические горы, и трещины, через которые происходит
извержение, и трубки взрыва, вообще все самые разнообразные формы
выхода вулканических масс на дневную поверхность.
источниками наших сведений о вулканах являются: 1)
современные вулканические извержения, 2) продукты деятельности
древних вулканов, 3) строение и морфология вулканов, изучаемые
на размытых древних или недавно потухших вулканах. Чем глубже
проникло размывание, тем глубже проникаем мы в корни вулкана,
тем больше приближаемся к его очагу, а, следовательно, и к
пониманию механизма его возникновения^ этом отношении очень поучительны
примеры изученных и сопоставленных Зюсом размытых вулканов
(его «денудационный ряд»).
Группировать вулканические аппараты можно с разных точеіе
зрения. Морфологически можно выделить три типа: вулканическая
гора, .которая в свою очередь представляет целый ряд различных
морфологических типов, вулканическую трещину и вулканическую
трубку. По генетическому признаку и по типу деятельности
вулканические аппараты распадаются на эксплозионные, тектачесже
и дислокационные; под эсплозионными мы обнимаем все случаи
возникновения вулканического аппарата путем взрыва; тектическими
называются те, которые [получаются в результате расплавления
покрывающего вулканическое жерло слоя земной коры* наконец,
дислокационными вулканическими аппаратами являются те,
которые получаются в результате дислокационного ^ давления. Есть
— 8Я —
основание группировать вулканические аппараты и, т. ск.,
топографически, если принять во внимание, что вулканическая деятельность
не ограничивайся земной поверхностью на суше, а проявляется также
на дне океанов н внутри земной коры; с этой точки зрения мы будем
раачичать вулканические аппараты поверхностные на суше,
вулканическую деятельность на дне океанов и подземную вулканическую
деятельность с очень разнообразными вулканическими аппаратами.
Подземные вулканические аппараты.
Значение п роль подземной вулканической деятельности,
иллюстрируется многисленными п очень разнообразными по форме
массивами кристаллических пород, образовавшихся из расплавленной
массы н обнаруженных в настоящее время, благодаря совместной
деятельности дислокации и денудации. Но ссли-бы даже мы не знали
этих подземных тел вулканического, происхождения, то должны были-
бы предположить их существование даже теоретически, на основании
такого соображения. Поверхностные вулканические аппараты должны
иметь свои корни в тех очагах, которыми они питались и продолжают
питаться и с которыми они находятся в соединении при посредстве
вулканических каналов; и было-бы странно предположить, что оіиенно-
жидкне массы, передвигаемые теми или иными силами внутри земной
коры, всегда достигают земной поверхности, что они в тех или'нных
случаях не застывают внутри земной коры. Так как такое застывание
происходит на некоторой, иногда даже на очень значительной,
глубине, то естественно, что требуется более или менее продолжительная
и интенсивная работа и дислокации, и денудации для того, чтобы
приблизить эти глубинные тела вулканического, или вернее
плутонического, происхождения к земной поверхности и обнажить их.
Этим и объясняется, что количество таких глубинных плутонических
тел более значительно в древних формациях, почему и могло даже
возникнуть предполол<ение, что они приурочены к древним
формациям, пока не были открыты и мезозойские, и кайнозойские
гранитовые и т. п. массивы, и пока изучение глубоко размытых потухших
вулканов, как, напр., в Эвганеях ок. Падуи, не обнаружило этих
массивов в глубоких корнях поверхностных вулканических аппаратов.
--- Подземная вулканическая деятельность выражается в
передвижениях и в кристаллизации огненножидких масс, т. н. «магмы».
При застывании и кристаллизации магмы, из нее выделяются
горячие воды, богатые растворенными в них веществами^ которые дают
начало сювемилъиым» минеральным источникам и рудным жилам,
выделяются газы, которые производят в соседних породах, так паз.,
пневматолитчесную метаморфизацию и также отлагают руды. Таким
образом, застывание магмы внутри земной коры не только даст
начало подземному плутоническому телу, по и целому ряду
окружающих сто и ведущих от него свое начало, так паз., перимагмати-
ческих и апомагматиче-
*■:*?■::*
Рис. 41. Интрузивный пласт, или пластивая жила.
ских ооразовании.
Подземные
магматические тела, которые
охотно называются
«плутоническими») в отличие
от поверхностных,«вул-
каническихй в тесном
смысле слова, некоторые
авторы делят на две
группы: интрузивные и абиссальные. Под интрузивными понимают
такие подземные образования,"которые носят на себе явные
признаки передвижения внутри земной коры'
в жидком виде, которые насильственно
внедрились в осадочные слои земной коры
п имеют определенные очертания, причем
обыкновенно известна или намечается и
нижняя их граница. Абиссальными же
.считаются те, которые застыли из магмы
на месте ее продолжительного, быть
может, первоначального нахождения, имеют
книзу безформенные очертания и уходят
нижней своей поверхностью в неведомые
глубины. Между интрузивными и
абиссальными магматическими образованиями
существуют, конечно, переходы.
Типичными представителями
интрузивных образований являются
интрузивный пласт и лакколит.
Под названием интрузивного пласта
или пластовой жилы («Sill» англичан)
понимают машу, внедрившуюся в,
осадочные слои в виде горизонтальной массы,
ограниченной сверху и снизу параллельными стенками (фиг. 41).
Хороший пример интрузивных пластов представляют пласты
габбродиабаза среди1 кварцитов на зап. берегу Онежского озера. '
Морфологически с интрузивный пластом тождествен и
лавовый покров, впоследствии покрытый осадочным отложением. Вопрос
Рис. 42. Различные формы
интрузивных массивов.
— 90 —
о тот, имеем-.та мы перед собой действительно интрузивный
пласт, у которого, следовательно, не только лежачий, но и
висячий бок древнее лавы, решается на основании контактных
изменений в кровле пласта: очевидно, что если и кровля,
и подошва древнее лавового пласта, то контактные действия будут
наблюдаться и в кровле. Размеры и мощность интрузивных пластов
очень разнообразны, от очень незначительных до таких, как
знаменитый Whin-Sill, в Шотландии, который тянется на протяжении
80 миль при средней мощности в 80—100 ф. {максим, мощи. 150 ф.).
Иногда наблюдаются
два или несколько
интрузивных пласта
* . па разных горизонтах,
соединенные между
собою каналами.
Характерны и те случаи,
когда интрузивный
пласт представляет
ответвление от
лакколита.
При подводных
іізиерженнях
получаются иногда
многочисленные
незначительные интрузивные
пласты в морской
серии отложений,
разделенные тонким" или
более или ште значительными прослоями глинистых сланцев, как,
напр., диабазы в Центральном Кавказе, ила иными отложениями.
Этот тип залегания характеризует подводные извержения и
особенно часто встречается среди диабазовых пород.
Лакколит, в том виде как он был впервые описан Гильбертом
(Gilbert) в Америке, представляет караваеобразнуго или
куполовидную массу изверженной породы, внедрившуюся в жидком состоянии
в осадочную то^іщу и приподнявшую ее над собою сводообразно.
Редко обнажен в основании тот канал, по которому поднималась
магма. Трещины в кровле лакколита с инъекцией магмы, так
паз., апофизы, жилы и отдельные интрузивные пласты, отходящие
от лакколита, вносят известное разнообразие в их морфологию.
В России хорошие лакколиты известны у Пятигорска па северном
склоне Кавказа іг на южном берегу Крыма между Алупкой и Алуш-
Рнс. 43. Лакколит Плана (Южи. берег Крыма).
Фот. Ф. Левнисона-ЛссЕннгэ,
— 91 —
той (фиг. 43, 44). От этого идеального типа лакколита более или менее
уклоняются разные другие случаи интрузивных тел, как, напр., асси-
метричпын лакколит, поЯулакколиты, этмолпты в виде воронки, хоно-
литы в виде пробки, факолиты, которые получаются в складчатых
отложениях в виде чечевгщ в сводах складск, бисмалиты и пек. др. (фиг. 42).
Сравнительно редко на лакколите сохранилась полностью или в
значительной своей части эта осадочная оболочка; чаще мы находим
лишь остатки ее с боков или на вершине, а нередко, она
совершенно смыта и поэтому в сильно дснуднрованпых горных областях
Рис. 44. Лакколит Калько (Центр. Кавказ).
Фот. Ф, Левинсона-Лесиінгя.
требуется большое снимание, чтобы распознать лакколптовую
природу того или иного пассива изверженной породы. Отношения
становятся еще более запутанными и сложными, когда лакколит
подвергается процессу складкообразования вместе с теми осадочными
образованиями, среди которых он залегает (т. паз., складчатые
лакколиты Бальтцера). Обыкновенно, когда говорят об
интрузивных образованиях, их связывают с большими глубинами. Однако,
существуют наблюдения, которые приводят к заключению, что
лакколиты в некоторых случаях застывали на небольшой глубине от
поверхности. Быть может на небольшой глубине, под каждым
вулканом существует свой лакколит. Так, напр., Брёггер для гранита
Христианин указывает на глубину застывания не более 1000 м.
— 93 —
Сраіш. небольшую глубину принимают для лакколита Сёдбери
в Канаде, для грандиозного интрузивного образования Бушфельд
у Претории (60.000 кв. клм., больше всей Чехии) и для. некоторых
других. Для целого ряда лакколитов глубина их интрузии
определяется в полкилометра, в один или полтора кл., в 3—б километра.
Проблемы вулканизма.
Чтобы лучше уразуметь проблему вулканизма, можно разбить
ее на следующие составные части: термальную, механическую,
геологическую, географическую и морфологическую.
Термальная сторона вулканической проблемы требует ответа
на два вопроса: 1) откуда берется та высокая температура, которая
необходима для расплавления лавы и для образования
сопровождающих ее паров, и 2) каким путем поддерживается в вулканическом
канале эта высокая температура, т. е. как пополняется та громадная
убыль тепла, которая там наблюдается?
Тепло в вулканическом жерле п в кратере теряется путем
лучеиспускания и теплопроводности. По Дали соотношение между
потерей тепла путем теплопроводности и путем лучеиспускания
таково: если предположить столб лавы в 2 клм. высоты и 200 м.
в поперечнике, то в секунду он будет терять от теплопроводности
4.450.000 грамм-калорий, а вследствие лучеиспускания 275.000.000 гр.-
кал. От соотношений между потерей тепла и его притоком зависит
характер деятельности вулкана, продолжительность действия,
приостановка, возобновление деятельности и т. п. Источниками тепла
в лаве, кроме первоначального его запаса, являются совершающиеся
в ней химические реакции, кристаллизация, тепло, выделяемое
газами при повышении, давления.
Процесс охлаждения'лавы таит в себе и источник ее нагревания:
при кристаллизации выделяется тепло, которое иногда вызывает инкан-
десценцию лавы в момент ее затвердевания—лава как бы снова раска-
ляетсяувспыхивает, на отдельных кристаллах, выделившихся из лавы
в раннюю стадию ее кристаллизации, наблюдается иногда вследствие
этого;-частичнре расплавление по краям. Понятно, что этого источника
тепла так же, как и того, которое выделяется вследствие некоторых
химических реакций в вулканическом канале и в лаве (напр.,
3 FeO + Н30= Fe,Oi + Нг tJ- 15.400 калорий, NH3-J- HC1 = NH4C1 +
42.500 кал.), недостаточно для того, чтобы поддерживать ее в жидко»
состоянии, несмотря на громадную убыль тепла. Восполнение убыли
тепла в верхних горизонтах при посредстве конвекционных токов
снизу не может иметь места в широких размерах, благодаря очень
— 93 —
сильной вязкости лавы. С другой стороны, растворенные в мате
газы it пары уже па глубине выделяются из нес в виде пузырьков,
о чем свидетельствует пузырчатость лавы, по вследствие вязкости
лавы тіс поднимаются вверх, а
образуют участки пузыристой более легкой
лавы. Очень вероятным представляется
поэтому тот механизм пополнения
потери тепла, который Дэли называет
двухфазной конвекцией: участки
магмы, богатые газовыми пузырьками,
сравнительно легко всплывают,
вследствие заметной разницы в плотностях,
в верхние горизонты ее, между тем как
более тяжелые, охладившиеся части
тонут, опускаются по краям
вулканического жерла шутрь па смену
поднявшимся.
О температуре лавы и
вулканического жерла .можно судить по
некоторым косвенным Гдаиньш или по
непосредственным измерениям: косвенные
указания на температуру лавы дает
состояние ксенолитов в ней, т. е.
обломков посторонних пород, увлеченных
лавой; так, напр., куски
расплавленного гнейса говорят о высокой
температуре.
Другое косвенное - указание на
температуру лавы можно почерпнуть
из опытов плавления лавы в
лаборатории и из сопоставления жидкоплав-
кости или вязкости лавового потока с
температурой расплавленной в
лаборатории лавы, нагретой только до
состояния расплавления, л, следов., очень
вязкой, или до значительной жидколлав-
кости.. Так, напр., существование лаво-
надов н образование сталактитов па потоках Килауэа на Гаванских
островах несомненно говорит о высокой их температуре; о том же
говорят и такие факты, как быстрота течения лавы (напр., два
потока Везувия и J906 г. достигли местечка Боскотреказе в 4 часа),
или та обстоятельство, что в 1859г. поток: Мауна-Лоа в 55 клм.длп-
5
і
— 94 —
ііою на берегу моря был еще жидкоплавок; поток Везувия 1886 г.
но Скакки еще через 6 месяцев во многих местах был сильно
раскален. Значительная вязкость и связанная с этим медленность многих
лавовых потоков, наоборот, говорит о том, что их температура в
. момент появления на поверхности земли очень близка к температуре
их застывания.
Температуры, установленные непосредственно измерениями, не
превышают в общем 1200°; обыкновенно температура базальтовой
лавы, за исключением вышеприведенных особых случаев,
колеблется в пределах пт 1010° до 1100°.
Рис. 40. Вулкан Хорисар (Трусовскос ущелье в центр. Кавказе).
Рисунок О. Е. Морозовой.
Были делаемы попытки и непосредственного определения
температуры в кратере Везувия (Малладра, Шторц), наблюдая плавление
металлических цилиндров, опускаемых в бокки на железном тросе;
так, напр., на глубине в'56 м. в канале бокки температура оказалась
не. ниже 600°. Непосредственные определения при помощи
оптического пирометра дали на небольшом потоке Этны в 80 м. от места
выхода его 795°, 884°, 940° (Платания).
Более или менее перегретые лавы отличаются жндкоплавкостью
и текут гораздо быстрее вязких лав, температура которых, лишь
немного выше их точки плавления, и которые передвигаются очень
медленно. Так, напр., на Килауэа бывали случаи, что лавы двигались
«о скоростью 30 клм. в час.
Механическая часть вулканической проблемы — это вопрос
«том, что заставляет лаву подниматься, какова та сила, которая толкает
— 95 —
ее сквозь толщу земной коры к трещинам или в кратер, находящийся
на вершине вулкана значительно выше соседней .местности? Очень
долго держались в геологии представления, что главным агентом в этом
процессе служат газы и, в частности, водяные пары. Начало этому
учению было положено Пулет-Скрои ом на основании'наблюденногоим
извержения Везувия в 1822 г., когда из его кратера вырвался
^гигантский піпшеобразный столб паров и газов, невидимому, тождественный
Рис. 47. Эльбрус с вершины Берма.мыта/
с тем, который был описан Плинием для извержения 79 г.
И вот мы видим, как с разных сторон стараются найти
подтверждение правильности этого взгляда. Тут прежде всего фигурирует
географическое распределение вулканов, затем присутствие, с'реди
газообразных вулканических продуктов, хлористого натрия, как
доказательство того, что водяные пары вулканов происходят из
просачивающейся до вулканического канала морской воды. Добрэ
опытом нагревания нижней поверхности песчаниковой плиты, на
верхнюю поверхность которой налита вода, доказывает способность
воды проникать в сторону горячей поверхности; а способность
расплавленных масс поглощать значительное количество газов хорошо
— 06 —
известна на примерах серебра (поглощает до 19 объемов кислорода),
чугуна и пек. др. металлов. Прествнч подробно анализирует и
доказывает возможность проникания до нулкаиических очагов и, т. паз.,
фреатпческих подземных вод. Станнслас Меиьс сравнивает лаву с
сифоном содовой воды или с бутылкой сельтерской воды или
шампанского: при освобождении лавы, богатой газами более или менее
высокого напряжения, от давления газы выделяются, увлекая за собою
н жидкую лаву, подобно тому, как это наблюдается в содовом сифоне
или при откупоривании бутылки сельтерской воды пли
шампанского. Несмотря на все эти соображения, за водяными парами
и другими газами следует признать лишь второстепенную роль
в процессе поднятия
лавы, а для многих
извержений, вернее
сказать, для наиболеі'-
лажных типов
извержений, ее приходится
отрицать. Дело в том,
во первых, что
выделение водяных паров из
вулканического жерла
часто предшествует
излиянию лавы, что
лава спокойно
вытекает, когда бурное пы-
Рііс. 48. Минтс-Маіііііі (it. j1i<>c<>m. Фи.ііш к к. деление газов и паров
острииа). к ВІ|дс шніисобразного
пли иного столба уже
прекратилось. Поэтому, в лучшем случае, можно приписать парам
лишь роль разбрызгивания лавы в начальной стадии извержения
па подобие только что откупоренной бутылки сельтерской воды.
Правда, при некоторых взрывах водяные пары несомнепг т играют
большую роль; так, напр., извержение Бандайеана в 1888 і., пови-
днмому, было вызвано исключительно водяными парами. Во-вторых,
и это решающее возражение—в извержениях трещинных, в
извержениях типа Гавайских островов или вообще, так паз., лавовых
вулканов, при образовании экструзивных массивов так же, как и при
образовании интрузивных массивов, водяные пары отсутствуют или их
так мало, что, конечно, не им можно приписать продолжительное
спокойное выливание или выжимание лавы. Вообще медленное и
спокойное излияние лавы является общим правилом и невольно заставляет
думать о равномерном давлении, как о причине этого, излияния;
— 97 —
■приходится думать, если искать сравнения, не о бутылке сельтерской
•воды или шампанского, а об артезианском источнике. '
В последние годы вопросу об участии воды в вулканических
извержениях было уделено большое внимание Брэном (Вгцп), который
■■собирал газы на разных вулканах во время извержения, иногда
■с опасностью жизни, и, анализируя их, пришел к заключению, что
среди газов, вызывающих взрыв, водяные пары отсутствуют. Брэн
считает, что эти газы являются продуктом разложения особых
сложных хлоросиликатов и фторсиликатов, существующих в лаве до
извержения. Для Гавайских островов, для лавы Килауэа,Дэй,
собравший ее газы с необходимыми предосторожностями, оспаривает
.правильность заключения Брэна об отсутствии водяных паров. Если,
Стрелошняя сопка. Авячинсвая сопка.
Рис. 49. Вулканы Камчатки.
таким образом, вопрос о роли водяных паров в извержениях Везуви-
ального типа не может считаться окончательно выясненным, то не
подлежит сомнению, на' основании многочисленных достоверных
наблюдений, что в трещинных извержениях и в, так наз., лавовых
вулдо^гах водяные лары не являются причиной самого извержения,
и что^,ля объяснении механизма этого извержения приходится обратить
свои взоры в другую сторону. Где же искать в таком случае причину
поднятия лавы? Очевидно, или в ней самой, или во внешних силах.
Проанализируем эти два предположения и посмотрим, что они
нам дают. Толкающая сила, кроющаяся в самой магме и ее природе,
о которой говорил еще в 60-х годах Рихтгофен, была положена Штю-
белем в основу его теории вулканических извержений. Согласно
■его представлению, магма в момент затвердевания или непосредственно
перед этим расширяется; благодаря этому получается толкающая
■сила, которая и выдавливает часть жидкой магмы. Против этого
■предположения нельзя не возразить, что аналогия с висмутом, чугу-
Геология. 1
— 98 —
нол!, стеклом и т. п. веществами, на которую ссылается автор,
открывает путь для целого ряда сомнений и возражений; не убедительны
и те опыты с лавой и с остальными минералами, которыми некоторые-
авторы стремились доказать, что твердые куски лавы не тонут в
жидкой лаве, потому что они легче ее. Если принять во внимание, что
под твердым куском, хотя бы и накаленным, который мы в опыте
кладем на жидкую лаву, образуется поддерживающая его в виде ладьи
Рис. 50. Вид на Казбек из Джутского ущелья.
(Фот. Ф. Левішсона-Лессішга). .
твердая пленка, если учесть пузыристость тех кусков твердой лавы,
которые образуются на лавовом озере Килауэа и временно на
нем плавают, наконец, если вспомнить, что расплавленные металлы
поглощают газы, и что кажущееся их расширение в момент перехода
в твердое состояние связано с выделением этих газов, то придется
сказать, что нет данных утверждать, что магма при застывании
расширяется, а напротив, есть и наблюдения, и опыты, доказывающие,
что магма принадлежит в этом отношении не к типу воды, а к
господствующему типу, обнимающему почти вес вещества. На основании
— 99 —
всех этих лишь кратко здесь очерченных данных одно время казалось,
что теория Штюбеля должна быть просто отвергнута. Однако, теперь
надо внести в это отрицательное отношение к теории Штюбеля
некоторую поправку. Она неприменима при обыкновенном атмосферном
давлении или вообще при давлениях не очень больших. Дело в том,
что у громадного большинства тел, в отличие от воды, повышение
давления вызывает повышение точки плавления. Но мы знаем
на основании данных Дамп сна и Таммана, что при очень значительных
давлениях наблюдается после максимальной точки плавления
понижение точки плавления с возрастающим давлением, т. е. наступает
плавление с сокращением объема. Поэтому на очень больших
глубинах под очень значительным давлением предположение Штюбеля,
быть может на самом деле и применимо.
Не подлежит, однако, сомнению, что гораздо более вероятия ■'
на стороне другого предположения, а именно того, что лава
выжимается давлением опускающихся участков земной коры, которые
давят на магму и заставляют ее искать выхода в направлении
наименьшего сопротивления. Вулканы часто находятся в областях
поднятия, а по соседству с ними находятся области опускания {пример—
Овериь); в складчатых горах вулканы приурочены к антиклиналям
(пример—Кавказ); продолжительное спокойное выжимание лавы,
каким оно нам представляется в трещинных извержениях, в лавовых
вулканах, в экструзивных конусах, хорошо гармонирует с действием
.медленного давления.
Таким образом, мы приходим к заключению, что в образовании
интрузивных массивов, экструзивных конусов, в деятельности
лавовых вулканов и трещинных извержений .механизм поднятия и
внедрения или выливания лавы сводится к действию дислокационного
давления. При такой концепции вулканы действительно являются
пассивными следствиями тектонических процессов, л если они сами
производят местные поднятия в форме ли лакколитов или в ином
виде, то эта активность является в сущности лишь кажущейся, она
лишь отражение давления, которое в другом месте магма сама
испытывает от опускающихся глыб земной коры. И мы видим, что при
таком вглядс между лакколитами и экструзивными образованиями
резкая грань стушевывается, лакколит оказывается застрявшим
на глубине вулканом (по меткому выражению Веры Дервиз,
неудавшийся вулкан — tin volcan avort6), а вулкан-—прорвавшимся
наружу лакколитом.
Если, таким образом, господствующий тип вулканов должен быть
отнесен к той категории, где тектоническое давление играет главную
роль, то этим отнюдь не отрицается существование и таких вулкани-
— 100 —
ческих аппаратов, где взрывы и давление газов являются
первопричиной извержения (маары, трубки взрыва, начальная, т. паз., .«пли-
нианская» стадия деятельности вулкана Везувиального типа после
продолжительного покоя,взрывытипаМ. Пелэ или Кракатау и т. п.).
Наконец, имеются и такие случаи (Иэллостонский парк в
Соединенных Штатах, нек. древние извержения Скандинавии, Евганеи)
площадных излияний, когда нет ни канала, ни трещин, и остается
допустить лишь проплавление кровли магматическим бассейном или
близко подошедшим к земной поверхности лакколитом и появление,
таким образом, лавы на поверхности в виде неправильного жидкого
пятна (фиг. 51).
В результате приведенных рассуждений можно разбить вулканы
с генетической точки зрения на три типа: дислокационные, жсплвг..-
зионные и тектаческие, или вулканы тектонического давления,
вулканы взрывов и вулканы
проплавленйя. .
Геологическая
сторона проблемы
вулканизма сводится к вопросу
о том, с какими
'геологическими явлениями,
которые могли бы быть р'ас-
рис. Я. Лакколит е проплавленной -кровлей. сматриваемы,как его
причины, связан вулканизм?
Принимая во внимание, что вулканы и подземные вулканические
образования так часто приурочены к тектоническим горным системам,
невольно является предположение, что между ними должна существовать
какая-нибудь генетическая связь. Первоначально эту связь
истолковали в том смысле, что вулканическая сила в виде подземных
интрузивных массивов является источником тектонических смещений
и, в частности, поднятий. Однако, значительная роль в горообразующих
процессах тангенциальных усилий и признаки пассивного
участия в них этих интрузивных массивов заставили отказаться от этого
взгляда, господствовавшего во времена, так наз., теории поднятий;
на смену ей явилось диаметрально противоположное представление.
В особенности благодаря Зюссу, вулканизм стали рассматривать, как
пассивное явление, вызываемое горообразованием. Эти крайние
взгляды в свою очередь не гармонировали с лакколитами и
некоторыми другими признаками активности вулканов в дислокационных
процессах. Вышеуказанное двухстороннее соотношение вулканов
с дислокациями примиряет обе противоположные-с первого взгляда
точки зрения.
— 10.1
Другое важное геологическое соотношение вулканов—это их
отношение к трещинам. Постепенно сложилось представление, что
вулканы образуются на трещинах: существование трещины, видимой
на поверхности или невидимой, необходимое условие для
образования вулкана; рядовое расположение вулканов по некоторым
тектоническим линиям служит наглядной внешней
иллюстрацией этой зависимости. Постепенно с разных сторон стали, однако,
накопляться факты, говорящие за то, что вулканы далеко не всегда
приурочены к трещинам, а могут возникать и независимо от них.
Гики в Великобритании, ДеѴгон в Америке (вулканы, плоско-
Рис. 52. Вид па диабазовую гряду (дайку). Чаохи (Центр. Кавказ).
(Фот. Ф. Левшгсона-Лессинга).
горья Колорадо расположены не на трещинах, акак раз в
промежутках между ними), Бранка в Германии, Лёвль в Австрии и другие
отстаивали независимость вулканов от трещин не только для кратеров и
трубок взрыва,но и для лавовыхвулканов.инасамомделедоказалиэто.
Географическое расположение вулканов уже в раннюю
стадию вулканологии привлекло к себе внимание геологов и получило
одностороннее освещение, которое казалось разрешением задачи.
Достаточно беглого обозрения карты географического распространения
вулканов, чтобы убедиться в том, что вулканы, невидимому, приурочены
к морю и, к морскому побережью. Океанические острова с
действующими или недавно потухшими вулканами, вулканы Средиземного
моря и в особенности те вулканы, которые, начиная от Камчатки
и Алеутских островов и кончая антарктическими вулканами, с одной
— 102 —
стороны, іі вдоль всего западного побережья Южной и Северной
Америки, с другой, почти сплошным огненным кольцом опоясывают
Тихий океан, как будто неопровержимо иллюстрируют эту
приуроченность вулканов к океаническому побережью. Здесь, на границе
между морем и сушей, где земная кора образует гигантскую флексуру
и где земная кора вследствие этого разбита трещинами, и должны
появиться вулканы, способность которых к извержению
поддерживается просачивающейся водой, доходящей до вулканического очага
в виде пара. Однако, если вникнуть в детали этой картины, если на карте
большого масштаба убедиться, что среди
і вулканов Южной Америки, которые на
небольшой карте кажутся все
расположенными у самого моря, имеются и такие,
которые отстоят от берега моря на 200—
300 клм. и более, если обратить
внимание на вулканы Центральной Африки
(Кения в 1000 клм. от берега), на
вулканы Монголии (Уюнь-Холдопги в 800 клм.
от моря), то картина меняется, и близость
вулканов к морю уже не является
аксиомой. Одной из проблем географической
вулканологии и является освещение этого
вопроса и для минувших геологических
эпох. Кое-что в этом отношении уже и
сделано, хотя это и довольно сложная
область палеогеографии. Так, напр., по
Трейберт, потухшие вулканы Венгрии были
расположены у моря, вулканы Богемии
в 150 клм.от моря, Франции в 200 клм.,
— 240 клм.
Вулканы, ныне действующие, сравнительно очень малочисленны:
один вулкан приходится на ].420.475 кв. клм.; действующие вулканы
относятся к потухшим приблизительно, как 1:100.
Вулканы часто приурочены к областям поднятия, но это всетаки
не общее правило, имеются и вулканы в областях опускания (напр.,
Шотландия). Особенно характерным примером являются вулканы
области Пюи в Оверни: цепь Пюи-де-Дом стоит на вулканической гряде,
ограниченной с двух сторон областями опускания Сиуль и Лиманьи
(по Гланжо, Glangeaud). Кроме Центрального Кавказа, где имеются
характерные экструзивные куполы в антиклиналях, можно еще
указать на Шотландию и на Яву, где вулканы также приурочены
к антиклиналям.
Ряс. 53. Моп-Пелэ
(Мартиника) с лавовым обелиском,
образовавшимся во время
извержения 1902 г.
Средней Германии в 100-
— 103 —
Обратимся теперь к последней стороне вулканологической
проблемы, которую мы назвали морфологической. Как построен
вулканический конус и как он возник? В первой половине 19 столетия
господствовало представление о вулканах, как о вздутиях земной коры,
поднятых и затем лопнувших на подобие пузыря: это была так
называемая теория кратеров поднятия Дюфренуа, позднее'Абиха,
Леопольда ф. Буха и Гумбольдта, Эли- де-Бомона, которая была
отброшена под влиянием исследований Прево, Юнгхуна, Лулетт-Скропа,
Ляйэлля. Эти исследования
показали, что конусы многих
вулканов состоят целиком или в
перемежку с лавой из рыхлых
продуктов извержений, что они
насыпаны самим вулканом и в
«илу этого слоисты. В период
сравнительно спокойного
выбрасывания пепла конус нароста&т,
в моменты пароксизмов и
взрывов часть конуса, иногда
довольно значительная,
разрушается; прекрасной
иллюстрацией этих отношений может
служить Везувий. Однако, наряду
с такими конусами насыпания
существуют и конусы поднятия,
недавно, напр., такой конус
описан на Исландии (Hrossa-
Ьогё)- Рис. 54. Лавовый- обелиск (Мон-Пелэ);
Таким образом, существуют вид вблизи.
конусы насыпания, существуют
конусы набухания (Staukuppen, coni d'intumeszenza) и существуют
конусы поднятия. Последние два типа соответствуют гомогенным
вулканам Зебаха; конусы насыпания носят у него название слоистых
вулканов (цстратовулканы»). "
Как бы промежуточное положение между конусами набухания
и кратерами поднятия занимает: тот новый тип вулканического
образования, который был наблюдаем Лакруа и некоторыми другими
геологами в 1902 г. на Лысой горе (Mont Реіё) на Мартинике и получил
название иглы (или обелиска) Пелэ. (Фиг. 53 и 54). На вершине вулкана
вздулся плоский конус; его прорвал высокий, постепенно выроставший
да нем вертикальный столб лавы, конфигурация и размеры которого
лостепенно менялись, главным образом, вследствие осыпания и обва-
— 104 —
ливания его стенок. Очевидно, лава была выжата в виде твердого-
или по крайней мере снаружи затвердевшего более или менее толстого
слоя магмы. Здесь процесс выжимания представляется особенно ясным;,
сопоставляя выливание жидкой лавы через трещины или
центральные каналы, выдавливание куполовидных экструзивных масс вязкой
лавьі и, наконец, выростание иглы Пелэ, мы видим, что эти три типа
представляют лишь разные формы выжимания лавы в зависимости
от ее температуры и степени вязкости.
При свете этого нового типа извержения становится более
понятным механизм выростзния вулканических островов в более или менее'
глубоком море и притом таких, которые в отличие от недолговечных.
новых вулканических островов, состоящих из пемзы и рыхЛых масс
(напр.. о. Фердинандеа в Средиземном море), являются прочными
образованиями, каков, напр., о. Иоанна Богослова (против Уна-
ляшки), появившийся в 1794 г. и существующий и в настоящее-
время .
Все разобранные нами соображения, освещающие различные-
стороны вулканической проблемы, выросли, конечно, на почве
наблюдений в природе и вытекают из знакомства с вулканическими
процессами и того толкования, которое мы им даем.
Классификация вулканов.
В основу классификации вулканов могут быть положены разные-
лризнаки: происхождение вулканических аппаратов, характер
деятельности вулканов; продукты их деятельности, морфология вулка-
нові Существуют различные классификации, основанные или на одном..
из вышеуказанных признаков, или на комбинации тех или иных из них.
Первой попыткой этого рода, не утратившей своего значения до
настоящего времени, является деление Зебахом всех вулканов.на два типа;.
1) слоистые, или страто-вулканы и 2) массивные, или гомогенные.
Первые —это те, которые образовались путем насыпания
вулканического пепла и других рыхлых продуктов в чистом виде или с
чередованием лавовых излияний (пример—Везувий); вторые—это вязкие-
лавы, выжимаемые в виде купола или пробки,но не дающие потоков..
Гики различает уже три типа вулканов: 1) тип Везувия, 2) тип плато,
или трещинный (пример Исландия) и 3) тип Пюи (Puys в Оверни)_
Классификация вулканов Штюбеля основана на генетическом
и на морфологическом лризкаке. Вкратце она сводится к следующему-
А. Моногенные вулканические горы.
1. Расчлененные конусы.
2. Вулканы с кальдерой.
-ШО
3. Конусовидные вулканы.
4. Различные не типичные формы.
5. Паразитические конусы.
6. Лавовые потоки.
В. Полигенные вулканические образования.
В классификации Штюбеля, если не останавливаться на деталях
его морфологической группировки, представляется ценным
генетический момент, который
нашел себе яркое
отражение в делении вулканов
на моногенные и
-полигенные. Моногеиные
вулканы, которые образуются
в один прием, являются
результатом одного
вулканического процесса,
исчерпываемого их
образованием, обнимают и
маары, и трубки взрыва,
и некоторые тіюи, п
экструзивные массивы, и
т. п. ГІолигенны те
вулканы, которые образуются
в несколько приемов,
являются результатом
несколько раз
возобновляющихся извержений,
разделенных более или менее
продолжительными
периодами покоя. Таковы,
напр., Этна, Гавайские
вулканы, М. Пелэ,
Везувий. Этот последний
представляет особенно характерный тип полигенного вулкана,
возникшего на развалинах первоначального вулкана Мрнте Сомма.
Шнейдер дал подробную классификацию вулканов, но ввел
при этом много новых терминов, в которых надобности, собственно
говоря, нет.
На основании рассмотренных выше различных типов механизма
извержения, поверхностные вулканы могут быть сведены, как уже
указано выше, к трем типам: эксплозионным, тектическим.
и дислокационным извержениям.
Рис. 55. Облако паров и раскаленного пепла
(Извержение Мон-Пелэ, 1902 г., Мартиника).
— 106 —
Наиболее рациональна, конечно, та классификация, которая
не ограничивается морфологической стороной,, а, принимает во
внимание и генетический момент, и характер деятельности вулкана.
Лакруа так группирует типы вулканической деятельности:
Гавайский тип: очень жидкоплавкая лава, очень бедная газами,
спокойное излияние без взрывов.
Рис. 56. Кратер вулкана Кнлауэа в 1840 г, (Дана).'
Тип Стромболи: довольно жидкоплавкая лава, но богатая газами,
вызывающими периодические взрывы. (Фиг. 59).
■ Тип Вулькано: вязкая, быстро застывающая лава; взрывы дают
газовые столбы и облака, богатые твердыми частицами. (Фиг. 60).
Тип Пелэ: раскаленное облако, очень богатое твердыми
частицами, тяжелое, не поднимающееся вверх, а катящееся вниз;
выжимание твердого столба лавы; жидкая лава отсутствует. (Фиг. 55).
По характеру деятельности все вулканы могут быть приведены
к трем основным типам:
1. Эксплозионные образования.
— 107 —
2. Лавовые вулканы, или эффузивные,
3. Смешанные вулканы типа Везувия.
Характерной особенностью некоторых вулканов или некоторых
■фаз вулканической деятельности являются громадные столбы и облака
тазов, уносящие большое количество вулканического пепла. Таковыми
являются пиниеобразные столбы (вследствие сходства с итальянской
■сосной—пинией) на Везувии в, так называемую, плинианскую фазу
извержения (см. на обложке изображение Везувия по Пулетт-
■ Рис. 57. Улица в Оттаэпо, засыпанная пеплом Везувия в 1Ѳ06 г.
Скропу) п громадное раскаленное облако при извержении Мои-
Пелэ,—так называемый, пелеанский тип,извержения. Пиниеобразный
столб поднимается в вертикальном направлении из кратера,
распластывается на большой высоте в горизонтальном направлении, посыпает
вулкан и его подножие пеплом и разражается ливнем. Пелеанское
облако (nuee ardente по Лакруа) было выброшено в наклонном
направлении (фиг. 55); вследствие большой начальной скорости и своей
тяжести оно покатилось в сторону моря с громадной скоростью,
окодо 150 м. в сек., т. е. около 600 клм. в час, и почти мгновенно
уничтожило город Сен-Пьер со всем его населением. Свернувшиеся
на бок, вследствие размягчения, горлышки бутылок красноречиво-
говорят о высокой температуре этого облака.
— 108 —
Различные типы деятельности являются следствием
температурных условий и физического состояния лавы; поэтому один
и тот-же вулкан может в разное время обнаруживать разные типы
деятельности, примером чего служит Везувий.
На основании вышеизложенного все проявлений вулканизма
можно.привести к следующим основным группам;
Экспл ози онные образования (маары, диатремы, шлаковые
конусы, пепельные взрывы).
Эффузивные, или лавовые образования (щитовидные
вулканы, лавовые озера, трещинные излияния, площадные извержения,
т. е. проплавление кровли лакколитов).
Смешанные везувиальные вулканы, так называемые, слоистые
вулканы.
Экструзивные образования, пюи, конусы
набухания,экструзивные купола, эруптивные лакколиты, иглы типа М. Пелэ
(гомогенные вулканы).
Интрузивные образования (лакколиты и т. п., интрузивные
пласты, дайки).
Вулканы встречаются во всех широтах; они возвышаются со дна
океана, сидят на равнинах на уровне моря или венчают собою крупные-
горные цепи. Размеры их очень различны, иногда очень значительны.
Вот Несколько примеров: МаунаЛоа (Гавайские острова) 3982м.над
уровнем моря и 10000м. над дном океана. Стромболи—900 м. над
уровнем моря и 3200 м. общей высоты от морского дна. Чимборасо-
(Экуадор)—6310 м. Попокатепетль (Мексика)—5450 м. Ключевская
сопка на Камчатке—4916 м. Этна—3274 м.
.Конфигурация вершины вулкана и форма кратера часто меняются
в зависимости от смены фаз деятельности вулкана—более спокойной
или взрывообразной. Место выхода лавы также перемещается; так,
напр., на Этне по Рнкко" лава вышла в 1883 г. с высоты 1050 м.,
в 1892г.—1850 м., I90S г.—2350 м., 1910 г.—2550 м.
Вообще говоря лава.или переливается через кратер (так
называемое терминальное извержение), или появляется где-нибудь сбоку
на краях кратера или под ним (боковое извержение), или-же,
наконец, она находит себе совершенно новый выход на склоне вулкана
(эксцентрическое извержение).
Продукты вулканической деятельности.
Продукты деятельности вулканов распадаются на три группы:
огненножидкая лава, твердые выбросы и газообразные вещества;
В смешанных вулканах Везувнального типа в разные стадии дея-
— 109 —
тельности вулкану доставляются все три- категории продуктов;
существуют, однако, и такие вулканы, главными или почти
единственными продуктами деятельности которых являются либо только лава
(лавовые вулканы и экструзивные конусы), либо только газы (трубки
взрыва, маары), либо газы с рыхлыми продуктами.
Лава—силикатный расплав, состав которого варьирует в довольно
^широких пределах; в частности, "
главная составная часть, крем-
■некислота—приблизительно от
42% до 78%; кроме
кремнезема, главными составными
частями лавы являются
глинозем, окислы железа, магнезия,
известь, кали, натр. Кислые,
т. е.,'богатые кремнекисл'отой Рис. 58. Скрученая вулканическая бомба.
лавЫ "вязки, основные, бедные
кремнекислотой, более жидкоплавки, а если они несколько
перегреты, как, напр., лавы Гавайских вулканов, то очень жидкоплавки,
так что образуют лавопады,
■сталактиты (фиг. 60а) и
застывают в мелких
разветвлениях потоков. При
застывании лавовые потоки
дают два типа поверхности;
■сплошная более или менее
•сложно-узорчатая волнистая
поверхность—это, так
называемая,, волнистая лава, пот-
роховидная лава (на
Гавайских островах пахуху, почему
этот термин и употребляется
иногда в качестве родового);
разбитая трещинами, превращающими ее в нагромождение глыб—
так наз., глыбовая лава (на Гавайских островах она носит
название аа). В редких случаях получается еще третий тип, когда лава
■с поверхности рассыпается в порошок.
Вследствие быстрого застывания и усиленного выделения паров
■и газов, наружный слой лавового потока мало кристалличен,
содержит много Стекла, имеет пористое, пузырчатое сложение; это та
шлаковая зона лавового потока, которая особенно ценна, как
геологический памятник в древних вулканических областях, напр., в
Олонецком крае в северо-западной части Онежского озера.
Рис. 59. Взрыв Стромболи.
— но —
Нормально лава выходит на поверхность лишь немного нагретая
выше точки плавления; она поэтому вязка, имеет .малую скорость,
поступательного движения, напр., 2 м., 3 м,, 8 м. в минуту. Но когда
лава очень жидкоплавка, она обладает очень значительной скоростью»
передвижения, как, напр., поток Везувия 1822 г. и некоторые потоки
Аіауна-Лоа и Исландии. Размеры лавовых потоков очень различны,,
от миниатюрных до грандиозных; напр., поток .Везувия в 1794 г~
имел в длину 5700 м., а па Гавайских островах~есть потока
до 50 клм. в длину. На Исландии есть трещины длиною 20 клм.
(Лаки) и 35 клм.; через год после одного извержения лава имела на
глубине всего 2 м. еще температуру 200—300°. При извержении
Лаки образовалось,
лавовое озеро в 48 в.
длиной и 14 в.
шириной. При трещинных
массовых излияниях
получаются
грандиозные покровы. Так,
напр., верхне-меловые
лавовые излияния Дек-
канского плоскогорья
в Ост-Индии покрывают
площадь в 600.000 кв.
клм. при средней
мощности в 150 м., но
доходящей до 1800 м.;
железная дорога между
Бомбееем и Нагпуром на протяжении 800 клм. идет по
базальтам. В Соединенных Штатах С. Америки лавовые покровы Орегона,
/Вашингтона, Айдаго, Калифорнии покрывают площадь,
превосходящую Англию и Францию вместе взятые, при мощности в 2000 ф.г
Змеиная река (Snake River) размыла в лаве, каньон глубиною-
в 4000' ф. Значительные лавовые излияния мы имеем также
на Исландии, на Армянском плоскогорье, в Сибири (Витим, Тунгузка)..
Но сравнительно с объемам земли объем материалов, доставляемых
отдельным извержением, очень невелик; Ключевская Сопка на
Камчатке в 1829 г. дала 37а кб. клм.; через трещину Лаки на Исландии
вылилось в 1783 г. 27 кб. клм. лавы.
Лава выливается через кратер вулкана—так наз., терминальное-
нзвержение, или где-нибудь сбоку, около вершины—боковое извер_
жение, или, наконец, на склоне вулканического конуса, всегда зна_
чительно ниже современного кратера, через трещину или в форме.
Рис. 60. Взрыв Булькала (Лнпарскис острова).
— Ill —
бокового паразитического кратера—эксцентрическое извержение.
Характерным примером постоянного перемещения кратера служит Этна.
Рыхлые продукты извержения представляют твердые частицы
различной крупности, выбрасываемые газами и парами.
Получаются эти материалы или от разбрызгивания жидкой лавы бурно
вырывающимися из нее газами, или от раздробления застывшей
в жерле и в кратере при прежних извержениях лавовой пробки
{фиг. 57). Выброшены-ли в воздух твердые осколки или жидкие
брызги лавы, они
попадают на землю уже в
виде твердых масс, лишь
очень крупные жидкие
комки лавы падают
обратно в полужидком
виде. Самый мелкий
материал, получающийся
таким путем, это
вулканический пепел, более
крупный называется
вулканическим песком, ла-
шлли (рапилли),
вулканическим щебнем;
наиболее крупные куски
образуют вулканические
бомбы двоякого рода:
крученые грушевидные Рнс_ Иа. лавовые сталактиты (Мауга Ики, Га-
(фиг.58) и караваеобраз- ваяск. острова),
ные с растрескавшейся
на подобие черного хлеба корой; внутри бомбы иногда имеется кусок
старой лавы. По мере цементирования насыпйнные вулканом
рыхлые продукты превращаются в,так называемые, вулканические туфы,
микроскопическое исследование которых дает важные указания на их
вулканическое происхождение; поэтому туфы являются такими-же
важными памятниками и свидетельствами древней вулканической
деятельности в областях давно потухших и уничтоженных денуда-
"цией вулканов, как и вышеупомянутая шлаковая зона лавового
потока. Рыхлые массы вулканического песка илапилли, подхватываемые
ливневыми водами, образуют потоки грязевой лавы (lava d'acqua
в отличие от lava di fuoco), которые часто со стремительной быстротой
несутся по склону вулкана к его подножию.
Количество рыхлых продуктов вулканов иногда колоссально.
Так, напр., Косегвина (в Центральной Америке) в 1835 г. покрыл
— 112 —
пеплом пространство, превышающее Францию и Германию (50 кб.
клм. пепла); пепел Геклы в 1875 г. выпал в Стокгольме, на
расстоянии 1700 клм., Таравера (в Новой Зеландии) в 1886 г. выбросил
пепел на высоту 13000 м.; после извержения'Кракатау, выбросившего
50 кб, клм. пепла в 1883 г., пепел несколько Лет оставался в верхних
слоях атмосферы, обусловливая характерный красный цвет зорь.
Тамбора дал в 1815 г. 150 кб. клм. рыхлых продуктов.
Начальная скорость некоторых вулканических выбросов дости-,
гает 1000 м. в сек. и более (у пушечного ядра 500 м., курьерского
поезда—100 м.). Не лишено поэтому вероятия, что на мелких планетах
такие выбросы могут выйти из сферы ее притяжения, попасть в
небесное пространство л упасть на землю в виде метеоритов.
.Газообразные продукты вулканической деятельности
представляют значительный интерес не только по своему составу, но и по той
смене его, которая была установлена Сент-Клер-Девиллем и
подтверждена Фукэ. Эта смена зависит от температуры и поэтому
наблюдается и во времени и в пространстве. See газовые выделения
называются фума£оллами, которые и могут быть сгруппированы
следующим образом:
1) Фумароллы 1-го порядка, сухие, средние; 1000°, пары
хлористого натрия, хлористого калия; возгоны NaCl, KC1, NasS04, Na*CO-';
2) Фумароллы 2-го порядка, кислые (600—100°) и щелочные
■(около 220°); много водяных паров, хлористый водород, сернистый
газ, хлорное железо; еозеоны FcsCle, Fe'O», S, NH'CI, (NH'J'CO».
3) Фумароллы 3-го порядка, щелочные 100—50"; водяные пары
с N, О, СО3.
4) Фумароллы 4-го порядка; водяные пары с углекислотой или
•без нее, также сухие (азот, кислород, углекислота).
Одной из интереснейших проблем вулканизма надо считать вопрос
■о составе и происхождении газообразных продуктов извержения.
Среди газообразных продуктов найдены СО2, haO, SOs, HaS, H,
N, СН', НС1, NH*C1, О, Ar, NaCl, КС1, FeaCle и др.
В последние годы возгорелось под влиянием исследований Брэна
■(Ваш), бесстрашно собиравшего газы на разных вулканах,
полемика о роли воды в газообразных продуктах: со времени Пулетт-
Скропа привыкли считать, что водяные пары играют доминирующую
роль в этих продуктах; 'Брэн, наоборот, отрицает участие водяных
тіаров, утверждает, что взрыв безводен («le paroxysme est anhydre»)
"и вызывается, главным образом, галоидными соединениями. Белый
столб («le panache blanc») над кратером состоит не из водяных паров
по Брэну, а из твердых частиц NaCl, КС1, NH*C1 и др., получающихся
из заключенных в лаве гипотетических силициохлор торов. Истина, как
— 113 —
это часто бывает, где-то по середине: бывают взрывы почти безводные,
но, несомненно бывают и водные (взрывы Кракатау, в 1883 г..). Ниггли
правильно отмечает, что отсутствие водяных паров в одной из стадий
извержения еще не доказательство полного их отсутствия, так «ак
газы магмы подвергаются дробной перегонке, и водяные пары могут
при этом выделяться в иную фазу, чем другие газы,
' Вопрос о заключенных в лаве и выделяющихся из нее при
извержении газах и в частности водяных парах представляет одну из
проблем, которые неоднократно привлекали к себе внимание
исследователей и вызвали целый ряд более или менее остроумных догадок. Для
некоторых (Чермак) эти газы космического происхождения, т. е. попали
в. магму в период формирования твердой земной коры и теперь по мере
охлаждения ядра и прорыва коры во время вулканического извержения
выходят на поверхность. Другие вместе с Пулетт-Скропом
приписывали водяным парам морское происхождение и видели подтверждение
правильности такого взгляда как в присутствии в вулканических
газах паров хлористого натрия, так и в самом факте приуроченности
вулканов к морям. Возможность проникания фреатических вод,
т. е. вод источников и подземных водных масс, к магме была подробно
рассмотрена Прествичем. Можно приписывать образование газов,
напр., углеводородов, разложению карбидов, силнцнтов, азотатов
и т. п. соединений, которые существуют в магме на глубине при
отсутствии кислорода и разлагаются при встрече с водою (на лаве Этны
Сильвестри нашел в 1874 г. налет Fe'N*). Наконец, Джонстон-Лэвис
отмечает, что, после продолжительного периода покоя, извержение
всегда богато газами, а чем продолжительнее извержение, тип оно
спокойнее, и выводит отсюда заключение, что газы и водяные пары
не заключены в магме, а приобретаются ею на пути к земной
поверхности.
На таком же представлении об образовании водяных паров
из вышележащих пород по мере движения магмы вверх основана
и теория образования слоистых вулканов, развитая Тутковскнм.
Точно так же и Арман Готье видит источник водяных паров и
газов в осадочных породах, прогреваемых лежащим под ними
вулканическим очагом, а также в тех кристаллических породах, гранитах
и т. п., которые при накаливании, согласно его опытам, выделяют
-значительные количества газов.
Проблема газов и паров при извержениях не может считаться
разрешенной, но, во всяком случае, надо признать установленным,
что многие извержения лишены сколько-нибудь заметных количеств
газов и водяных паров, и что поэтому не в них кроется объяснение
всех вулканических извержений.
Геология. 8
— 114 —
Газообразные продукты вулканических извержений играют
большую роль не только в механизме извержения и в термических
процессах вулканического жерла, но также и в химизме самой лавы и
соседних с вулканическим очагом участках земной коры. Водяные пары;
галоидные соединения и некоторые другие газообразные вещества
объясняют возможность возникновения в изверженной породе таких
минералов, как содержащие воду хлорит, серпентин, апальцѵш,
содержащий хлористый натрий содалит и др.; с действием летучих
частей, выделяющихся из кристаллизующейся на глубине магмы,
связаны многие процессы, такназ., контактметаморфизма, в частности
явлений, называемых пневматолитнческнми, образование пегматитовых
жил, богатых минералами, содержащими фтор и бор, образование
некоторых рудных месторождений (оловянного камня или железных
и медных руд). Поэтому большой интерес представляет изучение
заключенных if твердых изверженных горных породах газов,
количество которых иногда со много раз < 10—19) превышает объем взятого
для испытания куска породы. Среди этих газов найдены Н, N, О, Аг, Не
и мн. др. Интересно отметить, что древние лавы заключают больше
газов, чем более молодые; это по Перье быть может объясняется
присоединением' газовых эманации вследствие радиоактивных
процессов (?). Так, напр., он указывает, что в современных лавах на
1 куб. стм. породы выделяется 0,6 стм. газов, в третичных—1,90,
в палеозойских—5,31, в архейских—11,89.
В учении о вулканизме много неразрешенных проблем. По мере
ознакомления с новыми вулканическими областями и с неизвестными
дотоле проявлениями вулканизма или по мере углубления в
изучение уже раньше описанных аппаратов или явлений, наш
вулканологический горизонт расширяется, и встают все новые вопросы. И в этой
постановке новых вопросов кроется залог дальнейшего развития
вулканологии, гарантия против застоя догматизма, который грешит
тем, что думает, будто все знает и никаких вопросов не ставит. '
Псевдо вулканические явления.
Сюда относится часть, так наз., грязевых вулканов и часть
гейзеров. Грязевые вулканы (сопки, блеваки, сальзы, макалубы)
представляют незначительные плоские конусы с кратером, из которых
выделяются газы, в особенности метан и углекислота, вода и жидкий
ил, растекающийся в виде потоков (фиг. 61). Грязевые вулканы
особенно замечательны на Керченском полуострове и на Таманском
в окрестностях Баку, где они находятся в явной и определенной связи
— 115 —
с месторождениями нефти и выделениями нефтяных газов, кроме того,
у Джирженти в Сицилии, у Пармы и Модены, в Новой Зеландии.
Название «вулкан»
дано этим сопкам лиш t,- ■ ^,!Г-, . , ■ _-
по внешнему сходству с - •
вулканами, но они
ничего общего., с
настоящими вулканами не
имеют. Существуют, '
однако, горячие сопки,
которые питаются
вулканическими газами,
напр., сальзы Сицилии,
Целебеса.
Исландские гейзеры,
от которых эти образоса-
ния получили свое
название, тесно связаны с
вулканической областью
и представляют особый
Рис. 61. Группа грязевых вулканчнков (сопок)
близ стапц. Адуси-Кабул.
Рис. 62. Гейзер (Castle Geyser) Иэллостоуііскіш парк
— ш —
тип фудшролл. С другой стороны, многочисленные и разнообразные
гейзеры Иэллостоунского Парка в Америке (фиг. 62 и 62а), хотя и
находятся в области древних вулканических образований, на самом деле,
по наблюдениям Хэга, питаются атмосферными водами и независимы
от вулканических очагов. Такис-же гейзеры находятся и в Новой
Put. 62а. Гейзеры Иэллостоунского парка.
Зеландии. Гейзеры Иэллостоунского Парка представляют чрезвычайно
большое разнообразие, с всевозможными переходами от типичных
периодически бьющих фонтанов до спокойных резервуаров горячей воды.
Типичными особенностями гейзеров являются: правильная
периодичность их деятельности, участие в их деятельности перегретой
выше температуры кипения воды и перегретых паров, отложения
кремнезема (гейзерит, фиорит; жемчужная накипь) и известняка,
образующие небольшой конус, напоминающий вулканчик.
ГЛАВА ШЕСТАЯ.
Дислокационные процессы.
Классификация гор.
Если под горами понимать такие участки земной поверхности,
где на небольших расстояниях резко меняются относительные высоты,
то под это определение подойдут как все морфологические, так и все
генетические типы положительных форм земного рельефа.
— 3.17 —
С морфологической точки зрения горы обшшагот разнородные
типы возвышенностей, а именно: отдельно стоящие горы,
плоскогорья, горные хребты и горные цепи, горные группы.
Генетическая классификация гор—а геолога интересует именно
она—приводит нас к трем основным группам: 1) горы
накопления или аккумуляционные, 2) горы размывания или
эрози о иные, 3) горы деформационные или ли с л ока-
цнониые, структурные, тектонические. Первая группа
обнимает такие случаи образования гор, которые связаны с
деятельностью денудационных и вулканических процессов и возникают путем
наростания па наружную поверхность земной коры, путем накопления
и данном месте материалов, чуждых данному участку земной
поверхности, так сказать, случайно на него наростающедіу; эти горы поэтому
иазываются также паразитическими. Сюда относятся рыхлые
вулканические конусы насылаиия, шлаковые конусы, экструзивные
массивы, так наз., массивные вулканы и т. п. вулканические
образования, сюда же относятся и песчаные холмы, навеваемые ветром, т. е.
дюны и барханы; здесь же должны найти себе место конечные морены,
озы, друмлнны, камы и другие формы холмообразного накопления
материалов, отлагаемых движущимися ледниками и оставляемых на месте
их прежнего существования после отступания ледника. Хотя они
и незначительны по своим размерам, но генетически сюда же должны
быть причислены известковые и кремнистые холмы, отлагаемые
гейзерами и другими минеральными источниками; наконец, и выносы
горных речек, т. наз., муры, могут быть здесь упомянуты.
Более однородным является тип гор эрозионных. Размывание,
рассекающее равнину, в особенности плоскогорье, более или менее
многочисленными и значительными долинами, создает из
водоразделов и частей, остающихся нетронутыми размыванием, такой
ландшафт, который вполне заслуживает названия горного. В тех случаях,
когда размывание обнажает и снова расчленяет древнюю горную
область, которая временно была превращена в равнину морской-ли
трансгрессией или, т. наз., пенешіенизациеіі {см. главу о
деятельности рек), возникающие при этом эрозионные горы обнажают эти
остовы древней тектонической горной системы и получается тип как-бы
возрожденных регенерированных гор; таковы, напр., южные отроги
Урала, известные под названием ГуЗерлішскнх гор. К горам
размыва примыкают и отдельно стоящие утесы пли группы утесов,
представляющие временные остатки от атмосферной денудации в пустыне
и известные под названием останцов, свидетелей, гуров.
Самую важную группу гор как с точки зрения размеров, а, след.,
и физико-географической их роли, так и с точки зрения значения
— 118 —
тех процессов, которым они обязаны своим происхождением,
составляют горы тектонические, или дислокационные. Уже из самого
названия явствует, что они возникают вследствие деформаций земной
коры. Эти горы, следовательно, составляют неразрывную часть
земной коры в том месте, где они возвышаются; они возникли не
вследствие накопления чуждого' материала- сверху, не вследствие того,
что денудационный процесс, врезываясь в толщу земной коры, ее
расчленяет, а вследствие того основного процесса деформации земного
шара, который является первопричиной всех изменений в
конфигурации земной поверхности,—тех изменений, из которых слагается
история земли.
Тектонические горы обыкновенно разбивают на складчатые,
или пликативные, и сбросовые, или разрывные
(дизъюнктивные); к этим двум крайним чистым типам надо прибавить
сравнительно даже чаще встречающийся смешанный тип складчатых
гор со сбросами, а также складчатые горы, осложненные шаррна-
жами, наконец, ебросовп-шарриажные горы. Примерами чисто
складчатых гор могут служить Юрские горы. Сбросовыми
горами являются южно-африканский Ранд, Вогезы, Шварцвальд;
Дагестан представляет тип складчато-сбросовых гор; сюда же
можно отнести Анды и часть Альп, хотя главная их масса
относится к складчатым горам, осложненным не только простыми
сбросами, но в особенности шарриажалш. Наконец, Скандинавия
б. м. представляет в некоторой своей части сбросово-шарриажные
горы. Складчатые горы в свою очередь обнищают довольно значительное
число разнородных типов с точки зрения слагающих их
материалов. Такие горные системы, как Юрские, Аллеганы, Дагестан,
состоят исключительно из морских отложений и уже в силу этого
являются сравнительно более простыми и по своему строению. Альпы,
Пиринеи, Кавказ и многие другие складчатые горы осложнены тем,
что в более глубоких частях обнаженных складок мы находим более
или менее значительные ядра, интрузивные массивы кристаллических
пород, в частности, гранитов, габбро и др. Наконец, наиболее сложный
с точки зрения состава и б. м. наиболее интересныйтип складчатых
гор представляют такие грандиозные системы, как Кавказ и Анды,
в образовании которых принимают участие не только морские
отложения и интрузивные кристаллические массивы, но также вулканы
и лавовые излияния, возникшие в значительной своей части уже
после сформирования данной горной системы и на нее насаженные.
Юрские горы, с одной стороны, и Альпы, с другой, кроме уже
отмеченных различий в их строении, представляют два различных
морфологических типа. Первые являются симметричными, вторые
— 119 —
асимметричными, если сравнивать строение обоих склонов горной
цепи. У симметричных, или гомоморфных, горных систем оба склона
имеют приблизительно одинаковую структуру; у асимметричных,
или гетероморфных, между обоими склонами наблюдаются
существенные различия. Так, если мы обратимся к Альпам, то увидим на южном
склоне разрывы, сбросы, вулканические породы, разные признаки,
свидетельствующие о растягивающих усилиях. Наоборот, северный
склон Альп представляет ряд нагроможденных друг на друга
опрокинутых складок. Рихтго'фен и Зюсс называют северный склон Альп
передней их стороной, а южный—задней, подчеркивая этим, что по
их представлению движение слоев земной коры, которые в процессе
складкообразования дали начало Альпам, шло с юга на север. Такого
толкования придерживается большинство геологов, считая, что
складки опрокинуты и нагромождены всегда в направлении
совершившегося движения. Однако, возможно и другое толкование,
диаметрально противоположное: с механической точки зрения образование
опрокинутых и нагроможденных складок, а в особенности надвигов
(шарриажей), становится понятнее, если исходить ие из движения
верхней части слоев земной коры, а из обратного движения более
глубоких слоев. Если альпийские складки опрокинуты на север,
если в Альпах шарриажи указывают на движение верхних слоев
с юга на север, то это лишь кажущееся явление, следствие того, что
на некоторой глубине вследствие опускания равнины происходило ■
утягиванис некоторого участка земной коры с севера на юг, следствием
чего явились и складки, и их изгибы, и шарриажи. Другими словами
здесь, происходит не надвигание (по нем. Uebersc hie bung), а пододви-
гание (Unterschiebung). При таком представлении понятно и самое
движение и образование брекчии трения и другие сопутствующие
такому движению явления. Точно также, если в Скандинавии слои
надвинуты в направлении с запада на восток, а в Шотландии наоборот,
с востока на запад, то это становится вполне понятным при допущении,
что и то, и другое'есть следствие опускания некоторой клиновидной
части земной коры в области северного моря и утягивания этого клина,
который имел в Скандинавии движение с востока на запад, в
Шотландии с запада на восток, и, таким образом, пододвигал более молодые
отложения под более старые, вызывая в конечном результате картину
обратных движений на поверхности.
Тектонические горы представляют большое разнообразие форм
и строения как вследствие разнородности состава тех участков земной
коры, на которых они образуются, так и потому, что прообразующие
процессы часто совершаются в несколько приемов, после более или
менее значительных перерывов возобновляются, и этим очень ослож-
— 120 —
няется структура таких горных систем. Поэтому мы имеем в
тектонических горах все переходи от простейших тектонических форм
до' наиболее сложных, какими являются, напр., Альпы. И лучшей
иллюстрацией всей сложности и запутанности строения таких
горных систем могут служить швейцарские Альпы: небольшая страна
в течение более 150 лет, изучается швейцарскими, французскими,
германскими, австрийскими и итальянскими геологами, среди которых
есть немало крупнейших имен, и тем не менее мы видим, что в
последние два десятилетия происходит переворот в наших взглядах па
строение Альп, и мы являемся свидетелями того, что при прорытии
Симплонского или Лётчбергского тоннелей делаются очень важные
геологические открытия.
Чтобы разобраться в строении сложных тектонических горных
систем, необходимо прежде всего познакомиться с теми простыми
тектоническими элементами, из сочетания которых и получаются
наиболее сложные типы. Эти простые составные элементы структуры
тектонических гор суть: флексура, сброс, сдвиг, складка,
шарриаж, винтообразное перемещение.
Складки.
Простейшей формой дислокации можно считать тот
односторонний изгиб, который известен под названием флексуры. Когда
под влиянием бокового давления или на границе поднимающегося
и опускающегося участков земной коры происходит простой
односторонний изг,иб, имеющий форму как бы уступа или латинской
буквы s, мы говорим о флексуре. Такие флексуры известны в области
центральных плоскогорий Соединенных Штатов; в крупном
масштабе флексурами являются и пограничные части между материками
и океанами. Нетрудно убедиться в том, что флексура, вследствие
сильного натяжения, которому подвергается самое колено изгиба,
легко разрывается, здесь образуются трещины, и, если эти трещины
рассекают всю захваченную флексурой толщу, флексура переходит
в сброс'
Там, где изгиб является не односторонним, а двухсторонним, или
там, где сочетается целый рядизгибов, получаются складки.
Различаются два типа нормальных складок: антиклинали или седла, это
те из них,свод которых обращен кнаружи, синклинали или мульды
(корыта) те, у которых свод обращен книзу. У всякой складки следует
различать свод и крылья, или бока, в которых, пока складка недефор-
мирована. позднейшими механическими воздействиями, падение
идет в противоположные стороны—в антиклинали от свода (фиг. 65
— 121 —
и 66), в синклинали—к своду. У каждое соседней пары складок,
Рис. 63. Складчатость и флексура [Туркестан).
(Фот. И, А. Преображенского).
т. е. у полной складки, состоящей, следовательно, из антиклинали
и из синклинали,
имеется одно общее,
так наз., средин-
ное крыло, в котором
натяжения особенно
значительны. Когда
складка захватывает
более или менее
длинную и' узкую
полосу, Что
обыкновенно и соответствует
складчатой горной
цепи, складка имеет
определенное
простирание; о
простирании складки лучше
всего судить по, так
наз., осеврй линии,
т. е. линии пересечения
плоскости симметрии
Рис. 64. Размытые антиклинальное и
синклинальные складки; пунктирной линией показан
первоначальный рельеф-
^штщщ
Рис. 65. Антиклинальная складка с пещерой.
— 122 —
складки1), носящей название осевой, с гребнем ее свода. Однако,
складки часто образуются и на таких участках земной коры,
которые не отрезаны трещинами от соседних частей; тогда образуются
складки, у которых погіеречные размеры мало отличаются от
продольных; такие короткие складки называются брахиантиклиналями
и брахисинклиналями. Наконец, если сечение складки в плане
имеет форму близкую к кругу или форму очень короткого эллипса,
складку называют куполовидной (фиг. 70). В чистом виде складки,
мало деформированные позднейшими дислокациями, представляют
Рис. 66. Пологая антиклиналь по р. Теревсу (Кавказ).
(Фот. Ф. Левы неона -Лессинга).
Юрские горы и отчасти Аллеганы. Эти горные цепи Ті
представляются поэтому в виде ряда длинных антиклиналей, разделенных
такими же длинными синклиналями, соответствующими продольным
долинам, которые делят всю горную систему на ряд
параллельных хребтов. Однако, случаи сохранения складками своей
первоначальной формы и своего вертикального положения относительно
горизонтальной поверхности земли представляются более редкими,
чем различные случаи более или менее сложных деформаций складок,
являющихся следствием деформационных усилий, продолжающихся
и после образования складок. Деформации складок соверша-
') Плоскость симметрии это—плоскость, проходящая между крыльями
к середине свода и делящая складку на две одинаковые симметричные чаетя;
у вертикальной складки осевая плоскость вертикальна.
— 123 —
ются в двух направлениях: с одной стороны, меняется положение
складки относительно горизонтальной земной поверхности, ее осевая
Рис. G7. Складчатость и каменноугольных слоях песчаника на р. Изьтлы.
плоскость утрачивает свое нормальное вертикальное положение;
с другой, изменяется взаимное
расположение частей складки
(фиг. 67—69). Первый ряд
деформаций складок ведет к
образованию наклонных и лежачих
складок; и если деформирующее
усилие продолжается, и на лежачей
складке срединное ее крыло
разрывается, складка превращается
в складку-сброс и затем в шар-
риаж. Вторая категория
деформаций ведет к образованию
изоклинальных складок, когда
падение в обоих крыльях одинаково,
т. е. оба крыла сделались парал- ■
лельными (изоклинальные складки), и при дальнейшей деформации—
к превращению складки в веерообразную, у которой падение в крыльях
Рис. 68. Наклонная синклиналь.
— ш —
шМ^ш
Рис. 69. Лежачая антиклинальная складка.
обратное нормальному, т.е.; след., в крыльях антиклинали навстречу
друг другу, а в синклинали наоборот. Если при этом складка состоит из
разнородных материалов, если, напр., ее ядро состоит из более твердой
кристаллической породы, а наружные слон из более мягких осадочных
образований, и если при
своем передвижении
навстречу друг другу два
ее крыла доходят до
соприкосновения,
кристаллическое ядро может
оказаться оторванным от
своего корня и
заключенным в складке в виде
как - бы изолированного
кристаллического ядра.
С антиклиналью невольно
связывается -
представление о горе, о горной гряде, с синклиналью—о продольной долине,
разделяющей соседние антиклинальные гребни. Однако,
денудационные процессы часто
нарушают эту картину
и извращают рельеф.
Антиклинали
разрушаются быстрее и
энергичнее
синклиналей, и в результате
может получиться
картина, обратная
первоначальной орографии:
на месте синклиналей
окажутся горные
вершины или горные
гряды, антиклинали-
же будут превращены
в долины (фиг. 64). Так
как процесс формирования и дальнейшей деформации складок,
поскольку он совершается на поверхности, сопровождается более или
менее сильной денудацией, некоторые части деформированных складок
разрушаются и исчезают, мы имеем перед собою лишь части
деформированной складки, и тогда ее толкование представляет
некоторые трудности. Реконструкция размытой складки или системы
складок требует очень детального ее изучения, во многих слу-
Рігс, 70. Замкнутая антиклиналь и синклиналь
в разрезе it плане.
— 125 —
чаях нуждается в дополнительном освещении на основании
изучения соседних частей данной дислокационной области, требует,
Рис. 71. Синклинальные складки на вершинах водоразделов (Центральн. Кавказ).
наконец, большого опыта и наблюдательности со стороны ее
толкователя;' в оценке таких складок иногда между собою расходятся
Рис. 72. Синклиналь на вершине горы (Центральный Кавказ).
опытные и выдающиеся геологи. Для иллюстрации сказанного
остановимся на изоклинальных и на веерообразных складках.
Размытые изоклинальные складки, если они вертикальны, лриобре-
— 126
\
Ч\а.\ьЧД^^Ь\а.''-.ь-Уа^5й-У. а.\
\ \Ѵ-' V, \ \ -^-'"V. '-
s •-.
Рттс. 73. Размытые изоклинальные складки.
тают облик поставленных на голову, согласно напластованных слоев,
...... , . _----. если;они
наклонны,
то—наклонной серии,
согласно
напластованных слоев.
Повторение
атакой серии
одинаковых пластов,
если это можно'
установить на
основании лито-
логического
характера или палеонтологического содержания слоев, раскрываетперед
нами истинный характер
такой серии и лает возможность '
реставрировать размытые ча- f'v
сти складок при помощи тех ѵ'
линий, которые называются
воздушными складками;
чередование одинаковых
пластов в такой серии будет,
если слои обозначить
цифрами, такое: I, 2, 3, 3, 2, 1,
1,2,3,3,2,1, І.ит.д.(Фиг.73).
Такой случай' часто
осложняется тем, что в средних
крыльяк происходят разрывы
и по ним ряд параллельных
сбросов, при которых часть
слоев оказывается более или
менее полно уничтоженной;
тогда повторение одинаковых
пластов получает такой
характер: 1,2,3, 1,2,3,1,2, 3
и т. д. (Фиг. 74 и 75).
Такая структура носит название
чешуйчатой; ее более или
менее легко подметить в серии,
заключающей определимые
окаменелости; но она может ускользнуть от нас в слоях
палеонтологически немых и литологически одинаковых. Веерообразная анти-
Рис. 74. Изоклинальные склздтоі-сСросы.
— 127 —
клиналь, размытая наполовину или даже более, так что свод не
сохранился, приобретает, особенно если в ней имеется
вышеупомянутое кристаллическое ядро, внешний облик синклинали; вопрос
решается или путем сопоставления с другими частями данной горной
Рис. 75. Чешуйчатое строение.
•бласти, в частности, с соседними складками, или, опять-таки, на
основании палеонтологических данных: если наружные слои такой
кажущейся синклинали принадлежат более молодым отложениям,
чем внутренние, то это очевидно говорит за то, что перед нами
размытая веерообразная антиклиналь, ибо в синклинали наоборот
внутренние слои являются более молодыми, а наружные более древними.
Сбросы.
Разрывная или дизъюнктивная деформация выражается в виде
сбросов и сдвигов. Сбросом называется перемещение по
сбросовой трещине, которая носит название сбрасывателя, в вертикальном
или наклонном направлении, сдвигом,—если оно совершается в
направлении горизонтальном. При землетрясениях можно наблюдать
и сбросовые, и сдвиговые перемещения небольшой амплитуды.
Денудация и здесь осложняет картину имевшего место перемещения и
может сброс превратить в кажущийся сдвиг, как показано на схеме
(Фиг. 80).
' Чтобы уяснить себе картину сброса, возьмем сброс по наклонной
плоскости. Относительно сбрасывателя та часть разорванных трещиной
— 128 —
Рис. 76. Схема сброса.
и сброшенных пластов, которая лежит над ним. называется висячим
крылом, та, которая под ним,—лежачим крылом.Очевидно, что может
получиться по внешнему виду тождественный эффект п*ри трех
различных движениях: если лежачий бок опустился, если висячий бок
поднялся, если, наконец, оба
движения совершились
одновременно. Для того, чтобы
решить вопрос в пользу того или
другого из этих
предположений, можно пользоваться теми
загибами пластов около
сбрасывателя, которые являются
результатом сильного трения,
напр., если слой опустился,
часть его, прилегающая к сбра-
1 сывателю, будет загнута кверху.
Различают два типа сбросов: нормальным считается тот случай,
когда висячее крыло опустилось, аномальным, когда висячее крыло
поднялось; этот случай называется взбросом или перебросом.
Установить в каждом
отдельном случае, имеем-ли мы
перед собою нормальный
сбросили взброс,
представляется не только
интересным стеоретической точки
зрения, но во многих
случаях и практически
важным. В самом деле,
представим себе, что мы идем
подземной галлереей по
слою полезного
ископаемого, доходим до сбросовой
трещины и теряем его. Где
искать продолжения сброшенного пласта? Если мы не предпочитав:.!
бросить нашу разработку, вопрос о том, имеем-ли мы перед собок-
сброс или переброс, должен быть решен как на оснований
констатирования вышеуказанных загибов слоев, так и на основание,
стратиграфических данных. Роль стратиграфических данных может
быть иллюстрирована следующим примером: нам известно на основании
бурений или изучения естественных разрезов, что разрабатываемый
нами пласт 6 лежит над пластом в и под пластом а. Допустим, мы
констатировали, что наша гипотетическая галлерея, пройдя сбрасы-
Рис. 77. Схема нормального сброса (наверху;
и взброса, или переброса (внизу).
— 129 —
и
*а
V
ватель, уперлась в слой а, который, как мы знаем, лежит над тем,
который мы ищем; очевидно, что
сброшенную часть пласта надо искать вниз
но сбрасывателю; легко себе
представить и обратный случай. Существует
правило Шмидта для отыскания
спрошенных частей пласта: оно гласит для
нормального сброса, что сброшенную часть
надо искать на стороне тупого угла,
образованного плоскостями пласта и
сбрасывающей трещины; для переброса
правило-притеняется в обратном смысле.
Для суждения о размерах
перемещения при сбросе надо принять во внимание
следующие обозначения (фиг. 76):
перемещение по линии ас, т. е. по плоскости
сбрасывателя, действительная величина
сброса; расстояние ad по нормали к
напластованию является стратиграфической
величиной сброса, а линия аЬ, т. е.
нормаль к горизонтальной поверхности,
определяет вертикальную величину, сброса;
линией ей измеряется перемещение в
плоскости пласта, а линией cb—в
горизонтальной плоскости.
Число разных случаев при простом
сбросе увеличивается еще в зависимости
от того, каковы отношения между
падением сбрасываемых пластов и самого
сбрасывателя: падение сброшенных
пластов и сбрасывателя может быть
согласным, т. е. направленным в одну сторону,
или несогласным, т. е. направленным в
-.противоположные стороны.
Из фиг. 77 нетрудно убедиться, что
при нормальном сбросе разорванные части
пластов удаляются друг от друга, при
нересбросе, наоборот, сближаются; в
случае очень пологого переброса даже при
незначительной его амплитуде часть пласта
может оказаться лежащей стратиграфически над той частью,
которая была лежачим боком сброса. Представим ■ себе, что, не зная
Геология, g
Ш
N
I !<і'),'« П
— 130 —
этих отношений, мы проходим буровой скважиной серию пластов
и в ней дважды встрс-
:Л;'----'^л*і..
Рігс. 7<>. Ступенчаты» сирое.
1. Начало наменяоугольнзго перюі^-
ВзрискіДскія горы.
'т&Ж'
III. Конецъ олнгоценовой эпохи.
РеГансказ владона-
IV. Конець мюцскйвой.эпохи.
Вогезы, Шве.рцвальпъ.
ьРьи искал долнкзч
Рис. 79а. История образования Рсіінского
грабена.
чаем слои данного
полезного
ископаемого, напр., каменного
угля. Мы можем
отсюда сделать
заключение о существовании
двух пластов и впасть
в серьезную ошибку
при оценке запасов
каменного угля,
особенно, если мы имеем
дело не с одним
сбросом, а с целым их
рядом. Указанными,
здесь соотношениями
и объясняется тот факт, что
прежде принимали для
Донецкого .каменноугольного
бассейна гораздо большее
число пластов каменного
угля, чем это было
впоследствии -установлено на
основании детального
систематического изучения.
Следует отметить, что
сбросовые линии отнюдь не
всегда являются прямыми,
а часто обнаруживают
известную кривизну.
Трещины сбросов имеют
большое значение для
режима подземных вод, для
образования рудных и иных
минеральных жил и для
толкования тектоники
сложных тектонических горных
систем. Мелкие сбросы
образуются и на наших глазах
при землетрясениях, крупные сбросы являются результатом
медленной вековой дислокационной работы. Распознать сброс, осо-
— 131 —
беино в однородных отложениях; напр., известняках, бедных ока-
менелостями, иногда не легко; иногда же
простирание сбросовой линии обозначается элементами
земного рельефа, напр., крутым морским побережьем,
речной долимой, террасовидным уступом на равнине,
а- также повторными землетрясениями' с
расположением их эпицентров вдоль неявной. сбросовой
липни.
Из комбинаций сбросов заслуживают внимания
повторные параллельные сбросы, называемые,
ступенчатыми, и изображенные на фиг. 78, а также
случаи двух сбросов (или двух систем параллельных
сбросов): когда опускаются наружные насти, а
средняя остается на месте в' виде остова,Атакой
случай называется горстом; примерами горстов р|,с-80- превра-
могут' служить Вогезы и Шварцвальд; правда, щенис сброса,
вследствие дену-
здесь приходится допустить и поднятие- самого дадащ в кажу^
горста, как было указано Лапиараном, а не только щ„йСа сдвиг.
опускание соседних полос. Когда, наоборот, средняя . . , ,
полоса опускается, получается, так паз., грабен, т. е. .ров: таким
Cf**4Wy«MMie»
AoAftf '0fA*>j<i
lfp»^»t"»*w*] р»эр«т. Аеір*соіч долимы іовдан» По Л»|'рт*.
Рис. 81. Грабен.
грабеном является долина Рейна между Вогезами и Шварцвальдом,
долина Иордана, Мертвое море, Красное море и др.
Надвиги, нлк шарркажи.
Наиболее сложным тектоническим элементом представляются
те случаи комбинации складки и сброса, которые получаются в случае
разрыва лежачей складки и перемещения верхней ее части по
горизонтальной или слабо наклонной плоскости в форме надвига на .со-
— 132 —
седнюю поверхность земной коры; они носят название шарриажа,
или надвига. Надвигаемая верхняя часть шарриажа часто вторично
изгибается в более мелкие складки; в ее основании залегают брекчии
трения и конгломераты, образовавшиеся
вследствие трения при движении этой верхней
массы (nappe dc cliarriagt, traineau ecrasDir
французских авторов) по нижней. Характерным
признаком шарриажа является залегание более
древних слоев над более молодыми, т. с.,
так. наз., перекрытия, и отсутствие корней
у складчатых лежачих отложений.
Классическими странами шарриажей надо считать
Швейцарские Альпы, Шотландию, Скандинавию.
Примерами таких шарриажей, учение о
которых развито Марсель Бертраном, Шардтом,
Люжоном и шотландскими геологами Пичем
и Хорном, могут служить Гларус, Симплон,
«клилпьго Швица и др. в Швейцарских Альпах,
каменноугольные отложения Шарлеруа в
Бельгии, мощные надвиги в Шотландии и
Скандинавии. Большая часть швейцарских надвигов
■ шла с юга на север, корни этих надвинутых масс
находятся на южном склоне Альп; что касается Скандинавии
и Шотландии, то надвигание в первой из них шло с запада на восток,
а во-второй с востока на запад.
йй^ё&-
Рис. 82. Превращение
укладки в надвиг
(шаррнаж).
В
Моя те Леоне. _,---
■Вазснгорнъ. , ■ -"'"[-нейсь'
' „е.** . .-.
.**'
.1"
..-•''&U*'^о**"^* "*'"-
Рнс. 82а. Строение Симплона в Швейц. Альпах по Шмидту (Прим. шарриажей).
Если в области обыкновенных складок и сбросов денудационные
процессы часто маскируют истинные тектонические соотношения
и затрудняют их истолкование, то в области шарриажей, наоборот>
денудация иногда приходит нам на помощь. Там, где обнажена только
— 133 —
верхняя часть шарриажа, и неизвестно, что залегает под
горизонтальными или слегка складчатыми пластами, мы легко можем впасть
в ошибку, приняв их за нормально и сравнительно спокойно
залегающие отложения. Нам известны примеры, когда
размывание,^врезавшись в такую толщу, обнажило в разрезах долины реки
подстилающие их более молодые слои и тем самым вскрыло перед нами истинную
Рис- 83. Тектоническая карта европейских горных хребтов {по Зюссу).
природу напластования, которая без этой помощи денудации б. м. не
была-бы нами разгадана. Такие места носят характерное название
окон.
В некоторых сильно дислоцированных областях взаимоотношение
пластов так сложно, что вызывает представление о более сложных
движениях, чем все до сих пор нами рассмотренные. Так, для
Тирольских Альп г-жа Огильви-Гордон пришла к необходимости допущения
винтовых движений, которые можно рассматривать, как резуль-
— 134 —
тат сочетания, т. е. интерференции движений, совершающихся
в разных направлениях и одновременно захватывающих какой-
нибудь участок отложений. Рихтгофен еще раньше указал на
возможность таких движений на основании наблюдений в рудниках.
Механизм и причины горообразования.
Когда при анализе натяжении, вытекающих из контракциоиной
теории горообразования, говорят о тангенциальном движении, о,
так наз., боковой давлении, всегда имеют в видуименно давление,
как причину складкообразования. И в самом деле, при виде складок,
особенно опрокинутых складок, при знакомстве с шарриажами прежде
всего возникает представление о давлении. Плойчатая структура
горных пород, сдавленные окаменелости в складчатых горных систе-
діах еще более усиливают впечатление, именно, давления, как
господствующего явления при горообразовании. Однако, при
внимательном изучении всех типов гор и всех проявлений дислокационных
усилий, перед нами встает и другая картина, ясно обрисовывается
необходимость в признании не_ только давления, но и растяжения,
и притом растяжения не только, как следствия дифференциальных
движений при образовании флексуры или сброса, а растяжения в
результате горизонтального движения. Существование открытых
зияющих трещин и .на поверхности, и на некоторой глубине, напр., в галле-
рее Симплоиского тоннеля, самая конфигурация ступенчатых
сбросов, грабенов и горстов настойчиво говорит о растяжениях. Строение
восточной части азиатского материка в толковании Рихтгофена
вылилось в форму ряда разрывов, как следствия растяжения,
действовавшего со стороны моря. Деформированные окаменелости в некоторых
случаях также красноречиво говорят именно о растягивающих, а не
о сдавливающих усилиях; таковы те случаи растянутых и
разорванных белемнитов, которые находятся в альпийских сланцах.
Если в господствующих взглядах тех, кто стоит на почве ком-
тракционной теории, преобладает представление о сжимающем усилии,
іі отрицается или отступает на задний план участие в деформации
земной коры и растягивающих усилий, то в. представлении Вегенера
о происхождении континентов, наоборот, проявляется другая край1-
ность—преувеличение значения именно растягивающих усилий; по
представлению Вегенера материки представляют результат таких
.разрывов и горизонтальных расходящихся движений, которые
происходят от растягивающих усилий. Таким путем, по его теории,
Америка, с одной стороны, Европа с Африкой, с другой, представляли
— 335 >—
первоначально одно целое; вследствие растягивающего усилия
образовался разрыв, лежащие по обе стороны разрыва континентальные
массы стали медленно расходиться, а образовавшаяся между ними
и постепенно расширявшаяся трещина стала превращаться в
Атлантический океан. Два факта как бы подтверждают правильность
такого воззрения: это, с одной стороны,- полная аналогия контуров
'восточных берегов Сев. и Южной Америки с одной стороны, Европы и
Африки с другой; если приставить Южную Америку к Африке, то
получится па самом деле как-бы одно целое; с другой стороны, Вегенер
указывает на постоянно увеличивающееся расстояние между Гренлан-
дией'и Скандинавией, измеряемое Им.в годи служащее как-бы живым
свидетельством продолжающегося расхождения этих двух
континентальных масс. Повиднмому, не подлежит сомнению, что в
представлениях Вегенера есть доля истины, но вряд-ли можно встать всецело на
сторону его гипотезы.
Таким образом, общая картина дислокационных усилий
превращается в сложную комбинацию радиальных движений, как в форме
опусканий, так и в форме-поднятии, тангенциальных движений^ виде
бокового давления и растяжения, наконец, в виде сложных винтовых
движений. И, принимая во внимание сложность состава и строения
земной коры, нельзя не придти к заключению, что и распределение
натяжений и вызываемых ими движений должны быть очень сложны,
каковы-бьт ни были причины, их вызывающие.
В приведенной концепции сжимающие и растягивающие усилия
действуют одновременнодак сказать комбинированно^ для
иллюстрации .можно привести наблюдения над распределением натяжений,
обнаруживаемые при подземных горных работах, которые
действительно говорят в пользу существования натяжений обоего рода.
Поэтому нет надобности прибегать, как делает это Ротплетц, к
представлению о том, что в истории земного шара чередуются периоды
сокращения и периоды расширения, причем, конечно, первые
сопровождаются по преимуществу сдавливающими усилиями, а вторые
растягивающими. ' -
Если отвлечься от деталей земного шара,'а посмотреть на него
так сказать с высоты птичьего полета, принимая во внимание лишь
самые крупные черты этого рельефа, то перед нами встанет картина
как-бы общей волнообразной изогнутости земной коры, как-бы
чередование в крупных чертах больших синклинальных и больших
антиклинальных областей, в пределах которых уже наблюдаются те или иные
детальные формы рельефа. О такой волнообразной изогнутости земной
коры, как об общей картине деформации ее поверхности, говорил
в стн? время Лапуорс (Lapworth); о ней говорит в самое последнее время
— 136 —
как об общем законе, Абендапои. Вот несколько примеров, которыми
Абенданон иллюстрирует такое расположение тех крупных складок,
которые мы моглн-бы назвать макроклиналями (макроскладками):
1) Разрез через Африку с ЮЗ на СВ: восточная часть
Атлантического океана, горная страна зап. Африки (Габут и Ангола)—деггрес-
. сия Конго и.Нила—горная страна по обе стороны Красного моря—
Аравия—горная Персия—депрессия Аральского моря. 2) Или возьмем
профиль с ЗЮЗ на ВСВ: восточная часть Атлантического океана—
западная Африка — средняя Африка — восточная Африка — Мозам-
бикский пролив — Мадагаскар — Индийский океан — Маскарены —
океан—хребет ч Чакос (Chac'os) — океан—складки Нидерландского
Индийского Архипелага.
В учении о дислокациях тесно переплетаются факты с
гипотезами, наблюдения с умозрительным их объяснением. По мере того,
как подвигается детальное изучение строения гор, по мере того, как
дешифрируются сложные разрезы, на которых обнажены сильно
дислоцированные пласты земной коры, фактическая сторона учения
о горообразовании крепнет и расширяется. Значительные и сложные
деформации и дислокации слоев земной коры представляют
неоспоримые факты; слои изгибались, разрывались, в некоторых случаях
при этом происходили значительные вертикальные, и, что особенно
замечательно, горизонтальные перемещения—это факты, которые не
могут быть оспариваемы. Но механизм этих процессов остается во
многих случаях загадкой: мы видим на обнажении, что известный
комплекс слоев передвинулся в горизонтальном направлении на более
или менее значительное число километров, мы видим, что более
древние слои оказались надвинутыми на болеемолодые;—это факты, и,
независимо от наших теоретических воззрений на процессы
горообразования, мы их отрицать не можем. Но как это произошло, каков самый
механизм этих перемещений, это не только разным авторам рисуется
различно и может быть предметом толкования в том или ином смысле,
но надо признать, что ни одно из таких толкований не дает истинного
объяснения самого механизма этого процесса, и он остается неясным
и загадочным. Повидимому несомненно лишь одно,.а именно, что
причину различного рода дислокаций надо искать в перемещениях
не верхних, а более глубоких слоев, как это особенно напрашивается
при изучении надвигов.
Еще более широкий простор для умозрения и для
гипотез открывается перед нами, когда мы задаемся целью не только
объяснить механизм того или иного типа дислокационного движения,
а ставим вопрос о причине дислокационных процессов, т. е.
набрасываем основы теории горообразования. Как ни заманчивы общие тео-
— 137 —
рии горообразования, нельзя не признать, что ни одна из
предложенных до сих пор гипотез не способна удовлетворительно объяснить всю
совокупность дислокационных процессов,и, в частности, не достигает
этой цели и та наиболее ходячая; наиболее популярная теория,
которая связывает все процессы дислокаций с вековым охлаждением
и сокращением ядра земного шара и известна под названием
контракционной теории.
Намеченная еще Декартом и Лейбницем, логически вытекающая
из теории происхождения солнечной системьГКанта и Лапласа, кон-
тракционная теория была в общих чертах принята и развита наиболее
выдающимися геологами первой половины 19 столетия; ко развитие и
обоснование контракционной гипотезы принадлежит в особенности
американским геологам Дана и Леконту,—почему она иногда и
называется американской—и Зюссу. Земной шар охлаждается и
сокращается, горячее ядро теряет больше тепла, чем холодная твердая
наружная кора, эта последняя поэтому сморщивается, и слагающие ее слон
терпят при этом различные деформации перемещения: такова-общая
канва этой гипотезы, которая в этой концепции является как-бы
универсальной теорией, охватывающей все деформации земного шара и все
дислокационные процессы. Дана, Лекоит и Зюсс расчленили общий
процесс деформации земной коры под влиянием векового охлаждения
ядра на составные части: они устанавливают, что возникающая
при этом ,сила цатяжения-р.азлагается на два слагаемых;вертикальную
и горизонтальную; первая вызывает радиальные смещения, вторая
тангенциальные; результатом радиальных смещений являются сборсы
и флексуры, результатом тангенциальных—складки. Большой
заслугой разработки контракционной теории в этом направлении является
переход от неопределенной формулировки в общих выражениях к
конкретным определенным процессам, выражающимся в определенных,
действительно нами наблюдаемых, формах дислокаций- Особенно
ценной стороной этой конкретизации и расчленения общего понятия
о контракционной теории является то обстоятел-стчо, что на-ряду
с вертикальными смещениями выдвигается категория
горизонтальных смещений. Постепенно значение этих горизонтальных
смещений все более и более подчеркивается, и тангенциальные движения
становятся наиболее важной, наиболее распространенной и
наиболее характерной формой дислокаций, вызываемых вековым
охлаждением земного шара. В первой половине 19'ст., в эпоху господства
школы плутонистов, под влиянием авторитета Гумбольда, Леопольда
фон-Буха, Эли-де-Бомона представления о процессах горообразования
находили себе яркое выражение в форме,так наз.,теории поднятии,
впервые резко формулированной для М. Блана Соссюром. Внутрен-
— 138 —
няя теплота земли, иначе сказать, плутонические силы
представлялись причиной горообразования в форме вертикальных движений,
поднимавших ту или иную часть земной коры. Массивы
кристаллических пород, по большей части гранитов, которые обнажены в сильно
дислоцированных и сильно денудированных горных'системах ввиде
ядер складок, т. е. в виде масс, находящихся под изогнутыми и
поднятыми осадочными породами, слагающими значительную часть такой
горной системы, рассматриваются, как носители той плутонической
силы, которая вертикальным поднятием снизу вверх вздымала горные
цепи. Когда братья Роджере занялись детальным изучением
Аллеганских гор, а Турман Юрских гор, перед ними раскрылась
неоспоримая картина не только и не столько вертикальных движений, сколько
горизонтальных смещений, без которых образование этих
разнообразных складок представлялось непонятным, и они выдвинули гипотезу
тангенциальных смещений, разработанную в особенности Зюссом
и Геймом, а в новейшее время авторами теории шарриажей Бертраном,
Шардтом, Люжоном, Пичем. Горном и нек. др. Но как указано выше,
наряду с горизонтальными смещениями авторы контракционной
теории ясно видели необходимость допущения и вертикальных движений.
При этом, конечно, невольно возникает вопрос о направлении этих
вертикальных движений: совершаются-ли перемещения радиальные
в виде поднятий, как учили авторы теории поднятий, или в форми
.опусканий. В настоящее время не оспаривается необходимость и тех
и других случаев, мы имеем определенные даины'я для утверждения,
что в одних случаях радиальные смещения совершаются в форме
поднятий, в других в форме опусканий, наконец, в третьих, выражаются
в виде сложных комбинированных движений и вверх, и вниз. В
концепции Зюсса допускались только опускания и совершенно отрицались
поднятия. Это была естественная реакция против отвергнутой им
теории поднятий, но вместе с тем это была крайность, это была ошибка,
которую постепенно исправили и наблюдатели и теоретики
дислокационных процессов. И в настоящее время громадное большинство
геологов не сомневается в том, что сложные процессы дислокации
слагаются как из горизонтальных смещений, так из поднятий и
опусканий, в самых разнообразных сочетаниях, причем для объяснения всей
сложности дислокационных форм приходится допускать даже и
винтовые движения. -■
Кбнтракционная теория горообразования, теоретически
разработанная Дана, Лсконтом и Зюссом и подкрепленная многочисленными
детальными исследованиями складчатых горных систем, среди которых
по степени изученности на первом плане стоят швейцарские Альпы,
некоторое время пользовалась всеобщим признанием, считалась
— 339 —
многими даже неоспоримой; и действительно, по своей простоте и
стройности она невольно привлекала к себе симпатии. Однако, с разных
сторон раздавались против нее сначала отдельные голоса, затем
стали кричать новые факты; появились новые гипотезы, которые,
казалось,- устраняли затруднения, вытекавшие из теории контраіо
цнонной. И теперь можно смело сказать, что, несмотря на то, что во
многих учебниках и трактатах еще ставится во главу учения о
дислокациях концепция контракционной теории, ее можно считать настолько
поколебленной, что не будет ошибкой, если мы скажем, что контрак-
ционная теория является в настоящее время лишь одной из более или
менее одинаково равноправных теорий горообразования, и что она во
всяком случае недостаточна для объяснения процессов горообразования.
В чем-же недостатки этой теории и почему мы признаем ее
неудовлетворительной?
Прежде всего возникает общее принципиальное возражение,
основанное на том, что контракционная теория допускает, как
исходную точку, предположение постоянного прогрессивного охлаждения
земного шара. Но ведь это предположение не может быть доказано,
а вместе с тем имеются и возражения против него. Вследствие
охлаждения земной шар сжимается; следствием сжимания является
выделение тепла, т. с. нагревание, и подвести баланс этим процессам нет
никакой возможности. Другое^ возражение, разработанное Дэвисбм
и Хергезеллем, исходит из следующих соображений. Внутренние
слои земной коры, сильно охлаждающиеся, находятся в состоянии
растяжения, интенсивность которого уменьшается по мере того, как
мы переходим от этих глубоких слоев к вышележащим. Наружная
часть земной коры с поверхностью, наоборот, находится под
действием сжатия, которое ослабевает по мере того, как.мы подвигаемся
от поверхности к более глубоким слоям. Очевидно, что где-то должен
находиться такой слой, на котором нет ни растяжения, ни сжатия,
т. е. слой нулевого натяжения—англичане называют его level of
по strain. По вычислениям Дэвиса этот уровень находится на такой
сравнительно незначительной глубине, что тангенциальные движения
в вышележащей толще могли-бы дать начало лишь горным системам,
значительно по своим размерам уступающим тем, которые на самом деле
существуют.
.Самым серьезным возражением против контракционной теории,
в одинаковой мере направленным и против другихтеорий
горообразования, является следующее соображение: отчего дислокационные
области с течением времени перемещаются? Отчего дислокационные
процессы, повторяющиеся в некоторых областях неоднократно и длящиеся
с перерывами очень продолжительное время, все-таки в конце концов
— 140 —
потухают, воздвигнутые ими складчатые горы делаются достоянием
-денудационных процессов и разрушаются? Отчего не продолжается
процесс горообразования там, где он так интенсивно совершался,
так сказать до бесконечности? Еслиб дислокационные процессы
объяснялись только контракт!оиной теорией, такое явление было-бы
непонятно; очевидно, есть другие явления, нарушающие правильное
течение дислокаций, вызываемых вековым охлаждением и сокращением
ядра земного шара, если оно действительно происходит; очевидно,
что процессы дислокаций направляются и вызываются такой причиной
или такими причинами, которые вызывают действия, по временам
меняющие свой знак.
Другой общей причиной дислокационных процессов, выдвинутой
американским геологом Дёттоном, является то соотношение, которое
получило от него название нзостазии. Под этим термином Деттон
понимает то состояние равновесия, к которому стремятся планеты
в силу тяготения. Различные части земной коры взаимно
уравновешены; всякое изменение плотности или веса той или иной из них
влечет за собою соответственное изменение ее уровня, поднятие или
опускание. Если взять земную кору в состоянии установившегося
статического равновесия, следует ожидать, что слагающие ее материалы
различного веса и плотности так расположены, что где бы ни взяли
цилиндр земной коры одного и того-же диаметра, глубиною, скажем,
до 20 клм,, он должен иметь одинаковый вес. Такое состояние
равновесия остается неизменным до тех пор,, пока оно не нарушается какими-
нибудь процессами внешними или внутренними. Такими
нарушителями равновесия являются с одной стороны денудация и
седиментация на поверхности земли, как это было уже давно отмечено
американцем Джемсом Холлем, Беббэджем и Гершелем, с другой,
'передвижения масс внутри земли. В самом деле, представим себе.плоскогорье
■и по соседству с ним морской бассейн; они уравновешены. Новотвслед-
ствие выветривания и размывания часть материалов сносится с
плоскогорья в море; плоскогорье теряет часть своего веса и поэтому медленно
поднимается, море отягощается и потому медленно опускается, на
некоторой глубине происходит медленное перемещение материалов
со стороны,моря к плоскогорью.
Теория изостазии была впоследствии разработана с разных
точек зрения и несомненно заслуживает серьезного внимания, как
одна из очень вероятных причин тех медленных денивеллировок,
которые /выражаются в медленном поднята» больших пространств
или в медленном опускании океанических бассейнов. К объяснению
происхождения складчатых гор теория изостазии может быть
приложена лишь с большими натяжками.
— 141 —
Теория изостазии подробно развита и обоснована, как известно,
Дёттоном, которому принадлежит и самый термин изостазия. Однако,,
еще задолго до Дёттона было обращено внимание на связь опусканий
•с седиментацией и на поднятия, как результат денудации. Впервые
мысль об этом была высказана Гершелем, который считал опускание
Тихого океана за результат седиментации и вызванного ею
отягощения, а поднятие Анд приписывал денудации. Впоследствии зтот-же
взгляд был применен Даусоном к опусканию Лаврентьевского
периода. С 1872 г. выступает в защиту этой теории Риккерс. На связь
опусканий с седиментацией указывал ужей Ляйэлль, на ней основана
теория горообразования Дж. Холля. На это соотношение
указывали многие. Одни приводили опускание в причинную связь с
седиментацией, а другие ограничивались констатированием того факта,
что накопление осадков происходит в опускающихся бассейнах.
Этот же принцип принимался и для объяснения опусканий в
ледниковый период под влиянием отягощения, произведенного
ледниковым покровом (Jameson 1865, Shaler).
В учении об изостазии следует подчеркнуть одно явление,
имеющее,-понидимому, большое значение для понимания общего-
хода земной коры, а именно сопряженность поднятий
и опусканий.
Термин «изостазия» и формулирование этого принципа в
современном его виде принадлежит Дёгтону. Что же касается самого факта
сопряженности поднятий и опусканий, составляющей на мой_ взгляд
самую суть нзостатических движений, то эта сопряженность была
выставлена еще очень давно. Обыкновенно родоначальниками этих
воззрений считают Беббэджа и Гершеля. Гюттон указывает на то,
что Пулетт-Скроп еще раньше высказал ту же мысль. Гершель
причиной поднятий и опусканий выставлял непосредственное влияние
отягощения одних частей земной коры и облегчения других; Беб-
бэдж видел главную причину в прогревании под влиянием
седиментации и расширении пород. На эту точку зрения встал и Гюттон,
давший и попытку вычислений. Фай также должен считаться
сторонником сопряженности, так как он указывает на поднятие материков,
как результат опускания океанов. И в самом деле, из факта
опускания дна Тихого и Атлантического океанов вытекает, как
необходимое следствие, поднятие Америки, какучастка земной коры,
выпираемого опускающимися клиньями.
Теория изостазии приводит нас, так же как и контракционная
теория, к необходимости предположения, что по временам в ход
геологических процессов вносится извне видоизменяющее их направление
влияние- В самом деле, если-б не было таких посторонних влияний,
— 142 —
так сказать, меняющих знак совершающихся геологических
изменений, то намеченная нами картина сопряженного поднятия и
опускания, вызванного процессами денудации и седиментации должна
была-бы привести в своего, рода perpetuum mobile, а между тем мы
видим, что области поднятий и опусканий также перемещаются,
как и местоположения складчатых горных систем. Такие поворотные
моменты некоторые геологи называют анастрофами. Штилле,
проследивший для некоторых частей Германии цбщий ход
дислокационных процессов и сопровождающих их денудационных циклоп,
разделенных такими поворотными моментами, называет весь цикл идущего
в известном направлении дислокационного, процесса п
сопровождающую его денудацию эволюционным циклом, а поворотные моменты
революцией, не в смысле внезапного катастрофического явления,
а в смысле поворота геологического процесса в другую сторону.
Из других теорий, предложенных для объяснения образования
складчатых горных систем, следует еще упомянуть теорию
термальную, или экспанзионную, и теорию скольжения. Термальная или
экспанзионная теория, разработанная главным образом Мсллард
Ридом, приписывает дислокационные смещения тому увеличении»'
объема, которое является следствием прогревания более или. менее
мощной серии отложений в геосинклинали. Теория скольжения
Рейера переносит образование складок в тот период жизни данного
водного бассейна, когда отлагающиеся на наклонной плоскости
свежие отложения скользят по ней и при этом движении
деформируются. И то, и другое предположение имеет некоторое значение,
как явления, сопутствующие дислокационным смещениям и, б. м.,
принимающие в них некоторое, вероятно, (однако, незначительное
участие; но ни то, ни другое предположение не обнимает всей
совокупности явлений горообразования и не устраняет затруднений,
отмеченных выше.
Все чаще и чаще геолога обращают свои взоры при попытках
найти удовлетворительное объяснение для дислокационных процес-'
сов во всей их совокупности к причинам космическим. И среди этих,
космических причин две болё~е"Вс*еГо привлекают к" себе внимание
и имеют, повидимому, право на признание с нашей стороны: это,
с одной стороны, перемещения полюсов и перемещения масс внутри
земной коры в связи с этим, с другой-—изменения скорости вращения-
земли и вызываемое этим" перемещение водной оболочки земного
шара и изменение сплюснутости земли. Всякое перемещение
полюсов, всякое перемещение масс внутри земли, сопровождающееся
изменениями в распределении напряжения силы тяжести, бесспорно
должно вызывать такие натяжения, которые влекут за собою дефор-
— 143 —
.чации, разрывы и смещения. Точно также ясно, что изменение
скорости вращения, если только оно не слишком ничтожно и не слишком
медленно совершается, должно вызывать не только отлив вод из
значительных широт при ускорении движения и, наоборот, прилив
их в полярные страны при замедлении движения, но и деформацию
самого.твердого остова земли, о реальном существовании которой
на самом деле нам говорят землетрясения. Одним из основных
мотивов обращения нащего к космическим причинам является та
периодичность геологических процессов и в частности дислокационных
процессов, которая не вытекает ни из контракционной, ни из иных
теорий горообразования и властно указывает на какие-то
вмешательства извне и притом такие,знак направления: которых,выражаясь
математически,с течением времени меняется. Штилле, как уже указано,
такие повторные моменты называет революциями не в смысле внезапных
революций,.согласно представления катастрофистов, а именно в смысле
изменения направления того цикла, процессов, который в течение
известного периода времени идет по определенному шаблону
горообразования и денудации, представляя собою картину некоторой
эволюции, с тем, чтобы после революции, т. е. после поворота
цикла в другую сторону, начался новы» период эволюционного,
цикла и т. д.
Мы привыкли считать твердую поверхность земли за твердь
прочную и неподвижную, на которой мы себя чувствуем в безопасности
и которую мы поэтому противопоставляем в этом отношении, как
незыблемую, столь неверной и зыбкой поверхности моря. Поэтому,
понятен тот ужас, который нас охватывает, когда эта твердь начинает
колебаться, когда она во время землетрясения теряет свою столь
ценную для нас устойчивость.
Естественно задать себе вопрос, существуют ли такие признаки.,
которые говорили бы о совершающейся и в настоящее время дефор-.
мации земного шара, которые свидетельствовали бы о происходящих
и а настоящее время дислокационных процессах, кроме тех
сейсмических пертурбаций, которые говорят об этом красноречиво, но все-
таки несколько односторонне. Самое существование складчатых
и сбросовых гор и их тектоника служат, конечно, красноречивыми
доказательствами дислокационных процессов в прошлом, равно как
и древние морские отложения являются достаточно определенными
памятниками прежних трансгрессий и регрессий морей. Но ведь нам
важно знать, совершаются ли эти процессы и в настоящее время
и в чем они проявляются.
Признаки совершающейся в настоящее время деформации земной
коры .заключаются в следующем: перемещение полюсов; вековые
— 144 —
изменения напряжения силы тяжести; медленные вековые изменения
рельефа; землетрясения; каньоны; коралловые острова.
Рассмотрим вкрацте каждое из этих явлений в отдельности. '
Вопрос о том, перемещаются ли полюсы, имеет первостепенное
значение для .геофизики, и в решении этого вопроса, повидимому,
одинаково ценны указания как геологии, так и астрономии. Еще
в (872 году Скиапарелли показал, что с астрономической точки зрения,
как при условии твердого, так и жидкого ядра, довустимы самые
значительные перемещения полюсов, допустимо предположение, что"
было время, когда ось вращения лежала в современной плоскости
экватора — если, говорит Скиапарелли, геологи найдут факты,
говорящие в пользу, этого. Такие факты с бесспорностью еще не
установлены, хотя уже с определенностью намечаются (напр., для
верхнего карбона); но самая гипотеза перемещения земной оси
неоднократно утилизировалась геологами и в новейшей теории
горообразования она играет важную роль.
Кроме того периодического перемещения земной оси, которое
вытекает из явлений предварения равноденствий и которое было
положено в основу теории Адэмара, констатированы и другие очень
сложные движения полюсов, повидимому, исключающие возможность
простой правильности. Впрочем, существуют, повидимому, и
периодические перемещения малого периода, как, напр., по Ньюкомбу
период в 441 день. Эти периодические перемещения интересны для
геолога разве лишь в том отношении, что дают повод предполагать
периодические перемещения более значительных периодов, вековые
перемещения. Зато в высшей степени ценно указание Гильдена,
что возможны какиеугодно вековые перемещения полюсов под влиянием
перемещения масс внутри земли. А так как перемещения внутренних
масс непосредственно вытекают из перемещения масс на поверхности
в связи с законом сохранения центра тяжести, то отсюда вытекает
и геологическое обоснование перемещения полюсов, нашедшее себе,
напр., резкое выражение в теории горообразования Марс. Бертрана.
(Изменения широт, как следствие перемещения полюсов, в Берлине
или Страсбурге и Гонолулу идут в диаметрально противоположных
направлениях).
С конца 80-х годов вопрос о перемещениях полюсов служил
предметом большого внимания со стороны астрономов и геофизиков.
Фергола ратовал за устройство систематического международного
наблюдения над вековым перемещением земной оси; Кюстер указал
на кратковременные периодические перемещения, которые и были
констатированы наблюдениями В' Берлине, Потсдаме, Праге, на
Сандвичевых-островах и в других местах; Фоли стремился доказать
— 145 —
существование ежедневной нутации осн. В реальном существовании
перемещений земной оси вряд-ли можно сомневаться с тех пор, как было
доказано Нюреном изменение широты Пулковской обсерватории,
соответствующее перемещению оси в 1 сек. в столетие (I ф.вгод.). Такое же
перемещение было указано Флиндерсом для пирамид Гизэ, где оно,
в зависимости от другой широты, достигает б сек. в столетие. Кристи
на это возражал указанием на то, что за период в 47 лет
в Гринвичской обсерватории изменение широты не было
констатировано, что в свою очередь вызвало возражение Пиацци и ссылку
«го на прежние наблюдения, в Гринвиче и на те же пирамиды
Гизэ. '
В последнее время теория перемещения полюсов получила большое
значение в вопросах горообразования (т. наз. Pendulationstheorie).
Невидимому, вполне реальный пример положения
полюсов,-значительно отличного от современного, представляет пермский период:
в Южной Африке, в Ост-Индии (Гондвана),. в Тасмании найдены
резкие неясные следы оледенения в пермских отложениях (по
некоторым, напр., по Чернышеву, эти отложения относятся к верхнему
карбону). Эти области оледенения расположены вокруг Индийского
океана, так что можно допустить, что в то время один из полюсов
земной оси находился именно здесь, в. Индийском океане, если
исходить из допущения, что пермское оледенение, как и послетретичное,
обнимало области,- расположенные вокруг полюса.
В Гималаях англичанами, было произведено вторичное измерение
напряжения силы, тяжести через несколько десятков лет после первого
измерения; при этом оказались определенные изменения, хотя правда
и очень незначительных размеров, но всетаки в таких пределах,
которые исключают возможность Объяснения этих расхождений ошибками
наблюдения. След., принимая во внимание, что напряжение силы-
тяжести в разных местах зависит от высоты данного пункта над
уровнем моря, приходится предположить, что произошла за короткий
промежуток времени в несколько десятков лет деформация земной
коры, ничтожная, но все же уловимая. .
К такому же заключению приводят некоторые нивелировки, при
условии исключения не только неизбежных- ошибок наблюдения,
но и случайных изменений рельефа вследствие обвалов, денудации
и т. п. причин: .Можно указать на нивелировку во Франции от
Марселя к Атлантическому океану, произведенную Гулье и давшую ему,
■основание из сравнения нивелировочного профиля, полученного
при более ранней нивелировке, со своим профилем, вывести
заключение о деформации этой части земной коры и притом в разных местах
иеравномерной и неодинаковой.
Геология. - 10
— 146 —
О значении землетрясений, коралловых островов и каньонов,,
как показателей совершающейся в настоящее время деформации
земной коры, будет указано дальше в соответствующих главах.
Координация горных систем.
Стремление к осмыслению рельефа земли путем закономерной
координации элементов рельефа, в особенности горных цепей, можно-
проследить на всех стадиях развития геологических знаний. Оно-
первоначально было поверхностно и- искусственно схематично; оно-
и теперь еще страдает некоторой схематизацией; но в этом стремлении
нельзя не видеть залога осмысленной координации в будущем
настоящих и древних горных цепей. Наиболее ранней является
ортогональная система, имевшая своими представителями еще Кирхнера, Бюф-
фона и нек. друг. По представлению этих ученых, горные системы,
представляют ряд меридиональных и широтных хребтов,'
опоясывающих весь зейной шар. Для Сев. Америки Дана установил два
главных тектонических направления: ЗСЗ и ССВ, что по Арльдту
действительно подходит к Атлантическому океану, но не
оправдывается для Тихого. Ортогональная система в новейшее время была
разработана Бертраном, для отдельных тектонических областей.
В крупном масштабе ортогональную систему координации для
одновременных тектонических систем можно иллюстрировать двумя
примерами: для третичного периода Альпийской системой от Пиренеев
до Гималаи, с одной стороны, и цепью Анд и Кордильеров, с другой,
Герцинской системой и Уралом для верхнего палеозоя.
Часто говорят об одинаковом возрасте параллельных горных,
цепей, подобно тому, как это было высказано еще Вернером для
трещин и рудных жил. Однако', при этом следует иметь в виду, что.
самое понятие о параллельности горных систем для земного шара
.имеет условное значение.
Попытки- найти геометрическую правильность в координации
горных систем следует признать лишенными значения. В этом
отношении особенно интересный пример представляет знаменитая пента-
гональная тебрия Эли де Бомона. Вместо простого пентагоиального
додекаэдра, с которого начались эти попытки, гіришлось перейти
к преломленному, пришлось делать массу натяжек, которые не спасли
эту гипотезу, а дискредитировали ее.
Пентагональиая сеть Эли-де-Бомона хорошо известна всем
Геологам: ее искусственность давно уже признана почти всеми, и она
не имеет уже значения ни теории, ііи рабочей гипотезы. Нельзя,
однако, не отметить, что еще недавно она нашла себе защитника
— ш —
в лице Фукса, который старался доказать ее целесообразность и ее
преимущества перед теорией тетраэдра Грина.
Совершенно другой род координации принадлежит Дана. Этот
последний исходит из простирания береговых линий материков, из
роста материков путем присоединения новых горных цепей и считает
эа общее правило., что наивысшие горы находятся на материке на
стороне более глубокого океана, что со стороны более мелкого океана
находятся и более "мелкие цепи, и что центральная' часть материка
представляет котловину или впадину. Такая схема действительно
в общем приложима к Америке и _к Австралии, но она совершенно
иеприложима к Европе или к Азии. Здесь с очевидностью выступает
опасность слишком значительных обобщений', широких экстраполяции;
то, что верно в одном или.в-нескольких случаях, оказывается
неверным при возведении его на степень общего закона.
Не подлежит сомнению, что такой закономерной связи между
берегами материков, и распределением горных цепей, какую видел
Дана, нет, и в этом смысле прав Пенк,.отрицающий эту зависимость,
как общее явление; такое убеждение Пенка основано на том, что по
его мнению материки и горы не могут быть приписаны одной
причине, а потому-де не может быть.и указанной зависимости.
ГДАВА СЕДЬМАЯ.
Землетрясения.
Землетрясением называется всякое сотрясение земной коры,
происходящее от внутренних причин, независимо от его интенсивности.
Причиной местного землетрясения может быть обвал более или
менее значительных масс в подземных пещерах; это, т. наз., ден_у-
д_а ип_ о и н ы е землетрясения. Другой причиной землетрясений
являются ТЕулканические извержения, особенно взрывообразные их
проявления; это землетрясения вулк_а_ни_чески,е. Но, как мы
увидим из дальнейшего, наиболее видной причиной землетрясений,
и именно тех, которые охватывают большие области, отличаются
значительной интенсивностью и нередко повторяются в.одних и тех-же
или близких районах, являются дислокационные процессы; это
землетрясения дислокационные, или ст ру кту рн ые, или
тектонические. Те сотрясения земной коры, которые
не.ощущаются нами, а лишь записываются чувствительными инструмен-
— 143 —
тами, называются микросейсмами, заметные для человека
сотрясения—шкросейсмами, разрушительные—мегасейсмаии. Отдаленные
землетрясения иногда обозначают телесейсмами.
Инструменты, предназначенные для регистрации землетрясений,
носят название сейсмоскопов, сейсмометров, сейсмографов, тро-
мометров. Сейсмоскопы применяются с 18 ст.; первоначальная их
форма маятник, отмечающий свои движения на песке. В Китае
сейсмоскопы уже давно существовали и даже-в очень изящной
форме.
Сейсмоскопы имеют своей задачей отмечать самый факт
землетрясения, по возможности отмечать время и направление толчков.
Постепенно сейсмоскопы сменились сейсмографами и сейсмометрами,
предназначенными для точных измерений и автоматических записей.
\j-lh.33M.Hh
ДДа^-М—ѵ^-ЛДі ■ •■»»■ м M-VJ
в
I
\ я : Ш
Рис. 84. Сейсмограмма.
Наиболее совершенным сейсмографом является горизонтальный
маятник, идея которого была подсказана обыденным явлением
самопроизвольного качания дверей, если обе петли, на которых они висят,
расположены не по вертикали.
До сравнительно недавнего времени землетрясения составляли
лишь предмет изучения геологов. Около 40 лет тому назад было
положено основание новой отрасли знания, известной в настоящее время
под названием сейсмологии и поставившей себе задачей точное
инструментальное изучение сейсмических явлений. Отцом сейсмологии можно
считать Мильна, который по возвращении из Японии, где он посвятил
много труда изучению землетрясений, установил первую
сейсмическую станцию на о. Уайте, по образцу которой стали возникать
станции во всех странах. После Мильна больше всего в сейсмологии
и в -частности в сейсмометрии сделано Вихертом и Голицыным,
которые начали работать приблизительно в одно время с 1900 г.;
кроме этих главных деятелей, нельзя не назвать лорда Релэя,
Кевеслигети, Омори, Рудзкого, Ребер Пашвица, а в последнее время
Монтессю-де-Баллора и др.
— 149 —
#
%
В настоящее время сейсмометрия достигла высокой степени
развития. Успехи сейсмометрии выражаются, однако, не только в
повышении чувствительности инструментов, но и в тех приспособлениях
к ним, которые нужны для того, чтобы затухали собственные
колебания инструмента, часто усложняющие* картину и маскирующие
истинные колебания той или иной точки земной поверхности от
самого землетрясения. Чем чувствительнее инструмент, тем больше
нужно предосторожностей в этом отношении, и тем важнее умение
читать сейсмограммы, умение отличать действительную сейсмическую
диаграмму от, диаграммы,, записанной сейсмометром, но вызванной
не землетрясением, а другими причинами.
Чем дальше находится записывающий инструмент от места мега-
сейсмического колебания, иначе - ■> --
сказать от эпицентра, тем проще
диаграмма.
В каждой полной диаграмме
можно различить три фазы:
предварительные толчки, главную фазу
и конечную фазу лостепенногб
затухания колебаний.
В настоящее времяустановлено,
что землетрясение слагается из
волн трех типов: первый предва-
рительныр: толчек. производится
продольными волнами, имеющими
наибольшую скорость (7,17 клм. в сек.), второй предварительный
толчек поперечными волнами—это колебания со скоростью
распространения 4,01 клм.; наконец, главный удар производится, так
называемыми, главными или длинными волнами, установленными
лордом Релэем и носящими его имя; их скорость 3,5 клм. в секунду'.'
Длина, и амплитуда этих трех типов волн различна: наблюдаемая
длина волн не превосходит 22 ста., а действительная длина для
продольных колебаний достигает 160 клм.; амплитуда главных
волн достигает 20 стм. и несколько более, их длина 40—50 клм.
Амплитуда продольных колебаний измеряется долями миллиметра
или ■ немногими миллиметрами и не превосходит 8 мм. Первые
два рода волн — это волны упругости, третий—.волны
гравитационные. Продолжительность главных толчков обыкновенно не более
30, 40, -50 сек. при самых сильных землетрясениях, при более
слабых—от 4 до 10 сек. Площадь землетрясения, т.е. область,
непосредственно охваченная им, при тектонических землетрясениях очень
велика: при землетрясении Ассама сотрясения сказались на площади
в
Рис. 35. Запись сейсмометра.
— 150 —
в 5 мил. кв. клм., и область разрушения достигла 400.000; 482
японских землетрясения в среднем имели площадь в 1.200 кв. клм.;
а для Лиссабонского, землетрясения 1755 г. дают даже цифру
в'35 мил.
Землетрясения представляют тяжкое бедствие вследствие своей
внезапности, неотвратимости и громадного количества человеческих
жертв (Лиссабон 1755 г.—60.000 человек, Нипон 1896 г.—20.000,
Мессина 1908 г.—100.000).
Ощущаемые движения при землетрясениях обыкновенно
непродолжительны, от 30 сек. до 3 или 4 минут. Но общая
продолжительность землетрясения, если принять во внимание все- мелкие
колебания, может быть очень велика; так, напр., землетрясение
в Фокиде в 1870 г. длилось 37а года; в местечке Монтлия яйцо,
находившееся на металлическом блюде, не переставало дрожать
в течение трех месяцев.
За главным толчком следуют с известными интервалами более
слабые толчки, которые рассматриваются, как удары, отраженные от
поверхности земли и вернувшиеся через центр земли обратно. При
' этом особенно замечательны часто встречающиеся интервалы в 34,
66, 144'и 196 минут. Если лринять во внимание, что продольные
колебания требуют 17 минут, чтобы пройти вдоль диаметра земли, то эти
цифры, являясь кратными 17, означают соответственное число путей
вдоль диаметра, вследствие повторных отражений.
Сила землетрясения оценивается особой условной десятибалыюй
шкалой Росси-Фореля:
1. Удары непосредственно не ощущаются, а обнаруживаются
лиііь чувствительными инструментами.
2. Сотрясения ощущаются отдельными людьми, находящимися
в состоянии покоя.
3. Сотрясения ощущаются большинством людей, находящихся
в состоянии покоя.
4. Колебания почвы, ощущаемые людьми, находящимися в
движении и деятельности. Дребезжание оконных стекол.
5. Колебания ощущаются всеми. Колебания мебели, звон
некоторых колокольчиков.
6. Пробуждение всех спящих. Звон колокольчиков. Остановка
часов с маятником. Шелест деревьев.
7. Опрокидывание предметов. Звон больших колоколов.
8. Образование трещин в домах. Разрушение труб и т. п.
9. Разрушение отдельных частей зданий или целых зданий.
10. Всеобщее разрушение. Образование трещин'в земле, обвалы,
оползни.
— 151 —
Другая шкала была предложена Меркалли: у него тоже десять
■степеней-, характеризуемых несколько иначе: незаметные
(инструментальные) удары, очень слабые толчки, слабые, умеренные, сильные,
очень сильные, наиболее сильные, разрушительные,
катастрофические, наиболее катастрофические.
На ином принципе построена шкала Омори; , она имеет
в основе стремление количественного определения к измеряется
максимальным ускорением в секунду. Омори устанавливает таким
путем семь степеней силы землетрясения, соответствующих пяти
группам Меркалли, начиная с. 5 до 10, .а именно, ускорением
300 мм., 900 мм., 1200, 2500, 4000 и, наконец, значительно больше
даже 4000 мм.
■
Сейсмические явления принадлежат к категории(тех, для которых
имеет большое значение систематическая регистрация для разных
стран, по возможности для всей земной поверхности. Для этого
требуется координация наблюдений в разных странах, международная
кооперация. Если при этом принять во внимание, что значительное
число землетрясений приходится на такие участки земной
поверхности, которые не могут быть включены в сеть непосредственного
исследования макросёйсмических проявлений землетрясений (как
то: открытое море, необитаемые страны или страны, населенные.не-
культурньіми .народами), то станет очевидным, что систематическая
международная кооперация сделалась возможной лишь после того,
как были изобретены и установлены .чувствительные аппараты для
записывания микросейсмических колебаний, являющихся отражением
отдаленных, во многих случаях непосредственно недоступных для
исследования сейсмических пертурбаций. В деле изучения
землетрясений большую роль сыграли две страны,-особенно подверженные
■этим разрушительным проявлениям динамики земной коры, а именно,
Япония и Италия. В Японии сейсмологическое общество публикует
свои наблюдения уже с 1880 г. В Швейцарии по инициативе .Гейма
и Фореля в 1880 г. учреждена сейсмическая комиссия. В 1883 г. Мильн
писал & возможности наблюдения неощутимых землетрясений,
а в 1884 г. 'записывал впервые такое землетрясение. Изобретение
Ребер-Пашвицем горизонтального маятника и его предложение
в 1895 г. на Географическом Конгрессе положило начало эре микрЬ-
сейсмическйх станций, и уже в 1897 г. за этим последовал циркуляр
английской сейсмической комиссии об организации международных
наблюдений. В деле развития методов микросейсмических наблюдений
наибольшую роль сыграли Вихерт и его сейсмическая станция в Гет-
тивгене, Омори и некоторые другие японские сейсмологи в Японии
Голицын в Пулковской Обсерватории.
— 152 —
В России вопрос об организации наблюдений над землетрясениями
поднимался Абихом в 1859 г. после Шемахинского землетрясения,
в-1861—62 г.г. после Байкальского землетрясения, когда была
составлена программа Орловым. После Верненского землетрясения в 1887 г.
по инициативе Мушкетова была организована при Географическом
Обществе сейсмическая комиссия, а затем была учрежденапостоянная
сейсмическая комиссия при. Академии Наук, работающая и в
настоящее время. Горизонтальные маятники были впервые в России
установлены в Харьковском Университете, а затем и в Юрьевском
Левицким.
В настоящее время существует уже довольно значительная сеть
сейсмических станций; между прочим и в России, и в том числе станции
1-го порядка в Пулкове, Тифлисе, Екатеринбурге, Иркутске,
Ташкенте, Владивостоке.
і
Статистика землетрясений.
Милън определил число землетрясений в год приблизительно
в 60.000. Нечего и говорить, как важно собирать точные сведения
о всех землетрясениях и какое значение имеет статистика
сейсмических явлений. Не следует, однако, закрывать глаза на то
обстоятельство, что эта статистика будет лишь материалом, длЪ будущих
обобщений, и что в настоящее время всякая обработка этого
статистического материала с той или иной предвзятой точки зрения была бы
не только бесполезной, но скорее даже вредной. Сделанные до сих
пор попытки в этом направлении не привели ни к каким определенным,
результатам, кроме разве того общего вывода, что основной причиной
землетрясений надо считать те деформационные усилия, которые-
проявляются внутри земной коры в-форме перемещений масс, разрывов
сплошности и быть может физико-химических превращений. Вот что-
говорит по этему поводу творец современной сейсмологии Мильн:
«Вообще говоря, насколько я знаю, периодичность или частота мега-
сейсмических явлений не обнаруживают определенной зависимости
ни от приливо-отливных, барометрических, термометрических явлений,
ни от солнца, луны или иных внешних (зшгенных) влияний.
Сейсмические явления управляются очевидно процессами внутренними...
(галогенного происхождения)».
Статистика землетрясений, начало которой было положено Клуге-
иЛеррэ, имела целью найти такие соотношения между землетрясениями
и' другими геофизическими, геологическими и космическими
явлениями, которые могли бы быть положение основание теории
сейсмических явлений. Искали эмпирическую связь землетрясений с солиеч^
— J53 —
нымм пятнами, с положением луны и солнца относительно земли,,
с магнитными возмущениями, с электрическими явлениями, с
вулканическими извержениями, с горообразованием. Из всех этих
соотношений реальное значение имеет лишь последнее. Зюссом и некоторыми
другими авторами было определенно установлено для австрийских
и итальянских, а затем и для других сейсмических областей, что
эпицентры располагаются вдоль определенных тектонических линий,
и была выдвинута связь в распространении землетрясений с
простиранием молодых горных хребтов или со сбросовыми линиями.
Приуроченность областей повторных землетрясений'к молодым,
складчатым горам или к сбросовым областям обозначилась настолько^
определенно, что тесная связь между го£оо5р_азованием^и
землетрясениями может считаться твердо установленной, и обозначение главной
грутшьГ землетрясении тектоническими, структурными, или
дислокационными выражает это соотношение. Наоборот, для
предполагавшейся связи крупных землетрясений с вулканическими очагами
получился результат отрицательный. Отсутствие определенной связи между
землетрясениями и вулканическими очагами отмечается Монтесю-де-
Баллором и Мильном; этот последний показал, на основании анализа
10.000 японских землетрясений, что лишь немногие из нихимелисвои
фокусы в вулканах Японских островов.
.' Таким образом, в настоящее время можно считать установленным,
что отдельные, тектонические землетрясения связаны с
горообразованием, что области новторных_сёйсмических пертурбаций
приурочены к определенным тектоническим линиям. После этого естественно,
было искать соотношения всей совокупности тектонических
сейсмических областей с крупными дислокационными элементами земной
поверхности. Попытка такого сопоставления была сделана Монтессю-
де-Баллором и дала в общем следующую картину. Он устанавливает,
что все землетрясения приурочены к двум большим'кругам,
пересекающимся приблизительно под углом в 67°, а именно, Средиземное-
море—Альпы—Кавказ—Гималайи (53,54% всех землетрясений).
и Анды—Япония—Малайский полуостров (41,05%). Эти две главные
сейсмические зоны совпадают с главными геосинклинальными
областями мезозойской эры, установленными Огом, и в этих же областях,
которые долго были местами накопления осадков, расположены-
и главные горные системы третичного периода. Это, следовательно,
области неустойчивые, подвижные, в которых дислокационные
процессы не потухли и по настоящее вр'емя, отголосками чего и являются..
столь, характерные для них сейсмические явления.
Неоднократно высказывалась мысль, что многие землетрясения,
относимые к тектоническим, на самом деле должны быть приписаны
— 154 —
передвижению огненно-жидких масс кнутри земли или взрывам
вулканических газов; такие землетрясения называют
криптовулпаническими, инъекционными или вулканическими в широком смысле слова.
Однако, критическое рассмотрение Герпеса привело его к заключению,
что значение этого фактора было преувеличено, и что многие
землетрясения, которые думали объяснить этим путем, на самом деле все-
таки должны быть признаны за тектонические. Бранка, наоборот,
склонен приписать «магматическим» землетрясениям довольно
значительную роль. Между прочим одним из существенных
соображений в этой области является то обстоятельство, что при
объяснении землетрясений, как криптовулка пи чески х, приходится принимать
гораздо более глубокое залегание фокуса землетрясения (около
150 клм.), чем это вытекает из многих данных. Если принять во
внимание, что передвижение расплавленных масс внутри земиоіі коры
-само является следствием давления опускающихся участков 'земной
коры, т. е. обусловлено дислокационным давлением, то придется
признать, что, даже в случае действительного совпадения некоторых
землетрясений с передвижением плутонических масс на глубине,
первопричиной их все таки остаются дислокационные явления, т. е.
они продолжают быть тектоническими.
Для решения вопросов, подобных этому, необходимо, конечно,
иметь в своем распоряжении данный о многих, по возможности почти
обо всех землетрясениях. Поэтому большое значение имеют каталоги
землетрясений, каковы каталоги Гоффа, Перрея, для России Мушке-
това и Орлова. Эти каталоги преследуют цель не просто
географической стастистики, а имеют в виду геолого-географические
сопоставления. Из этих статистических данных с ясностью вытекает, что
■областями привычных землетрясений являются молодые складчатые
горы, средиземные моря, области излома; с другой стороны, от
землетрясений свободны очень древние остовы материков, как, напр.,
Финляндия, обширные равнины в роде Русской равнины. Ло Монтессю-
де-Баллору из 100. землетрясений 86,4 приходятся на области
молодых складчатых горных систем (т. наз., альпийской системы
третичного периода, 8,6 на нескладчатые области и лишь 4,8 на
области древних складчатых ' систем (0,4—каледонской, 4,4—гер-
цинской).
Для оценки разных геологических областей с этой точки зрения
вводится понятие сейсмичности, причем сейсмичность выражается
таким соотношением:
—■ 155 —
где А—площадь в кв. клм., а—число годов, р—число землетрясений,
І —- средняя годовая сейсмичность [г = р-) .
Непосредственной причиной землетрясений надо считать
образование разрывов в горных породах внутри земной коры. Для многих
землетрясений констатированы перемещения по сбросам и по сдвигам,
■ хоть и не всегда они обнаруживаются трещинами на поверхности
земли. Так, напр., при землетрясении 1891 г. в Японии главное
перемещение совпадает со сбросом на протяжении до 60 миль; высота
сброса достигала 20 и более футов.
При подводных землетрясениях о перемещениях по сбросам
свидетельствуют разрывы кабелей и изменение глубин
после'землетрясений. Для примера можно указать на разрыв кабеля в Средиземном
море при землетрясении Филиатра в 1886 г., причем глубины в 700
■сменились глубинами в 900 фут., и на протяжении 4 узлов кабель
оказался покрытым оползнем. На берегах Экуадора часто бывали
случаи разрывов кабелей с увеличением глубин на 1Й0 и 200 фут.
По Форстеру у Липарских островов и между Явой и Австралией
были найдены поврежденные кабели с расплавленной
гуттаперчевой оболочкой, вероятно от действия горячей воды.'
Повреждения кабелей могут быть от разных причин'. Когда одновременно
происходит разрыв нескольких кабелей, напр., трех, или когда
эти повреждения совпадают с микросейсмическими колебаниями,
записанными на суше, связь с землетрясениями несомненна.
Особенно поучительны, примеры одновременного повреждения
нескольких кабелей: в 1884г. три кабеля одновременно. В 1890г. три
кабеля в Австралии одновременно; она на 9 дней^была отрезана от
внешнего мира. В 1888 г. два кабеля между Австралией и Явой;
последняя на 19 дней была отрезана и возникло даже предположение
о замышляемых /военных действиях. Из 29 повреждений кабелей
у восточного берега Южной Америки 16 приблизительно совпадали
с записанными в Европе землетрясениями неизвестного
происхождения, і
В некоторых случаях существование определенных сбросовых
линий, с которыми совпадают тектонические землетрясения,
обнаруживается непосредственно образованием трещин на земвдй
поверхности и ясно видимыми перемещениями. Так, напр., в Ассаме
в 1897 г. по Ольдгаму переместилось 100000 кв. миль, в высоту до Ібфут.,
в горизонтальном направлении на 4 — 24 фут. В 1891 г. в Японии
речные долины сузились на 20%. В других случаях происходящие
на известной глубине перемещения не обнаруживаются в виде
трещины, но обозначаются на поверхности в форме линий сильного, ясно вит
— 156 —
димого разрушения. Такие отражения скрытых сбросовых линий носят
название сейсмотектоническихлиний. Очень часто эти
сейсмотектонические линии совпадают с некоторыми резко обозначенными прямоли-
нейнцми формами рельефа, как то: прямолинейные обрывы морских
побережий,' прямолинейные участки речных долин и т. п.
прямолинейные элементы земного рельефа, получившие название лннеаментов;
и очень часто именно с такими прямолинейными элементами рельефа
совпадают сейсмотектонические линии или даже явные сбросовые
линии при землетрясениях. Когда сейсмограф записывает отдаленное
землетрясение, прежде всего возникает вопрос, где оно произошло, в чем
его причина. При разрушительных землетрясениях, особенна, если они
повторяются в одной и той же местности, естественно возникает
и другой вопрос: нельзя-ли предвидеть и предсказать землетрясение,
и нельзя ли его предотвратить. При организации сейсмических станций
и сети наблюдений имели поэтому в виду не только задачи чисто
научного изучения землетрясений. Естественно было с развитием этих
утонченных методов наблюдения связать и надежду на то, что удастся
быть может найти возможность предсказывать эти грозные явления,
своевременно о них предупреждать население, хотя бы на первое
время и в таких скромных размерах, как это делают при предсказании
погоды. Однако, сейсмические явления еще недостаточно изучены,
и картина динамики земной коры еще не выяснена настолько, чтобы
в ближайшем- будущем можно было возлагать некоторые надежды
на такие предсказания, действительно научно обоснованные, а не такие
обидие и поверхностные, как привлекавшие к себе некоторое время
предсказания Фальба.
Поэтому, ратуя за возможно значительное расширение сети
сейсмических станций и за организацию вулканологических обсерваторий,
не следует, однако-же, думать, что этим в ближайшем будущем может
разрешиться вопрос о предсказании этих грозных явлений природы.
Для вулканических извержений, вопрос о предсказании решается
проще: путем систематического наблюдения можно уже и в настоящее
время в иных случаях судить о том, следует-ли ожидать усиления
или ослабления деятельности вулкана, можно при начавшемся
извержении делать известные более или менее вероятные
предположения; так, напр., когда началось извержение Лысой Горы на
'Мартинике, было основание опасаться пароксизма, хотя конечно
трудно было предвидеть, какого он будет рода. Как известно, насе,-
ление, или вернее администрация Сен-Пьера, не вняли зловещим пре-"
дупреждениям вулкана, и все погибли. Насколько, однако, эти
предупреждения недостаточны, лучше всего доказывает :пример
известного наблюдателя Везувия Пальмиери, который уехал из своей обсер-
— 1G7 — '
ватории на Везувии накануне сильного извержения 1872 г., не ожидая
ничего особенного по состоянию инструментов обсерватории. По
отношению к землетрясениям возможность предсказания, вследствие
быстроты наступления явления, еще менее вероятна. Поэтому пока
ближайшее назначение сейсмических станций—изучение
сейсмических явлений, разъяснение связанных с ними вопросов, но не
предсказание. Правда, и теперь сейсмические станции могут приносить
иногда осязательную практическую пользу. Так, напр., когда в 1888 г.
одновременно порвались оба кабеля, соединяющие Австралию с Явой,
и Австралия оказалась на 19 дней оторванной от внешнего мира,
явилось предположение, что прекращение сообщения' есть военное
действие, и это подало повод к сознанию сухопутных и морских резервов
и неблагоприятно отозвалось на торговых делах. Всего этого можне
было бы избежать, если бы в то время в Австралии существовала
сейсмическая обсерватория, которая отметила бы одновременные
с повреждением кабелей микросейсмические явления и дала бы
естественное объяснение тревожному явлению. Другой пример. В июне
1896 г. весь цивилизованный мир узнал из газет, что в северной Японии
■случилась сейсмическая катастрофа, при которой погибло, около
-30.000 человек. Из сейсмограмм, записанных сейсмическим инструмен-
.том на о.Уайте, можно было не только восстановить всю картину
явления, но и констатировать, что катастрофа случилась двумя днями
раньше сообщенного в газетах срока и, следовательно, успокоить
■относительно судьбы тех, которые прибыли в указанную часть Японии
позднее сообщенного газетами срока. В том же 1896 г. газеты сообщили
о катастрофе в Кобе, при которой погибло несколько тысяч человек.
Инструменты о. Уайта показали, что такой катастрофы не могло
быть, и, действительно, впоследствии оказалось, что газетное сообщение
было лишено основания.
То место внутри земной коры, из которого исходит
землетрясение, носит название фокуса, или центра (гнезда). Прежде этот
-фокус представляли себе простым, а в упрощенных геометрических
приемах определения глубины его залегания даже изображали ,его
схематически в виде точки.
По мере углубления в изучение сейсмических явлений
представление о фокусе землетрясений, казавшееся сравнительно простым,
становилось все более и более сложным. Как это часто бывает в науке,
в начальной стадии развития те или иные соотношения представляются
нам простыми и понятными, главным образом потому, что мы еще
не охватьюаем явления во всей его полноте; по мере дальнейшего его
изучения, по мере раскрытия неизвестных раньше подробностей или
•особенностей, казавшееся простым становится более сложным и подчас
— 158 —
лаже непонятным. Истинный ученый и таком случае ясно сознает,
как Сократ, что он, фигурально выражаясь, ничего не знает в то время,
как начинающему или поверхностному исследователю кажется, что
он уже все знает.
Анализ некоторых землетрясений показал, что представление
о простом фокусе должно быть заменено сложной фигурой ряда фокусов
или фокальных линий, какдожно судить по сложной картине «эпифо-
кальиых линий», установленных для некоторых землетрясений. Мои-
тессю-де-Баллор картинно выражается, когда он говорит, что при
сложном землетрясении наблюдается сложное перемещение глыб
земной коры как-бы по трещинам шахматной доски или по ряду
неправильных трещин. Более реальным, более осязаемым, чем недосягаемый
фокус, является эпицентр. Поэтому в последнее время обращено
большое внимание на определение положения эпицентра.
Эпицентр—это вертикальная- проекция центра (или фокуса) иа
вертикальную, поверхность земли. Если мы фигурально изображаем
фокус в -виде точки, то. и эпицентр будет точкой; если фокус
является более или менее неправильной глыбой, то эпицентр я"вится
в форме неправильной площади, если фокус—линия, (напр.,
сбросовая), то и эпицентр будет линией; наконец,1 если фокус сложен
из нескольких линий, эпицентр приобретает характер
соответствующих эпифокальных линий.
Если мы имеем дело с самой областью землетрясения и можем
ее посетить, если в этой области можно по разрушительным действиям
землетрясения установить область наибольшего разрушения, т. наз.,
ллейсосейстовую область, а в ней район вертикальных ударов,
задача отыскания эпицентра разрешается сравнительно просто.
Для отдаленных землетрясений, о которых сведения до нас
доходят дишь по записям сейсмографов, задача является более
сложной, но вместе с.тем быть может и более интересной.
Сейсмическая станция отметила более или менее сильное землетрясение. Где
Же оно произошло? Где его эпицентр? Существует несколько формул,
дающих возможность по записи -сейсмографа определить, на каком
расстоянии от станции, давшей данную сейсмограмму, находится
эпицентр соответствующего землетрясения. Таковы, напр.,
следующие формулы Ласка:
Д-f- І=га— с,, т. е. Д = (і\,—с,)—- I
или 3 Д = В ~ 1.
Здесь Д означает расстояние эпицентра от данной сейсмической
станции в мегаметрах, т. е. в тысячах метров, В—качало главной
— 159 —
волны в минутах, vt—начало предварительного толчка в минутах,,
t!t—начало второго предварительного толчка в минутах.
Переводя эти формулы на описательное изложение выражаемых
ими соотношений, которые называются «правилами Ласка», мы можем
их формулировать таким образом: {(Продолжительность первых
предварительных толчков в минутах минус единица равна расстоянию
эпицентра в мегаметрах», или (.Продолжительность всех толчков
в минутах, минус единица, втрое больше
расстояния эпицентра в.мегаметрах».
Для того, чтобы определить
местоположение эпицентра, недостаточно
знать его расстояние от данной
станции, а необходимо, знать еще и азимут,
т. е. знать, по какому направлению
относительно стран света надо искать
эпицентр на указанном одной из выше
приведенных формул расстоянии.
Голицын построил в последнее время
такой сейсмометр, которым
определяет не только расстояние эпицентра,'
но и его азимут относительно данной
■■станции. До изобретения э*гого
сейсмометра был предложен японским
ученым Омори остроумный способ
отыскания эпицентра по данным трех „ „„ ,,,
„ г . . г Рис. 86. Железнодорожное по-
стаиций. Допустим, что станция А дала лоти0) разорванное сбросои ш
ДЛЯ Эпицентра расстояние В 1000 КЛМ.; время землетрясения,
следовательно, этот эпицентр находится
где-нибудь на окружности описанной вокруг данной станции
радиусом в 1000 клм.; опишем эту окружность. Если расстояние
эпицентра от станции Б равно 500 клм,, то, следовательно, вокруг Б надо
описать окружность диаметра радиусом в 500 клм. Наконец, опишем
вокруг В, от которого эпицентр отстоит на. 1500 клм-., окружность
этим радиусом. Очевидно, что эпицентр будет находиться в точке
пересечения этих трех-окружностей.
При нанесении на карту области землетрясения выделяют1'область
наибольшего разрушения, так называемую, пл ейсосейстовуіа
область, внутри которой находится эпицентр, и затем по мере
возможности изображают характер распространения землетрясения при
посредстве изосейст, т. е. линий, соединяющих точки с одинаковой силой
землетрясений, или, так называемых, изохрон, иначе гомосейст, т. е. кривых,
соединяющих точки, до которых сейсмические волны достигают одно-
— 360 —
Рис. 87. Плетень, .разорванный сдвигом во время
землетрясения.
временно. Форма изосейст, и,в особенности первой пзосейсты,
окружающей плейстосейстовую область, имеет значение для суждения
о характере землетрясения. В самом деле, если она имеет форму более
или менее близкую к окружности, это говорит за небольшой по
протяжению своему фокус.
. Вытянутые в длину
. - _.__ формы изосейсты
говорят за то, что
землетрясение началось в
области какого - нибудь
тектонического
элемента, вытянутого в длину;
таковым является
сбросовая линия. Это
соотношение, между
прочим, сказалось в очень
характерной форме во
время землетрясений
С. Францнско в 1906 г.
Область разрушения
имела в ширину не более 20 клм., а в длину более 300; изосейсты
по большей части имели форму параллельных длинных прямых. Все
это говорило о сбросе,
как о причине
землетрясения; л
действительно здесь давно
известна сбросовая
линия Сан - Андреас-Пор-
тола, вдоль которой и
были в разных местах
констатированы как
вертикальные, так и
горизонтальные смещения,
достигавшие
нескольких метров.
Разрушения в
зданиях и иных сооружениях зависят не только от характера этих
построек и материалов, из которых они возведены, но и от силы
и направления ударов. Вертикальные толчки подбрасывают
предметы, разрушают отдельные стены, оставляя другие нетронутыми,
вызывают образование сбросов. Наклонные удары опрокидывают
колонны, надгробные памятники и т, п. в одном направлении,
Рис. 88. Паровоз, сброшенный с рельс
вертикальным толчком во время землетрясения.
—161 —
разрушают углы или части стен. Горизонтальные удары вызывают
искривления железнодорожного пути, сдвиги, образование трещин
в основании мостовых устоев или стен, обваливание крыш и дымовых
труб. При сравнительно слабых ударах происходит лишь образование
трещин в зданиях; при очень сильных полное их разрушение. Очень
характерны случаи, когда обваливаются стены, расположенные
поперек направления сейсмической волны, и остаются нетронутыми те,-
которые расположены вдоль направления волны.
Рис. .89. Рельсы, передвинутые горизонтальным движением почвы при
землетрясении.
Оползни, горные обвалы, провалы, появление водяных фонтанов
или, наоборот, исчезновение воды в колодцах, сбросы, разрывы
подводных кабелей, внезапное изменение глубин на дне моря, как, напр.,
в Мессинскои проливе, и т. п. разрушительные действия
землетрясений свидетельствуют о большом разнообразии форм, в которых
проявляются действия землетрясений. Особенно характерны
вращательные явления, напр., вращение колонн или памятников на своих
основаниях, вертикальные толчки, подбрасывающие предметы вверх,
и горизонтальные колебания, как, напр., искривление
железнодорожного полотна и т. п.
Геология. ^ 11
162 —
Внимательное изучение различных форлі, в которых проявляется
разрушительная сила землетрясений, приводит к некоторым правилам
для придания зданиям известной асейсмичности и способности
противостоять не слишком сильным сотрясениям. Таковы плоские крыши,
более или менее значительно выходящие за пределы стен; расположение
окон в разных этажах в шахматном порядке; утолщающаяся книзу
параболическая форма стен, мостовых или виадуковых устоев и т. п.
Условия, которым должны удовлетворять асейсмические или
антисейсмические постройки, формулируются, как однородность,
упругость и либо способность противодействовать деформациям, либо
наоборот способность выносить значительные деформации.
Достигаются хорошие
результаты путем такого
соединения отдельных
частей здания между
собой, чтобы они
составляли одно целое, были
бы жестким монолитом,
чтобы они не могли
реагировать на
сейсмические колебания каждая в
отдельности—что
обнаруживается, напр., в
том, что разрушается
наружная стена, а
Рнс. 90. Горизонтальное смещение '{библиотеки внутренние стены И
Оганфордскаго университета). переборки
горизонтальные и вертикальные
остаются целыми, или, наоборот, разрушаются внутренние
переборки, а наружная стена остается невредимой—в этом отношении
особенно целесообразны железобетонные сооружения. Или
наоборот строят легкие здания, барачного типа, которые наподобие
корзиночного плетения способны выносить значительные
деформации без нарушения связи между отдельными частями. Барачная
система построек была введена после землетрясения в Калабрии
в 1783 г, инженером Вивенца; она получила значительное
развитие в Японии.
Дерево и железо представляют хороший материал для
антисейсмических построек, но их слабая сторона заключается в том, что они
не огнестойки, а между тем-в связи с землетрясениями часто возникают
разрушительные пожары. Поэтому следует отдать предпочтение
кирпичу и железобетону.
— 163' —
Сейсмометрические измерения дают возможность сделать
заключения о составе и строении внутренних частей земной коры и ядра
земного шара, выходящее за пределы простых догадок и
представляющее черты некоторой достоверности. Геологи и геофизики издавна
обращали свои взоры в эту сторону и строили те или иные гипотезы
о ядре земного шара, которые затем клали в основу своих дальнейших
геологических построений. Вспомним теорию жидкого ядра и
вытекающую из нее контракционную теорию горообразования. Однако,
м теория жидкого ядра, которая
вытекает из Канто-Лапласовских
представлений о происхождении земного шара,
которую выводят теоретически из
грандиозной экстраполяции наблюдений
над геотермическим градиентом,
которую, наконец, как будто наглядно
доказывают лавовые извержения вулканов,
и другие теории, которые предлагались
до сих пор, все носят на себе резкие
следы априорности, необходимости
допущений, которые не могут быть ни
доказаны, ни опровергнуты, а до
известной степени составляют предмет
научной веры. Такова теория жидкого ядра.
Такова же и теория твердого .ядра,
которая выводится из представления,
что переходу в жидкое состояние зна- йіс-ѳі. пример вращательного
чительно перегретых масс, слагающих движения во время эемлетря-
ядро земного шара, препятствует то вы- сепия,
сокое давление, под которым они
находятся на глубине. Еще более априорно представление о твердом ядре,
твердой коре и огненно-жидком слое между ними или об отдельных
изолированных огненно-жидких, магматических бассейнах среди
твердого остова земного шара—представление, которое находит себе,
однако, известное подтверждение в разнообразии и
самостоятельности состава продуктов деятельности разных вулканов. Данный
современной сейсмологии как будто вносят некоторый свет в наши
представления о строении земного шара и дают подкрепление неко-
-орым из прежних представлений, дополняя Их и отчасти видо-
і.,іменяя. Картина строения земного шара, как она вытекает из
данных сейсмологии, сводится к следующему: .
1. Наружная кора .толщиною около 100 клм. и с средней
плотностью в 2,6 до 2,8;. это та часть земного шара, в которой сосредото-
*
— 164 —
чены явления горообразования, складки, шарриажи и т. п., ч где
находятся фокусы тектонических землетрясений.
2. Тонкий огненножидкий и жндкогшавкий или очень вязкий
магматический слой, питающий вулканические аппараты поверхности
и глубин; температура, которая, отповерхности постепенно возрастая,
достигает здесь 300° до 4000°, за пределами этого слоя уже больше не
возрастает.
3. До глубины в 1500 клм, слой с возрастающей плотностью до
3 или 3,4; в этом слое сжатие материи вследствие отягощения ее^
вышележащими массами прогрессивно возрастает и достигает того
максимума, который
возможен в условиях
известного нам
строения материн.
4. Ниже следует
ядро, состоящее
преимущественно из
сжатого железа; его
плотность медленно с
глубиной повышается, к
лишь вблизи центра
наблюдается более
быстрое возрастание ее.
Такое
представление о строении земного
Рис. 92. Дома, провалившиеся в трещину so время шаРа йшю выведено
землетрясения в Японии, ВихерТОМ ИЗ анализа
скорости
распространения продольных колебаний. Скорость их распространения
возрастает с глубиной, так как время, потребное им для прохождения
от фокуса, с удалением этого последнего увеличивается не
пропорционально расстоянию, а быстрее; если, напр., для 1000 клм. это
время составляет 140 секунд, то для 2000 клм. оно уже не
280 секунд, а только 260 секунд и т. п. Кроме того, на
последней тысяче километров около центра скорость снова заметно
возрастает; наконец, скорость распространения этих колебаний более
значительна, чем та, которая соответствует материалам, известным
на поверхности земли и в верних ее слоях, и скорость эта
соответствует как раз той, которая должна наблюдаться в массе никке-
листого железа с удельным весом ь 8 до 8,5. Твердость и упругость,
соответствующая стали, были выведены для глубоких слоев земли
также путем наблюдений Хеккера над качанием маятника в глубоком
— 165
колодце и Потсдаме на глубине 25 м., причем обнаружилось, что
действие притяжения луны и солнца на него было именно таково, каким
оно должно Оыть при слабой упругой деформации массы твердой
и упругой стали, а отнюдь не наблюдалось того эффекта, который
можно было бы приписать приливно-отливньш движениям жидкого
ядра, как думали прежде те, которые в этом видели причину
землетрясений: не приливо-отливное движение жидкого ядра вызывает
макросейсмы, а приливо-отливная деформация твердой коры вызы-
пает дшкросейсмы.
Представление о том, что значительная часть ядра земли состоит из
никкслистого железа, находит себе подтверждение в том, что в спектре
глубоких частей солнца обнаружено большое содержание железа;
оно быть может иллюстрируется железными метеоритами,
представляющими осколки мелких планет, оно быть может иллюстрируется
также и такими массами теллурического железа, как железные глыбы
Овифака в Гренландии или Кун Бьютт в Аризоне; вспомним, что
к этому же представлению пришел и Менделеев, когда он создал свою
неорганическую теорию происхождения нефти: средний удельный вес
земли 5,5, удельный вес материалов, известных в верхних частях
земного шара, не превышает 2,5 до 3,5; следовательно, на глубине
должны находиться массы с удельным весом около 7,5, т. е., вероятно,
железо. Есть и некоторые геодезические соображения о размере
сплюснутости земного шара, которые, повидимому, подтверждают
гипотезу твердого железистого ядра.
В будущем в наши представления о строении земли будут конечно
внесены те или иные, быть может очень значительные, дополнения
или изменения; в частности, вероятно, представление о сплошном
промежуточном огненно-жидком слое придется заменить картиной
отдельных изолированных магматических бассейнов, что лучше
вяжется с картиной вулканических явлений. Но завоевания
сейсмологии важны в том отношении, что они дают некоторую достоверность
наблюдения и даже экспериментальной проверки тем волнующим нас
представлениям о строении земного шара, которые до сих пор находили
себе разрешение лишь в тех или иных остроумных априорных
предположениях и допущениях.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ.
Вековьіе перемещения суши и моря.
Одним из основных, если не самым главным, процессов в жизни
земной коры следует считать те медленные вековые перемещения суши
и моря, благодаря которым с течением геологического времени суще-
—166 —
ственно изменяются конфигурации материков и иорей. Асимметрия
в распределении суши и моря, разнородность строения материков
и морей, то обстоятельство, что разные части материков неоднократно
были сушей и морем—нахождение морских осадков внутри материков
и на высоких горах (плиоцен на горах Греции и в Апеннинах на
высот. 1000 м.), обрывки материков в морях в виде островов—все
это признаки имевших место перемещений морей. Как происходили
эти перемещения, существует ли в этом какая-нибудь закономерг
ность, есть ли признаки этих перемещений в настоящее время?
Сведения об этом можно почерпнуть из следующих источников:
палеогеография, чередование фаций, абразионные поверхности и
низменности морского происхождения, типы берегов, острова, перемещения
береговой линии,
признаки перемещений на
берегах; признаки на
дне морей; признаки
внутри материков.
Если географ все
свое внимание обращает
на изучение
современного облика земной
поверхности, и его
интересуют все особенности
современного раснределе-
Рис. 93. Террасы на Кольском полуострове. ШІЯ суши И морей, ТО
в отличие от него
геолог устремляет свое внимание на восстановление той цепи
прежних конфигураций земной поверхности и на те изменения в
распределении суши и моря, результатом которых явился современный
лик земной поверхности, и на те признаки совершающихся и в
настоящее время перемещений береговой линии, результатом которых
явится новое распределение материков и морей в следующей
геологической эпохе.
Что материки и моря не были заложены с самого начала в
современных их формах и границах, что очертание их менялись, это факт
неоспоримый, об этом красноречиво говорят древние морские
отложения на материках,в центральных частях континентов, на вершинах
значительных горных хребтов. И если мы находим плиоценовые,
т. е. самые юные, геологические отложения в Пелопоннесе на высоте
1000 м., если древние берега Балтийского моря образуют террасы
в Скандинавии на высоте нескольких сот фут над современным уровнем
моря, если под водами Средиземного моря погребены остатки римских
— 167 —
храмов и дорог, то не остается никакого сомнения в том, что
значительные перемещения береговой линии морей совершались не только
в отдаленные от нас геологические эпохи, но и сравнительно недавно
и даже на памяти человека. Естественно поэтому задать себе вопрос:
не происходят ли и в настоящее время такие, быть может очень
незначительные и потому незаметные, перемещения береговой линии,
которые надо было бы считать аналогичными прежним перемещениям^
давшим в результате в прошлом те значительные изменения в кон-
Рис. 94. Развалины храма Серагшса (Пуццуоли, возле Неаполя).
фигурации морей и материков, которые резко перед нами выступают,
когда мы сравниваем реставрации материков и морей для нескольких
минувших геологических эпох? Такие признаки не только существуют,
но являются довольно разнообразными и многочисленными и издавна
привлекают к себе внимание геологов и. инженеров'. И для изучения
процесса перемещений материков и морей в прошлом мы можем
и должны пользоваться в одинаковой мере обоими источниками
наших сведений об этом: с одной стороны, распространением древних
морских отложений, с другой, современными перемещениями
береговой линии.
Прежде, чем перейти к рассмотрению этих явлений, условимся
относительно некоторых термин'ов. Мы называем трансгрессией моря
такой случай, когда море распространяется за предеды моря, ему
— ItiS —
iipcuiiecTiiOBiiisufcrt), т.е. когда морс затопляет часть того, что перил
тем было сушеіі: и наоборот мы говорим о регрессии моря, когда
оно уходит в более тесные пределы, когда за его счет увеличивается
пространство суши. Переходя к самой границе между морем и сушей,
мы говорим о перемещении береговой линии, называя его
положительным, когда береговая линия надвигается на сушу, и наоборот
отри цат с л ыі ым. когда она удаляется в сторону моря. Эта
терминология была предложена, как безразличная, компромиссная для того,
чтобы исключить из описания относящихся сюда фактов тот элемент
Рис. 95. Признаки стріінательного движения береговых линий па Зерегах
Неаполитанского залива (м. Низнда) по Понтеру. (См. стр. 169).
полемики, который всегда появлялся на сцену а таких случаях.
В самом деле, допустим, что мы констатировали в какой-нибудь
местности береговые террасы, говорящие о том, что уровень моря
раньше стоял здесь выше. Чем это объясняется? Для одного это есть
результат поднятия соседней суши; другой видит в этом проявлении
опускания поверхности моря; третий допускает совместное действие
и того, и другого процесса. Предложенная Чемберсом и закрепленная
Зюссом, только что приведенная терминология дает возможность
регистрировать и описывать такие явления, избегая при этом того
элемента толкования, который заключается в самом упоминании
о поднятии или опускании и потому сейчас же ведет к полемике.
Две страны и два моря сыграли наиболее крупную роль в деле
изучения современных перемещений береговой линии: это Скаиди-
— 169 —
павия с Балтийским морем и Италия со Средиземным морем. В Швеции
признаки перемещения береговой линии уже давно привлекли к себе
внимание ученых; имена Цельзия, Линнея, Броваллиуса, Бравэ
и многих других, а и новейшее время Брюкисра, Знберга, Де-Гера
связаны с изучением древних береговых террас Скандинавии.
В Италии на первых порах на явления перемещения берегов
Средиземного моря обратили внимание инженеры-гидротехники Зендринм
и Маифреди в Венеции и Болоньи, еще раньше великий ноэт Данте,
а в начале 19 столетия крупнейший геолог своего времени Ляйэлль,
Фиг. 95 дает
интересный пример признаков
отрицательного дсижс-
иия береговой линии
на м. Низида
{Неаполитанский залив):
нижняя часть скалы, еще
недавно находившаяся
под уровнем моря, 5ыла
предохранена от
атмосферного пыветривания,
которое сказалось в
резкой- форме на той части
скалы, которая
находилась над уровнем моря.
Среди развалин храма
Серапяса в Луццуоли
на берегу
Неаполитанского залива
привлекают к себе внимание
геологов три оставшиеся на месте вертикально стоящие белые
мраморные колонны высотой в 12 м.; нижние З-Дм. совершенно гладки,
следующие 3 м. испещрены ходами сверлящих моллюсков, верхняя
часть тоже гладкая. Когда открыли эти развалины в 1742 г,, они
почти целиком были засыпаны вулканическим пеплом. Ходы
сверлящих моллюсков свидетельствуют о том, что развалины храма
находились некоторое время под уровнем моря. А т. к. храм был
построен, очевидно, над уровнем моря на суше и теперь находится
на суше, то приходится допустить, что в течение-двух тысячелетий
эта часть берега Неаполитанского залива сначала значительно
опустилась, а затем снова поднялась.
Каково же значение этих признаков перемещения береговой
линии в Швеции и в Италии?
■Рис. 96. Изиоазы по Де-Геру.
— 170 —
При первом знакомстве с террасами "Скандинавии и с храмом
Сераписа в Пуццуоли и пока не были известны другие факты из области
процессов современного перемещения береговой линии, невольно
должно было получиться у наблюдателя впечатление, что в настоящее
время, и вообще в современную геологическую эпоху моря отступают,
что они еще недавно покрывали более значительные площади земной
поверхности. Отсюда вполне естественно было сделать вывод, что
причиной этого явления надо считать уменьшение количества воды
на земной поверхности, что моря, так сказать, усыхают. В таком именно
смысле и высказались те авторы того времени, которые, не
довольствуясь самым констатированием факта отступания моря, стремились
найти ему объяснение. Об усыхании моря первый заговорил в своей
работе об этих явлениях Цельзий. Но в те времена нельзя еще было
свободно высказывать свои научные взгляды, необходимо было
считаться с предрассудками, с требованиями богословской науки. Поэтому
мы видим, что теория усыхания моря, высказанная Цельзием в очень
наивной форме—он представлял себе первоначальную сушу в виде
острова, па котором и помещался библейский рай, и лишь по мере
усыхания моря стала увеличиваться площадь суши—вызвала запрос
и протест со стороны двух сословий тогдашнего представительного
органа Швеции. Еще более характерной иллюстрацией тех стеснений,
с которыми должен был считаться натуралист того времени,
представляет известная книга «Теллиамед» 1), появившаяся в 1748 г. и
принадлежащая перу Де Малье (De Maillet), жившего долго в качестве
французского посланника в Италии. Хотя изложение геологических
воззрений этого автора облечено в форму бесед индийского философа
с французским миссионером, который и опровергает все еретические
мнения этого философа, и хотя фамилия автора заменена псевдонимом
(полученным путем чтения фамилии справа налево), книга Де Малье
появилась в свет лишь в 1748 г., после его смерти, хотя была написана
в 1716 г. Несколько наивная на первый взгляд теория усыхания
моря заключает в себе некоторое здоровое ядро. К ней возвращались
и впоследствии ученые и особенно много внимания было ей уделено
московским профессором Траутшольдом, подошедшим к ней с точки
зрения процессов выветривания. В самом деле, при выветривании
существенную роль играют процессы гидратизации, при которых
более или менее значительное количество воды входит в состав вновь
образующихся минералов, так сказать фиксируется, и следовательно,
изъемлется из оборота жидкой воды на земной поверхности. По
') Teliiamed ou entretien d'un philosophe indlcn avec un missionnaire fran-
(ais stir la diminution de la mer, la formation de la terre, I'origlne de Г horn me etc.
— 171 —
мере, охлаждения земли процессы выветривания проникают все
глубже и глубже в земную кору, и,таким образом, в явлениях
выветривания мы имеем источник постоянного прогрессивного уменьшения
количества воды на земной поверхности. Эти рассуждения вполне
правильны, но они не учитывают того обстоятельства, что вследствие
накопления больших толщ осадочных отложений и вследствие
дислокационных процессов образовавшиеся на поверхности или близко
от поверхности гидратные
соединения попадают в
такие глубокие слои земной
коры, где они снова
настолько прогреваются, что
теряют свою воду. Эти
рассуждения не учитывают и
того обстоятельства, что при
вулканических извержениях
и при посредстве горячих
минеральных источников на
земную поверхность'из ее
недр выносится огромное
количество воды; а подвести
баланс этим
противоположным процессам, сказать, что
перевес непременно на
стороне убыли воды вследствие
образования гидратов,
конечно, никто не
может.-Поэтому вполне естественно и
законно считать и возмож- рис. 97. История Балтийского моря по Де-Геру.
ную убыль ВОДЫ в некОТО- Первая стадия—а) иолдвевое море,
рые моменты в истории
земли за одну из причин отступания моря; но не следует забывать,
что это лишь один из возможных факторов и притом, вероятно,
второстепенный. Не следует в особенности упускать из виду того
обстоятельства, что если бы даже можно было доказать, что
количество воды на земной поверхности на самом деле постоянно и
прогрессивно убывает, это не охватило бы явлений перемещения
береговой линии во всей их полноте, ибо оставались бы
непонятными при этом случаи положительного движения береговой
линии. А между тем одной из характерных особенностей вековых
перемещений береговой линии является то обстоятельство, что
положительные движения в одн^х местах сопровождаются отрица-
— 172 —
тельными движениям» в других, что иногда на олизком расстоянии
в пределах одной и той же страны наблюдаются и положительные,
и отрицательные движения; наконец, что один и тот же участок
береговой линии во многих случаях обнаруживает смену, и притом иногда
неоднократную, положительного движения отрицательным, т. е.
движения береговой линии часто являются колебательными, и
простое сопоставление первоначального и теперешнего уровня моря
не дает истинного
представления об амплитуде
совершившегося здесь
перемещения береговой линии.
И в этих сложных
сочетаниях положительных и
отрицательных движений
береговой линии
заключаются и главные
соображения, приводящие нас к
тому, что основной
причиной этих сложных и
разнообразных движений
может быть только
деформация самой твердой коры
земного шара, что они не
могут быть объяснены
никакими общими
перемещениями водной оболочки
земного шара, чем бы эти
перемещения ни объяснять.
Перемещение береговой
линии может быть
колебательным; поэтому разность
между первоначальным и современным уровнем моря не дает еще
картины всего явления и не указывает на продолжающееся еще
и теперь отступание моря. Примерами такого колебательного
движения могут служить древние берега Балтийского моря в виде
террас Иольдиевого, Анцилового и Литторинового моря, так мастерски
изученных Де-Гером, Вест-Индские острова, где на острове Сомбреро
имеется шесть известковых банок с тремя прослоями фосфатов, гуано,
свидетельствующих о том, что изменение уровня моря имело место
три раза, наконец, знаменитый храм Сераписа и много др.
Эта колебательность движения в некоторых случаях является
спасительной для сооружений человека. Так, например, если опускание
Рис. 98. История Балтийского моря но Де-
Геру. Вторая стадия—6) анцнловое озеро.
— 173 —
южного берега озера Мичиган будет продолжаться еще лет 500—
600. то город-Чикаго может оказаться затопленным, если это опускание
берега не сменится раньше поднятием или по крайней мере
приостановкой.
Признаки, по которым мы судим о перемещениях береговой,
линии, очень разнообразны. Так, например, об отступании моря или
о поднятии суши говорят следующие факты: волноприбойные террасы
и береговые валы, находящиеся
выше самого высокого уровня
моря в данной местности (на
мягких породах эти террасы
легко разрушаются); несколько
последовательных террас в
речных дельтах, сверлящие
моллюски и другие морские живот-
ныя выше уровня моря, выше
самого высокого прибоя во время
бури и при таких условиях, при
которых исключается
возможность случайного заноса их туда
человеком, напр., в, так
называемых, кухонных остатках
доисторического человека; пещеры и
другие признаки морского
размывания, как, например, на
острове Искии, коралловые рифы
выше уровня моря, как,
например, в Красном море, на Варба- ,
ДОсе(1100ф.),на Ямайке, Фиджи "Р|іе- "• ИстоРяя Балтийского моря по
Соломоновыхостровах.Иногдаоб Де_Геру- Третья ^аяия-В) лнтрн-
г , " новое море,
этом говорит л самая морфология
берега—песчаная равнина, отделяющая крутой обрыв древнего берега
от современного. Признаками надвигания моря или опускания суши
служат затопленные леса, коралловые острова, фиорды и в особенности
остатки человеческих сооружений, под поверхностью воды, каковы,
напр., древние римские дороги на берегу Неаполитанского залива,
городские стены в Сухуме, многие примеры затопленных городских
стен и отрезанных от суши молов на островах Греческого Архипелага
и т. п., подводные продолжения речных долин, напр., р. Св. ЛавреНтья,
некоторых Великобританских рек, Амазонки, Гудзона, Конго и др.
Рассматривая перемещения береговой линии, мы до сих пор
подразумевали те из них, из суммирования которых слагаются морские
— 174
трансгрессии и регрессии, т. е. вековые колебания суши и моря
в истинном смысле этого слова. Однако, не всякое перемещение
береговой линии является с этой точки зрения проявлением векового
колебания, ибо перемещение береговой линии может быть и
результатом механической работы самого моря или деятельности впадающих
в него рек. Много можно привести таких примеров; возьмем хоть
несколько. Берега Великобритании и Нормандии вследствие
размывания морем теряют ежегодно ок. 1—2 м., остров Гельголанд,
как известно, в течение 10 столетий потерял почти s/s своей площади.
На берега Гаскони намывается ежегодно до 20 к. м. на I м. берега,
т. е. всего около 6 миллионов куб. метр. По наблюдениям Соколова
во время бури 27 августа 1889 г. был намыт в Кронштадтском заливе
между Лахтой и Лисьим Носом на протяжении 9 верст вал высотою
в 1 м.( шириной в 5—15 м., всего 90.000 к. м. Нарастание речных
дельт идет также очень быстро. Так дельта р. По нарастает до 70 м.
в год; маяк, построенный в 1882 г. на расстоянии 500 м. от берега
(Punta Maestra), теперь отстоит от берега на 3 клм., город
Адрия при Августе был гаванью, а теперь отстоит от моря на 35 клм.,
город Равенна в 6—5- клм. от моря во времена готов был гаванью.
Дельта р. Невы выросла, вероятно, в течение 900лет, если принять
во внимание, что и теперь Нева намывает ежегодно 9410 с. (за 146 лет—
1.373.871 кв. с.) и, следовательно, если этот тип намываний сохранится
и впредь, то через 3.300 лет вся, так называемая, Маркизова Лужа
окажется заполненой отложениями Невы, и остров Котлин с
Кронштадтом присоединится к Петрограду. В результате такой
размывающей или намывающей работы моря и в особенности алдювиальной
работы впадающих в нее рек могут происходить значительные
передвижения береговой линии, как можно это иллюстрировать
следующими примерами. Мыс Ферре у Аркашоиа за 60 лет выдвинулся на
5 клм, Фермопилы отстояли в 480 г. до Р. X., когда Леонид с 300
спартанцами задержал здесь полчища персов, от моря всего на 1 метр;
теперь это расстояние составляет 3570 м.; нарастание местами
достигло здесь 5 клм., а старое устье Сперхея отстоит от моря на 12 клм.
Нарбонка при Страбоне была приморским городом, а теперь
значительно отстоит от моря. Мон Сен Мишель был постороен в 709 г.
на расстоянии 10 миль от моря, а теперь расположен на сильно
выдвинутом в море полуострове, соединенном с материком узким
перешейком, который скоро может оказаться перерезанным, и тогда
замок окажется на острове. Многие скалистые утесы, известные
на разных морских побережьях под названиями братьев, сестер,
дымовых труб и т. п. тоже являются результатом лишь размывающей
работы моря, А если принять во внимание обмеление многих гаваней
— 175 —
в историческое время, филологические данный, например, названия
местностей (окончания по шведски на б— остров, sund — пролив,
Wiik—залив, holm—остров, по фински Sari—остров и мн. др.), то
число этих примеров можно значительно умножить.
Все эти и т. п. примеры показывают, что когда мы говорим
о перемещениях береговой линии, следует разграничивать вертикаль^
чые и горизонтальные движения: лишь первые представляют
настоящие проявления вековых колебаний и элементы
совершающихся трансгрессий или регрессий; вторые могут более или менее
значительно отодвинуть границу моря, но это не те трансгрессивные
или регрессивные движения морей, из которых слагались в
прошлом, слагаются и в настоящее время вековые перемещения суши
и моря.
До сих пор мы говорили о вековых колебаниях суши и моря,
поскольку они проявляются в форме передвижения береговой линии.
Естественно задать себе вопрос, особенно если стоять на той точке.
зрения, что причиной вековых колебаний является деформация самой
твердой коры земной: не наблюдаются ли. вдали от берегов, внутри
материков или на дне морей признаки таких денивеллировок,
которые говорили бы о совершающихся и в настоящее время
деформациях земного шара? Как уже было сказано, для материков такими
признаками являются, глубокие речные долины—каньоны, Медленные
вековые изменения напряжения силы тяжести, медленные изменения
нивеллировочного профиля. Что касается дна морей, то здесь
показателями медленных вековых денивеллировок являются коралловые
постройки. Со свойственной ему гениальностью еще Дарвин во время
путешествия на корабле Бигле обратил свое внимание с этой точки
зрения на коралловые постройки и в частности на атоллы.
Предложенная им гипотеза для объяснения атоллов сначала встретила в лице
Дана и некоторых других горячих сторонников, затем подверглась
со стороны Меррея, Земпера и других серьезной критике и теперь
может считаться окончательно доказанной благодаря тем бурениям,
которые были произведены экспедицией Лондонского Королевского
Обществу,
' Сущность гипотезы Дарвина сводится к следующему:
Современные рифообразующие кораллы, как известно, не только
ограничены в своем распространении тропическим поясом, но они
способны жить и развиваться лишь на глубине не более прибл.
40 метров. Как с' этим согласовать тот факт, что коралловые
постройки, в виде кольцевых островов, так наз., атоллов,
возвышаются среди океана, где глубины достигают нескольких тысяч
метров? Дарвин высказал предположение, что эти кораллы начи-
— 176 —
наіот возводить свои сооружения на небольшой глубине, на
которой они могут жить, пользуясь для этого теми или иными
подводными возвышенностями. Но дно океана, на котором
возводятся эти постройки, находится в состоянии медленного,
продолжительного' и систематического опускания. Благодаря этому
нижние части коралловой постройки постепенно отмирают, и кораллы
разростаются вверх, оставаясь, таким образом, своими живыми полип-
няками всегда в верхнем небольшем слое воды. В результате
получились атоллы более или менее значительной мощности. Бурение
на Сандвичевых островах, а затем на острове Фунафути из группы
островов Эллис до глубины П14 с половиной фут., произведенное
Лондонским Королевским Обществом, показало, что действительно
до этой глубины, а, вероятно, и значительно глубже, идет все тот же
коралловый известняк; этим было доказано, что коралловые постройки
не представляют лишь тонкого слоя на постороннем основании,
и гипотеза Дарвина получила блестящее подтверждение.
Бурение на острове Фунафути из группы Эллис было доведено
до 1114 с половиною футов; в нижних горизонтах оказалась мягкая
діелоподобная порода; но она содержит те же растения (известковые
водоросли) и тех же животных, что и верхние горизонты, и
представляет лишь модификацию того же кораллового известняка. Кораллы
находятся внизу и наверху, но их количество не очень значительно;
много известковых водорослей, а также корненожек. Слоистости нет.
В нижних горизонтах есть известковый детрит н органические
остатки, часто уничтоженные. Во всей толще одни'и те же
организмы; но в одних местах преобладают кораллы, а в других
водоросли, наконец, местами корненожки.
Это бурение, произведенное под руководством Солласа—ему
предшествовало бурение в 1897 г. на том же острове на юге, причем
на глубине 196 м. тоже оказался коралловый известняк, а еще раньше
были произведены сравнительно мелкие бурения Дана на Гавайских
островах,—доказало правильность воззрений Дарвина или по крайней'
мере в значительной степени их подкрепило. Это, заметим
мимоходом, один из редких случаев, когда для разрешения научной проблемы
без ожидания от этого каких-либо практических выводов, было
применено такое дорогостоящее средство исследования, как бурение.
Бурение на о. Бермуде 1) до 1413 ф. дало несколько иные
результаты: до глубины 380 ф. шел Бермудский известняк, а под ним ока-
') L. Pirsson. Geology of the Bermuda-Island; the igneous platforme.—
Am. Journ. of Science, 188, 1914, p. 189.
— 177 —
вались обломки вулканических образований и продукты их
разрушения. Следовательно, в некоторых случаях рифы селятся на
подводных вулканических платформах; т. к. с глубины 583 ф. нет признаков
выветривания, надо заключить, что эта часть платформы находилась
под водой.
Оставаясь на реальной почве фактов, можно для трансгрессий
и регрессий указать следующие закономерности. Во-первых, следует
■отмстить сопряженность трансгрессий и регрессий. Это есть одно
из проявлений того общего соотношения, что во всех процессах
жизни земной коры проявляется сопряженность
поднятий и опускании. Да иначе и быть не может: ведь
■если действительно происходит процесс опускания дна океана или
продолжительное опускание геосинклинали, то ведь для этих
опускающихся участков земной коры должно быть освобождаемо
некоторое место, для чего необходимо- допустить одновременно с этим
опусканием поднятие других участков земной коры. Точно также,
«ели мы имеем две области опускания, как, например, Тихий
океан и Атлантический океан, то лежащая между ними область, т. е.
Американский материк, должна этими опускающимися .областями
как бы выпираться кверху, т. е. подниматься. Эти теоретические
рассуждения подкрепляются внимательным сопоставлением фактов,
которое и приводит Хога к выводу, что трансгрессии никогда не бывают
универсальными, т. е. не охватывают всей поверхности земли. Даже
в эпохи самых значительных трансгрессий, как, например, s
верхнемеловую эпоху, можно констатировать существование областей
регрессий. Поэтому мы не можем и не должны говорить об эпохах
универсальных трансгрессий или регрессий, тем более, что мы о них
судим, главным образом, по отложениям на современных материках,
а о судьбе значительных частей ложа мирового океана не имеем
сведений или строим лишь догадки. Поэтому прав Штейнман, когда
-он, называя периоды значительных трансгрессий халократическими,
а периоды господствующих регрессий теократическими, делает
оговорку, что эта квалификация относится в значительной степени
лишь к области современных материков.
Эпохами особенно значительных трансгрессий морей были:
срслнекембрийская, верхнедевонская, верхнеюрская, верхнемеловая
{самая значительная).
Два других важных обобщения чОга о трансгрессиях гласят;
трансгрессии совершаются не попеременно в обоих полушариях,
а одновременно по обе стороны экватора; трансгрессии не
локализированы по широтам, а совершаются одновременно и в полярных
странах, и в экваториальных.
Геология. 12
— 17? —
Интересно и важно то соотношение трансгрессий и регрессий
с горообразованием, которое было отмечено, для области Альп и южной
Европы Грассувром, а для России в форме крупного обобщения было
установлено Карпинским.
Области горообразования — это области морских регрессий;,
в эпохи приостановки процесса горообразования они, наоборот,
делаются областями трансгрессий; таковы по.Грассувру соотношения
горских н меловых трансгрессиіі, и регрессий, и эпох горообразования
в Альпах. Древние моря, покрывавшие в разные эпохи более или
менее значительные части Европейской России, имели попеременно
форму, вытянутую в широтном или в меридиана льном направлении.
Карпинский приводит это в связь с чередованьем прообразующих
усилий в областях Урала и Кавказа и параллельно им.
Целью изучения трансгрессий и регрессий является, конечно,
не только желание дать реконструкцию древних материков и морей,
а также стремление найти в этом явлении известные закономерности.
И так как такие закономерности могут быть выведены лишь из
внимательного сопоставления возможно большего числа фактов, то
попятно, что по мере накопления этих фактов открывались новые
горизонты, и получалась возможность для таких обобщений, которые
действительно вытекают из имеющихся в нашем распоряжении
фактических данных. Прежде всего мы должны констатировать, как общий
вывод из всего, что нам известно, сложность и неоднородность
вековых колебаний суши и моря; только сложная деформация твердой
земной коры способна их объяснить, и, наоборот, недостаточны, вернее
неприменимы, для их объяснения те предположения, которые считаются
только с" универсальными, «эпстатическими» движениями, как их
называет Зюсс, водной оболочки земного шара. Но эти эветатические
движения также играют известную роль в общем процессе
перемещения морей. В самом деле, реки ежегодно приносят в моря громадное
количество твердых материалов; Меррей определяет их приблизительно
в измеряемых многими миллионами кубических метрах. Каждая
.частица твердого материала, брошенная в море, вытесняет
некоторый объем воды, н, следовательно, вся совокупность речных
отложений является причиной некоторого постоянного поднятия
уровня моря. С другой стороны, опускание морского дна или
образование нового морского бассейна, как, например, образование
Эгейского моря в плиоценовую эпоху, обусловливает общее
понижение уровня мироиого океана. Изменение скорости вращения
земли также является причиной общего эветатического перемещения
водной оболочки, при ускорении вращения—от полюсов к экватору,
при замедлении—в обратном направлении. Всезто реальные факторы,
— 179 —
несомненно принимающие участие в процессе вековых перемещений
суши и моря, но именно вследствие того, что этими факторами могут
вызываться только однородные эвстатические перемещения морей,
они недостаточны для объяснения всей реальной сложной картины
вековых перемещений береговой линии. Когда впервые сделали
попытку обобщить наблюдения над перемещениями береговой линии,
получилось впечатление, что в полярных странах и, вообще, в
значительных широтах
наблюдается по
преимуществу отрицательное
движение береговой
линии , а в
экваториальных, наоборот,
положительное. Из этого был
сделан такой вывод,
который вполне определенно
формулировал Хоуорт:
дно Тихого океана
опускается; это вызывает
отлив воды из областей
значительных широт в
приэкваториальную
полосу; следовательно, и
на северен на юге должно
наблюдаться
отрицательное движение береговой
линии. Если при этом.
принять во внимание,
что обращенные на север'
береговые полосы
северного полушария, как,
например, * Балтийский
берег Германии, обнару- Рис. 100.-Канион реки Колорадо,
живают . положительное
движение береговой линии, то эта картина отлива вод из северного
полушария в меридиональном направлении и попутное затопление
обращенных на север берегов как будто бы определенно говорило за
обобщение Хоуорта. Однако, если от общих схем перейти к точному
анализу действительно наблюдаемых фактов, получится такая пестрота
положительных и отрицательных движений береговой линии, что эта
картина, как сильная абстракция, потеряет свою реальную основу,
и, несмотря на всю свою заманчивость, она должна быть памп оставлена.
— 1.80 —
Таким образом коралловые острова, согласно теории Дарвина,
являются показателями медленного опускания дна океанов. При этом
следует отметить, что существование и таких коралловых рифов,
которые в настоящее время находятся выше уровня моря, ясно показы-
зывает, что и опускание морского дна не совершается равномерно
на всем пространстве мирового ложа океана; и здесыіаряду с
опусканием наблюдается и поднятие, т. е. обнаруживается та же картина
неоднородного движения земной коры, которая вытекает и из
внимательного анализа вековых перемещений береговой линии.
Процессы выветривания, уменьшающие количество жидкой воды
на земной поверхности, образование новых морских бассейнов или
опускание дна существующих мор ей вызывают общее понижение уровня
моря; наоборот, накопление речных отложений является источником
повышения уровня моря. Такие универсальные изменения уровня
моря, получившие от Зюсса название эветатическнх, несомненно
существуют. Но их недостаточно для объяснения той сложной картины
движений, которые обнаруживаются при внимательном изучении
движения береговой линии. Только деформация' твердого остова земной
коры в состоянии удовлетворительно объяснить эту сложную картину.
Естественно поставить себе вопрос, существуют ли признаки
денивеллнровок, т. е. поднятия или опускания.и внутри материков.
Да, они действительно существуют и доказывают, что и внутренние
части материков подвержены тем же сложным медленным
деформациям, которые обнаружены на берегах морей и на дне океана. Сюда
Относятся изменения в распределении напряжения силы тяжести,
изменения рельефа, обнаруживаемые повторной нивеллировкой;
наконец, такого рода признаки представляют глубокие речные каньоны.
Особенно характерны каньоны, как, напр., знаменитый Гран-Каньон
реки Колорадо в штате Уайомииг, имеющий глубину в 1—2 клм.,
т.-е. такую глубину, которая не может быть объяснена нормальным
размыванием реки—она раньше достигла бы своего базиса эрозии,
и дальнейшее размывание должно было бы прекратиться;
происхождение каньона становится понятным только при допущении, что
прорезанное им плоскогорье медленно опускалось, постоянно
поддерживая необходимую для дальнейшего размывания разность
уровней в верховьях и в низовьях реки.
Мы уже убедились, что вся совокупность вековых перемещений
береговой линии, а также медленных вековых поднятий и опусканий
как на дне океанов, так и внутри материков не может быть объяснена
передвижениями водной оболочки земного шара: неравномерность
— 181 —
положительного или отрицательного движения береговой линии,
часто наблюдаемое чередование положительного и отрицательного
движения на сравнительно небольших расстояниях, на разных частях
одного и того же материкового массива, как, напр., на Гренландии,—
все это определенно говорит за то, что вековые перемещения морей
являются следствием сложной деформации земного шара, т. е.
примыкают к дислокационным процессам. Принимая это во внимание, можно
сказать, что деформация земного шара выражается в движениях
двоякого рода. Захватывая сравнительно небольшие или узкие уча-
стйГземной коры, она ведет к образованию тектонических горных
систем—это горообразующис или о р о г е н е т и ч е с к и е процессы.
С другой стороны, там, где этой деформацией захватываются обширные
пространства, это ведет к той более плавной деформации, которая
выражается в трансгрессивных или регрессивных движениях морей, в
изменении конфигурации материков—это, так наз., эпирогенетические
движения. Некоторые авторы думают, что это различие между ороге-
петическими и эпирогеиетическими процессами проистекает от того,
что при горообразовании деформация захватывает лишь
незначительную наружную часть земной коры, а при эпирогенетических
движениях более значительную толщу (иногда говорят даже о всей толще
земной коры). Мы знаем, что области горообразования перемещались,
что следы прежнего горообразования найдены и на таких равнинных
участках земной поверхности, на которых теперь следы
горообразования в орографии местности не сказываются. Точно также
перемещались и области эпирогенетических движений. Но в этих движениях
не участвовали те древние остовы материков, которые сложены из
древнейших пород и не покрыты более молодыми морскими отложениями,
как Скандинавия и Финляндия (так наз., Скандинавский древний щит),
восточная Канада (так наз., Канадский щит) и другие аналогичные
первозданные части современных материков; точно также не
участвовали в трансгрессиях и регрессиях и наиболее обширные глубокие части
ложа мирового океана, в особенности Тихого океана, отчасти Южно-
Атлантического. Трансгрессия и регрессия морей совершались но
преимуществу на площади современных материков в сравнительно
неглубоководной части океанов, так наз., неритической и батиальной
их части.
Между орогенетическими и эпирогеиетическими процессами
существует известное и тесное взаимоотношение, известная
сопряженность: области горообразования—это области морских регрессий,
за их пределами" лежат области трансгрессий. Таковы
взаимоотношения, которые, как уже указано, констатированы для южной Европы
Гроссувром; в эпохи горообразугощих усилий в пределах современных
— им —
Альп с течение мезозоя здесь наблюдалась регрессия моря, а к северу
и к югу от Альп—трансгрессия; в эпохи затихания прообразующих
усилий, наоборот, область Альп делалась ареной трансгрессии,
которая сопровождалась регрессисіі .морен за ее пределами.
Карпинским установлена интересная скязь горообразования и трансгрессий
для всей Европейской России: в зависимости от чередования
парообразующих усилий в области Уральского или Кавказского хребта
это отражалось на эпирогенетических движениях в области русской
равнины тем, что очертания покрывавших се в разные эпохи морей
прншшалп то широтное, та меридиональное направление.
ОТДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
Денудационные процессы.
Поскольку морфология земной поверхности зависит от
тектонических и вулканических процессов, нет существенной разницы между
континентальными' участками и ложем .мирового океана. А между
тем нам хорошо известно, что рельеф суши представляется
неизмеримо более сложным, более разнообразным и дифференцированным,
чем рельеф морского дна. Причиною этого являются те процессы
разрушения, выветривания, те поверхностные геологические процессы,
которые связаны с существованием на земной поверхности воды и
атмосферы и с их геологической работой. Совокупность тех геологических
процессов, которые выражаются в деятельности воды, атмосферы
іі организмов, объединяют под общим названием нептунических, или
денудационных. Буквальное значение денудации, денудационных
процессов—оголение, обнажение, обнимаете сущности лишь часть
нептунических процессов, а именно, выветривание и снос продуктов
разрушения с выветриваемых площадей, благодаря чему обнажаются,
оголяются те коренные породы, на которых это происходит. В состав
денудационных процессов входит, однако, и перенос продуктов
разрушения и их накопление, т. е. то, что мы называем седиментацией;
и термин денудационные процессы в настоящее время понимают в этом
расширенном его значении, включая сюда и процессы седиментации,
процессы накопления, благодаря которым на больших пространствах
не только не оголяются коренные породы, ачнапротав покрываются
более или менее значительным слоем наносов. Основной причиной
денудационных процессов являются солнечная теплота и сила тяжести.
Вследствие солнечного нагревания происходит значительное испа-
— 184 —
рение морской воды, которая конденсируется в облака и переносится'
в другие части атмосфера, где она падает на земную поверхность-
в виде дождя н снега. Благодаря неровностям на земной поверхности
атмосферные осадіш в силу тяжести стремятся из более высоких мест
в более низменные и при этом- производят ту механическую работу
переноса и размывания, которая является одной из важнейших
сторон денудационных процессов. Там, где, как на луне, нет ни атмосферы,
аи воды, не может быть и денудационных процессов; там сохраняются в
неприкосновенности формы рельефа, обязанные своим происхождением
тектоническим элементам и вулканизму, там отсутствует мелкая
скульптурная работа денудации, придающая элементам земного-
рельефа такое разнообразие и такую живописность.
Факторами, которые под влиянием солнечного нагревания и снльь
тяжести производят денудационные процессы, являются вода в
жидком и твердом состоянии как вода проточная, так н стоячие бассейны
воды п подземные воды, затем атмосфера и организмы. Все
денудационные процессы могут быть сгруппированы следующим образом.
1. Главное, центральное место в ряду денудационных процессов
занимает деятельность проточной воды как тех временных и
незначительных струй, которые"~6бразуются непосредственно из дождя,
так, главным образом, работа постоянных потоков воды на
поверхности, т. е. рек, а также вод подземных. Этот тип денудационных
процессов носит название размывания, или эрозии.. За исключением
острых гребней гор и пиков, за исключением полярных стран,
скованных вечными льдами, под которыми размывание совершается
в ограниченных размерах, наконец, за исключением пустынь, где-
размывание происходит лишь после редких ливней и носит
спорадический характер, нет такой области на земной поверхности, в
которой не происходило-бы в большей "или меньшей степени
размывания, в которой работа рек не играла-бы существенной роли.
2. Денудационная работа атмосферы известна под названием
выдувания, 1лжде.фляции. Чтобы изучить в чистом виде денудационную*
работу атмосферы, в частности именно выдувание, надо отправиться
в пустыню, где на работу атмосферы не накладывается речное
размывание и не маскирует ее. Другие стороны атмосферной денудации,
в частности, явления физической дезинтеграции горных пород можно
наблюдать не только в пустынях, но и в высокогорных областях, на
крутых склонах и гребнях гор и даже холмов, а также в
полярных странах.
3. Денудационная работа движущегося льда особенно характерно*
проявляется в форме, так наз., выпахивания или экзарации. В более-
или менее чистом виде эта работа проявляется в высокогорных обла-
— 185 —
стях и в полярных странах, хотя и здесь, как будет указано в главе
о ледниках, с ледниковым выпахиванием сочетается и размывание-
проточной водой, и атмосферная денудация.
4. Механическая работа надвигающегося на сушу .моря
выражается в том, что она срезает все неровности, превращая затопленную-
им часть суши в равнину, Эта работа называется абразией, т. е.
срезыванием, или сравниванием. Характерные особенности" абразионной
равнины заключаются с том, что равнинный характер ее поверхности
не гармонирует со сложным тектоническим строением там, где
подверглась абразии область, складчатых гор или иных более или
менее сложных дислокационных процессов.
Присматриваясь внимательно к работе денудационных
процессов, мы можем расчленить каждый из них на несколько элементов,,
которые с особенной ясностью проявляются в работе рек. Эти элементы,
которые отчасти проявляются в известной последовательности
денудационного процесса, отчасти совершаются одновременно и
параллельно, можно так характеризовать: выветривание и разрушение,
сортировка, перенос, корразия, отложение. Наиболее характерно'
эти различные стороны денудационного процесса проявляются в
работе реки: выветривание и разрушение подготовляет тот рыхлый
материал, который может быть размываем и переносим рекою;
сортировка заключается в том, что проточная вода, в зависимости от
скорости течения и от крупности размываемого материала, часть
продуктов разрушения вымывает, часть даже растворяет, а часть, именно
наиболее крупные, оставляет на месте; перенос зависит от скорости
течения и сопровождается теми механическими истирающими
процессами, которые называются корразией; наконец, там, где замедляется
скорость течения, происходит отложение принесенного материала.
Для работы атмосферы и льда -можно проследить те-же составные
части сложного процесса денудации, которые сейчас нами намечены
для реки.
Обыкновенно денудационные процессы характеризуются, кагс
процессы нивеллнрующие земную поверхность, в противоположность
дислокационным и вулканическим процессам, создающим все новые-
и новые неровности и этим дающим постоянно новую пищу я для
процессов денудационных. Эта характеристика верна, поскольку
она относится к конечной стадии денудации. Однако, если остановить
свой взор на промежуточных стадиях денудации, то можно было-бы
лридти к диаметрально противоположному заключению: усиленное
размывание может расчленить равнину и превратить ее в холмистую-
или даже гористую область—так наз., горы размывания; денудация
в пустыне ведет к образованию разнообразных неровностей, известных
— ISO —
под названием свидетелей, или остамцов. Но все эти неровности
являются лишь преходящим» этапами и общем стремлении
денудации, направленном к тому, чтобы путем сноса продуктов
разрушения горных пород с высот и путем отложения их в пониженных
участках сглаживать неровности, которые возникают под влиянием
тектонических и вулканических, процессов. Еслн-бы не было
денудационных процессов, древние горные системы продол жал іт-бы
возвышаться . над общим уровнем моря, и только благодаря неусыпной
нмвеллирующей работе денудации эти древние горные системы во
многих случаях перестали существовать в виде орографических элементов,
хотя их следы сохранились в тектонике и в структуре горных пород
на месте этих уничтоженных денудацией древних складчатых гор.
Денудационные процессы играют видную роль в некоторых"
концепциях сложной жизни земной коры, а именно, как нарушители
того изостатического равновесия, которое устанавливается под
влиянием внутренних и внешних сил, как на это уже было указано
нами раньше.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ.
Подземные воды. Источники.
Выпадающие атмосферные осадки распределяются между тремя
частями: одна часть снова испаряется и идет па образование новых
атмосферных осадков; другая вливается в реки пли в форме
временных потоков достигает тех или иных водных бассейнов; наконец,
■третья просачивается внутрь коры и идет на образование подземных
вод. По некоторым данным ежегодно па суше выпадает около 122.500 к.
клм. атмосферных осадков, а количество воды, выносимой реками
в море и измеренное у их устья, составляет 27.500 куб клм.; след.,
ок. э/( коды, выпадающей в виде осадков, испаряется и просачивается.
Грубо говоря, в среднем эти три части более или менее
равномерны; но само собою разумеется, что в каждом отдельном случае
распределение выпадающей из атмосферы воды .между этими тремя
частями стоит в зависимости от местных условий. Там, где
атмосферные осадки встречают водоупорные породы, па долго прсіточпой воды
и испарений приходится относительно большая часть; наоборот,
в области сильно трещиноватых или водопроницаемых пород
относительно ббльшая доля уходит в глубь. Проникание поверхностных вод
вглубь земной коры идет двумя путями: через трещины и через толщу,
так паз., водопроницаемых пород, каковыми являются песок и рыхлые
— 187 —
■отложения, более или менее богатые песком. Все кристаллические
породы как осадочные, так и изверженные или метаморфические,
поскольку они не являются пронизанными порами или не разбиты
трещинами, сами ло себе непроницаемы
для воды; но вода- легко и глубоко
проникает через их толщу благодаря
тому, что такие породы всегда
разбиты системой трещин.
Непроницаемыми дли воды являются глины и
рыхлые отложения более или менее
богатые глиной; при этом глина, в
отличие от кристаллических пород,
представляется сильно влагоемкой,
т. е. она сначала сама пропитывается
водой, а затем уже становится
непроницаемой для воды; другой тип
влагоемкого образования это торф,
который тоже способен значительно
пропитываться водой, но воду сквозь себя
пропускает, т. е. вместе с тем
водопроницаем.
Просачивается через рыхлые ПО- Рис. 101. Исследование пещер,
роды та часть воды, которая «вляется
избыточной против влагоемкости породы, а влагое'мкость
определяется степенью пористости, формою и размерами слагающих
породу зерен и частиц, размерами и формой разделяющих их пор
. :ц в зависимости от этого
способностью породы
удерживать более или менее
значительное количество воды как
по капиллярности, так и для
выполнения полостей,
остающихся между пленками
капиллярной воды.
Рис. 102. Шщеры растворения визввстняке. ѵ Механизм проникания
воды с поверхности вглубь
через трещины кристаллических или, вообще плотных пород, вполне
понятен. Несколько иначе обстоит дело с. прониканием ,воды в
толщу, так ваз., водопроницаемых рыхлых отложений; относительно
этого издавна соперничают два взгляда: по одному вода
действительно непосредственноЪ поверхности в жидком виде просачивается;
по другому, вода конденсируется из парообразного состояния, т. е. из
— .188 —
атмосферной влажности п затем уже просачивается. Просачивание
воды продолжается до тех пор, пока она не встретит препятствия
в водоупорном слое, на котором и собирается под землею в виде
подземных рекили
стоячих бассейнов. Если
слои, слагающие в
данном месте земную кору,
разнородны и
представляют более или менее
сложное чередование
водоупорных и
водопроницаемых горизонтов, и
если при более или
менее нарушенном на-
Рпс. 103. Отложение гейзеров в Иеллостонском пластовании разные СЛОИ
парки (Мамонтовы горячие источники). ВЫХОДЯТ на поверхность
в разных местах, т. е.
имеют разные области питания, то в одном вертикальном разрезе-
земной коры .может образоваться несколько водоносных слоен.
Самый рерхниіі водоносный горизонт, не отделенный от
поверхности никакими водоупорными отложениями, носит
название почетной, или грунтовой воды.
Рис. 104. Водопад Ксерыщо. Золотые озера в Китае (Потагшп).
При изучении подземных вод и их выходов на земную
поверхность, носящих название источников, перед нами встают три
проблемы; происхождение подземных вод, передвижение их внутри
земной коры и условия выхода их на дневную поверхность,
— Ш —
По вопросу о происхождении почвенных вод, которые питаются
атмосферными осадками, издавна соперничают между собою две
теории: инфильтрационная и конденсдщопиаж Первая говорит о
просачивании атмосферных вод через водопроницаемые поверхностные
образования до первого водоупорного слоя, вторая—о конденсации
паров,т.-е. о превращении в капельно-жидкое состояние той влажности,
которая проникает с воздухом в парообразном состоянии в поры
Рис. 105. Известковый туф, отложенный горячими источниками в Трусовском
ущелье (Центральный Кавказ].
[Фот. Ф. Левинсона-Лессннга).
водопроницаемых поверхностных отложений. Несмотря на
непримиримость сторонников того и другого, истина, как это часто бывает, лежит
где-то посредине. Если, напр., в области сильно трещиноватых
известняков можно непосредственно наблюдать после сильных дождей
просачивание вглубь по трещинам значительной части выпавшего
дождя, то, с другой стороны, этому можно противопоставить и
наблюдения над такими случаями, когда поднимается уровень грунтовых
вод не вследствие дождя, а исключительно в связи с влажностью
атмосферы. Конденсационные воды, поскольку они действительно
существуют, имеют то преимущество перед инфильтрационными,
что они лишены микроорганизмов.
— 190 —
Ближайший к земной поверхности водоносный слой носит
название почвенной, или грунтовой воды. Те глубокие водоносные слон,
из которых можно бурением получить воду, поднимающуюся
вследствие гидростатического давления до поверхности или даже бьющую,
называются напорными, или
артезианскими ;подземныеводы,.
которые выходят из недр земли
на поверхность, называются
источниками, или ключами.
Возможно, что не все
источники происходят из подземных
вод, питаемых с поверхности
атмосферными осадками.
Некоторые геологические
особенности таких источников, как,.
Рис. 106. Схема перемещающегося нсточ- напр., Карлсбадские, Мариен-
ніік;і. оадские и соседние с ними
горячие минеральные источники,
связанные с древней вулканической областью, говорят за то, что
это не поверхностные воды, просачивающиеся внутрь земли н
снова оттуда возвращающиеся на поверхность, а глубокие поды,
которые впервые выходят на дневную поверхность; б. м., это воды,
спокон веков находившиеся внутри земли, или воды, представляющие
продукты дистилляции, как-бы выжимки огненножидкой магмы.
Значение магматических водЕлродессе отложения руд уже давно
было отмечено Эли-де-Бомоном: магматическое происхождение
вулканических паров и газов из самой ліагмы, спокон веков их заключа'в-
Рііс. 107. Схема ар тез і ганского колодца.
шей, составляет одну из особенностей взглядов Чермака и Рейера из
вулканические процессы.
Не только магма, но и древние кристаллические горные породы
заключают большое количество воды, которая из них может
возгоняться в лаборатории природы подобно тому, как она была получена
Арманоді Готье при накаливании измельченных кусков пород. По
вычислению этого автора, одного куб. ісш. гранита достаточно, чтобы
— 191 — '
питать, если нагреть его до 600"—700°, все главные минеральные-
термальные источники Франции с дебитом в 48.500 литров в минуту.
Рис. 108. Артезианские воды' окрестности Парижа).
Зюсс предложил такие воды называть говенильными, т.-е.
девственными, в отличие от вод поверхностного происхождения,
называемых вадозовыми, или фреатическими (блуждающими).
Геологическая роль подземных вод очень значительна: она
выражается как в механической работе,
аналогичной работе проточных вод
на поверхности, так и в химической
работе растворения, видоизменения
и отложения. Как ювенильныеводы,
так и те вадозовые, которые прошли
через более или менее значительную
толщу слоев, заключают s растворе
различные соединения, как говорят
минерализированы; воды глубоких
слоев, кроме того, обладают более
или менее повышенной температурой;
поэтому их химическое действие
проявляется более или. менее
интенсивно, о чем свидетельствуют, так
наз., псевдоморфозы, различные
процессы гидрохимических превращений
В пустотах и пещерах и т. п. Рис. 109. Артезианский колодец.
Температура тех источников,
которые происходят из неглубоких водоносных слоев или проходят
некоторый путь близко от земной поверхности, меняется в
зависимости от времени года; это источники гетеротериальные. Большинство
источников отличается, однако, постоянной температурой, т. е. они
— Ш —
гомотермальны. Те из них, у которых температура ниже средней
годовой температуры данной местности, называются холодными, или
гипотермами; сюда относятся, напр., горные источники, прелесть
которых, хорошо известная всем, кто бывал в горах,
обусловливается именно их низкой температурой и чистотой воды.
По температуре источники делятся на холодные, температура
которых ниже или лишь немного выше средней годовой температуры
данной местности, теплые, или относительные термы с температурой
Рис. ПО. Гейзер в Иеллостонском парке С.-А. С. Ш.
немного выше средней годовой температуры воздуха в данной
местности и до 30°С, и горячие, или абсолютные тег/мы, температура
которых выше 30°; она достигает 67° в Пломбьере, 75° в Карлсбаде, 87,5"
на Камчатке, а в, так. наз., гейзерах температура превышает даже
температуру кипения воды.
По составу воды источники делятся на пресные и минеральные.
Классификация этих последних несколько варьирует у разных авторов.
Химический состав источников чрезвычайно разнообразен; если
принять во внимание и те вещества, которые находятся в
источниках в незначительных количествах, то можно сказать, что почти все
элементы, за исключением очень немногих, в них встречаются. Чтобы
— 193 —
установить присутствие и тех веществ, которые имеются в источниках
іі ничтожно малых количествах, трудно улавливаемых химическим
анализом самой воды, приходится принимать во внимание те
отложения^ которых произошла уже известная концентрация тех или иных
соединений.
В йоде источников найдены; Na, К, Li, Cs, Rb, Ca, Mg, Sr, Ba,
Al, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Sn, Ar, Ag, Sb, As, Ni, Co, Hg, CI, Br, J, F,
S, Se, COa, SO3,. SO», №0\ PaOB, BaO\ SiO*, TiO*, H"S, NH',
муравьиная кислота, креновая, апокреновая, гелий и нек. др.
вещества .
Горячие источники всегда более или менее сильно
минерализированы.
.Откуда происходят эти вещества? Для источников, связанных
-с вулканическими областями, поднимающихся из больших глубин,
давно напрашивалось предположение, что их минеральные вещества
вулканического или плутонического происхождения; таковыми, и
являются по господствующим теперь представлениям* такназ.,ювениль-
ные, или девственные воды. Однако, и вадозовуе, или фреатические
воды, прошедшие значительный путь через различные слои земной
коры, могут обогатиться на своем пути выщелоченными ими из. этих
пород веществами и получить очень сложный состав. Это между
прочим иллюстрируется и рудничными водами, которые растворяют,,
переносят и отлагают соединения тяжелых металлов. Благодаря частой
встрече и смешению различных источников, благодаря тому, что и
говенильные воды смешиваются с вадозовыми, состав источников очень
сложен и разнообразен, и классификация, принимающая все это во
внимание", представляется очень сложной и наталкивается на некоторые-
-затруднения. Однако, если ограничиться простыми чистыми
минеральными источниками, можно свести их к немногим типам:
углекислые, щелочные, соленые, известковые, железистые, серные,
горькосоленые, сульфатные, кремнистые.
Углекислые ' богаты свободной углекислотой —Аполлинарис,
Зельтерс, Нарзан в Кисловодске.
Щелочные богаты NasCOa и СаСО3—Виши, Теплиц, Эмс, Карльс-
бад, Спа, Боржом.
Соленые богаты NaCI и Вги J—Наугейм, Гомбург, Старая Русса
« мн. др.
Железистые богаты. FeCO»—Пирмонт, Швальбах, С. Мориц.
Серные, содержание сероводород—Аахен, Пятигорск, Тифлис.
Горькосоленые с MgSO* и NasSO*—Гуниади-Янос.
Кремнистые, содержащие и отлагающие кремнезем—гейзеры.
Известковые богаты углекальциевой солью.
Геологи. 13
— 194 —
Подзмпше воды производят значительную работу размывания,,
выщелачивания и отложения. Пещеры, которыми мы любуемся,
сталактитовые гроты, причудливые натечные образования—все это яркие '
проявления этой работы. ' ■'
Пещеры представляют полости самой разнообразно^ формы
п величины, от небольших пустот до гигантских полостей с
подземными озерами и реками, как, напр., знаменитая мамонтовая пеніера
в Кентукки, в Соединенных Штатах. Из русских пещер назовем Ча-
тырдаг, Кунгурскую пещеру. Пещеры между собою часто
соединяются более или менее узкими проходами; таким образом, получаются
многокамерные и многоэтажные пещеры. Образование пещер идет
двояким путем: 1) механическим размыванием подземных вод, которые
обыкновенно пользуются для этого уже существующими трещинами
и пещерами, 2) путем растворения—в таких породах, как каменная
соль, гипс, растворением в пресной воде, в
известняках—растворением углекислой водой. Пещеры растворения поэтому и
приурочены к упомянутым растворимым породам.
— 195 —
Отложения в пещерах отличаются некоторым разнообразием.
С одной стороны, можно отметить непосредственные отложения на
дне пещер, часто скрывающие в себе остатки прежних обитателей
пещер, находимых путем раскопок. С другой стороны, надо отметить
различного рода капельники: трубчатые сталактиты и сталагмиты,
образующиеся из их слиянья колонны и т. п.; затем различного рода
инкрустации, наконец, очень характерны террасовидные отло-жения
того же тнпа, как и те, которые отлагаются горячими гейзерами1 на
поверхности земли, напр., в Иэллостонском Парке, в Новой Зеландии,
на озере Н£ер-Нцо в Монголии и т. д.
Геологическое значение пещер, помимо того, что там происходят
вышеуказанные своеобразные отложения, и что обвалы в них-являются
причиной правильных
землетрясений,
сводится к тому, что там
часто скопляются кости
вымерших животных.
Обитателями пещер
были, однако,не только
пещерный медведь,
пещерная гиена и другие
млекопитающие,
благодаря пещерам
попадающие в руки
геологов, нои человек.
Особенно интересны следы
этого последнего в виде
стенной ЖИВОПИСИ, не Рис 112. Саратовский оползень 1884 г. (в затоне).
только
свидетельствующей о художественных наклонностях нашего доисторического предка,
но имеющей' также значение важного геологического памятника:
человек, который изображал покрытого шерстью ископаемого мамонта,
ископаемого быка или оленя, очевидно, был их современником.
Тцким образом, археологический памятник становится вместе с тем
и геологическим свидетельством, подтверждающим наши выводы,
сделанные иным путем и по другим данным.
Условия выхода подземных вод на дневную поверхность
представляют много любопытного и практически важного.
Издавна источники делятся на нисходящие и восходящие, иначе
бьющие или напорные. Механизм выхода на поверхность нисходящего-
источника очень прост, так как мы имеем дело с расположением выхода
источника,ниже*его области питания и, следовательно, с обыкновен-
— ж —
ным стоком (пластовые источники) или с нерелішаньем виды
у подземных котловин (котловинные или переливающиеся
источники)- Восходящим, или бьющим, источник является в двух
случаях: 1) от напора газов—гейзеры, нефтяные источники отчасти,
2, от напора гидростатического давления—артезианские источники.
Свое название артезианские источники получили от провинции Артуа
во Франции, где была заложена скважина-в і 126 г.; в XVII ст. такие-же
скважины были заложены в Болонье, в Модене, в Австрии, а за
последние 80 лет, благодаря успехам буровой техники и гидрогеологических
исследований, артезианские источники широко распространились во
Рис. ИЗ. Оползень.
всех странах. У египтяй и китайцев артезианские колодцы были
известны задолго до Р. X.
Условия для получения артезианской воды заключаются в
следующем: вода должна находиться под гидростатическим давлением; для
этого водоносный слой, заключенный между двумя водоупорными
слоями, должен иметь не горизонтальное, а наклонное положение.
В классическом случае артезианского источника, как показывает
фиг. 107, водоносный слой вместе с подстилающим и покрывающим его
водоупорными слоями образует синклинальную складку. В других
случаях наклонные слои упираются в кристаллическую породу или
вследствие сброса в серию водоупорную. Когда буровая скважина доходит
до водоносного слоя, получается случай, известный в физике под
названием сообщающихся сосудов: столб воды в буковой скважине,
т. е. в артезианском колодце, должен стоять на том же уровне, на кото-
— 197 —
ром находится область питания водоносного слоя, который, очевидно,
где-то, на более или менее значительном расстоянии отсюда, выходит
на дневную поверхность. На самом деле вода стоит в колодце несколько
ниже этого уровня, так как часть ее подъемной силы теряется на
трение, которое ей приходится преодолевать при движении по подземному
каналу; поэтому в некоторых случаях вода бьет более или менее
сильным фонтаном, в других она поднимается в колодце, но не доходит
до поверхности земли.
Как ни странно с первого взгляда, артезианские воды могут
наблюдаться и в твердых кристаллических породах вследствие сложной
.-*-fcfe*..„. ■ --- ч"
Рис. 114. Устой Симбирского моста через Волгу, разрушенные оползнем.
(Фат. Хапком).
системы сообщающихся между собою вертикальных и горизонтальных
трещин;, таковы, напр., артезианские воды некоторых гранитов Шот-
ландии'-и т. п. Одним из наиболее известных артезианских колодцев
Европы является скважина Гренелль около Парижа глубиною в 547 м.;
наиболее глубокие скважины—в Сан Луи в Соединенных Штатах
1117м.; скважина Шперенберга около Берлина имеет глубину 1.250 м.,
а. скважина Шладебах у Лейпцига 1.700 м. В Петрограде буровыми
скважинами обнаружено три артезианских горизонта: на глубине
около 27 м. на границе ледниковых отложений и подстилающей их
синей кембрийской глины и два горизонта в этой последней на глубине
— 198 —
11S м. ii 157,5 лі. Артезианские воды могут быть либо присные, либо
минеральные.
Гейзеры, сходные с артезианскими источниками в том отношении,
что они тоже восходящие, бьющие источники, однако, отличаются от
них существенно. Вес гейзеры—источники горячие, притом температура
в некоторых из них близка к температуре кипения воды, а на некоторой
глубине в канале гейзера даже превышает температуру кипения,
напр., в большом геіізере па Исландии на глубине деух-трех
десятков метров на дне канала гейзера она достигает 123—127,5°. Гейзеры
во время взрыва выбрасывают не только горячую воду, но и водяные
нары. Гейзеры всегда сильно минерализованы и в местах своего выхода
на дневную поверхность отлагают более или. менее значительные
конусы, а на некотором расстоянии от выхода терассы известкового
или кремнистого (так паз., гейзерит) натека. Наконец, самая
характерная особенность гейзеров заключается в том, что они бьют не плавно
и непрерывно, как артезианский источник, а периодически, каждый
с определенными перерывами. Наиболее известны гейзеры Исландии,
Новой-Зеландии и Иэллостонского Парка в Соединенных Штатах.
При изогнутой форме капала, по которому питается подземная
пещера, получаются перемежающиеся источники, действующие
по временам; как показывает фиг. 106, источник действует как
сифон только до тех пор, пока уровень поды в пещере не ниже верхнего
колена канала.
Геологическая деятельность источников и подземных вод, вообще,
выражается в растворении, и сложных реакциях двойного обмена
с теми минералами, с которыми источники находятся в
соприкосновении, далее в отложении растворенных веществ л форме натеков,
сталактитов и сталагмитов, корок, инкрустаций и т. п.
Наконец, одним из характерных следствии выхода на дневную
поверхность подземных вод в наклонных слоях являются, так наз.,
оползни. Под этим названием понимают различные случаи медленного
или чаще внезапного сползания более или менее значительной толщи
слоев, которые находятся на наклонной поверхности водоносного
горизонта и, оторванные трещиной от .соседних или вышележащих
частей данного наслоения, скользятно глинистому водоупорному слою.
Причиной'оползней является часто отсутствие естественного стока
или дренажа для подземных иод, и потому борьба-с ними и сводится
к устройству рационального дренажа. Когда наклонные пласты
с подстилающим их водоносным горизонтом спускаются к реке, как,
напр., на Волге, непосредственной причиной часто является подмывание
основания такой серии пластов рекою или подпор подземной воды
высоким уровнем реки в половодье, а, след., прекращение стока, пропн-
— 109 —
•іывапие всей толщи водой, размягчение и разрыхление, которые и
выбывают ее оползание после спада вод в реке. Кроме дренажа, для борьбы
j оползнями прибегают иногда, как, напр., при прорытии Панамского
канала, к .искусственному обрушению некоторой части угрожаемой
толщи, которая и образует как бы контрфорс, удерживающий
остальные массы отоползания. Кроме того, необходимо следить за
возникновением трещин в угрожающих оползанием массах, укреплять
образующиеся там овраги и не допускать возникновения новых и т. п.
Многие местности сильно страдают от оползней, таковы, напр.,
Одесса, некоторая часть Черноморского побережья Кавказа, Крым
и в особенности Поволжье: Нижний-Новгород, Симбирск, где несколько
лет тому назад оползень разрушил строившийся железнодорожный
мост через Волгу, Саратов с его знаменитой своими оползнями
Соколовой Горой и др.
Оползанию под влиянием- подмывания подземными водами4
подвержены как рыхлые наносы, залегающие на наклонной поверхности
коренных пород,так и самые коренные породы; эти последние оползни
отличаются более крупными размерами и представляют более
серьезную опасность.
При возведе.нии железнодорожных сооружений, при производстве
выемок и т, п. работах следует всегда предварительным
геологическим исследованием убедиться- в отсутствии условии, выбывающих
оползни, или принять меры предосторожности против них; в противном
случае сооружения могут серьезно пострадать как во время самых
работ, так и после их возведения. Характерный пример представляет
Хунсрюхский тоннель, залегающий частью в оползающих наносах;
для его укрепления пришлось впоследствии возвести особую
подпорную стенку.
Как растворяющей, так и механической работой размывания
подземные воды, образующие местами целые подземные реки и озера,
дают начало пещерам. Размеры и форма пещер очень разнообразны:
некоторые из них являются изолированными, замкнутыми, другие
сообщаются между собою каналами, образуя более или менее, сложные
системы камер, ходов и т. п. Пещеры по преимуществу образуются
в известняках, в гипсах, т. е. в породах растворимых. Как своими
сталактитами и другими живописными натечными образованиями, так
и погребенными часто в них остатками вымерших животных, напр.,
пещерного медведя и др., а также остатками человека, пещеры
привлекают к себе внимание исследователей. Интересны пещеры Испании
и Южной Франции с остатками стенной живописи доисторического
человека, который между прочим изобразил и мамонта, современником
которого он был. Обвалы в пещерах вызывают на поверхности земле-.
— 200 —
трясения; если же пещера находится недалеко от поверхности землц
обвал кровли может-выйти на поверхность, таким путем образуются
норонки, катавотры и т. п. провалы, как, напр., столь много
причинившие неприятностей, воронки ла некоторой части Самаро'-Уфимс коі*
железной дороги.
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ.
Работа рек.
Работа рек слагается из трех частей: размывания, переноса
и отложения. В общем можно сказать, что верховья и верхняя часть
течения реки это область размывания, средней части соответствует
главная работа по переносу, а низовья реки и в особенности ее устье—
область отложения. Однако, в более или менее установившейся реке,
имеющей извилистое течение, в разных частях ее среднего течения
сочетаются и чередуются участки размывания и отложения.
Размывающая способность реки является функцией скорости- ее течения,
т. е. величины уклона ее ложа. Поэтому, принимая во внимание,
что конечной целью работы реки является уменьшение ее уклона,
и что, следовательно, с течением времени, т. с. с возрастом реки, этот
уклон действительно уменьшается, можно размывающую и
намывающую работу реки привести в связь с ее возрастом; в раннюю стадию
своего развития река, особенно горная, имеет очень большой уклон,
вся ее работа направлена на углубление своего ложа, она усиленно
размывает и богата переносимым ею материалом; когда уклоны,
благодаря этой работе, значительно смягчились, т. е. в зрелом возрасте
реки, центр тяжести ее работы сводится к переносу- и отложению;
наконец, когда размывающая работа до того разработала ложе реки
н вглубь и вширь, что оно достигло того предельного уклона, при
которомуженепроизводитсяш размывания, ни переноса, а,
следовательно, нет отложений, река безразлично блуждает по своей собственной
аллювиальной долине, приобретая чрезвычайную извилистость и
постоянно под влиянием мелких внешних причин перемещая эти
извилины; эта стадия реки является ее старостью. Такая дряхлая
неспособная к. работе река может снова оживиться; в ней снова может
закипеть работа лишь в том случае, если вековые колебания уровня
суши нарушат установившийся режим и снова увеличат уклон, либо
вследствие медленного поднятия в области верхнего течения реки,
либо вследствие медленного опускания в ее низовьях.
Переуглубленные долины с крутьши, подчас вертикальными боками, то, что по
■201
образцу классического случая реки Колорадо называется
каньоном, красноречиво об этом свидетельствуют; а если этот процесс
совершается с остановками, то появляются не менее красноречивые,
признаки этих минувших стадий в развитии реки в виде террас.
Очерченная нами картина смены разных стадий жизни реки с ее
возрастом была впервые определенно подчеркнута Дэвисом и развита
некоторыми американскими исследователями; ее иногда называют
физиологической теорией
развития реки и
справедливо указывают, что смена
размывания, переноса и
отложения не всегда и не
везде является лишь
отражением особенностей
возраста реки, а может
зависеть и от других причин,
и все три проявления
жизни реки могут
сочетаться одновременно в одну
и ту же стадию ее
возрастного развития. Правда,
для нормальной горной-
реки, развивающейся без
нарушения нормального
хода развития извне,
картина Дэвиса вполне
правильна. На фиг. 115
изображена молодая горная
река, низвергающаяся
бурными порогами.
Размывающая работа
реки с течением времени
ослабевает и затем совершенно приостанавливается. Что же является
регулятором этой работы, отчего наступает такая стадия, при
которой размывание прекращается? Если сила размываНия
пропорциональна скорости течения, зависящей в свою очередь от уклон?.,*
то естественно, что таким регулятором является та неподвижная
плоскость -.морского уровня или озера, куда изливает свои воды,
данная река. Поскольку этот уровень является неизменным, он
представляет тот предел, до которого может, теоретически говоря,.
идти размывание, не вполне, конечно, его достигая; это, след., есть
уровень равновесия или, как говорят, базис эрозии. Всякая реч-
Рис. 115. Дарьялыжое ущелье, долина горной
реки.
202 —
пая система н:іи ряд речных систем, вплдающих в данную часть моря,
стремится в своей работе к этому базису эрозии, и когда они
приблизительно его достигнут, орошаемая ими область превращается
в более или менее равнинную область, лишь слегка всхолмленную
в местах прежних водоразделов; по этой равнине реки текут в
бесчисленных извилинах, безразлично' повинуясь всяким мелким
внешним воздействиям. Такая
область конечной или
близкой к этой конечной
• стадии эрозии получила
название пенеплен, или
полуравнины. ■ Примерами
таких пенеплен могут
служить: нижнее течение
Амазонки, где нет
возвышенностей более
значительных, чем 300 м. и то на
расстоянии до 800 клм. от
реки; Лотарингия, между
Вогезами и Юрскими
Горами, Центральное плато
, во Франции, Арденны,
значительные части
Финляндии-, Канады,
наконец, равнина Европейской
России. Характерными
признаками пенеплена
являются мягкие пологие
склоны незначительных
водоразделов, широкие
аллювиальные площади
и полное несоответствие
между рельефом ііенепленной равнины и тектоникой подстилающих
ее слоев, подчас очень сложной.
- Интересным примером пенеплена, снова размытого оживившимися,
'вследствие поднятия базиса эрозии, реками, является по работам
Тетяева часть Прибайкалья.
В виду громадной важности эрозионных процессов в общем ходе
развития рельефа земной поверхности неоднократно делались попытки
определить в цифрах размер этого размывания. Эти данныя, однако,
у разных авторов значительно расходятся, б. м. вследствие того, что
величина размывания в области разных горных пород очень раз-
Рис. 116. Каньон Колорадо,
— 203 —
лична, и обобщения па оснований данных о реках в области развития
более твердых или более мягких пород влекут за собою или
преувеличение, или преуменьшение общей средней величины размывания.
.Так, для отдельных рек, размер производимого ими размывания
хорошо выражается количеством тех твердых материалов, который
они ежегодно приносят в море: Рейн-—2 милл. кб. м., Нил—106 м.,
Аму-Дарья—448 м., Желтая Река—494 м.; Миссисипи могла-бы
ежегодно покрывать своими отложениями площадь в 1 кв. ,милю
слоем толщиной в 24] ф,
Рис.. 117. Терраса р. Зеравшан.
(Фот. С, Неуструав»).
Следует также принять во внимание, что многие реки, особенно
горные, переносят механические отложения не только в механически
взвешенном состоянии, но и перекатывая более крупные части ло дну.
По определению Пенка, 26% всей земной поверхности находится
под действием-речной эрозии; ежегодно размывание дает 20 кб. клм.,
следовательно, ежегодно в среднем размывается 0,64 мм. поверхности,
т. е., иначе сказать, вся площадь эрозии понижается на 1 м. в течение
1.140 лет.
Кроме того речная вода уносит много веществ и в растворенном
состоянии. Правда, содержание растворенных веществ в речной
воде очень невелико (0,15044 ч. на 1000 ч. по весу в Американских реках,
0,2033—в Европейских); но если принять во внимание-всю
совокупность рек, получается грандиозная величина: по Мёррею ежегодно
— 204 —
в океаны впадает 6.524 кб, .мильводы с 4.975.117.588 тонн
растворенных веществ.
Результатом размывания, в связи с проявлениями деятельности
рек и других денудационных факторов, является рельеф земной,
поверхности. Само собою разумеется, что скульптурная работа реки
направляется не только самими денудационными процессами в связи
с их возрастом и другими воздействиями' на них, но в значительной
степени прежним рельефом, приобретенным данным участком земной
поверхности в предшествующие эпохи.
Рис. 118. Террасы по р. Аксу.
[Фот. С. Неуструвва).
Значительная роль в направлении скульптурной работы
размывания принадлежит и литолотическому составу размываемой области,
составу и строению, тех пород, которые' подвергаются размыванию.
В области массивных кристаллических или слоистых осадочных
пород размывание при прочих равных условиях даст различные
формы рельефа. В области нерастворимых или отчасти растворимых
пород эффект размывания, опять таки при прочих равных условиях,
будет совершенно различен; так, напр., для известняков, которые
частично растворяются, характерны те своеобразные формы рельефа,
которые известны под названием карстов и шратов, типичен, так
наз., карстовый ландшафт. В области рыхлых отложений размывание
идет совершенно различно на водопроницаемых породах, т. е. на песках
— 205 —
или на породах водоупорных, какими являются глины и близкие
к ним образования.
Речная долина является в громадном большинстве случаев
результатом работы самой реки, она и.заложена, и разработана самоіі рекой.
Поэтому форма долины, в частности поперечный ее профиль, отражая
на себе характер деятельности реки, дает возможность судить об ее
возрасте, о той стадии ее развития; в которой она находится в
настоящее время, и о нроціедших стадиях. Когда в юности или при большом
Рііс. 119. Террасы по р. Зераашану в конгломерате. ■
(Фот. И. А. Преображенского).
уклоне работа реки выражается по преимуществу в вертикальном
размывании, форма долины в виде латинского ѵ, узкая, глубокая,
с крутыми стенками, красноречиво об этом говорит. Когда река
достигла некоторого' равновесия и начинает разрабатывать свою
долину в ширь, она получает форму латинского и. Приостановка
размывания и смени его отложением сказывается в образовании
речной террасы; размывание террас говорит о возобновившемся
размывании, а ряд террас свидетельствует о нескольких
последовательных переменах в этом направлении.
Поперечный профиль речной долины, как явствует.из
вышеизложенного, является. функцией силы размывания, зависящей от
— 200 -
уклони реки, от ео возраста и от состава, твердости и, вообще, свойств
порол, но которым река течет.
Что касается продольного профиля реки, то еще Сюррелем было
установлено, что он представляет выпуклую кривую, касательную'
К горизонтальной поверхности в низовьях л касательную к вертикали-
в верховьях.
Для понимания явлений размывания и для правильности оценки
их роли в формировании самой речной долины очень важен тот закон
эрозии, который был формулирован еще в 1838 г, Сюррелем .и который
— 207 —
гласит, что речное называние совершается в .регрессивном
направлении: «размывание проточной водой совершается в направлении
от низовьев к верховьям, начиная с неподвижной точки в основании
склона, являющейся базисом эрозии; следовательно, ход размывания
регрессивный, т. с. река в процессе размывания отступает своими
верховьями назад». Всякому наблюдательному посетителю тех
или иных мест русской равнины это явление хорошо известно
в виде роста оврагов, которые растут и ветвятся своими
вершинами, т. е. отступают в сторону вершины, в регрессивном
направлении. Сюррель также определил очертания продольного
профиля реки, который в верхнем течении реки является
выпуклым, а в нижнем вогнутым. У равнинной или зрелой горной реки
продольный профи л ь
является плавной кривой.
Когда нормальный ход
размывания нарушается
выходом более твердых,
трудно размываемых
пород, или крупных
валунов, получаются, так паз.,
каскады и.дороги.
Регрессивное,
отступающее направление
верховьев размывающей реки
сказывается В нескольких Р«с 121. Схема роста извилин.
наглядных характерных
явлениях. Во-первых, это резко проявляется в отступании водо-
падов;типичный пример представляет Ниагара. При ширине ущелья
в 300—400 м. Ниагарский водопад отступил на II клм.; за
последние 50 лет отступание достигло 1,30 м. в год; следовательно, период
времени, потребный для всего отступания Ниагары, определяется
в 8.500 лет, если не считаться с наличностью некоторых
осложняющих этот процесс обстоятельств, которые этот период времени более
или менее значительно изменяют.
Другой иллюстрацией и следствием регрессивного движения
верховьев реки является факт постепенного врезывания и
углубления реки в водораздел, факт перемещения водоразделов вследствие
неравномерного размывания обоих его склонов—на более крутом
склоне отступание верховьев идет более быстрым темпом; наконец,,
и те случаи, когда некоторые реки пересекают водоразделы. Врезы-
иаясь все больше и больше в водораздел, с которого она берет начало,
река может в конце концов прорезать этот водораздел насквозь.
— Ж —
Такие случаи, когда реки пересекают і ирные хребты, известны
и Альпах, в Карпатах, на Урале, в Сиерра-Неваде и в других
областях.
Третьим следствием регрессивного движения верховьев реки
вследствие размывания представляются те очень своеобразные и
интересные случаи в изменении режима речных систем, которые
выражаются в том, что более успешно и более быстро отступающая река
перехватывает притоки соседней, медленно отступающей реки,
захватывает часть области ее питания и за ее счет развивается. Такие
рекп-хнщшиш, пираты, разбойники,как их образно называют,]**}Честны
в настоящее время в разных странах, где на эти факты нос';': того,
как они были отмечены
Дэвисом, стали
обращать должное
внимание. Примерами могут
служить
многочисленные случаи
перемещения водоразделов,
отмеченные еще Фн-
липпсонш; в
северозападной Франции'
система Сене - Уазы - Эй а
обогатилась за счет
Рис. 122. Извилины реки Trout Creek .пИеллостсш- Мааса;верХОВЬЯИэлло-
ском парке. стонской реки
захватили часть области
питания системы Змеиной реки ■—Колумбии (оз. Иэллостонское),
отвлекли их от Тихого океана и направили в систему Миссури- ■
Миссисипи; Нигер и Ріо-Гранде направили часть вод Амазонки
в Ла-Плату. На фиг. 120 изображено перемещение водораздела
вследствие перехвата р. МаЙрой части вод р. Инн.
В каждой речной системе рельеф всей системы так гармоничен,
уклоны всех притоков и главного ствола так между собою
согласованы, что уже из этого с очевидностью вытекает, что речная долина
является результатом работы самой реки, как указывает на это Плей-
фер. Поэтому всякий раз, когда мы сталкиваемся с какими-нибудь
исключениями из общего правила,—мы видим в горных странах,
в Альпах, на Кавказе, что долины притокгів своими устьями лежат
более или менее значительно выше ложа главной реки,! в которую
они впадают, и потому место впадения дает начало живописному
водопаду—перед нами естественно возникает вопрос о причине такого
переуглубления долины или вернее такого запоздания в углублении
— 209 —
побочной долины. В таких странах, как Альпы и Кавказ, которые
носят на себе явные следы более значительного оледенения, явления
переуглубления долин приводятся в связь именно с этим
оледенением; если в главном стволе ледник отступил и обнажил ее раньше,
чем в боковых долинах, то размывание началось раньше в "главном
стволе, дольше тянулось, чем в боковом, и потому этот последний отстал
в размывании от главного ствола, чего не могло бы быть, если-бы
разработка этих долин совершалась в нормальных условиях,
исключительно путем размывания без вмешательства того осложняющего
фак" ра, каким явилось оледенение.
,о своему происхождению и по условиям питания реки распа-
.даіот^я на несколько
разл^г-шых типов,
режим которых
представляет те или иные
особенности. Реки
равнинных стран, _
образовавшиеся из оврагов
и питающиеся
источниками и тающими
снегами,
характеризуются весенним
разливом и постепенным
спадом вод после
весеннего ПОЛОВОДЬ;Я.
Горные реки, питаю-. Рис. 123. Водопад Кнвач.
щиеся снегами
высокогорных областей или ледниками, представляют другой тип, тоже
сопровождаемый разливами. Третий тип это реки, питаемые озерами
и отличающиеся поэтому постоянством дебита и сравн. небольшим
количеством механически взвешенных твердых материалов. Реки,
пихаемые источниками, зависят от режима этих последних.
Самостоятельные реки изливают свои воды в моря или озера; побочные
реки, или притоки, в другие реки; известны и такие реки, которые
кончают свое существование провалами в подземные пещеры или-
иссякают в пустынях.
Реки равнинных местностей отличаются более или менее
значительной извилистостью. Характер и происхождение этих извилин
представляют ряд физико-географических проблем, от более или менее
правильного освещения которых зависит и правильное решение
вопросов регулирования течения таких рек, спрямления русла,
сохранения неизменности фарватера и т. п. мероприятий. Чтобы
Геология. 14
— 210 —
целесообразно бороться с теми или иными нежелательными
явлениями в жизни рек, напр., путем выправительных работ, путей
дамб, путем укрепления берегов или отмелей или наоборот путем
усиления их размывания, нужно прежде всего не только знать
общие законы размывания и намывания, но и внимательно изучить
естественные бытовые условия данной реки.
Извилины образуются под влиянием самых незначительных
внешних причин, каковыми являются различие в твердости горных
Рис. 124. Водопад р. Иеллостон.
пород, слагающих берега, в направлении слоистости размываемых
пород, в случайных препятствиях и т. п. Но раз под влиянием такой
причины заложена зачаточная извилина, она в силу свойств самой
реки должна расти и развиваться. Дело в том, что на всякой
извилине скорости течения распределяются таким образом, что на выпуклой
стороне течения скорость больше, а на внутренней стороне дуги
извилины она меньше. Поэтому незначительная извилина
продолжает развиваться, растет; чем она значительнее, тем больше
разница в скоростях течения и в'то время, как вогнутый берег все'
более и более размывается, на выпуклой стороне начинается процесс
— 211 —
.седиментации, возникает сначала зачаточная, затем все растущая
коса—отмель.
Кроме извилин, на реках равнин нас часто поражает резкая
разница в крутизне берегов на разных участках. И в то время, как
во многих случаях более крутые и более пологие участки берегов
чередуются без видимой правильности, у рек, имеющих
меридиональное или близкое к нему направление, в северном полушарии крутым
является правый берег, а пологим, низменным, левый, а в южном
Рис. 125. Водопад у Ореховой балки (6л. Кисловодска).
наоборот. Вспомним Волгу, Оку, Каму, Сев. Двину, и эта картина
резкой разницы между крутым обрывистым правым берегом и
обширной низменностью левого берега, за которым возвышается
аналогичная правому берегу терраса лишь на расстоянии многих верст,
от русла реки—и картина этой поразительной правильности встанет
перед нами во весь рост. А все эти заводи, староречья, озерки на
левом берегу и явные подмывы правого берега, выражающиеся в
обвалах, оползнях, красноречиво говорят за то, что Волга, Кама и Ока
и другие реки, находящиеся в аналогичных с ними условиях, долго
передвигались и продолжают передвигаться со стороны левого берега
на правый, постепенно его оттесняя и.увеличивая ширину низменной
212
равнины левобережья. Естественно было поставить себе вопрос
о какой-нибудь общей причине этой резкой разницы правобережья
и левобережья. Остроумное решение вопроса было предложено
Бэром, идея которого-затеи была развита Бабинэ; это предположение,
носящее название закона Бэра, связывает конфигурацию берегов
меридиональных рек с вращением земли и сводится к следующему:
вследствие неодинаковой скорости вращения земли под разными
широтами меридиональные реки в Сев. полушарии отклоняются
вправо, размывая энергичнее правый берег, а в Южн.—влево.
Теория Бэра не только остроумна, но и находит себе аналогию в
отклонении меридиональных морских течений и атмосферных течений,
r частности, пассатных ветров, под влиянием вращении земли. Но
некоторые отклонения от общего правила показывают, что в
выработке различной крутизны правого и левого берега могут играть
роль и другие обстоятельства; так, напр., указывали на значение
господствующих ветров, на первоначальные различия в крутизне
размываемых берегов, наконец, на взаимоотношения между
направлением потока и простиранием размываемых им высот: там, где поток
составляет острый угол с простиранием высот, идет усиленное
размывание и образование крутого берега.
Особенно важной частью реки является ее устье, где скорость
ее течения сразу резко изменяется, почти останавливается, где она
встречается с массой стоячей воды. Условия седиментации уустыі
поэтому совершенно отличны от осаждения механических материалов
на протяжении среднего течения реки. Здесь выростают дельты,
лидо, иерунгн, пересыпи и т. н. образования, благодаря которым
граница между морем и сушей резко меняется и значительно
перемещается без всякого вмешательства со стороны тех вертикальных
движений береговой линии, которые известны под названием
вековых колебаний и результатом которых являются более или менее
значительные трансгрессии и регрессии морей.
По мере роста дельты, устье реки постепенно вес дальше и дальше
выдвигается в море; в случае опускания в области дельты, речные
отложения покрываются морскими, как это констатировано буреньем
в лиманах южнорусских рек. Строение дельты, чередование в ней
материалов различной крупности и совместное нахождение речных
и морских отложений делают дельту очень своеобразной фацией,
как-бы переходной от континентального типа отложений к морскому.
Переносная способность рек зависит от скорости течения, а
отлагающая их деятельность регулируется изменениями скорости течения.
Подхватывая при более или менее значительном уклоне в своих
верховьях в сильно размываемых берегах продукты выветривания самой
— 213 —
разнообразной формы, величины и веса, река, по мере замедления
скорости ее течения, отлагает эти материалы. Так как переносная
сила реки возрастает со скоростью, то в каждом месте или в одном
и том же месте последовательно, по мере уменьшения скорости
течения, река отлагает только материалы некоторой определенной
крупности зерна; там, где отлагается крупная галька, не отлагается гравий,
песок, ил; там, где отлагается песок Определенной крупности зерна,
более мелкий песок и тонкий ил не отлагается, а уносится дальше.
Этим и объясняется та слоистость и сортированность по крупности
зерна, которую
обнаруживают
речные'
отложения. В грубых
чертах считают,
что объем
переносимых рекою
"" материалов
возрастает
приблизительно
пропорционально
6-ой степени
скорости течения;
поэтому
сравнительно
небольшое увеличение
уклона, а
следовательно, и.
скорости течения
в значительной степени повышает размывающую и переносную силу
деятельности реки. Вот несколько цифр, иллюстрирующих это: при
скорости течения в 3 д. в 1 сек.' переносится мелкая муть и глина,
6 д.-—мелкий песок, 12 д.—галька до Ѵг д. в диам., 2 ф.—галька в 1 д.
в диам., при 4 ф.—галька в 4 д., при 6 ф.—галька в 9 д.
При уклоне, большем У,ш . происходит размывание; между
VtoeoQ и Уіт блуждание и намывание; при 5—Vweooo ничего не
переносится.
Уклонъі рек очень различны, как различно и количество вод
в них; а у рек с весенними осенним половодьем и то, и другое меняется
периодически в течение каждого,года.
Количество переносимых и отлагаемых реками материалов во
многих случаях очень значительно. Так, Рейн выносит ежегодно
2 милл. куб. м. осадков, Нил—106 милл., Миссисипи—191, Аму-
Рис. 125. Выветривание нефелинового сиенита а
Хибинском массиве на Кольском полуострове.
(Фот. Н. И. Прохорова).
— 214 —
Дарья—448, Ганг и Желтая река лрибл. по 490 и т. д. По отношению
к объему воды объем механически взвешенных в реке частиц тоже очень
различен; так, напр., для Роны дают при устье Ѵюом—Уты Для
Ганга '/на и т- и- Одна из самых чистых рек—Амазонка—ежегодно
приносит в море 6 IS ми.чл. тонн; три больших китайских реки моглн-бы
заполнить Желтое море в течение 100.000 лет
В морфологи» речной долины и речного русла с его устьем есть
некоторые особенности, в которых отражаются разные стадии жизни
и работы реки. В этом отношении прежде всего следует отметать
речные террасы н дельты, лиманы и т. п. приустьевые
образования.
Речные террасы—это уровни прежнего стояния реки, которые
тянутся с некоторым уклоном, несколько отличающимся от уклона
современного ложа реки, щна поперечном разрезе речной долины
являющиеся в виде уступов в стороны современного русла; а таді,
где впадают притоки, террасы прерываются. Террасы наблюдаются
как в скалистых, так и в рыхлых берегах рек; в одних случаях они
тянутся симметрично но обоим берегам, в других они асимметрично
приурочены к одному берегу или чередуются с более или менее
значительными перерывами на обоих берегах. Когда река врезала
террасы в скалистые берега, как, напр., Арпачай на Армянском
плоскогорье, Рейс, Линц, Рейн в Альпах, верхняя терраса является всегда-
самой старой, нижняя самой молодой. Эти террасы можно назвать
террасами размывания или эрозионными; они свидетельствуют о том,
что углубление речной долины размыванием совершалось не
непрерывно, а с остановками, и каждая остановка обозначена террасой;
образованию террас размывания в некоторых случаях приходится
приписывать и тектоническое происхождение, т. е. считать их
результатом усиления размывания вследствие поднятия ложа реки.
Террасы в рыхлых породах могут быть и террасами размыва,
и террасами накопления; щебневые и галечные террасы всегда
являются террасами накопления, отложенными рекою вследствие
ослабления ее размывающей к переносной способности. Причиной
образования террас накопления могут быть тектонические явления—
поднятие базийі эрозии, или климатические условия.
У рек равнинных местностей террасообразование представляет
в общем довольно сложное явление, примером чему могут служить
наши среднерусские реки.
Одной из наиболее важных областей накопления служит у реки
ее устье, где скорость течения, а следовательно, и переносная
способность сразу претерпевает очень резкое ослабление. Вследствие этого
в горных речных системах при впадении боковой речки с более крутым
XV ВЪКЪ.
XVII ВЪКЪ.
ОСЛАКІ1,ОТЛОЖЦВШ(ЕСЯ ^fZ\
Береговые валы. S/^£
вльніе тиепія. чУлу/
хіхвъкъ.
Рис. 126. Род Дельты р. По.
— 216 —
. уклоном в главную речную долину с более пологим падением
образуется, так. наз., конусовидный'бынос (сипе de dejection);'при впадении
равнинной-реют й.озсро или в море образуется то плоское скопление
речного .материала, которое в сторону водного бассейна обрывается
более или менее круто, а в плане в грубых чертах имеет вид греческой
буквы дельты, откуда и название—«дельты». Хорошим примером
озерной дельты может служить дельта Роны в Женевском озере, Терек
в Каспийском море; примеры морских дельт дают нам Лена,
Миссисипи, Амазонская река, Желтая река, Ганг, Нил, Нева и бесчисленное
множество других рек. Размеры дельт иногда колоссальны: дельта
Нила занимает 22.000 кв. клм.; дельта Миссисипи—36.000, дельта-
Ганга и Брамапутры—86.000, дельта Лены омывается океаном на
протяжении 425 клм.; отдельные рукава достигают ширины до
10 клм. при длине в 50—100- клм. Дельты постепенно наро-
стают, выдвигаются все дальше и дальше от первоначального
устья реки, давая здесь значительный прирост 'суши. В
некоторых случаях этот прирост очень значителен. Интересной
иллюстрацией может служить дельта р. По, наростающая в настоящее-
время приблизительно на 70 м. в год: город Адрия, который при
Августе был гаванью, отстоит от берега моря на 35 клм.; Равенна при
Готах была гаванью, а теперь отстоит от моря на 6 клм.; маяк
Punta Maestra, построенный в 1882 г. в 500 м. от берега, теперь удален
от моря на 3 клм.; город Пиза на р. Арио, построенный около 1000 лет
до Р. X. при устье реки, теперь отстоит от берега моря на 32 клм.
Дельта Терека в Каспийском море наростает ежегодно на 500 м.
Интересны так же данный о дельте р. Невы, на которой расположена
значительная часть Петрограда («острова»). Если принять за основу
вычислений прирост островов в период с 1718 по 1864 г. то ежегодный,
прирост определится в 42.832 кв. м. и, след., возраст всех островов,
можно принять в 932 года. И если .отложение будет идти этим темпом
и впредь, то устье Невы окажется вынесенным к Кронштадту через.
3.320 лет.
В дельте наблюдается крутое падение и сложное чередование-
отложений различной крупности; с речным материалом в ней иногда
при поднятии моря или при его трансгрессии примешивается материал
морского происхождения. При внимательном изучении дельт можно
поэтому в них найти летопись той или иной страницы из жизни данной
реки. Это особенно важно, конечно, по отношению к древним дельтам
уже исчезнувших рек- Иногда по способу наростания дельты делят
на дельты выполнения и дельты выноса. Дельты являются настолько
естественным следствием нормальной жизни рек, что отсутствие
дельт на более или менее значительном протяжении береговой линии
— 217 —
с впадающими в нее реками, можно рассматривать, как признак
медленного поднятия омываемой данными реками области и
вызванного этим ослабления их переносной работы.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ.
Ледпшш.
Изучение работы ледников тесно переплетается с изучением
ледникового периода, и поэтому успехи в области гляциологии
неразрывно связаны с успехами в области знакомства нашего с остатками
ледникового периода.
Всем нам хорошо известны разбросанные по нашим полям камни,
так называемые, эрратические валуны, принадлежащие гранитам
и другим породам, коренные месторождения которых находятся далеко
к северу. Как они сюда попали, какая сила их перенесла на сотни
километров? Эти вопросы невольно возникали всякий раз, когда
с этими валунами сталкивались геологи. Ответ последовал из той
страны,которая и в настоящее время изобилует ледниками, и в которой
от взора внимательного наблюдателя не могли ускользнутьчгкопления,
таких богатых валунами отложений, которые живо напоминали морены
современных ледников и такие отполированные сглаженные скалы,
которые говорили о какой-то истирающей работе; страна
эта—Швейцарские и Французские Альпы. Первые научные сведения'об альпий-.
ских глетчерах дал Шейхцер, а затем в конце 18 лт. Соссюр. Начало
учению о ледниковом происхождении древних валунных отложений
и отполированных скал было положено в первойтрети 19 ст. Венетцом,
Агассицом, Шарпантье в Швейцарии. Венетц не ограничился
Альпами, а распространил свое объяснение валунных отложений, как
древних моренных отложений, и на валуны северной Европы и к нему
в этом отношении примкнули два названных автора. Но в то время,
как Агассиц по отношению к горообразованию стоял еще на точке
зрения катастроф, Шарпантье уже относил большое раслростра- •
нение ледников Швейцарии к эпохе следующей за образованием
Альп; зато в противоположность Шарпантье, который допускал только
более значительное распространение современных ледников, Агассиц
принимал уже общий ледниковый покров для северной Европы, т. е.
стоял уже на точке зрения современных воззрений. Эти возвзр'ения,
однако, не сразу получили признание; они встретились с другой
гипотезой, ведущей свое начало от Ляйелля, Мурчисона и Де-ля-Бэша
и носящей название дрифта; согласно этой теории, валуны северной
и средней Европы были разнесены плавающими льдинами по морю,
— 218 —
которое тогда, по этой гипотезе, покрывало ту часть Европы. Теория
оледенения одержала победу благодаря детальным исследованиям
ледниковых явлений в Великобритании Рамзаем, в Скандинавии
Кьерульфом и Тореллем. И доклад этого последнего в Берлинском
Геологическом Обществе в 1875 г.. когда он под самым Берлином
Рис. 127. Карта распределения ледникового покрова в Европе.
демонстрировал налегание древних валунных отложений на
отполированных скалах, может считаться моментом окончательного укрепле-
■ния теории оледенения и окончательного поражения теории
плавающих льдин. И позднее, когда постепенно стали открывать ледникорые
отложения более древних периодов, чем, так называемый, ледниковый
конца кайнозойской эры, а именно, в каменноугольнопермских
отложениях, в кембрийских Аделаиды и некоторых других, особенно убеди-
— 2X9 —
тельным доказательством именно оледенения считается одновременное
присутствие обоих признаков: и валунных отложений, и
отполированных скал, и именно налегание первых па последние, ибо такое
сочетание не может быть объяснено иначе, как действием движущихся
ледниковых масс. Для кайнозойского ледникового периода теория'
дрифта была несостоятельной и помимо этого, так как многие другие
факты говорили нам для северной и средней Европы не о море, а о
континентальном режиме. В России в семидесятых годах ледниковые
образования Финляндии были подробно описаны Кропоткиным.
Теория оледенения одержала верх. Но ведьнадо было еще
доказать, что представление о сплошном ледниковом покрове на
значительной площади северной Европы не есть простое допущение, а опирается
на какие-нибудь наблюдения на современной поверхности суши.
Невольно наши взоры обратились в сторону полярных стран, где
имеются мощные ледники, где эти ледники, сливаясь между собою,
покрывают сплошным мощным ледниковым слоем значительные
пространства не только горные, но и равнинные, представляя нам
картину того типа материкового льда, к помощи которого мы прибегаем
в нашей теории древнего оледенения. После ряда экспедиций вглубь
Гренландии с этой целью, среди которых следует особенно, подчеркнуть
Норденшельда, Пири и Нансена, этому последнему удалось в 1888 г-
пересечь южную оконечность Гренландии с востока на запад и убедиться
в том, что действительно она на всем своем протяжении сплошь
покрыта мощными льдами, на подобие того, что по нашим представлениям
должна была представлять северная Европа в ледниковый период.
Более значительное прежнее распространение глетчеров в Альпах
и ледниковое происхождение валунных отложений, курчавых скал,
за пределами современных альпийским ледников было доказано.
Ледниковое происхождение всех валунных отложений, бараньих
лбов, отполированных скал северной Европы было доказано.
Сплошное оледенение северной Европы в ледниковый период тоже было
доказано. Но тогда возник, конечно, вопрос о причине этого
оледенения, т. е. вопрос о причине ледникового периода кайнозойской эры
и ледниковых периодов вообще. На этой проблеме опять столкнулось
два различных воззрения: одни искали этой причины в космических
явлениях, и на почве этих взглядов возникла стройная теория
переменного оледенения северного и южного полушария в связи с
явлениями предварения равнодействий, развитая Адзмаром и Кроллем;
другие искали выхода в теллурических причинах, в частности, в
климатических изменениях; Уитней, Блитт, Воейков, Брюкнер развивали
эту точку зрения и подготовляли ее победу как открытием таких
периодических колебаний климата, которые дают возможность ожидать
220
:ж^
~~7;'-'?$-°.%
аналогичных колебаний значительно большего периода и большей
амплитуды, так и'доказательством того, что предположения Адэмара.
неспособны объяснить накопления громадной массы льдов,
необходимых для ледникового периода. А внимательное изучение следов
кайнозойского оледенения показывает, что оно было одновременно
и на севере, и на юге, и под экватором, и в разных современных горных
цепях. Достаточно понижения средней годовой температуры на 3—4°
и соответственно некоторого
увеличения количества
атмосферных осадков, чтобы
современные альпийские ледники
спустились до Женевы, а быть
может и до Вены. Достаточно
ср'авнительно несколько
большей высоты Альп,
Скандинавских гор и других горных
систем, чтобы этот
климатический эффект получился еще
более значительным.
Для изучения работы
движущегося льда надо
отправиться или в высокогорную
область,или в полярные страны.
Но эти два типа областей
ледниковой денудации не
тождественны. В то время, как в
горной области, где мы имеем
отдельные ледники, которые
и носят название альпийских,
ясно различается область их
. питания, область стока и
переноса и область отложения, в то время, как там более или менее, резко
разграничиваются области „скопления вечного снега и льдаи хат
ледяной поток, или язык, который из этой области питания спускается более
или менее далеко в соседнюю долину, в полярной области мы имеем
сплошной ледниковый.покров, в котором область питания и' область
стока совершенно между собою сливаются, составляя морфологически
одно целое. В известной степени переходным звеном между альпийским
и гренландским типом стоит тот, который называется скандинавским
и отличается тем, что область питания по сравнению с ледяным языком,
составляющим поток, переносящий и отлагающий моренные материалы,
очень велика, а, соответственно, ледниковый язык очень невелик.
Рис. 128. Ледник Дых-Су (Кавказ).
— 221 —
Альпийские леднику делятся в свою очередь на два типа: ледники
1-го порядка, или долинные, спускающиеся более или менее
значительно ниже снеговой линии, и ледники 2-го порядка, или висячие,
не спускающиеся ниже снеговой линии. Кроме того, различают еще
каровые ледники и регенерированные.
Для возникновения и питания' ледников требуется наличность
нескольких благоприятных условий: во-первых, средняя годовая
температура ниже 0°, чтобы могли накопляться не тающие запасы снега,
которые постепенно под
влиянием частичного
таяния и замерзания,
а также под влиянием
давления превращаются
в ту зернистую массу,
которая известна под
названием фирнового
снега, фирна; во-вторых,
необходимо ■ некоторое
достаточное годовое
количество , атмосферных
осадков, так как
примеры таких стран, как
восточная Сибирь с очень
холодным, но сухим,
климатом, we имеющая
ледников, показывают
важное, впрочем, само со1
бою понятное-значение
этого условия; наконец,
в-третьих, необходимы и топографические условия для постепенного
накопления достаточного количества фирнового снега; эти
условия—или относительная равнинность, как во многих полядных страт
нах, или в высокогорных областях такие котловинообразные участки,
окруженные крутыми склонами^ которые являются местами скопления
льда и снега не только выпадающего из атмосферы, но и накопляемого
■снеговыми завалами, так называемыми, лавинами. Только там, где.
сочетаются все три условия, и идет успешное образование ледников;
особенно наглядно это иллюстрируется оголенностью острых пиков
и крутых горных склонов, хотя^бы и находящихся в области богатой
атмосферными осадками значительно выше снеговой линии.
Как известно, при поднятии от земли наблюдается понижение
температуры, в среднем так, что аэротермический градиент, т. е. пони-
Рис. 129. Геналдонский ледник (Центральный
• Кавказ). (Фот. В. Орловского). .
_ 222 —
жение температуры на каждые 100 м. составляет пол градуса. Поэтому
область вечных снегов, находящаяся в полярных странах лочти на
уровне моря, по мере движения к экватору все повышается и, в
зависимости от средней годовой температуры и количества атмосферных
осадков, в разных местах занимает различное положение над
поверхностью земли, будучи от нее отделена сложной кривой поверхностью.
Пересечение этой поверхности с вертикальной плоскостью и есть
в данном месте снеговая линия. Теоретическая снеговая линия
определяется положением пг данной местности изотермы в 0°;
климатическая снеговая линия от этого теоретического положения более или
Рис. 130. Ледник Абрамова в Туркестане.
(Фот. П. НнэкоБскбго).
менее уклоняется в зависимости от количества атмосферных осадков;
еще более уклоняется от теоретической, представляя очень капризные
очертания, топографическая, или истинная, действительная снеговая
линия, в зависимости от условий рельефа значительно поднимаясь
над теоретическим уровнем на крутых склонах.
Геологическая роль ледника выражается, с одной стороны, в той
механической обработке горных пород, по которым он
передвигается—по ним ,мы судим о следах исчезнувших или отступивших
ледников—и с связанным с этой обработкой выпахиванием
покрывающих эти породы рыхлых отложений, с другой, в переносе и отложении
разных материалов, объединяемых под общим названием—моренных.
Как выпахиваемая и механически истирающая деятельность, так и
переносная и отлагающая обработка движущегося ледника отражается
на рельефе страны, видоизменяя его в том направлении, который
выражается термином «ледниковый ландшафтч: мягкие формы рельефа,-
— 223 —
богатые корытообразными впадинами, превращенными в озера,
сглаженные скалы, пологие округленные сглаженные выступы скал и
отдельно стоящие скалы, продольные и поперечные гряды валунных
и иных ледниковых материалов, часто превращающих равнину в
холмистую область, обилие озер, "часто соединенных между собою
протоками—вот характерные особенности ледникового ландшафта в местах,
которые были непосредственно покрыты ледниками.
Рис. 13І. Ледник Кара гом (Центральный Кавказ).
*■ (Фот- В. Орловского).
Совокупность тех твердых -материалов, валунов, крупных глыб,
песка, глины и мельчайшего ила, который падает на ледник с соседних,
горных склонов в виде осыпей или обвалов, который механически
отрывается им или от своего ложа, или от боков, который с поверхности
ледника через трещины попадает внутрь его или даже проваливается
до его основания, далее тот материал, который получается вследствие
истирания дна твердого ложа ледника или который лед волочит за собою
на нижней своей поверхности или толкает перед собою—все это вместе
взятое составляет морены. Соответственно своему положению, морены
распадаются на поверхностные, внутренние, нижние и передние;
—. 224 —_
по своему положению относительно направления движения ледника
морены являются либо продольными, либо поперечными. Наибольшее
значение для историка земли, стремящегося использовать морены для
воскрешения исчезнувших ледников, имеет конечная морена и нижняя,
или, так называемая, поддонная. Конечная морена возвышается перед
ледником в виде более или менее значительной гряды, и поскольку
она не разрушена позднейщей денудацией, она является живым
свидетелем отступания ледника, если она находится на некотором расстоя-
Рис.. 132. Древняя морена ледника Щуровского (Туркестан).
(Фот. Я. А. Преображенского).
нин впереди его оконечности или прежнего его распространения, если
ледник перестал существовать. Понятно, что конечные морены имеют
большое значение, и подробное их изучение представляет одну из задач
гляциалиста. Древние конечные морены сев; Германии, некоторых
из западных губерний России и многих других местностей хорошо
изучены. Особенно замечателен ряд конечных морен, который
обширной дугой тянется через значительную часть Финляндии от
Ботнического залива в северо-восточном направлении—так называемая, Сал-
посельга. .
Еще более важным памятником прежнего оледенения служит
поддонная морена, покрывающая значительную площадь того, что
некогда было покрыто сплошным ледником. Поддонная морена
характеризуется двумя особенностями, которые отличают ее от речных отложе-
— 226 —
ний, а также от других морен: это отсутствие сортировки, т. е.
неправильное смешениевней материалов самой разнообразной величины,
начиная от песка и тончайшей глинистой муки и кончая валунами и
крупными глыбами, и отсутствиеслоистости;'не менее важной характерной,
особенностью является также сглаженность, полировка и исчерченность
валунов. Во время существования ледника подледниковая речка все
время работает на поддонной морене и отчасти в ней, вымывая из нее
тончайшие частицы, которые в виде обильной мути выносятся
ледниковой речкой и отлагаются на аллювиальной равнине перед нею или
Рве. ,133. Морена.
уносятся очень далеко, и с другой стороны, собирая местами окатанные .
гальки в продольные гряды, давно в древних областях оледенения
известные под названием озов (по шведски as, asar).
Поверхностные морены также не лишены значения для
характеристики ледника, его движения и его строения. Обломки горных
пород, падая на ледник с окаймляющих его склонов, образуют
конусовидные скопления и только благодаря движению ледника вытягиваются
в длинные окаймляющие его гряды, носящие название боковых морен,
которые мы и можем рассматривать, как одну., из иллюстраций
движения ледника. Там, где два ледника Между собою сталкиваются
и сливаются, правая морена одного из них и левая другого сливаются
в одну общую, так называемую, срединную морену; следовательно,
Геология. 15
— 226 —
число срединных морен даетѵвозможность судить о том, из
скольких первоначальных ледниковых языков образовался данный сложный
ледник.
Отголоском и иллюстрацией движения ледников служат и те
многочисленные трещины, которыми
покрыта поверхность большинства
ледников; продольные, трещины
тянутся обыкновенно по его краям,
отделяя ледник в области боковых
морен от окаймляющих его скал;
поперечные трещины группируются,
главным образом, в местах резкогс-
изменения уклона, там, где ледник
образует ледопад; но особенно
характерны диагональные трещины,
которые служат наглядным
выражением более значительной скорости
движения в срединной части ледника
(см. фиг. 135, 136 и 136(a)). Максимальное натяжение направлено от
краев ледника к его середине; следовательно, разрыв должен произойти
Рис. 134. Валун из поддонной
морены.
Рис. 135. Трещины на леднике.
диагонально относительно направления натяжения, т. е. трещины
будут направлены от -краев ледника в сторону его середины назад.
Там, где в большом количестве сталкиваются поперечные и
продольные трещины, поверхность ледника разбита на многочисленные,
неправильные, но иногда очень живописные, пирамидальные глыбы,
_ 227 —
известные под названием сераков, представляющих такие трудности
при переходе через ледник. И расположение, и самое возникновение
трещин представляет наглядную иллюстрацию важнейшего свойства
льда, знание которого необходимо для выяснения самого факта и
особенностей движения ледника: для медленных деформирующих усилий
лед пластичен—вспомним опыты Тиндаля над изгибанием и еще
Рис. 136. Поверхность ледника Дых-Су (Центральный Кавказ).
(Фот. Ф. Левинсона-Лесеинга).
более сложными пластическими деформациями стержня из льда; для
быстрых движений лед хрупок, он при этом ломается.
Факт движения ледников вытекает уже из того обстоятельства,
что в .Альпах были найдены явные следы наступания и отступания
ледников, повидимому, впервые подмеченные пастухом Перроденом
(Perraudin), который и сообщил об этом инженеру Венетцу. Первые
систематические наблюдения над движением ледников были сделаны
Хюги, построившим для этого хижину на Унтераарском леднике, а
затем систематически производшшсьв течение ряда лете 1840 до 1870 г.
Долфюсом. Эпизодические данныя о движении ледников выводили из
случайных находок утерянных предметов или погибших при переходе
через ледники туристов и исследователей.
— 228 —
Систематические наблюдения над распределением скоростей
производили Форбс, Тиндаль, а затем и многочисленные другие
исследователи и специальные комиссии. Техника этих исследований,
простая по своему принципу, требует, однако, многих предосторожностей,
чтобы они могли дать точные результаты.
На поверхности ледника происходит сильное таяние, о размерах
которого можно судить по, так называемым, ледниковым столам.
Таянию подвергается и вся оконечность ледника, находящаяся ниже сне-
Рис. 136а. Поверхность ледника Дых-Су (Центральный Кавказ).
(Фот. В. Орловского).
говой линии. Положение оконечности ледника, иначе сказать
отступание или наступание ледника, и является функцией от взаимодействия
таяния и сползания ледника.
Под каждым ледником течет речка, которая производит некоторую
переработку материала поддонной морены. Таким путем возникают
те продольные галечные или песчаные холмы, которые известны под
именем озов, отложения перед ледником, представляющие продукты
отмучивания поддонной морены, песчаные отложения, так называемые,
зандры и т. п. образования, которые .входят в состав того, что
называется флювиогляциальными отложениями.
Механическая работа ледников называется выпахиваньем; она
сопровождается механической полировкой, сглаживанием, царапанием.
— 229 —
Рис. 137. Ледниковая полировка.
В результате получаются или гладкие отполированные поверхности,
покрытые теми ледниковыми шрамами и бороздами, по простиранию
которых можно судить о направлении движения ледника, те отдельно
стоящие закругленные
куполовидные холмы и в
особенности те, так
называемые, бараньи лбы,
которые представляют
пологие со стороны
надвигавшегося ледника
отполированные и оштри-
хованные холмы и гряды,
на передней стороне более
или менее круто
обрывающиеся; они, в
изобилии встречаются в
Финляндии, в Олонецкой
губ., напр., на островах и берегах Ладожского й Онежского озер
и придают такой местности своеобразный вид. Результатом выпахи-
ванья являются плоские, пологие корытообразные впадины и долины,
которые обыкновенно
в настоящее время
заняты озерами.
И здесь в
некоторых случаях
проявляется .результат
совместной деятельности
и ледникового выпа-
хиванья, и речного
размывания, напр., в
форме тех речных
долин, которые
первоначально были покрыты
ледником, а затем,
после его отступания,
сделались достоянием
развіывающейработыреки .Поперечный профильтаких горных рек очень
характерен: в верхней частя он имеет форму пологого плоского корыта
и носит название корытообразной долины или трога (по нем. трог-
корыто), а в нижней части он имеет форму латинского ѵ, как это и
подобает молодой реке. Место перехода от корытообразной части к
собственно речной ѵ-образной долине носит характерное название плеч.
Рис. 138. Бараний лоб на острове Суисари
на Онежском озере. (Фот. В. Тимофеева).
— 230 —
Ледниковые явления как выпахивание, так и отлгжение,
интересны для геолога не только, как характеристика ледниковой
денудации, но в особенности и потому, что внимательное их изучение дает
возможность найти в древних отложениях следы прежнего оледенения,
воскресить прежние ледниковые эпохи. И в этом отношении особенно
важным результатом и является постепенное открытие нескольких
Рис. 139. Шрамы на бараньем лбу па о. Суисари (Онежское озеро).
(Фот. В. Тимофеева).
эпох оледенения, кроме того ледникового периода, который относится
к концу кайнозойской эры и непосредственно предшествует
современной эпохе, известны ясные следы оледенения в более древних
отложениях, в каменноугольных, в кембрийских, в докембрийских.
Особенно замечательны ледниковые образования южной Африки,
Ост-Индии (Гондвана), Тасмании, относящиеся к верхнему карбону
и как будто говорящие о том, что в то время один из полюсов
земной оси находился в Индийском океане.
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ.
Моря.
Изучение мирового океана, отдельных океанов и тех краевых
их частей, которые называются морями, составляет предмет особой
отрасли знания—океанографии. Наука о морях, или океанография,
в зависимости от того, с какой точки зрения подходить к ее пробле-
— 231 —
мам, может быть рассматриваема или как часть физической географии,
или как отдел геологии. Во всяком случае, геолог не может обойтись
без океанографии, и в то же время океанография без геологической
основы является лишь одной из глав физической географии и лишь
односторонне может осветить проблемы моря.
Океанография может быть разбита на три отдела: статику,
динамику и биологию морей. Статика моря обнимает все вопросы
физико-химических свойств моря, конфигурацию и морфологию дна,
берегов и островов, вообще все вопросы, относящиеся к морю в его
стационарном состоянии. Динамика моря рассматривает явление
движения морской воды во всех их проявлениях, процессы вековых
колебаний дна и перемещений береговой линии. Наконец, биология
моря обнимает совокупность всего, что относится к населению моря:
фауна и флора морей, биономия моря, т. е. условия существования
организмов в разных фациях моря, миграции и т. п. Уже из этого
краткого перечня ясно видно, что геолог не может оббйтись безчжеано-
графии. Более того, можно без натяжки сказать, что моря и их
проблемы занимают в геологии центральное место, и что можно почти
все важнейшие геологические проблемы приурочить к изучению морей.
. В самом деле, вся историческая геология является в
значительной степени историей древних морей. Понятно, что для
правильного понимания и освещения особенностей того или иного периода
или эпохи, необходимо прежде всего знать условия жизни, статику
и динамику современных морей. Совершенно прав Тулэ, когда~он
не без горечи отмечает, что мы свободно рассуждаем о древнем
силурийском или. каменноугольном море, хотя не знаем, в сущности говоря,
что делается на расстоянии одного километра от Марселя в современном
Средиземном море.
Море—колыбель органической жизни на земле. Древнейшие
фауны—кембрийские (и докембрийские, поскольку мы о них можем
«удить) являются фаунами морскими; лишь в силуре появляются
первые представители наземных животных, и по мере развития
органического мира появляются все новые и новые наземные животныя
и растительные формы. Геология определенно указывает на развитие
органического мира из морской фауны, которая первоначально одна
существовала на земле. Независимо от геологии до известной степени
априорно в море помещали зарождение органической жизни и
натурфилософы (Онкен), и Спенсер в своей биологии.
Море, по современным представлениям о происхождении
складчатых горных систем, является колыбелью горных цепей. Всякая
складчатая горная система, по современным воззрениям, образовалась
на месте геосинклинали, т. е. такого участка древнего моря, которое'
— 232 —
долго было областью накопления осадков. Всякая новая горная цепь
поэтому представляет, так сказать, часть осушенного и раздавленного
древнего моря.
Мировое море является колыбелью материков. Все континенты,,
за исключением древнейших их остовов, состоящих из архейских
отложений, сложены из древних морских отложений, которые
последовательно, в некоторых случаях после колебательных
трансгрессивных и регрессивных движений морей, присоединялись к
суше.
Море—первоисточник денудационных процессов; если-бы не было
испарения морской воды, не было-бы атмосферных осадков, не было-
бы и денудационных процессов.
Море—место успокоения продуктов денудации. В конечном
результате, главная масса продуктов денудационной деятельности
попадает в море и так дает начало разнообразным морским отложе-
жениям, которые попадают снова в круговорот денудации лишь после
превращения данной части моря в сушу.
Море—могила древних материков.
Наконец, на дне моря происходят в обширных размерах
вулканические извержения и в настоящее время, как происходили они
и в минувшие геологические эпохи.
Многие отложения, слагающие в настоящее время сушу, в
частности, известняки, каменная соль и др., образовались в морях, и без
знания химизма современного моря условия образования этих горных
пород не могут быть поняты нами.
Приведенных указаний на геологическое значение моря
бесспорно вполне достаточно для того, чтобы убедиться, что для геолога
необходимо основательное знакомство с морем, и что, следовательно,
хотя-бы краткие сведения по статике, динамике и биологии моря
должны найти себе место и в кратком введении в геологию.
Вся водная оболочка земного шара, составляющая, так наз.,
мировой океан, распадается на океаны, или самостоятельные моря,,
и моря в тесном смысле слова, иначе сказать, несамостоятельные
моря, т. е. части океанов. Площади океанов в миллионах кв. клм.
таковы: Атлантический—79,7, Индийский—73,3, Тихий—161,1, Север--
ный Ледовитый—15,3, Южный Ледовитый—20,5; -иногда считают
за океаны только первые три, присоединяя к ним Ледовитые, как
составные части. Несамостоятельные моря распадаются на два типа:
средиземные, каковы: Средиземное море, Черное, Караибское,
и краевые моря, куда относятся—Северное, Белое, Охотское; такие
моря, как Балтийское и Красное у одних относятся к средиземным,
у других к краевым. Чем больше море отрезано от свободного сообщения
— 233 —
с мировым океаном, тем больше может оно по некоторым свойствам
воды уклоняться от типа мирового океана.
Так как древние моря играют доминирующую роль в том
материале, с которым приходится иметь дело в исторической геологии,
то знание моря является для геолога безусловно необходимым, и
часть задач по океанографии вместе с тем является и предметом
изучения геолога.
Океанография, как уже указано, изучает статику, динамику
и биологию моря; если не в полном объеме, то более или менее
значительной своей частью каждый из этих трех отделов океанографии
входит и в круг интересов геолога. В частности, наиболее
существенными проблемами моря для геолога являются: химизм моря, т. е.
химический состав морской воды и происходящие на дне морей
химические процессы; участие морских организмов в процессе
накопления отложений; механическая работа размывания; перемещения
береговой линии и движения дна морей; вулканические процессы
на дне морей; наконец, условия, определяющие распределение жизни
в морях.
Начало изучению морей было положено кругосветными и
дальними плаваниями конца 18 и начала ]9 столетий, из которых назовем
Джемса Кука (1772—1885), Джона Фипса (1773), Росса; из русских
мореплавателей 18-го ст. и первой половины 19 ст.—Беринга,
Крузенштерна, Коцебу, Васильева, Лисянского, Лютке, а в новейшее время
Макарова. Главные моменты в развитии современной океанографии—
это систематическая сводка о ветрах и течениях американца Мори в
1848 г., изобретение глубоководного лота Бруком в 1854 г., первый
аппарат глубин Мори в 1857 г., наконец, достопамятное плавание
корабля Челленджера под общим руководством Уивиль Томсона
и Мё'ррея, снаряженного по инициативе Гексли, Эренберга и Мшіьн
Эдвардса. Наблюдения в течение 1872—1876 г.г. и многотомные
труды этой экспедиции послужили образцом для целого ряда
многочисленных экспедиций, снаряженных разными странами, в том числе
многолетние плавания яхты принца Монакского, «Принцесса Алиса».
Последней.; стадией океанографии является учреждение принцем
Монакским'в Монако и при Сорбонне в Париже Океанографического
Института и международная кооперация по некоторым вопросам
океанографии.
Статика моря.
Из вопросов статики моря для геологии имеют значение:
распределение глубин и рельеф морского дна, состав морской воды и
происходящие в море химические процессы, распределение темпера-
— 234 —
тур в морской воде, световые условия в морской воде, распределение
осадков.
Морфология морского дна, поскольку ока освещена
глубоководными измерениями, показывает прежде всего, что представление
о морском ложе, как о громадной впадине, должно быть оставлено;
морское ложе мирового океана в такой же мере выпуклое,
соответственно общему облику земного шара, как и поверхность суши. Далее
рельеф морского дна представляет известную аналогию с рельефом
■ — 236 —
суши в том смысле, что там имеются уступы, имеются склоны не
меньшей, а б. м. даже большей крутизны, чем на суше, имеются
положительные и отрицательные формы рельефа в виде горных хребтов,
плоскогорий и глубоководных впадин. Но различие между рельефом
морского дна и рельефом суши заключается в том, что на дне
морей отсутствует та мелкая скульптурная обработка рельефа,
тот микрорельеф, как можно было-бы сказать, который является
продуктом деятельности денудационных процессов; на дн& морей
имеются лишь крупные черты рельефа в том виде, в каком они
получаются в результате тектонических или вулканических процессов,
лишь в некоторых случаях видоизмененные движением рыхлых
наносов по склонам, вследствие силы тяжести или землетрясений.
Другая особенность, уже отмеченная нами в другом месте, это
асимметрия рельефа морского дня, выраженная в эксцентрическом
и случайном расположении отдельных глубоководных впадин.
Наконец, характерной особенностью морского ложа по сравнению с сушей
является преобладание значительных глубин, как видно на
схематической диаграмме.
Если-бы мы представили себе весь мировой океан в виде впадины
с горизонтальным дном и вертикальными стенками, то высота этих
стенок была-бы приблизительно в 3.500 или даже около 4.000 метров;
такова иными словами средняя теоретическая глубина моря, между
тем, как средняя высота суши не превышает прибл. 700 метров, т. е.
материковая глыба с вертикальными стенками и плоской вершиной
возвышалась-бы над уровнем моря всего на 700 м.
Измерение глубин производится при посредстве глубоководного
лота; точность измерений сделала значительные успехи со времени
применения к устройству глубоководного лота принципа, впервые
приложенного Бруком.
Примером химического состава морской воды может служить
следующий анализ одного из образцов воды Атлантического океана:
NaCi 27,3726
КС1 . . . . 0,5921
RbCl 0,0190
CaSO, 1,3229
MgS04 2,2437
MgCl2 3,3625
MgBrs 0,0547
CaCO, 0,0625
FeC03 0,0026
SiOg __^_^ - - - - ■ j_-_l. • °-0149
Итого У ...... . ."7. '. . 7'35,0475
— 336 —
Здесь NaCl составляет 78,6% всего состава солей, а углекаль-
циевая соль лишь 0,1%.
Кроме этих главных составных частей, в морской воде находится
много элементов в ничтожно малых количествах; но благодаря
жизнедеятельности растений и некоторым химический реакциям происходит
концентрация некоторых из этих элементов, имеющая значение для
объяснения образования некоторых рудных месторождений морского
происхождения. Так, бор найден взоле2озіега marina и Fucusvesiculusus,
в тканях Pocillopora и Heterospora накопляется медь, у других свинец
или цинк, у некоторых в довольно большом количестве марганец,
чем и воспользовался Соколов в своем объяснении образования
марганцевого месторождения Никополя на-юге России.
Концентрация элементов, входящих в состав морской воды
в ничтожных количествах, происходит также в накипи судовых
котлов.
На разных глубинах вода имеет несколько различный состав;
в особенности отличен состав воды, пропитывающей рыхлые отложения
дна.
Большую роль в химизме морской воды играет органическое
вещество и в особенности углеаммиачная соль, являющаяся
результатом жизнедеятельности организмов; углеаммиачной соли,
выделяемой, напр., моллюсками в результате ферментативных процессов,
приписывают выдающуюся роль в образовании углекальциевой соли,
идущей на образование раковин этих животных.
Большой интерес с точки зрения биологии моря представляют
растворенные в морской воде газы. Вследствие большей растворимости
кислорода по сравнению с азотом, вода извлекает из воздуха
значительно больше кислорода; в то время, как в воздухе 21% кислорода
и 79% азота, в пресной воде эти отношения в среднем 35% и 65%,
а в морской 33,9 и 66,1%. С глубиной количество кислорода убывает.
Заметим, что растворенные в морской воде газы на всех глубинах
находятся лишь под давлением одной атмосферы. Принимая во
внимание дыхание животных и растений, надо предположить, что в
морской воде должна быть в свободном состоянии и углекислота; вероятно
значительная ее часть входит в состав бикарбонатов, но вопрос этот
еще недостаточно изучен.
Замечательно присутствие в Черном море, начиная с глубины
в 183 м., сероводорода, количество которого с глубиной возрастает,
достигая на глубине 2166 м. 6,55 куб. сант. на литр воды, благодаря
чему, начиная с глубины в 200 м., в Черном море нет органической
жизни. Это замечательное явление, открытое при океанографическом
исследовании (Андрусов, Лебединцев и Шпиндлер) Черного моря,
— 237 —
не только интересно само по себе, "но и важно для объяснения
некоторых древних отложений, напр., граптолитовых силурийских
сланцев.
Химический состав морской воды однообразен на пространстве
мирового океана. В среднем, солей содержится в морской воде 3,5%;
уклонения в сторону повышения солености наблюдаются в некоторых
морях, напр., в Средиземном, вследствие того, что в нем происходит
усиленное испарение, постоянно пополняемое притоком воды из
океана через Гибралтарский пролив, т. е. до известной степени
наблюдается тот же процесс, который привел в Карабугазском заливе
Каспийского моря к такому значительному возрастанию концентрации,
что там. уже идет процесс самопроизвольного отложения солей.
Изменение солености в сторону понижения концентрации раствора
наблюдается в таких внутренних морях, которые принимают в себя
значительное количество рек и имеіот очень ограниченное сообщение
с океаном, как, напр., Балтийское море. Частичное опреснение на
поверхности наблюдается также при впадении рек и в полярных
морях от большого количества тающих льдов.
Образцы вод с разных глубин добывают при незначительных
глубинах при посредстве бутылки Кильской комиссии, а при более
значительных помощью прибора Мейера.
Некоторые различия в солености находятся в связи с морскими
течениями; в области пассатных ветров соленость максимальная.
В морской воде констатировано более 32 элементов; невидимому,
там можно найти все элементы, конечно, многие из них лишь в
ничтожных количествах. Однако, и ничтожное, с трудом уловимое
деликатными аналитическими приемами, содержание некоторых элементов
на самом деле означает колоссальное абсолютное их количество во
всей массе морской воды. Так, напр., ничтожное содержание золота
в морской воде означает, однако, такое количество, которого хватило-
бы на все потребности человечества на много тысячелетий.
Как распределены между собою господствующие в морской
воде кислотные и щелочные радикалы, об этом обыкновенный валовой
анализ сам по себе ничего не говорит; обыкновенно принимают
существование следующих солей: NaCl, MgCla, KG, MgSO(, CaSOt,
KaSOs, NaBr, MgBra, CaC03, MgCOs, Na^COj, и нек. др.
Господствующую роль играет хлористый натрий.
Соленость морской воды определяется или непосредственно
при помощи твердого остатка в определенном объеме воды, или при
помощи коэффициента хлора, или при помощи плотности и в частности,
так наз., коэффициента плотности. Коэффициент хлора—это количество
хлора в определенном объеме воды для нормальной морской воды.
— 238 — ■
г г л вес всех солеи , ОЛ- , Ог\ео
Коэффициент хлора -- — =1.807—1.8058
^ѵ r нес хлора
„ , . вес солей , ~, п
Коэффициент плотности ;-= 131,9
4 т ч уд. вес— L '
Плотность морской воды с глубиной возрастает; так, если она
на поверхности равна 1.0281, то на глубине 1000 м, она достигает
1.0326, а на глубине 5000 м.—1,0511. Организмы больших глубин
к этому приспособляются.
По сравнению с речной водой, в которой преобладают карбонаты
и сульфаты, господство среди солей морской воды принадлежит
галоидам, в частности, хлоридам, как показывает следующая табличка:
Название солеіі. Речная вода. "Морскаявода.
Карбонаты 60,1 0,3
Хлориды 5,2 88,7
Сульфаты 9,9 10,8
Прочее 24,8 0,2
Приведенные цифры, невидимому, говорят против возможности
объяснять накопление всех солей морской воды из впадающих,в них
рек, даже, если принять во внимание те химические и биохимические
процессы, которые, конечно, в значительной степени изменяют
соотношение солей. Поэтому попытки определять возраст земли на
основании количества хлористого натрия в морской воде, как это делает
Джоли, должны быть признаны по существу неправильными.
Вопрос о происхождении солей морской воды пока остается открытым,
хотя, повидимому, вряд-ли можно сомневаться, что океан в момент
своего зарождения уже заключал в своем составе значительное
количество солей, а не являлся пресным.
Геолога, при рассмотрении химического состава морской воды,
прежде всего интересует вопрос о связанных с этим химических
и биохимических процессах'. Среди древних морских отложений
наиболее важными являются каменная соль и гипс с их спутниками,
известняки и доломиты, некоторые кремнистые отложения; и в
современных морях пелагические отложений состоят из углекальциевой
соли и из кремнезема. Количество этих соединений в морской
концентрации не таково, чтобы могло происходить непосредственное
осаждение из раствора; очевидно, для образования таких отложений
требуется наличность особых условий. Каковы-же эти условия?
Для каменной соли и ее спутников это отшнуровывание таких краевых
частей, в которых могло-бы происходить значительное увеличение
концентрации раствора; в этом заключается, так наз., теория барроа
для объяснения залежей морской соли, принадлежащая Оксениусу и
— 23S —
имеющая свою иллюстрацию в Карабугазском заливе; для
известняков и доломитов или кремнистых отложений—это
жизнедеятельность морских организмов как животных, так и растительных. Заметим
мимоходом, прежде чем остановиться на условиях образования
залежей солей, известняков и т. п. морских отложений, что при выветри-'
ваши происходит обогащение остаточных образований магнезией,;
а известь переходит в более значительном количестве в раствор;
поэтому относительное количество извести по сравнению с магнезией
постепенно возрастает и можно предположить, что первоначально
извести в морской воде не было, о чем б. м. свидетельствуют морские
организмы кембрийского моря, имевшие не известковые покровы,
как их потомки, а хитиновые; можно поэтому, как это делает Дэли,'
говорить о безизвестковом докембрийском и отчасти кембрийском
океане.
' О происходящих в морской воде химических процессах говорят
не только те отложения, которые требуют особых условий, но и такие,
которые совершаются на дне открытого моря без участия организмов..
Там в красной глубоководной глине образуются великолепные
кристаллы филипсита, шабазита; на дне морей образуется глауконит
«фосфаты, в глубоководных отложениях в большом количестве
встречаются почковидные концентрически-скорлуповатые марганцевые
конкреции, состоящие на 70% из окислов марганца и окислов железа,
приблизительно поровну, затем из кремнезема и глинозема и
содержащие, кроме того, цинк, таллий, молибден, никкель, кобальт и нек. др.
элементы; конкреции эти наростают всегда вокруг какого-нибудь
постороннего тела, обломка раковины, зуба, пемзы; размеры их
колеблются от неск. сантим, до глыб в 10 клгр.; однажды Челленджер
одной драгой сразу поднял 508 клгр. Марганцевые конкреции особенно
распространены в Тихом и Индийском океанах. Местами, напр., под
Гольфштремом, количество марганцевых отложений как в виде
мелких и крупных стяжений, весом иногда до многих килограммов,
так и в виде рыхлого землистого отложения на костях, зубах и
других лежащих на дне предметах, очень велико. О химических
процессах говорит и факт очень значительного количества
известковых раковин на дне; раковины мертвых организмов на своем пути
от поверхности до дна в более или менее значительном количестве
растворяются в морской воде; за счет этой растворенной углекаль-
циевой соли образуются те кокколиты, рабдосферы и другие
известковые образования, которые представляют осадки из раствора, а не
органогенные отложения. В значительных размерах происходит
в морской воде замещение извести магнезией в тех известняках,
которые образуют рифы или банки. Особенно успешно идет этот
— 240 —
процесс доломитизации в коралловых известняках, состоящих из
арагонита; лабораторными опытами Клемана было установлено, что
в теплых магнезиальных растворах арагонит сравнительно легко
доломитизируется.
Распределение тепла в морях представляет значительный интерес
для геолога; не менее важно оно для понимания биохимических
условий в морях и для практической зоологии, напр., для морского
рыболовства. Наконец, отношение моря к солнечной теплоте имеет
также очень важное значение в климатологическом отношении. Всем
хорошо известно умеряющее действие моря на климат, на суточные
и годовы.е колебания температуры;. объясняется оно чрезвычайно
высокой теплоемкостью воды по сравнению с другими веществами,
по сравнению в особенности с воздухом. Теплоемкость морской воды
лишь немного меньше, чем у пресной. Отношение количества тепла
в единице объема морской воды при солености в 3,5% и уд. в. в 1.027
к количеству тепла в воздухе, принимая его удельный вес за 0.00129,
будет 3117:1, т. е. 1 кб. м..морской воды отдает при охлаждении на
1°такое количество тепла,которое способно поднять на 1°температуру
3000 кб. м. воздуха.
Температура на поверхности моря очень различна в разных
местах и всецело зависит от климатической зоны; но в общем можно
сказать, что около половины всей поверхности мирового океана
имеет температуру около 20°, а 40% этой поверхности даже 24°;
максимальная температура на поверхности моря наблюдается в летние
месяцы в Красном море и в Персидском заливе, где она доходит до
35°, т. е. до температуры горячей ванны.
По мере углубления в толщу морской воды от поверхности
наблюдается, вообще говоря, понижение температуры, что, конечно,
хорошо известно всякому, кто бывал на берегу моря: при ветре
с моря, нагоняющем поверхностную более теплую воду, вода теплее;
при ветре с суши, вода холоднее вследствия поднятие на поверхность
воды с некоторой глубины.
При измерении вертикального распределения тепла в морях
обнаруживаются интересные факты. В верхних 100 или 150 метрах
наблюдаются колебания от солнечного нагревания; дальше идет
уже прогрессивное понижение температуры, сначала до 1000 м.
сравнительно быстрое в тропическом поясе около 15° до 20°, на следующей
тысяче метров уже только от 2° до 4°, наконец, начиная с 2000 м. на
каждую тысячу метров не более 0,5° до 1°. Отсюда вытекает, что ниже
1000 м. наблюдается значительная толща воды с равномерной
температурой от 3° до 8°. Но самым замечательным фактом,открытым
систематическими измерениями температуры на разных глубинах, является
— 24] —
тог факт, что на дне морей и в нижней части морской толщи
температура около 0°с колебаниями от— 2° до-\- 2° прибл., независимо от
широты. Это можно себе объяснить, как следствие той общей вертикальной
и горизонтальной циркуляции морской воды лосле ледникового
периода, которую можно изобразить,
как медленное передвижение
холодной полярной воды по дну океана по
направлению к экватору.
Если принять во внимание, что
лорские организмы особенно
чувствительны именно к температурным
условиям, то мы придем к заключению,
которое и подтверждается
наблюдениями,-что фауна больших глубин
должна быть однообразна на всем
протяжении мирового океана, независимо
от широты. Это имеет громадное
значение для исторической геологии, так
как показывает, что глубоководные фауны, вследствие своего
однообразия, должны быть особенно пригодны для параллелизации
древних отложений.
Совершенно иную картину представляют замкнутые или
средиземные моря. В них температура в вертикальном направлении рас-
Рнс. 141. Кривая вертикального
распределения температур вморях.
14
Ш
1000
' 1Б0О
гш
iwo
Р£ ШЖ
___.» шжВ
\"^--Шж
» ШШт
§j§j
т
■..
?£"£—
u— «а
Ш------
ШЯШЬ». 12S
Рис. 142. Вертикальное распределение температур в Атлантическом океане
(налево) и Средиземном море (направо).
пределяется в зависимости от плотности воды: по мере охлаждения,
более холодная вода, как более плотная, опускается вниз, заменяясь
более легкой теплой водой до тех пор, пока температура на
поверхности не опустится ниже 4°-—температуры. максимальной плотности
воды. Поэтому в таких морях, как и в озерах, температура на дне будет
Геология. 1й
— 242 —
соответствовать наиболее низкой температуре, которая набІПодалась
за время данного водного бассейна па его поверхности. Мы имеем,
следовательно, в этом распределении температур своего рода
геологический термометр; и если температура в Средиземном море на
глубине 2500 м. 12,5", в то время, как на той же глубине в Атлантическом
океане она опускается до 3,І°, то это означает, что на поверхности
Средиземного моря температура не опускалась за время его
существования ниже 12,5°. В виду большого интереса и значения, которое
представляет распределение тепла в морской воде, неудивительно,
что было уделено достаточно внимания усовершенствованию
термометров, пригодных для определения температуры на больших глубинах
и дающих возможность определять температуру каждого данного
слоя морской воды на той или иной глубине. Наиболее
распространенными термометрами являются опрокидывающиеся термометры
Казелла или Негретти и Замбра; применяются также и
термоэлементы.
С точки зрения биологии моря интересно отношение морской
воды к солнечному свету. Собственный цвет морской воды синий
вследствие поглощения красной части спектра. Изумрудно-зеленый,
грязно-желтый цвет, вообще всякая другая окраска морской воды
происходит отмеханически взвешенных в ней частиц или от
многочисленных мелких планктонных организмов (зеленый цвет); поэтому
синие пятна на зеленом фоне моря являются своего рода пустынями,
лишенными организмов. Так как ассимиляция углекислоты
растениями требует именно красной части спектра, которая морской водой
поглощается, то морские водоросли не могли-бы существовать даже
на небольшой глубине, еелиб у них не было особого пигмента-фико-
эритрина, который обладает способностью синие и зеленые лучи пре-'
вращать в красные и оранжевые. Для чего существуют хлорофилловые
клетки у некоторых морских животных, пока не выяснено. В
значительной толще морской воды поглощается и синезеленая часть спектра,
т. е. видимые солнечные лучи сквозь нее не проникают. Опытами
Фореля и других установлено, что непосредственно видеть
предметы сквозь морскую воду можно приблизительно до глубины в 40 м.;
до глубины около 80 м. проникает часть рассеянного света;наконец,
до 400 м. проникают еще актинические лучи, действующие
на-фотографическую пластинку. Но ниже морские пучины представляют
темное, безмолвное царство, отнюдь, однако, не лишенное организмов.
Единственным источником света на больших глубинах и на дне
является фосфорический свет, издаваемый многими морскими
животными преимущественно рыбами—на поверхности фосфоресценция
производится простейшими планктонными.
— 243 —
Биология моря.
Жизнь морей представляет для геолога выдающийся интерес.
Целым рядом нитей вопросы биологии моря переплетаются с
проблемами геологии. Историческая геология в значительной своей части
является'йсториейдрсвпих морей; среди остатков ископаемого
органического мира наиболее крупное место занимают морские организмы.
'Значительная часть древиихморских отложений, известняки, доломиты,
отчасти некоторые глины, обязаны своим происхождением
жизнедеятельности организмов или скоплению твердых образований
животных или растений после их смерти. Неудивительно при этих условиях,
что знание современного населения морей и в особенности знание
распределения их по разным фациям и связь особенностей населения
разных участков моря с его физико-химическими особенностями,
одним словом, то, что понимается под термином биологии моря,
или биономические условия в морях, не может не привлекать к себе
самого серьезного внимания геолога.
Вся совокупность организмов, населяющих море, объединяется
иод общим названием галобиос, в отличие от населения суши-
re о б и о с и населения пресных вод—л и м н о б и о с. В свою очередь
галобиос распадается на три группы: население дна и ближайших
к нему нижних слоев воды—это бентос, в состав которого входят
прикрепленные к своему местожительству животные, напоминающие
в этом отношении растения—это сидячий бентос, и формы, ползающие
по дну—это бродячий бентос. Та часть животных, которые плавают,
и. следовательно, обладают способностью свободного перемещения,
составляет нектол; очевидно, что нектонные формы входят как
в состав населения больших глубин, так и поверхности и средних
слоев морской воды. Наконец, важной основной частью населения
моря, обнимающей как простейших животных, так и растения,
являются те, которые пассивно держатся на поверхности, это, так
наз., планктон, элементы которого не обладают способностью
свободного передвижения, а лишь пассивно держатся на поверхности,
повинуясь течениям и другим движениям морской воды; благодаря
существованию у них особых гидростатических аппаратов они способны днем
несколько погружаться в воду, а когда темнеет, всплывать на
поверхность. Между бентосом, нектоном и планктоном существуют некоторые
переходы вследствие того, что личинки, яйца и споры некоторых
бентонных форм принадлежат к составу нектона или планктона.
Планктон, который, кстати сказать, существует и в пресных водах,
имеет очень важное значение, как источник накопления отложений
на большом пространстве дна открытого моря. Как это впервые было
*
— 244 —
установлено экспедицией Челленджера, все ложе океана, находящееся
за пределами примерно 400 клм. от берегов, куда, следовательно, не
доходят «терригенные» материалы, приносимые реками, за вычетом
тех наиболее значительных глубин, которые покрыты красной
глубоководной глиной вулканического происхождения, покрыты
глубоководными илами, скоплениями бесчисленного множества
твердых образований планктонных животных и растений. Сюда
относится глобигериновый ил, билокулиновый, радиоляриевый,
диатомовый. Размеры этих микроскопических организмов ничтожны.
Легко себе представить какое громадное количество неделимых
потребно для образования таких отложений, если принять во
внимание, что, напр., значительная часть Берлина находится на
древнем диатомовом отложении. Правда, накопление этих глубоководных'
илов совершается с необычайной медленностью; отношение скорости
отложения речного или пустынного песка, морского известняка
и глубоководного ила приблизительно таково: 1000:10:1
Характерной особенностью твердых образований планктонных
животных и растений (у глобигерин, билокулин и известковых
водорослей твердые образования состоят из углекальциевой соли,
у радиолярий и диатомовых водорослей из кремнезема) является
красивая и сложная их форма—узорчатость. Геккелем издан альбом этих,
форм под названием «Красоты природы», дающий многие интересные
мотивы для орнаментации. Другой отличительной чертой является
ничтожный вес тела животного, состоящего в значительной степени
из воды,- Наконец, особенно характерна у них особенность свечения,
благодаря которой поверхность моря в темную ночь, особенно при
движении, светится. красивым фосфорическим светом. Эта
способность свечения очень живуча, как показывают опыты Тарханова:,
впрыскивая морскую воду со светящимися, животными под.кожу
лягушке, он получал светящуюся поверхность у лягушки;
разведенная на желатине настойка светящихся организмов давала светя-1
щуюся пластинку—-замечательный холодный источник света.
Фосфоресцирующие организмы, по замечанию Дюбуа, являются наиболее
совершенным источником света, так как до 80% испускаемых ими
лучей являются световыми, между тем,;как самые лучшие искусственные
источники света дают лишь 25—50% световых лучей, остальное
теряется в виде тепловых лучей.
Пелагическая фауна, т. е. население открытого моря, состоит,
конечно, не только из планктона, который' придает ей такой
своеобразный характер, а. содержит также много нектонных форм,
рыб, моллюсков, ракообразных, медуз, наконец, крупных
млекопитающих. Поэтому костикитообразных и зубы акул являются обыч-
— 345 —
ной примесью к планктонному материалу в глубоководных
отложениях.
С геологической точки зрения нектон не представляет чего-
либо однородного; он наблюдается повсюду в морях, входит в состав
населения всех фаций моря, повсюду играет ту или иную роль.
Наоборот, бентос представляет некоторые характерные особенности,
заслуживающие внимания при изучении не только дна современного
моря, но и отложений древних морей. Бентос делится на сидячий
и бродячий; первый (кораллы, морск. лилии, губки, плеченогие,
двустворчатые) обнимает формы неподвижные, прикрепленные и, след.,
"в" ископаемом состоянии, находится в отложении, на котором он
•жил. ,
Глубоководные отложения распадаются на шесть родов: глоби-
гериновый ил, билокулиновый ил, птероподный ил, диатомовый ил,
радиоляриевый ил, красная глина. Между ними существуют пере^
ходы, и границы не так резки, как они обыкновенно изображаются
на картах.
Систематическое изучение морских отложений ведет свое начало
от экспедиции Челленджера, литологические материалы которой
были обработаны Мёрреем и Ренаром. Им предшествовала литоло-
гическая карта морей Делесса, обнимающая по преимуществу
прибрежные отложения французских морей, ряд наблюдений и
исследований морских отложений, сделанных путешественниками и
мореплавателями, напр., Джемсом Россом в 1845—47 г.г. Следует отметить
еще более ранние работы Марсильи с 1680 г. по 1725 (Физическая
история морей). Наконец, нельзя обойти молчанием и того
обстоятельства, что уже в древности придавали значение изучению морских
отложений и даже указывали на практическое значение этого. Так
Геродот за пять столетий до Р. X. указывал на то, что мореплаватель
при приближении к Александрии мог путем определения глубины
и наблюдения над образчиком отложения, которое лот доставлял
с данной глубины, определять, на каком расстоянии от берега он
находится. Полибий в 204—122 г.г. до Р. X., исходяиз того факта,
что море покрыто отложениями, приносимыми реками, пытается
определить, сколько потребуется времени для заполнения этими отложениями
Азовского и Черного морей. Сграбон подметил уже определенный
порядок в распределении речных отложений на дне моря; более грубые
материалы располагаются ближе к берегу, более тонкие дальше от
него.
МЁррей и Ренар делят все морские отложения на две группы:
под названием терригеновых, или континентальных, они понимают
те отложения, которые приносятся реками или отрываются от морских
— 246 —
берегов размыванием: прибоем, течениями и приливо-отливамн; это,
след., отложения, состоящие из материалов, происходящих с суши;
они окаймляют более или менее широкой полосой все острова и
материки, простираясь местами до 400 клм. от берегов. Вторую группу
отложений составляют те, которые лежат за этими пределами, т. е.
покрывают те части океанов, куда не достигают терригеиозые мате-
Рііс. 143." Карта распределения отложений в океанах (по Шокальскому).
риалы; это отложения' глубоководные, абиссальные или
пелагические, т. е. отложения больших глубин и открытого
моря; абиссальные отложения обнимают два типа: глубоководную
красную глину вулканического происхождения и различные
органогенные ильт, образованные планктонными микроскопическими
животными и растениями {по франц. vase, по англ. ooze, по нем. ScMick).
К этим двум группам отложений надо еще присоединить рифовые
отложения известняков, т. е. коралловый известняк, мшанковый,
литотамниевый.
— 24ч —
На границе этих двух групп отложений несомненно находится
полоса переходных отложений, состоящих как из пелагического,
так отчасти из терригенового материала, как это было установлено
Кайе для мела. Кргоммель и Андрэ определенно различают три
группы морских отложений: 1) литоральные, соответствующие
континентальному цоколю, 2) гемипелагические, покрыиающие мепко-
Рііс. 143а. Карта распределения отложений в океанах (по Шокальскому).
водную и часть глубоководной области морского ложа (французы
называют ее неритической и батиальной) и 3) эвпелагическую,
т. е. собственно пелагическую или абиссальную. Терригено-
вые отложения покрывают часть морского дна окаймляющею
материки полосою, ширина которой достигает 400 клм'. Вся
остальная часть морского дна покрыта пелагическими отложениями.
По приблизительному подсчету, на долю терригенных отложений
приходится, 25% ложа мирового океана, на долю пелагических
75%, которые распределяются следующим образом: глобигерино-
— 248 —
вый ил 30%, диатомовый б%, радиоляриевый 3% и красная
глина 36%.
Не входя в подробное перечисление разных типов отложений,
отметим только, что классификация с точки зрения фаций по глубине-
может быть довольно детальна и разнообразна. Так, напр., Тулэ
различает семь зон: берег, пляж, литторальную область (20 м.),
континентальную платформу (20—200 м.), переходную область (200—500 м.),
неглубоководную (до 1000 м.) и глубоководную, или абиссальную
(глубже 1000 м.). Иногда довольствуются тем, что различают четыре
зоны, имеющие практическое значение для толкования отложений
древних морей, прибрежную, или литторальную, неритическую, или
мелководную, и батиальную, или полуглубоководную, и абиссальную.
Классификация Мёррея и Ренара требует некоторых дополнений.
Как показали исследования Кайе над мелом, существует зона
отложений переходных между типично пелагическими и типично тер-
ригенными; мел представляет такое переходное отложение, состоящее-
как из фораминифер,- аналогичных современной глобигериновой
зоне, так и из терригенового материала в виде прекрасных мелких
кристалликов минералов, которые могут быть выделены из мела
отмучиванием. Кроме того, повсеместное распространение диатомей
и глобигерин показывает, что глобигериновым и диатомовым илом,
можно назвать только те отложения, в которых процентное
содержание, этих организмов достигает значительной величины, по
крайней мере нескольких десятков процентов. Слабой стороной всех
классификаций рыхлых отложений, в том числе и морских, является
отсутствие строго определенной группировки этих отложений по
крупности зерна;.в этом отношении предстоит еще некоторая работа,
которую по отношению к наземным отложениям и к морским отчасти
сделали Тулэ, Де Гер, Туиин и нек. другие. По крупности зерна
морские отложения делятся на пески, илистые пески, супесчаные илы
и илы.
Терригеновые илы по цвету распадаются на синие, зеленые
и красные; цвет обусловлен, во первых, органическим веществом и
сернистым железом, во вторых, зернами глауконита, втретьих, окислами
железа.
Терригеновые материалы обнимают не только те обломочные
отложения, которые приносятся реками, но и те, которые происходят
с океанических островов; сюда относятся песчаники и илистые
отложения около вулканических островов и такие же отложения около
островов коралловых.
Примесь терригенового материала в пелагических отложениях
может наблюдаться и далеко за пределами той пограничной полосы,
— 24& —
куда, как в мел, доходят еще некоторыетерригеновыематериалы,
принесенные реками: более тонкие,пылеобразныечастйЦы попадают в виде
пыли из атмосферы (особенно характерна, так наз., пассатная пыль),
более крупные разносятся по морю плавающими льдинами, которые,
отрываясь от полярных ледников, увлекают с собою и моренные
материалы.
Мёррей и Ренар нашли, кроме того, в пелагических отложениях
довольно заметную примесь мелких металлических железных зернышек
и пылинок, которые они считают за космическую пыль. Следует
также отметить и вулканический пепел.
Красная глубоководная глина, покрывающая больше половины
ложа Тихого океана, залегающая также на дне Индийского и в меньшей
степени'на дне Атлантического океана, была открыта экспедицией
Челленджера на глубине 5011 м. между Канарскими и Антильскими
островами. Главной составной частью красной глины служит водный
силикат глинозема, окрашенный окислами железа, в Тихом океане
богатый окислами марганца. В красной глине много посторонних
тел, марганцевые конкреции, зубы акул, обломки раковин, разные
обложки минералов, магнетита, кварца.и др., кристаллы филлипсита,
кусочки пемзы, палагонит. Тулз считает красную глубоководную глину
за окончательный продукт разрушения самых разнообразных морских
илистых отложений, а не только за вулканический продукт, как это
было первоначально высказано Мёрреем.
Область мелкоморья отличается частой сменой фаций и
большим литологическим разнообразием покрывающих его отложений.
В отличие от этого абиссальные отложения обнаруживают большое
однообразие. Так, напр., Тихий океан в общем представляет область
красных глин с отдельными островами глобигеринового или ради-
оляриевого ила, а Атлантический океан покрыт преимущественно
глобигериновым илом.
Динамика мора.
Динамика моря обнимает все виды движения морской воды
и механическую работу, ими производимую. Волны, прибой, приливо-
отливные движения, ■ поверхностные морские течения и глубокая
циркуляция, компенсационные токи в проливах, вот из чего слагается
эта динамика, вызываемая действием ветра, неодинаковой
плотностью морской воды в разных местах и космическим воздействием
притяжения луны и солнца. Составляя важный объект научной и
практической океанографии, динамика моря затрагивает геологические
проблемы только постольку, поскольку она выражается в механн-
250 —
Sb*^
Рис. 144. Схема залегания грубых и тонких береговых отложений при
последовательном наступании и отступании моря (по Рюто).
— 261 —
ческом разрушении берегов, в прибрежной седиментации, и поскольку
она в виде морских течений оказывает известное влияние на
распределение морских организмов. , .
Механическая разрушительная работа моря очень значительна
особенно на крутых берегах; об. ее размерах можно судить, с одной
стороны, по тому давлению, которое оказывает на породы, слагающие
берег, разбивающаяся о них прибойная волна; еще нагляднее
цифровые данныя о размерах морского размывания. Так, напр., на берегах
Лаыанша размывание местами достигает 2 м. в год; остров Гельголанд
потерял от морского размывания в течение десяти столетий около
аД своей площади.
Механическая абрадирующая работа моря, конечно, в
значительной степени еще возрастает при трансгрессивном движении моря.
Рііс. 145. Схема залегания (слева направо) грубых' береговых,
более.мелкозернистых іг тонких илистых отложений при последовательном надвигании и
отступании моря (по Рюто).
Замок Мон-Сен-Мишель был построен в 709 г. на расстоянии
10 миль от берега, а теперь представляет далеко вдающийся в море
полуостров и недалеко то время, когда, он превратится в остров того
же типа, как разные «сестры, братья, монахи» и т. п. скалистые утесы;
отрезанные от материка .размывающей работой моря (ср. южный
берег Крыма, Шотландию.т. наз., дымовая труба и др.).
Размывающая работа трансгрессирующего моря выражается в том,
что оно, подмывая и обваливая всевстречающиеся ему на
пути.неровности, по степенно превращаетразмытую область в равнину, носящую
название абразионной. Подобно эрозионной равнине и здесь наблюдается
несоответствие между рельефом и тектоническими взаимоотношениями
срезанных абразией пластов.
Для распознавания и реставрации древних прибрежных областей
необходимо уразуметь ту смену отложений, грубых конгломератов,
крупных песков и мелкого ила, которая получается в результате
трансгрессивного движения, сменяющегося впоследствии регрессивным.
Прилагаемые-фигуры 144 и 145 показывают эти взаимоотношения;
между прочим на одной из них ясно видно, что в разных местах такой
— 252 —
древней прибрежной полосы может наблюдаться различное
чередование отложений в вертикальном направлении.
Море производит, однако, в прибрежной полосе не только
разрушительную работу размывания, но и созидательную работу
намывания, дающую в результате местами более или менее значительный
прирост .суши. Такая намывающая созидательная работа моря
проявляется особенно энергично в устьях рек или по соседству с ними
там, где речное течение встречает встречную приливно-отливную
волну, или там, где оно сталкивается с береговым морским течением.
В результате интерференции этих движений и получаются все
теперешни, нерунги, бересы, лидо и т. п. отмели-косы, которые
превращают места впадения рек в более или Менее замкнутые гафы,
лиманы и т. п. формы, которыми берега нарастают в виде плоских
аллювиальных отмелей. С этой работой моря надо внимательно
считаться, чтобы не принять ее за результат вековых колебаний береговой
линии. Остановимся лишь на одном примере, который был уже
рассмотрен раньше.
В районе р. Сперхея в Фермопилах, в Лакриде, где
крутой обрыв отстоял во время персидских войн всего на полтора
метра от берега моря, что, как известно, и дало возможность Леониду
с 300 спартанцами удержать целые полчища персов, теперь. берег
моря удален на три с половиной километра вследствие совместной
аллювиальной'деятельности моря и р. Сперхея.
К динамике моря мы отнесли выше.также вековые перемещения
береговой линии и опускание или поднятие морского дна. Эти
явления были- уже рассмотрены- в главе восьмой.
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ.
Геологическая работа атмосферы.
Горные породы на всем пространстве суши находятся в
постоянном соприкосновении с атмосферой, находятся, следовательно,
в сфере ее влияния, как геологического фактора. Но для того, чтобы
уяснить себе геологическую работу атмосферы в чистом виде, надо-
обратить свои взоры на такие участки .эемной поверхности, где эта
работа не осложняется и не маскируется работой других
геологических факторов, среди которых особенно большую роль играет
проточная вода. Такими районами, где работа атмосферы
проявляется в чистом виде, яаіяются, с одной стороны, крутые склоны
и пики высокогорных областей, с другой, те климатические области,
которые называются пустынями. Исследование пустынь, в особен-
— 253 —
ности, должно привлечь к себе наше внимание, если принять во
внимание, что пустыни покрывают около 7з всей земной
поверхности, что пустыни существовали всегда, что были периоды и области
особенно ими богатые, и что ископаемые пустыни играют, как теперь
это установлено, далеко не последнюю роль в составе дошедших до
нас памятников геологической старины.
С. термином пустыня в общежитии сочетается понятие об
однообразной, унылой, лишенной жизни равнине. Как далеки от этого
Рис. 146. Растрескивание камней от колебаний температуры в пустыне; За
Каспийск. Область (фотогр. Н. Аігдрусова).
необычайно причудливые и красивые формы выветривания в пустыне,
пестрые цвета ее покрова и даже своеобразие ее органического мира!
Геологической работой в пустыне занимались многие
исследователи; больше всего для понимания этих процессов и для
распространения сведений о них сделано Вальтером. В области частного
случая атмосферной денудации, в вопросе о дюнах, имеет большое
значение работа Соколова. В области реставрации древних пустынь,
которые несомненно во все периоды играли большую роль, следует
отметить работу Тутковского, который дал сводку всего, что известно
и что можно сказать об ископаемых пустьшях_северного полушария;
таково в России Полесье.
Геологическая работа атмосферы Г проявляется в трех
направлениях: она выражается в химических превращениях
поверхностных образований, в физическом разрушении твердых горных пород
и в механической работе выдувания, переноса и отложения,
ведущей к образованию дюн и барханов, к отложению лёсса.
Химическая работа атмосферы, выражающаяся в появлении коры
выветривания, по цвету резко отличающейся от свежей горной породы, в
разрыхлении, в процессах окисления и т. п., производится се кислородолі,
ее углекислотой и ее влагой. Не подлежит сомнению, что в этой
Рис. 147. Скорлупиватое выветривание камней в пустыне; Закасшіск. Область
(фотогр. Н. %идрусова).
работе принимают участие и носящиеся в атмосфере бактерии, в
особенности, как это было установлено Мюнцом и Виноградским,
нитробактерии и нитрозобактерии, окисляющие азот воздуха в азотную
и азотистую кислоту и кладущие этим начало тому ничтожному,
невидимому, разрушению скал на высоких горных гребнях, которое
делает возможным поселение на них растений, сначала лишайников,
а за ними уже травянистой и древесной растительности. Точно
также в этом процессе высокогорного выветривания играет несомненно
роль и та азотная кислота, которая образуется из азота воздуха
под влиянием электрических разрядов.
Самой характерной особенностью пустынного типа денудации
является широкое распространение физического выветривания, той
— 255 —
дезинтеграции, того распада скал и отдельных глыб по трещинам
сначала на крупные, а затем на все более и более мелкие куски,
которое вызывается столь характерными для пустыни резкими
суточными колебаниями температуры. Особенностью климата пустыни
является сильная инсоляция, резкие суточные колебания
температуры, достигающие нескольких десятков градусов, и незначительное
количество атмосферных осадков; притом с очень неравномерным
распределением их выпадения. Воздух поэтому в пустыне 'сухой,
по капиллярности т поверхность рыхлых отложений поднимаются
Рис. 148. Пещеристое выверивание в пустыне; Закаспийск. Области (фотогр.
Н. Андрусова).
все растворы, какие в них имеются; на поверхности они быстро
испаряются и оставляют растворенные в них соли в виде выцветов и корок.
Озера пустынь обыкновенно не имеют стоков, постепенно
превращаются в выпаривательные ванны, в которых происходит концентрация
раствора, вливаемого в них реками, и озера постепенно превращаются
в богатые солями соленые, натровые и борные озера. Если река
пересекает пустыню, то она на своем пути через нее теряет часть своей
воды; так Нил маловоднее у Александрии, чем значительно выше
по течению у Ассуана, т. е. он теряет значительную часть своей
воды при пересечении им Ливийской пустыни.
Характерными особенностями пустыни, признаки которых могут
служить путеводною нитью при попытках реставрации древних
— 256 —
пустынь по тем или иным из дошедших до нас памятников, являются
следующие ее особенности: отсутствие стока вод, интенсивная
инсоляция, денудация, выветривание, выдувание и нааевание
деятельностью атмосферы в сухом виде. Отсюда проистекает господство
физической дезинтеграции над химическим выветриванием, пещеристового
выветривания, чешуйчатого отслаивания, образование скоплении
растворимых солен, своеобразный рельеф с его останцами, террасами,
грибовидными и качающимися скалами, котловинами выдувания
п т. п., песчаные отложения и барханы, галечники и конгломераты,
лёссовые скопления на окраинах, концентрированные растворы
озер, наконец,
своеобразная фауна и флора,
полые скалы и гальки
(вследствие
разрушения совнутри
концентрированными солями),
красная окраска
песчаных отложений и их
диагональная слоева-
тость, темно-бурый или
черный загар на
камнях, каменные россыпи
из угловатых
обломков, пирамидальные
валуны (трехгранники),
сухие депрессионные
котловины,
теряющиеся в пустыне реки, лабириитообразные долины, сухие балки
(уади).
Представление о том, что в пустынях не бывает дождя, неверчі.,
там очень редко, но выпадают дожди в виде сильнейших-ливней,
которые дают начало временным бурным потокам, производящим
во время своего краткого существования работу размывания, следы
которого остаются в виде сухих долин, в виде, так наз., уади.
Разница температуры днем и ночью достигает иногда нескольких
десятков градусов. Смена температур совершается довольно быстро,
особенно в тех случаях, когда на раскаленную палящими
солнечными лучами поверхность-скал падают ледяные капли ливня.
Горные породы не выдерживают тех значительных натяжений, которые
■отсюда проистекают и рассекаются трещинами, мгновенное
образование которых возвещает о себе резким далеко слышным треском.
Чем разнороднее минералогический состав кристаллических горных
Рис. 140. Образование пещеры вследствие
выдувания продуктов физического выветривания; За-
каспиііскнП краіі (фотогр. Н. Апдрусова).
— 207 ~
пород, которые подвергаются такой губительной смене температур, чем
они крупнозернистее и чем пестрее их состав по окраске отдельных
слагающих их минералов, тем легче они делаются достоянием такого
разрушения,которое постепенно превращает в щебень не только
отдельные глыбы, но и целые скалы твердого гранита. Это легко понять,
если принять во внимание неравномерное расширение кристаллов
в разных направлениях при нагревании и неодинаковую
поглотительную способность по отношению к тепловым лучам темных и светлых
Рис. 150. Образование осыисіі {Туркестан, фотогр. И. Преображенского).
минералов; всем хорошо известно, что лежащие на солнце темные
предметы всегда горячее светлых. Кроме прямолинейных трещин,
под влиянием описанного здесь процесса, происходит отслаивание по
кривым поверхностям, при разнородном составе породы, напр., в
конгломератах it песчаниках, происходит выкрашивание некоторых
участков, образование пещеристого сложения. Если при этом получается
мелкий материал в виде гравия и песка, то он может сделаться
достоянием атмосферных течений, он выдувается, переносится в другие
места, и этим еще более ускоряется процесс физической дезинтеграции
горной породы.
Продукты, физической дезинтеграции горных пород,
скопляющиеся на склонах гор, образуют, так наз., осыпи, которые своим покре- ,
Геология. 17
— 258 —
вом предохраняют породу от дальнейшего разрушения. Но эти осыпи
часто, особенно, так наз., листоватые осыпи, получающиеся в слоистых
или сланцеватых горных породах, находятся в неустойчивой
равновесии, лето соскальзывают н, обнажая свежую поверхность
горной породы, дают новую пищу для физического выветривания.
Чем разнороднее состав выветривающейся горной породы, тем.
разнообразнее формы выветривания; когда дезинтеграции
подвергаются образования из участков различной твердости или наслоения,
из слоев различной прочности, разнообразие еще возрастает; сюда
относятся разные типы пещеристого выветривания и т. п. В
результате этой совокупной деятельности физического распада от действия
колебаний
температуры, выдувания и
обваливания получаются
в высшей спепени
причудливые и
живописные формы временных
утесов и гор пустынь,
известных под
названием останцов,
свидетелей, гур, отчасти
монадноков, тех
грибовидных скал, тех
уступов и других раз-
Рис. 151. Выветривание гранита и образование НОобразиых форм ДС-
осьтей (по Вальтеру). нудации В пустыне,
которые могут быть
иллюстрированы'некоторыми помещенными здесь изображениями.
Когда атмосферное течение, более или менее богатое песком,
несется вдоль поверхности скалистого образования, оно производит
ту механическую работу истирания, которая применяется и на
практике в. виде дутья с песком. Как показывают осколки стекла на
дюнах, как красноречиво об этом свидетельствует сфинкс Гизэ, как
можно проследить это во многих частях пустынь, эта истирающая
работа, которую называют корразией, играет далеко не последнюю
роль в процессе денудации в пустыне. С этой корразией связано
и образование тех своеобразных продольных каналов, разделенных
крутыми ребровидными выступами, которыми изборождена
глинистая поверхность некоторых пустынь Центральной Азии; ширина их
достигает 10—40 м., глубина до 6 м. (это Jardangs Свеи-Хедина).
В зависимости от характера выветривающейся и развеваемой
горной породы, получается три типа пустыни: типичная пустыня,
— 259 —
покрытая песком, которую большинство себе непременно и
представляет, когда идет речь о пустыне—это «арег»; пустыня, покрытая
остроугольным и острореберным щебнем—это «хаммада»; пустыня,
покрытая галькой, остатком разрушенного конгломерата—это «ссерир».
Какова же судьба тех наиболее мелких продуктов физического
разрушения в пустыне, которые делаются достоянием выдувания
и переноса атмосферой? Конечно, они при благоприятных условиях,
при соответственном замедлении скорости течения атмосферного
Рис. №2. Физическое выветривание в горах (так называемое, каменное море).
потока отлагаются. Эти отложения могут быть сведены к двум типам:
н пределах самой пустыни отлагаются пески, которые группируются
' в виде холмов—барханов и дюн, в виде гребней, образуют, так наз.,
■сыпучие пески, которые постоянно передвигаются и
перегруппировываются под влиянием продолжающейся работы ветра; наиболее
тонкие материалы выносятся в значительной степени за пределы
самой пустыни, отлагаются на ее окраинах, на окружающих ее
степных пространствах в виде, так паз., лёсса. И дюны, и лёсс
представляются более сложными образованиями, чем можно было-бы подумать
с первого взгляда, и заслуживают того, чтобы на них хоть вкратце
остановиться (см. стр. 263—265).
*
— 200 —
В чем же заключаются характерные особенности отложений
пустынь, по которым их можно распознать и в ископаемом состоянии.
Рис. 152а. Выветривание нефелинового сиенита а Хибинском массиве
на Кольской полуострове {фотогр.'Н. И. Прохорова).
Дня историка земли ответ на этот вопрос представляется очень
существенным, если принять во внимание, что он именно историк земли
Рис. 133. Выветривание горных пород на Кольском полуострове.
и что современные геологические процессы его интересуют
преимущественно, как ключ к пониманию прошлого, к- толкоэанию геоло-
— 261 —
гических памятников. Более или менее мощная толща . песчаных
•отложений красного цвета как рыхлых песков, так и сцементирован-
Рпс. 154. Выветривание и выдувание в пустыне За кас пи tic кой Области
(фотпгр. Н. Андруеова).
ных в песчаники, с более или менее сложной диагональной слоева-
тостыо, отсутствие органических остатков или редкие остатки на-
Рис. І55. Грибовидные скалы в пустыне Закаспийской Области
(фотогр. Н. Андруеова).
земных растений или раковин, прослои гипса и каменной соли,—вот
совокупность признаков, которая дает право предположить, что перед
нами действительно континентальная, а не морская толща и именно
в форме отложений древней пустыни. К такой характеристике под-
— 262 —
ходит отчасти древний красный песчаник девонской системы, красные
песчаные и песчано-мергелистые отложения пермской системы и
триаса и некоторые другие отложения, которые при свете новей-*
ших исследований пустынь получили толкование, как ископаемые
пустыни.
К числу замечательных особенностей пустынной денудации
относится и образование различного рода корок на утесах и на отдельных
камнях. Одни из них получаются вследствие испарения
поднимающихся по капиллярности углекислых известковых или гипсовых вод—
Рис. 156. Останец или свидетель, Киргизская степь к западу от Мугоджарских
гор (фот. Веиюкова и Левинсоіта-Jkccnnra).
известковые и гипсовые корки, замечательные слои гипсовых
кристаллов, более чем наполовину состоящих из леска, как, напр., знаменитые
гипсы в окрестностях станции Репетек Закаспийской жсл. дороги.
■Другие—темно-бурая, почти черная, блестящая на подобие лака
тонкая корка, носящая название пустынного загара (на иностранных
языках—пустынного лака), состоит преимущественно из окислов
железа и марганца, извлекаемых из данной породы ничтожными
количествами концентрированных растворов хлористого натрия,
углекислых щелочей, азотнокислого аммония.
С переносной и отлагающей деятельностью атмосферы, как уже
указано, связано возникновение двух родов образований: дюн
и лёсса. Дюны—это песчаные . холмы, насыпанные ветром; дюны
образуются везде, где имеется сыпучий песок, который может быть
— асз —
подхвачен и перенесен ветром: на песчаном морской побережье —
это приморские дюны, на песчаной речной долине-^-речные дюны,
на больших песчаных равнинах пустынь—это наиболее важный тип
континентальных дюн, или барханов.
Механизм образования дюн довольно прост, и когда его
распознали, стали им пользоваться для предупреждения засыпанья дюнным
песком приморских равнин, железнодорожного полотна в песчаной
пустыне Закаспийского Края и т. п. Механизм этот заключается
в том, что нарастание дюны происходит там, где богатый взвешенным
в нем песком ветер встречает какое-нибудь препятствие, и где при
столкновении с этим препятствием скорость течения ветра значительно
замедляется или даже вовсе прекращается. Самый процесс механизма
отложения песка несколько различный там, где ветер встречает
сплошное препятствие, или там, где это препятствие, как, напр., кустарник,
для него проницаемо. В первом случае отраженное.от непроницаемой
перегородки атмосферное течение останавливает течение ветра на
небольшом расстоянии перед этим препятствием, здесь начинает
накопляться песок, и постепенно нарастающий песчаный холмик
по мере своего роста надвигается на давшее толчок к его образованию
препятствие и постепенно его засыпает, превращаясь в настоящую
дюну. В случае препятствия проницаемого, ветер, пройдя через
него, теряет часть своей скорости, за кустиком образуется теневое
пространство, в котором начинает отлагаться песок, давая начало
небольшому холмику-косе, который растет в регрессивном
направлении и постепенно закрывает создавшее его препятствие. В силу
описанного способа накопления песка, тот склон дюны, который
обращен в сторону господствующего ветра, наветренный, является
пологим, градусов около 5—15, а передний подветренный склон
представляется крутым, причем крутизна его соответствует
естественному углу откоса песка, около 37°. Образовавшаяся такіш путем
дюна не остается неподвижной; путем перекатывания песка через
ее гребень путем сдувания песка с боков дюны вдоль ее длинной оси
она постепенно передвигается, если ее не закрепить растительностью.
Форма бархана в плане очень характерная, полулунная на передней
стороне; рога этой полулунной выемки объясняются именно тем,
что вдоль боков поток воздуха обгоняет тот, который должен
перекатиться через гребень дюны. Не следует смешивать эту переднюю
полулунную выемку с котловиной выдувания, которая может
образоваться на наветренной стороне дюны, если там имеется какой-
нибудь камень, куст и т. п. Вследствие своего движения, соседние
дюны между собою соприкасаются, сливаются и таким путем
возникают тс песчаные гребни, бугристые пески и разные неправильные
— 264 —
формы песчаных холмов и групп холмов и гряд; которые
характеризуют всякую зрелую дюнную область.
Соколов дает такую зависимость крупности переносимого ветром
песка от (скорости ветра:
Скорость (сила) ветра Диаметр переносимых
в метрах в секуітду. им песчинок в мм.
4,5— 6,7 0,25
6,7— 8,4 0,50
9,8^11,4 1,00
11,4—13,0 1,50
.Все характерные явления образования дюн, бугристых песков,
следов ряби и т. п. хорошо можно наблюдать на равнинах, покрытых
сухим сыпучим 'снегом.
Вследствие частой перемены направления ветра и вследствие
чередования песка различной крупности в зависимости от меняющейся-
скорости ветра, в дюнном песке развивается та типичная
диагональная или, так наз., ложная слоеватость, которая была уже упомянута,
как один из признаков дюнного происхождения того метаморфизиро-
ванного древнего песчаникового отложения, в котором мы его находим.
На поверхности дюны от мелких атмосферных течений получается
тот узор чередования валиков и разделяющих их долинок, который мы
называем следами ряби «рипль-маркс», и который напоминает то,
что получается на песчаной поверхности под тонким слоем воды на
самом берегу моря или озера.
Существование следов ряби («ripple-marks») и в морских, и в реч-
ных,/и в дюнных песках, сложная диагональная слоеватость,
встречающаяся не только в дюнных песках, но и в дельтовых отложениях,
показывают, что при толковании таких особенностей в древних
отложениях надо быть очень осмотрительным; вывод о том, что перед нами
ископаемая пустыня, основанный лишь на одном из таких признаков,
может оказаться слишком поспешным.
Если на дюнах'или по соседству с ними, попадаются небольшие
валуны твердой породы,напр., гранить, они получают вследствие
шлифовки песком форму тупых трехгранных пирамидок; это, так наз.,
«трехгранники».
Другое эоловое отложение—это лёсс. Классическими странами
лёсса и лёссового ландшафта издавна славятся Китай уі Туркестан.
Лёсс—это светло-желтый песчаный мергель, состоящий в
значительной степени из мельчайших угловатых песчинок, очень, пористый,
обладающий способностью стоять вертикальными стенками.
Характерно для лёсса отсутствие слоистости и залегание его на самых'
— 265 —
разнообразных уровнях, в долине и более или менее высоко на
окаймляющих горных склонах. Все это вместе взятое в связи с фактом
перенесения ветром громадных масс лёссовой пыли и послужило для
Рихтгофена основанием для создания его эоловой теории
происхождения лёсса, к которой на основании наблюдений в Туркестане
и в Закаспийской области присоединились Лшддендорф, Мушкетов;
Обручев. Однако, эоловая теория, имеющая много защитников,
имеет и много противников, ссылающихся на слоистость в некоторых
лёссовых отложениях, на нахождении в нем не только наземных
раковин (Pupa muscorum, Succinea oblonga) и костей степных
животных, но и пресноводных раковин, и приходящих к заключению, что
есть лёсс и аллювиального происхождения. Для южнорусского
лёсса Докучаевым и др. было высказано, что он получен путем отму-
чивания поддонной морены у передней/ оконечности ледникового
покрова; для Рейнского лёсса принимают перемыванМе песчаногли-
нистых отложений на' склонах. Это разногласие происходит в
значительной степени от того, что лёсс понятие родовое, такое-же, как,
песок, и что, следовательно, лёсс и в особенности близкие к нему так
наз., лёссовидные суглинки, могут иметь различное происхождение.
Борьба с дюнами, как уже указано выше, является важной
народнохозяйственной задачей, если мы хотим предохранить какие-нибудь
местности, леса или сооружения от надвигающихся на них сыпучих
песков. Предоставленные самим себе пески могут с течением времени
передвинуться на значительном протяжении и трансгрессивно засыпать
лежащие перед ними морские, речные, ледниковые и иные отложения:.
Как уже указано в начале, другой областью, в которой в более
или менее чистом виде проявляется геологическая работа атмосферы,
являются крутые склоны и острые пики высокогорных областей,
где снег не скопляется, где не образуются ледники, и где не существует
правильных речных потоков. Осыпи, каменные моря и т. п.
-образования, каменные потоки являются характерным проявлением этой
деятельности атмосферы.
Третьей областью с резко выраженной атмосферной денудацией
являются полярные страны. Резкие колебания температуры, резкие
изменения объема минералов и пород при сильных морозах действуют
в общем так же, как и высокая температура .пустынь. К этому
разрушающему, действию мороза присоединяется еще замерзание воды
в волосных трещинах, способствующее растрескиванию горных пород
и образованию таких скоплений щебня и россыпей, которые живо
напоминают ггустыню. На фиг. 125 и 152а- даны примеры
атмосферной денудации в полярных странах, обусловленные морозом.
Изучение этих явлений для наших средних широт, где мороз является
— 266 —
важным фактором в течение почти половины года, имеет, пожалуй,
для оценки каменных строительных материалов с точки зрения
климатической стойкости больше значения, чем изучение пустынной
денудации, которая имеет такое же значение для южных местностей.
Вода, атмосфера и растительныеорганизмыпроизводят те процессы
видоизменения и разрушения горных пород, которые объединяются
под общим названием выветривания. Колебания температуры,
вызывающие растрескивание горных пород, а также замерзание в этих
трещинах воды, производят тот процесс физической дезинтеграции,
который называют физическим выветриванием; химические действия
растворов, атмосферы и корней растений, а также гниющих
растительных и иногда животных остатков вызывают те химические действия,,
которые составляют, так наз., химическое выветривание. Там, где, как,,
напр., в болотистых районах, в области залегания бурых углей и т. п.,
воды богаты органическими'кислотами и их солями, совершается кислое
выветривание, сопровождающееся растворением полуторных окислов
глинозема и окиси железа; там, где, как напр. в области жаркого-
климата, поверхностные воды бол ее или менее богаты галоидными и
углекислыми щелочными водами, выветривание сопровождается
растворением кремнекислоты и нек. другими процессами, которые составляют
особенности, так наз., щелочного выветривания.
Химические превращения, составляющие в своей совокупности
выветривание, отличаются большим разнообразием не только в
зависимости от климатических условий, но также и от характера
подвергающихся выветриванию минералов и горных пород.
Чтобы обнять всю совокупность и все разнообразие процессов-
выветривания, нужно было бы рассмотреть в отдельности
превращение отдельных минералов и горных пород. Здесь достаточно,
остановиться на кратком обзоре главнейших процессов, которые могут быть
сведены к растворению и выщелачиванию, окислению, восстановлению,
сложным реакциям двойного обмена, выражающимся в более или менее
значительных видоизменениях химического состава, первоначальных
минералов и в отложении за их счет новых—того, что называется
новообразованиями. Растворению или выщелачиванию подвергаются
минералы, непосредственно растворимые в воде, напр., галоидные
или сульфатные соли, или минералы, растворяющиеся в углекислой
воде, как напр. известняки; в мергелистых известняках этот процесс
совершается в крупных размерах и влечет да собою обогащение
полуторными окислами и накопление глинистых и глиноподобных
остаточных образований, напр., так наз,, латеритов. Процесс растворения
сопровождается образованием.полостей, порипещер, также
перекристаллизацией, в результате которой часто страдают или совершенно
— 267 —
исчезают заключенные в таких породах окаменелости. Наоборот,
впоследствии такие полости, или те поры, которые уже первоначально
существовали в горных породах, могут оказаться выполненными
новообразованиями, каковы, напр., углекальциевая соль, цеолиты
и мн..др. Окисление проявляется в разных формах, часто оно
сопровождается выделением водных окислов железа, так наз. бурых
железняков, что выражается в побурении, в появлении желтой или красной
или бурой окраски; сернистые соединения тяжелых металлов при этом
превращаются в растворимые сернокислые соединения, которые
часто и выщелачиваются. Восстановление, наоборот, переводит
сернокислые соединения в нерастворимые сернистые или даже идет до
восстановления самородных металлов. Из процессов двойного разложения
остановимся лишь вкратце на превращениях силикатов, т. е. тех
минералов, состоящих из кремнекислоты и разйых оснований, которые
составляют более половины всего состава доступной нашему
исследованию части земной коры. Оставляя в стороне детали, можно сказать,
что выветривание силикатов ведет, главным образом, к образованию
трех групп вторичных силикатов, всегда заключающих в своем составе
воду. При выветривании полевых шпатов и других щелочных
и щелочноизвестковых силикатов образуются часто, так наз„ цеолиты,
разнообразные алюмосиликаты натрия, кальция и отчасти бария.
Другой ход выветривания этих силикатов, а также некоторых других,
ведет к образованию каолина или других водных силикатов
глинозема (рассматриваемых некоторыми, как, напр., Вернадским, как
свободные гидраты комплексных алюмокремневых кислот) или к
накоплению глиноподобных образований, состоящих из свободных
гидратов глинозема и окислов железа с примесью кремнекислоты
(латериты и бокситы тропических стран). Наконец, при выветривании
магнезиальноизвестковых железистых силикатов получаются
разнообразные представители, так наз,, водных магнезиальных силикатов,
каковы змеевик, тальк, хлориты. Процессы выветривания
сопровождаются часто концентрацией и отложением рудных скоплений, а также
более или менее сложными и разнообразными видоизменениями
структуры выветривающихся горных пород и образованием различных
минеральных источников.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Геологическая роль организмов.
Геологическая роль организмов очень разнообразна и очень
значительна; она выражается как в разрушении, так и в накоплении
и созидании. В общем можно сказать,-что простейшие, а затем бес-
— 268 —
позвоночные играют при этом главную роль, а также растения, между
тем, как участие позвоночных'в этих процессах гораздо менее
значительно .
Везде, где имеются значительные скопления организмов (моря,
леса, пещеры, острова, прерии, болота), они проявляют свою
геологическую работу. И если принять во внимание, что бактерии существуют
и в высокогорных областях, и на дне морей, и в горячих источниках,
то мы вправе сказать, что нет такой области на земной поверхности,
кроме вулканов, в которых организмы не принимали бы участия в
процессах разрушения или накопления минерального вещества.
Дать полный очерк геологической работы организмов, это зна-
чило-бы подробно разобрать явления выветривания, многие процессы
минералообразования и образования осадочных . горных пород. Мы
ограничимся лишь кратким перечнем этих процессов. Разрушительные
процессы производятся по преимуществу растениями: корни разрушают
горные породы и механически, и химически; наиболее значительную
роль играют бактерии и ферментативные процессы: нитробактерии,
роль которых в процессах выветривания была отмечена Мюнцем
и Виноградским (нитробактерии быть может вызывают и процессы
латеритизации ■ в тропических странах), серобактерии, выделяющие
сероводород, бактерии,содействующие обугливанию растений. Гниение
растений ведет к образованию гумуса и растительных почв. Из
разрушающих животных надо упомянуть дождевых червей, измельчающих
почву, пропуская ее через свой кишечник, обитателей морского дна,
таким же путем перерабатывающих морские илы, ракообразных и рыб,
измельчающих раковины моллюсков и подготовляющих таким путем
известковый песок, сверлящих моллюсков и т. д.
Накопляющая и строящая, созидательная работа организмов
еще более значительна. Бактерии найдены в каменных углях и им,
повидимому, принадлежит значительная роль в процессе образования
некоторых сортов ископаемых углей; серобактерии отлагают серу,
железные бактерии, вместе с некоторыми водорослями, болотную
и озерную руду; вместе с водорослями, повидимому, и бактерии
участвуют в процессе выделения известкового туфа из горячих
известковых источников. Значение более высоко организованных растений
и мелких морских водорослей (Рііа) в образовании залежей
ископаемых углей и торфа всем хорошо известно. Скопления рыб,
а в некоторых случаях морской травы (Zastera), повидимому, дали
начало нефти. Гниение растений и животных ведет к образованию
сульфидов и самородных металлов из сернокислых растворов.
Глубоководные отложения обязаны своим происхождением
морским животным и растениям.
— 269 —
Особенно грандиозна роль животных и растений в образовании
известняков. «Omnis саіх е vivo» говорил еще Линней. И если принять
во внимание громадное распространение известняков, геологическая
роль животных (моллюсков, мшанок, плеченогих, иглокожих,
кораллов и др.) и растений (литотамний, кораллин и др. известковых
водорослей) развернется Перед нами во всей своей грандиозности; подсобную
роль при этом играют и бактерии, вызывающие в мантии моллюсков
ферментативное брожение с выделением углеаммиачной соли, которая
и вступает в реакцию двойного обмена с растворимыми солями кальция
в морской воде и выделяет нерастворимую углекальциевую соль.
И многие доломиты обязаны своим происхождением животным и
растениям; с деятельностью морских водорослей связано также образование
осадочных марганцевых руд (южнорусских, по ^Соколову),
концентрация иода, ванадия и мн. др. элементов.
Водоросли участвуют и в процессе отложения кремнистой накипи
из горячих источников. В образовании фосфоритов и гуано участвуют
как низшие животныя (корненожки), так в особенности высшие—
птицы, пресмыкающиеся, летучие мыши в пещерах, млекопитающие.
Кроме накопления горных пород, организмы проявляют свою
созидательную работу также и в возведении геологических
образований. Сюда относятся торфяники и заболоченные озера и в
особенности рифы—мшанковые, коралловые, литотамниевые. Рифы
возводились в морях разными животными во все периоды.
ОТДЕЛ ПЯТЫЙ.
ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ.
Введение в историческую геологию.
Задачей исторической геологии является воспроизведение хода
геологических событий по развитию современного облика земной
поверхности и по эволюции органического мира. Каково было
распределение суши и моря в разные минувшие геологические периоды?
Каков был рельеф суши? Каковы были физикогео графические условия
и, в частности, климат? Вот те вопросы, из которых слагается
неорганическая часть истории земли. Как развивались, расселялись
и дифференцировались вымершие организмы, какова их генетическая
связь между собою и с современным животным и растительным
миром, каковьі были в прошлом сообщества животных и зоо- и фито-
географические провинции—вот вопросы палеонтологии, палео-био-
логии и истории развития органического мира.
Деление истории земли на отделы и деление всей толщи пластов,
слагающих земную кору на те или иные подразделения, складывалось
постепенно, по мере изучения тех или иных пластов, по мере открытия
новых отложений и- по мере распространения геологических
наблюдений на новые страны. Та страна, в которой- впервые открывались
те или иные отложения, налагала свой отпечаток на классификацию.
И, tax как далеко не всегда отложения того периода, который
впервые был установлен в данной стране, именно здесь представлены
наиболее типично, границы между отдельными геологическими
системами и подразделениями этих систем в некоторых случаях
оказываются не всегда типичными и не в полной мере удовлетворительными.
Если-бы можно было отрешиться.от геологической хронологии и
классификации, постепенно по частям исторически сложившихся, еслибы
— 271 —
можно было приняться заново за классификацию, то, несомненно
она во многих случаях не совпала-бы с той, которой мы продолжаем
пользоваться. Несомненно, что мы постарались-бы проводить границу
между системами на основании каких-нибудь крупных
трансгрессивных или регрессивных движений морей; что мы приурочшш-бы
подразделения к каким-нибудь более или менее важным
физико-географическим особенностям, к важным фактам в эволюции и расселении
органического мира. Но этого сделать нельзя, и приходится
пользоваться той классификацией, которая постепенно сложилась, по ча-
. стям, внося в нее, по мере возможности, те или иные коррективы.
Первоначально различали лишь две группы отложений:
первозданные кристаллические породы и наносы. Между этими двумя
группами поместились затем все древние морские отложения с окаме-
нелостями под названием флёцовых отложений, которые постепенно
были расчленены на первичные, вторичные и третичные. Группа
первичных отложений была расчленена на системы в Англии: на
кембрийскую, силурийскую, девонскую и каменноугольную системы, к
которым тот же Мурчиеон, которому мы, главным образом, обязаны
установлением этих систем, присоединил на основании своих исследований
в России систему пермскую. Нижняя часть вторичных отложений—
триасовая система ведет свое начало из Германии, между тем как
■следующие за ней юрская и меловая были первоначально установлены
и изучены в Англии и во Франции. Наконец, третичная система
ведет свои начало от тех отложений, которые были впервые изучены
Кювье в окрестностях Парижа.
і.Вся совокупность горных пород, слагающих земную кору, была
^середине 18 столетия Леманом разбита на три группы: первичные
(первозданные породы, Utgebirge) кристаллические породы без
признаков органической жизни; вторичные^ обнимающие всю
совокупность обломочных и иных отложений с окаменелостями, и
аллювиальные отложения, как результат потопов, в частности, и
библейского Ноевапотопа. Вернерв конце ІВрт.присоединилктремгруппам
Лемана, пользуясь уже термином формации,предложенным
современником Лемана Фюкселем, переходную формацию (Uebergangsgebirge),
залегающую между первичными и вторичными, более или менее сильно
дислоцированную; вторичные отложения * получили от Вернера
название флёцовых (FJfitzgebirge), по содержанию в них слоев
полезных ископаемых и по их более или менее нормальному горизонтальному
.залеганию. Все,'Что залегало выше меловых отложений, получило
название наносных отложений (neueres Fldtzgebirge). Между мелом
и аллювием стали постепенно различать новейшие фле'цовые
отложения, что, очевидно, соответствует тому, что и было выделено на
— 272 —
основании исследований в окрестностях Парижа Кювье и Броньяром
в, так наз., третичные отложения. В виду неопределенности термина
первичные породы, Ляйэлль от первозданных кристаллических пород,
не заключающих окаменелостей, отделил древнейшие отложения
с окаменело стями под названием первичных отложений с ископаемыми
(Primary fossiliferous Formation). Эти первичные отложения с
ископаемыми от Седжвика в 1838 г. получили название палеозойских,
а вторичные и третичные от Филлипса в 1841 г. название,
мезозойских и кайнозойских.
Наконец, самые верхние третичные слои и покрывающие их
постплиоценовые, как их назвал Ляйэлль, в 1854г. от Морло получили
название четвертичных.
Таким образом, упрочилось то деление всей серии отложений
с окаменелостями на три большие группы, которое существует и в
настоящее время.
" Подразделение групп на формации, или системы, произошло
постепенно в течение первых двух третей 19 ст., причем почти вся
совокупность палеозойских систем была установлена в Англии (кроме
самой верхней—Пермской системы).
Основной единицей в стратиграфической геологии долго был
и в значительной степени до сих пор остается тот комплекс отложений,
который получил от Фюкселя иазвание:формации, причем под этим
названием он понимал совокупность слоев, образовавшихся при
одинаковых условиях и следующих непосредственно друг за другом.
Так как одни давали этому термину значение генетическое, другие
петрографическое, то на международном конгрессе в Болонье в 1882 г.,
было постановлено заменить его словом система, что не мешает, однако,
многим геологам до сих пор пользоваться и термином формация.
■ В настоящее время подразделение осадочных отложений и
соответствующих им промежутков времени представляется в
следующем виде:
Хронологические термины. Стратиграфические термины.
Эра. Группа.
Период. Система, формация.
Эпоха. ' Отдел, серия.
Век. Ярус.
Фаза, хемера. Зона,,'
Наименьшей ' стратиграфической единицей является зона, или-
горизонт, понятие впервые; введенное для юры Оппелем.
Первоначально зовы характеризовались каждая одним определенным видом,
напр., в мезозойских отложениях по преимуществу аммонитами
— 273 —
■или отчасти в мелу, напр., морскими ежами, или двустворчатыми,
всилурийскихграптолитами. Теперь наблюдается стремление к
характеристике зоны не одной какой-либо формой, а целой совокупностью
•фауны, причем в отдельных местностях та форма, от которой зона
получила свое название, может даже отсутствовать. Обыкновенно
говорят, что для зоны характерны виды, имеющие небольшую
продолжительность 'существования, небольшое вертикальное
распространение, как говорят, и притом большое горизонтальное
распространение, т. е. широкое распространение, следовательно,
встречаются в разных местностях, иногда очень значительно друг от друга
удаленных. Существует также мнение (Ваагена), что зона
соответствует времени существования мутации.
Мощность отложения, соответствующего зоне, часто очень
невелика; в однородном отложении (глины, известняка) легко
проглядеть зоны, если не производить сбора окаменелостей
методично и осторожно,1 в разных, хотя бы и незначительных,
горизонтах.
Некоторые авторы считают, что эпоха соответствует времени
существования вида, период—рода, эра-'-семеЙства, зона—порядка;
но это, конечно, не может им-еть общего значения, а приемлемо лишь
.в отдельных случаях.
Историку земли постоянно приходится считаться с неполнотой
^летописи земли, с отсутствием окаменелостей в некоторых слоях,
■с неполным сохранением остатков животных. Однако, если принять
во внимание, что стратиграфинеские подразделения, установленные
в западной ив средней Европе, оказались в общем применимыми
и к другим странам, надо признать, что неполнота летоциси земли,
ловидимому, не так уже велика.
Вопрос об абсолютной продолжительности того или иного периода
лежит за пределами геологической достоверности. Но неоднократно,
в особенности'в Америке, делались попытки установить
относительную продолжительность эр и периодбв. Главным основанием для
такого рода спекуляций является наибольшая мощность отложений,
■соответствующих данной эре или данному периоду. При этом надо,
однако, иметь в виду, что мощность отложений может лишь в том
случае.служить мерилом относительной продолжительности
соответствующего периода времени, если сравнивать отложения одинаковой
-фации, так как скорость накопления отложений в различных фациях
чрезвычайно различна. Так, напр., даже, если оставаться в пределах
равных фаций моря, относительная скорость отложений для синего
песка, глобигеринового ила и красной глубоководной глины
приблизительно такова: 1000 м.: 29 мм.: 9 мм.; а если сравнивать, напр.,
Геология. 1$
— 274 —
континентальные пески с морскими отложениями, разница получится
еще более резкая.
Геологическая хронология устанавливает только
последовательность геологических событий, но отнюдь не ставит себе задачей
определять, как в истории человечества, точную дату того или иного явления
или устанавливать, за сколько столетий или тысячелетий тому назад
это событие имело место. Другими словами, целью геологической
хронологии является лишь установление последовательности тех периодов,
эпох и других промежутков времени, которым соответствует
образование того или иного отложения, и, следовательно; геолог устанавливает
не абсолютный, а лишь относительный возраст геологических
событий или отложений. Для некоторых отдельных событий или
отложений, главным образом, для новейших, делались, однако, попытки
определения их абсолютного возраста-годами. Так, напр., существует
несколько попыток определить продолжительность ледникового
периода, время, потребовавшееся для образования некоторых дельт,
продолжительность отложения некоторых постплиоценовых
отложений и т. п. (Де-Геер) '). С другой стороны, с- определенными
цифрами оперируют и те, которые определяют общий возраст земли
или, вернее, твердой еекоры. Так, когда Томсон дал для твердой коры
возраст в пределах от 20 до 400 миллионов лет., а впоследствинопре-
делил, что с тех пор, как земная поверхность сделалась обитаемой,
прошло 10Ѳ миллионов лет, он оперировал с некоторыми цифрами;
но, конечно, такие определения имеют нестолько значение установления
определенных цифр, сколько скорее указания тех категорий чисел,
с которыми в данном случае приходится считаться.
Существует несколько попыток определить относительную
продолжительность разных периодов и эр, исходя из максимальной
мощности соответствующих им отложений и скорости их
накопления. Само собою разумеется, что сравнению подлежат, как уже
указано, лишь отложения одинаковых фаций, так как скорости
отложения разных фаций, напр., глубоководных океанических отложений,
прибрежных отложений, ^речных или пустынно-континентальных
отложений, значительно разнятся между собою. Непосредственное
сопоставление одинаковых по мощности отложений различных фаций
дало-бы совершенно неверные числа: для накопления слоя пустынных
песков или береговых отложений в 10 м. мощности требуется раз-
')' Существуют разные попытки определения продолжительности всей
кайнозойской эры (Wallace, BIytt, Dana, Walcoll, Sollas идр.) илиюрскоі'опериода
(Rothpletz, pompecky); но они все имеют лишь относительное значение, т. к.
исходят из тех или иных допущений.
— 275 —
личная продолжительность времени; а в частности для глубоководных
отложений во много раз меньше и того, и другого.
Вот одна из попыток такой сравнительной оценки:
Четвертичный период ...... 1
Плиоцен
'.:}■
Кайнозойская эра ... . 3
Мезозойская эра 9
Палеозойская эра . . . . 3S
Миоцен '
Эоцен 1
Меловой период 4
Юрский период 3
Триас 2
Каменноугольный период .... 6
Девонский ...'... 3
Верхний'силур 4
Нижний силур 10
Кембрий і 15
Относительный возраст отложений устанавливается по двум
признакам: по, порядку напластования,- соответствующего гюследо-
аательности отложения, и по заключенным в отложениях окамене-
лостям. Поскольку не произошло каких-нибудь серьезных нарушений
напластования, в частности, если слои не опрокинуты и порядок
напластования не нарушен сбросами или шарриажами,
относительный возраст отложений устанавливается самим порядком их
напластования. Но, даже и в этом случае, последовательность напластования
говорит лишь о том, что вышележащий пласт моложе того, который
его подстилает; но соответствует-ли он той эпохе, которая
непосредственно следует за эпохой отложения нижележащего пласта или
значительно более поздней, об этом последовательность напластования
сама по себе ничего не говорит, и вопрос решается определенно лишь
на основании палеонтологических данных.
В ранней истории геологии можно найти несколько интересных.
страничек из области значения окаменелостей для характеристики
определенных отложений и для установления геологической
хронологии. Окончательно это было сделано однако в 1815 г. англичанином.
Вильяме Смитом, который показал, что слои различного возраста
характеризуются каждый своими окаменело алии,- и дал первую-
геологическую карту Англии. Сначала по окаменелостям были
установлены, главные подразделения геологической истории земли, затем
постепенно вклинивались промежуточные отложения, крупные
хронологические единицы, подразделялись, на более мелкие, и, таким
образом, постепенно была создана та хронология, которая приведена
в нижеследующей таблице. Терминология подразделений истории
— 270 —
земли и соответствующих им отложений установлены международными
конгрессами (см. выше стр. 272).
Основной единицей геологической херни напластований является
система, или формация (terrain у французов). Термин «формация»,
замененный теперь словом «система», по видимому, впервые
встречающийся у Фюкселя с 18 ст., имел первоначально литологическое
значение; палеонтологическая характеристика формации ведет свое
начало от англичан Вильяма Смита, Конибера, Фнллішса.
Put. 157. Схема, изображающая относительную продолжительность эр и периодов.
Каждый «период» ознаменован появлением новой, характерной
для него фауны, развивавшейся где то в морском бассейне и
появляющейся в области прежнего материка вследствие трансгрессии моря
(Ог называет такую фауну кринтогенной). Следовательно, всякая
.■новая'формация начинается с трансгрессии; оканчивается она
регрессией; все более и более пробивается представление, что границы .между
■системами совпадают с регрессиями морей н с эпохами
горообразования (эти взгляды в особенности разрабатывают американские
геологи Ш/херт, НыоЗеррн, Ульрих, Чембсрлеи). В .меньшем масштабе та
.же картина повторяется и по отношению к отделам, ярусам, быть может
— 277 —
и более мелким подразделениям. Поэтому можно сказать, что в общем
история земли представляет картину периодической смены
трансгрессий и регрессий, горообразования и денудации (пенепленизации,
как теперь часто говорят). И хотя мы устанавливаем границы между
системами с их подразделениями по палеонтологическим признакам,
но основной причиной этих границ являются те физикогеографиче-
ские факторы, которые обусловливают смену фаун.
Палеонтологическая стратиграфия, т. е. определение.-
геологического возраста отложений по окаменелостям основана на том
положении, что отложения, заключающие одинаковые виды животных-
и растений, имеют одинаковый геологический возраст. Паралле-
лизация отложений разных местностей или даже разных стран,
за немногими исключениями, всегда производится на основании
палеонтологического их содержимого, почему палеонтологически
немые отложения или такие, в которых имеются лишь плохо
сохранившиеся неопределимые окаменелости, всегда возбуждают в геологе
досаду. Однако, при этом возникает такой преюдициальный, вопрос:
являются-ли отложения одинакового геологического возраста
действительно одновременными в буквальном смысле слова? Другими
словами,-если мы сравниваем, скажем, келловейский ярус юрской
системы или даже отдельную его зону, напр., так называемые,
макроцефал овые слои п Европейской России и в Англии, и параллелизуем
их, как эквивалентные в геологической хронологии, должны-ли мы ■■
считать, что какой-нибудь аммонит, напр., Ammonites macrocephalus,
действительно существовал одновременно в России и в Англии, и что
образование заключающих его отложений шло, в настоящем смысле
слова, одновременно в обеих странах? Этот вопрос решается различно,
в зависимости от нашего взгляда на историю возникновения видов.
Если исходить из того представления, что новый вид возникает в каком-
нибудь определенном месте и лишь путем миграции расселяется по
другим областям,то приходится признать,что этот новый вид появился
в разных областях, в которых он теперь встречается в виде
окаменелости, последовательно, и что, следовательно, макроцефаловое время
наступило в Германии позднее, чем в Англии, в России еще позднее,
если этот вид возник в Англии. Если-же допустить, что ход развития
новых видов был в разных местностях одинаков, на что имеется ряд
указаний, то отсюда надо сделать заключение, что и рассматриваемый
нами аммонит возник приблизительно одновременно в разных странах,
и что, следовательно, время его существования в разных странах
действительно совпадает, и что заключающие его отложения
образовались одновременно или приблизительно одновременно в буквальном
смысле слова.
— 278 —
Поставленный нами здесь вопрос разными авторами решается
различно. Чтобы не делать больших натяжш в допущении очень
значительных миграций, во многих случаях рациональнее исходить
из одновременного возникновения одинаковых видов в разных областях.
Когда этот вопрос был поставлен в определенной форме Гексли,
им было предложено при геологической параллелизации говорить
не о синхронизме, а лишь о гомотаксисе, т. с. об одинаковом
положении в стратиграфической последовательности отложений. И в
самом деле, когда мы определяем какие-нибудь отложения, как гомо-
' таксичные, мы только указываем на то, что они занимают одинаковое
положение в геологической хронологии, оставляя вопрос об их
действительной синхроничности открытым. Развивая мысль Гексли, можно
даже пойти так далеко, как Форбс, который утверждает, что
тождество фаун в более или менее отдаленных местностях служит
как-раз доказательством того, что они неодновременны.
Вопрос о миграциях тесно связан с проблемами
палеогеографии. Если какие-нибудь животные формы сначала появились в одном
месте, а затем постепенно распространяются но другим странам,
то отсюда приходится делать заключения о таких континентальных
или морских соединениях отдельных областей, которые имеют
большое значение для реконструкции древних материков и морей. В этом
отношении .особенное значение имеют, с одной стороны, крупные
сухопутные животные, с другой, более или менее неподвижные
морские беспозвоночные (плеченогие, двустворчатые, иглокожие и т. п.).
Миграции морских беспозвоночныхh могут быть двоякого рода:
активные и пассивные. Под первым и надо понимать непосредственное
переселение тех или иных отдельных форм, под вторыми—перемещение ,
целой фауны в зависимости От перемещения фаций при трансгрессиях'
или регрессиях. Если, напр., береговая фация вследствие
трансгрессивного движения'превращается в мелководную и даже отчасти
глубоководную, то перед'ее населением возникает такая биологическая
дилемма; или приспособиться к новым условиям и, следовательно,
из прибрежной фауны превратиться в мелководную или
глубоководную, или, сохраняя свои фациальные особенности, следовать за
перемещением береговой полосы, т. е. пассивно .мигрировать. При
внимательном изучении истории возникновения и расселения различных
фаун можно найти много иллюстраций такого рода переселений.
При этом можно считать общим правилом, что миграции
беспозвоночных свидетельствуют о трансгрессиях морей, между тем как миграции
наземных позвоночных совпадают с регрессиями.
Большое значение для правильного толкования древних
отложений имеет представление о «фациях». Термин «фации» впервыеѵ
— 279 —
был предложен в Швейцарии Грили при детальном изучении юры
(1838—1841); под этим понимается совокупность особенностей слоев
как с точки зрения их литологического характера, так и с точки,
зрения характеризующих их окаменелостей. Можно говорить о фациях
литологических (петрографических), напр., известковая,
песчаниковая, глинистая фации—которые иогут по своему геологическому
возрасту принадлежать к одному и тому-же горизонту; можно
различать фации фаунистические, капр., граптолитовая, трилобитовая
и т. п., или иметь в виду одновременно и литологическую, ифауни-
стическую особенности фации. Характерными примерами
разнообразных фаций могут служить девон, в особенности, средний и верхний
прирейнских областей, Гарца и др., верхняя юра, граптолитовый,
•сланцевый и трилобитовый (ортоцератитовый) известковый тип силура
и т. п.
Термином фации, фациальные отличия, пользуются также при
противопоставлении одновременных отложений, образовавшихся при
разных физико-географических условиях в разных областях земной
поверхносв"И, напр., континентальная, морская, пресноводная фация,
прибрежная, мелководная, глубоководная, пелагическая фация и т. п.
Вполне понятно, что одинаковые фации могут повторяться^
отложениях различного возраста, и, наоборот, одновременные отложения
могут быть различны по фациям.
Фациальные особенности всегда надо иметь в виду при паралле-
лнзаци* отложений, при палеогеографических реконструкциях, при
исчислении продолжительности того или иного подразделения истории*
земли и т. п.; без этого легко впасть в ошибку. Очень характерную
иллюстрацию резких фациальных различий на очень небольшом
пространстве представляет, напр., дно Неаполитанского залива; на
мягких илистых частях и на твердых известковых придонных плоских
островах, носящих название «секки», фауна совершенно различная.
Если-бы мы нашли в ископаемом состоянии эти фауны рядом и не
приняли бы во внимание фациальных их различий, мы легко могли бы
счесть их за разновременные.
Мойсисович ввел еще следующую терминологию, которая иногда
может быть полезна краткости ради: гетеропичны отложения
одинакового возраста, но различных фаций, изопичны—те, которые одина-
ковыи по возрасту, и по фациалькому характеру; изомезичны и гете-
ромезичны отложения одинаковых или различных фациальных
областей, напр., континентальные втложения разных областей изомезичны,
а континентальные и морские между собою гетеромезичны; наконец,
изотопичны или гетеротопичны отложения одинаковой среды, т. е.
морские, пресноводные, континентальные, если они образовались при
— 280 —
одинаковых или различных климатических условиях, и одинаковых
или различных зоо- или фито-географических провинциях.
В некоторых областях континентальный режим чередуется с
морским, а соответственно чередуются, следовательно, и отложения;:
существуют, однако, области, в которых континентальные отложения
накопляются в течение нескольких последовательных эпох или
периодов; примерами этих последних могут служить отложения древнего
верхнепалеозойского материка Гондваны, посткарбоноеые отложения-
Тянь-Шаня, пустыня Калахари в Южной Африке; из других древних
контннентально-преснвводных отложений назовем древний красный
песчаник Сев. Америки, Шотландии и сев.-зап. России, свиту пестро-
цветных пород Окско-Камско-Волжского бассейна и Сев. Двины,
доставивший Амалицкому его замечательных пермских рептилий,,
американские отложения Ларами, отложения с динозаврами в
Америке, отложения с млекопитающими Пикерми, Сиваликские холмы,
Керси, Монмартр, Бессарабия и мн. др.
Находящиеся в тесном генетическом общении как с сушей, так
и с морем отложения дельт и выполнения речных эстуариев бесспорно
заслуживают внимания со стороны историка земли; для них Характерна
пестрая смена наслоений на небольшом пространствен в вертикальном,,
и в горизонтальном направлениях.
В виду существования переходных образований, приходится
быть очень осторожным при' оценке значения древнего отложения,
нельзя руководствоваться одним признаком, а надо принимать во
внимание всю совокупность признаков. Так, напр., диагональная
слоеватость может наблюдаться не только у континентальных, ко
и у речных и даже морских песков, следы ряби могут быть и конти-
.нентального, и морского происхождения, точно также и залежи с,оли-
морские—в виде значительных по площади отложений, чередующиеся
с глинами, глинистыми сланцами, гипсом^ континентальные—в виде-
отдельных чечевиц, иногда небольшого протяжения, но значительной
мощности и мн. др.
Для распознавания и правильного толкования отложений
минувших эпох важно уяснить себе особенности современных отложений
различных фаций и те изменения, которым эти отложения
подвергаются с течением времени, вследствие диагенезиса, выветривания
и метаморфизма.
Континентальные и пресноводные отложения.
Наземные отложения можно разбить на собственно
континентальные и пресноводные; последние в свою очередь распадаются на
отложения проточных и стоячих. вод. .
— 281 —
К собственно континентальным, отложениям относятся субазраль-
ные (эоловые) отложения—дкры, сыпучие пески, лёсс, щебень
пустынь, кора выветривания, растительная почва; ледниковые
отложения—различного рода морены и переработанный моренный
материал; вулканические образования—лавы, пепел, бомбы, туфы;
отчасти отложения болот — торф, болотная
руда; некоторые ключевые отложения. Отло- ^f^^Pr^^^^^f'
жения проточных вод, т. е. речные, предста- ^■f-.,L'.«.'-u»»iAi\-.A.;,--o ■
влены различного рода песками, глинами,
илом, галечником; в дельтах получаются
смешанные отложения частью речного, частью
морского происхождения. Отложения стоячих
Рис. 158. Колодцы и кар-
вод-зто озерные осадки, каменная соль, шны выв^ивания нРа
озерная руда. В морских бухтах скопляются известняке,
принесенные речками и морскими Течениями
деревья, обугливающиеся и превращающиеся в ископаемый уголь,
который по происхождению является наземным, а по месту залегания
морским. Признаками континентальных отложений являются также
карманы и колодцы выветривания (фиг. 158), каолинизация,
латеритизация и бокситизация, многие псевдоморфозы и другие
проявления выветривания на воздухе или при участии источников.
Между чисто субаэральными отложениями и отложениями стоячих
вод промежуточными являются болотные образования; существуют
также переходные звенья между субаэральными и речными —
некоторые ледниковые отложения и т. п.
Фациальные особенности ископаемых *аув.
Как уже неоднократно было подчеркнуто, среди древних
отложений, с которыми имеет дело историк земли, господствуют отложения
морские. Для правильного толкования этих последних, необходимо
уметь распознавать фациальные фаунистические особенности, резко
проявляющиеся в пределах одной и той-же зоогеографической
провинции. Особенности морской фауны зависят не только от глубины,
но и от состояния движения морской воды, от характера дна,
от солености, от размеров водного бассейна, от температуры. Поясним
это несколькими примерами. Одни и те-же раковинные животныя
в области сильного прибоя имеют более толстые, твердые, массивные
раковины и отличаются большими размерами по сравнению с теми-же
животными, населяющими такие-же прибрежные области со спокойной
водой, напр., Buccinum undatum у берегов Голландии и у берегов
Гельголанда. В крупных бассейнах животныя крупнее, чем в неболь-
— 282 —
ших водных пространствах; напр., хорошим современным примером
карликового развития может служить Мессинский пролив; в
ископаемых фаунах—верхнетриасовая С. Кассиана в Тироле, карликовый
слон на о. Мальте и др.
Характер дна резко отражается на росте раковин; примером может
служить Cardium edule.
С точки зрения солености воды животішя распадаются на эйри-
галинных и стеногалинных, т. е. способных или неспособных
переносить значительные изменения в солености воды.
Способность некоторых морских форм приспособляться к жизни
в пресной воде имеют большое значение для определения морского
происхождения, так наз., реликтовых озер, -как, напр., Виктория
Ньянца, Ладога, в которых имеются остатки прежнего морского
населения. Реликтовыми или остаточными называются озера,
представляющие опресненные остатки" прежнего моря.
Смена геологических периодов и эпох часто выражается в
трансгрессиях и регрессиях морей; поэтому очень важно уяснить себе, как
это было сделано Рюто, а впоследствии Грэбо, какова должна быть
литологическая последовательность отложений при трансгрессии
и при последующем регрессивном движении моря. Здесь надо принять
во внимание много деталей, о которых пришлось-бы слишком много
говорить; достаточно отметить лишь несколько общих положений.
При надвигании моря на сушу, в случае скалистого берега, образуется
галечник или конгломерат, который и будет лежать в основании новой
формации, получающейся в результате надииганнл моря па сушу;
если этот галечник превращается в конгломерат, то получается, так
иаз., базальный конгломерат. Если следить за сменой отложений,
то мы видим, что по мере удаления от берега мы переходимуот
галечника к песку, а затем к глине и илу. В неподвижном море галька,
'песок и глина сменяются в этой последовательности" в горизонтальном
направлении, при трансгрессии они налегают друг на друга, а при
регрессии сменяются в обратном- порядке. При полном цикле
трансгрессии, а затем регрессии морские отложения должны представлять
как-бы чечевицу,средняя часть которой, соответствующая наибольшому
углублению данного бассейна, состоит из известняков, а верхние и
нижние части, соответствующие более мелководному морю в начальной
стадии его трансгрессии и в конечной стадии его регрессии, состоят из
песков, песчаников, конгломератов и т. п. (Фиг.. 144' и 145). Такова,
напр., картина германского триаса: внизу пестрый песчаник, затем
раковистый известняк, наверху опять мелководные, пресноводные и
континентальные отложения цейпера. Такую-же картину представляют
по Головкинскому пермские' отложения восточной России, по Ино-
— 283 -г
«етранцеву каменноугольные отложения севера России. О
принадлежности какого-нибудь отложения к континентальной, морской или
пресноводной фации можно судить как на основании его литологического
характера, так в особенности по фаунистическим особенностям
заключенных в нем окаменел остей. В этом отношении Ьчень важно, что
существуют животные и растительные формы исключительно морские, или
исключительно пресноводные, или, наконец, исключительно
сухопутные; такие формы имеют, конечно, решающее значение при определении
■ фациального характера данного отложения; понятно, что ценность
животных, способных существовать и в морской, и в пресной воде, для
историка земли в этом отношении менее велика. Для примера можно
указать на радиолярий, на большинство корненожек, на иглокожих,
плечепогих,'головоногих, как на-специфических обитателей морской
воды; наоборот, такие формы, как Balanus, Cardium edule, Mytilus
edulis, обыкновенная устрица и нек. др., могут жить, не обнаруживая
-сколько-нибудь заметных изменений, как в. морской, так и в пресной
воде. Специфически пресноводных моллюсков немного—Paludina, Unio-
nidae и нек. др. Большие стада травоядных млекопитающих, птицы,
большинство древовидных растений типично " сухопутные формы.
Необходимо, однако, помнить, что там, где приходится делать
палеогеографические заключения, опираясь на аналогии, приходится быть
крайне осторожным в своих выводах. Так, напр., вряд-ли правильно,
исходя из того, что современные строющие кораллы приурочены
к тропическому поясу, выводить отсюда заключение, что и вымершие
кораллы, возводившие рифовые постройки, тоже указывают на жаркий
климат; вряд-ли теперешние тропические папоротники дают право
■считать и ископаемых древовидных представителей папоротников
:за тропические формы; можно, конечно, привести много аналогичных
примеров, почему и приходится относиться несколько критически
к некоторым выводам о климатеітой или иной из минувших эпох.
Проблемы исторической геологии по отношению
к ископаемому миру могут быть формулированы следующим образом.
:Во-первых, перед нами встает вопрос о зарождении органической жизни
наземном шаре: когда и как появились впервые зачатки органической
жизни. Первые хорошо сохранившиеся организмы встречаются в
отложениях кембрийской системы. Но это организмы уже довольно
разнообразные и сравнительно значительно дифференцированные. Не под-
. лежит, следовательно, сомнению, что им должны были предшествовать
другие формы, более примитивные. Действительно, в так называемых,
эозойских (археозойских) отложениях встречаются довольно много-'
численные и разнообразные следы организмов в виде отпечатков,
«следов ползающих червей, корненожек, губок и т. п. неопреде-
— 284 —
лимых остатков, которые, однако, тоже свидетельствуют о том,,
что и это еще не первые проблески органической жизни. Однако,
стратиграфически ниже, т. е. в отложениях, подстилающих
эозойские, никаких следов организмов уже не встречается, очевидно, не
потому, что их там не было, а потому, что они уничтожены позднейшей
метаморфизацией; следовательно, самые первые проблески
органической жизни навсегда от нас скрыты и приходится о них лишь делать
догадки. Такие догадки различно формулировались: натурфилософы
(Онкен, Спенсер) считают, что организмы развились из
неорганической материи. Другие полагают, что первоначальные организмы
представляли такие «пирозои», которые могли существовать и в
раскаленном земном шаре, даже при температуре солнца; наконец, третьи
считают, что зародыши организмов попали на землю из других планет
вместе с метеоритами и с космической пылью. Ясно, что ни одна из-
приведенных догадок вопроса не решает, что одни делают априорные
недосказуемые предположения, а другие переносят зарождение
органической жизни на другие планеты, т. е. отбрасывают такой
постановкой вопроса от себя самую проблему. При таких условиях, и принимая
во внимание, что геология не дает возможности ответить на
поставленный здесь вопрос, следует признать, что проблема зарождения
органической жизни выходит за пределы геологического исследования
и .может быть геологами отброшена.
Очень долго кембрийская фауна, считалась древнейшей и все,
что ее подстилает, относилось к архейской группе, лишенной окамене-
лостей. Постепенно стали накопляться данныя о нахождении остатков
органической жизни в, так называемом, докембрии. Эти отложения
и были выделены в археозойскую группу, которая, вероятно,
обнимает несколько систем, если принять во внимание, что кембрийская
фауна уже очень разнообразна и содержит сравнительно высоко
организованные формы. Несмотря на значительную метаморфизацию-
докембрия, случаи нахождения в них оіедов организмов все
учащаются. И наряду с неопределимыми следами и отпечатками находят
постепенно .и определимые окаменелости. Таковы, напр., радиолярии
Бретани, организм похожий на Arcliaeocatlius в биотитовом гнейсе
Зейского округа (Анерт), губка Atjcocania в Канаде и т. п.
Второй основной вопрос палеонтологии в исторической геологии—
это постепенное развитие и расселение организмов. Пути, по которым.
шла эволюция органического мира, не все нам известны и ясны; они
часто замаскированы, и толкование их осложняется, с одной стороны,
'неполнотой геологической летописи, с другой, теми ветвями древа
организмов, которые оканчиваются тупиком, которые наводят нас,
так сказать, на ложный след, на известной стадии развития обрываю-
— 285 —
.щийся. Тем не менее, самый факт эволюции и тесная связь вымершего
-органического мира, вернее сказать, вымерших органических миров,
с современным может считаться достаточно прочно установленной.
Годри (Gaudry) так формулирует это положение: «Le monde fossil
n'est pas distinct du monde actuel; il n'y a qu'un monde unique qui
s'est continue depuis les plus anciens ages jusqu'a.nos jours>>.
Возможность освещения и посильного разрешения этой проблемы
находится всецело в пределах геологического познания, .вернее
сказать, все относящиеся сюда выводы вытекают непосредственно из
геологических наблюдений. В самом деле, нам уже хорошо известно,
"что древнейшая кембрийская фауна состоит целиком из беспозвоночных
морских животных и, в частности, из таких, у которых твердые покровы
не известковые, как это обычно для громадного большинства морских
беспозвоночных более поздних периодов, а из хитина: Первые
морские пезвоночные—рыбы появляются лишь в конце силура; в этот же
период появляются и первые известные нам наземные животные в виде
насекомых. Позвоночные вступают на геологическую арену не сразуі
а в определенной постепенности: рыбы—в силуре, земноводные—в «ар-
боне, пресмыкающиеся в пермском периоде, млекопитающие в триасе
в виде простейших аплацентарныхформ, за которыми следуют
плацентарные гораздо позднее в третичный период (вероятно, появились уже
в мелу, но нами там еще не найдены), птицы в юрский период. И здесь
при рассмотрении отдельных групп беспозвоночных, позвоночных или
растений мы видим с течением времени постепенное усложнение орга-.
низации, постепенное, дифференцирование, постепенную эволюцию^
Это особенно рельефно сказывается в виде тех, так называемых, сборных
типов, которые соединяют в себе признаки форм,
впоследствии.разветвляющихся и более или менее далеко разошедшихся, как, напр.,
стегоцефалы, объединяющие признаки земноводных и
пресмыкающихся. Однако, многие переходные звенья, связывающие отдельные
классы, отряды, семейства, отсутствуют. Так, напр., переходных
форм от аплацентарных к плацентарным мы не знаем. .
Три главные Ъры, начиная с кембрия, можно, в общем, тэкларзк-
тернзовать с точки зрения эволюции органического мира:
палеозойская эра—это царство беспозвоночных,
мезозойская—холоднокровных позвоночных, кайнозойская—теплокровных.
Таким образом, историческая геология дает определенную вполне
объединяющую картину постепенного усложнения, постепенного
возрастания разнообразия в органическом мире. Однако, если и можно
считать, что в общем палеонтология подтверждает эволюцию
органического мира, то все-таки остается еще. много неясностей, много
недосказанного.
— 286 —
Что касается путей, по которым шла эволюция, то в
палеонтологии от чистого дарвинизма многие переходят к неоламаркизму
(Коп ): не естественному подбору и борьбе за существование, а
приспособлению придается первенствующее значение (Долло); при этом
специализация играет большую роль (Деперэ), а толчок к изменению-
и к вымиранию часто исходит из миграции, переселений вследствие
изменившихся условий (Деперэ).
Медленное изменение и постепенное развитие являются общим
правилом, «сальтация», т. е. быстрые скачки, невидимому,
представляет явление подчиненное и во всяком случае не объясняет
происхождения крупных отделов животного или'растительного мира. Одним.
из условий, благоприятствующих расхождению форм и сравнительно-
быстрому развитию, является изменение условий среды и
географическое изолирование; это последнее обстоятельство особенно
характерно сказывается на островной или пресноводной фауне; так,-напр.,
можно указать на карликовых слона и гиппопотама на Мальте, на
крупных наземных черепах Галапагосских и Маскаренских островов
(на каждом острове свой вид), на род Paludiria и т. д.
Периоды очень быстрого резкого развития новых форм с
образованием большого числа новых видов—анастрофы, как их называет
Вальтер—по временам сменяют медленный процесс постепенных
видоизменений, и в таких случаях фауна быстро и резко меняет свой
облик. Такие примеры эксплозивного развития большого количества
новых видов представляют некоторые группы аммонитов, клименни
в верхнем девоне, питономорфы в верхнем мелу; у климений и пнтоно-
морфов это сопровождается, однако, быстрым угасанием.
Историческая геология дает нам также, и те данныя, по
которым мы судим о постепенном расселении тех или иных новых
животных ■ и растительных форм из мест их первоначального появления.
и о путях такой миграции. Возьмем несколько примеров для
беспозвоночных из девона, для позвоночных из третичного периода. Плече-
ногое Rhynehonella (Hypothyris) cuboides в Америке встречается
в более древних слоях девона, чем в Европе; отсюда можно
заключить, что .оно появилось в Америке и оттуда перешло в Европу.
Didelphydae происходят от мезозойских южно-американскнх Marsu--
pialia; в мелу они перешли в С. Америку, до олигоцена перешли
и в Европу, где и вымерли в нижнем миоцене; в С. Америке они
жили до настоящего времени и в плиоцене перешли обратно в Ю.
Америку. Предки слонов находятся в С. Америке; в меловой период они
г^реішш в Ю. Америку, в эоцен в Африку, в конце олигоцена достигли
£вропы; в верхнем миоцене они находятся и в Ю. Америке, и в С. Anw-
рике, и в Индии. В Индии из рода Mastodon фазвивается род Elephae-
— 287 —
{через Stegodon ? ), в плиоцене он достигает Европы и Африки, в
ледниковый период С. Америки.
Интересный пример миграции, так сказать, типа круговорота,
представляют страусы; ход миграции таков: Мадагаскар, Африка,
Ю. Европа, Индия, Африка.
Общая картина миграций млекопитающих может быть
иллюстрирована еще следующим общим сопоставлением: в эоцене в'С. Америке
многочисленны млекопитающия, а в Европе их немного.; с олигоцена
в Европе они становятся тоже многочисленными; с миоцена
присоединяются Азия и Африка. С. Америка имела соединение с Европой,
а С. и Ю. Америка были разобщены до конца плиоцена.
Когда одни и те-же формы появляются одновременно в
отложениях одинакового возраста в двух или нескольких местах, это всегда
служит указанием на то, что не здесь родина этих форМ, что они сюда
переселились из еще нами не обнаруженного места их
первоначального появления, из их.настоящей родины. Это особенно характерно
проявляется по отношению к третичным млекопитающим. Родина
плацентарных -млекопитающих еще окончательно не установлена:
Центральная Азия, Африка, арктическая область, Патагония
оспаривают друг у друга право на это. Но важно отметить, что они
появляются почти одновременно в трех областях: в Соединенных Штатах,
в Патагонии и во Франции; при этом в Америке сразу появляются
копытные и приматы; приблизительно то же наблюдается и в двух
других областях; это можно себе объяснить только путем миграций.
Из Америки в Европу можно указать семь миграции до среднего
миоцена, когда сообщение между этими материками прекращается,
а между Южной и Северной Америкой обмен происходил лишь в самом
начале третичного периода и затем в плиоцене; следовательно, в
промежутке между началом и концом третичного периода сообщения
между Южной и Северной Америкой не существовало.
Если в биологии и сложилось окончательное убеждение о
постепенной эволюции органического мира, и если эта уверенность в
значительной степени подтверждается палеонтологическими данными,
то все-таки остается еще открытым вопрос о побудительных причинах
этой эволюции, и мы еще не в состоянии набросать все родословное
древо органического мира. В частности, наука еще не в состоянии
определенно ответить на вопрос о том, шло-ли развитие органического мира
монофилетическим путем или полифилетическим, т. е. развились-ли
все формы животного царства из одного родоначального источника,
или не получались ли одинаковые формы различными путями от
различных родоначальных форм. К такой полифилетичности невольно
обращаются взоры, когда одновременно в разных местностях по-
— 288 —
являются некоторые новые типы, и когда трудно это явление свести
к миграциям; примеры этому дают третичные млекопитающия.
В этом же направлении работаетмысльпалеобиолога и в том случае,
когда перед ним встают примеры, так называемой, конверте нци и,
т. е. схождения признаков вследствие приспособления совершенно
различных и отнюдь не родственных друг другу организмов к
одинаковым условиям жизни. Здесь резко сказывается вся оила и все
значение приспособления, и властно диктуется осторожность при
сопоставлении на основании какого-нибудь одного,-даже и нескольких
общих признаков, форм с точки зрения их генетической зависимости.
Дельфин очень похож на ихтиозавра, и некоторые авторы (Штейнман)
даже считают его потомком этого последнего; можно, однако,
доказать, что дельфины в генетическом родстве с первичными хищными
(Creodonta), и что у древних Cetacea сходства с ихтиозавром меньше,
чей у более молодых, что здесь лишь явление схождения признаков;
верблюд жует жвачку, но существенно'отличается многими
особенностями от настоящих жвачных; у некоторых копытных имеются резцы,
гомологичные зубам грызунов, но они от этого не могут быть
причислены к грызунам; меловое двустворчатое Hippurites,
каменноугольное плеченогое Richthofenia.H девонский коралл Саісеоіа чрезвычайно
схожи по внешнему развитию. Насколько надо быть осторожным при
палеогеографических реставрациях, показывают, напр., некоторые
озера; напр., оз. ТанганаЙка в Центральной Африке считалось
некоторыми авторами за, такна'зываемое,реликтовое,т, е. за остаток древнего
морского бассейна, между тем, как по другим данным здесь
наблюдается лишь сходство части его фауны с морскими животными
вследствие конвергенции признаков. Точно также теперь отрицается
происхождение птиц от динозавров, как это было в свое время, установлено
. Гексли, и сходство соответствующих динозавров (Ornithopoda)
в.развитии таза и задних конечностей с птицами сводится к явлениям
схождения признаков вследствие приспособления.
Особенно интересный пример бифилетического развития
представляет лошадь, развитие которой uiito различными путями в Европе
и в Америке. Родина лошади с ее предками—С. Америка; отсюда
предки лошади дважды' переходили и в Европу, в средиеэоценовую,
в средиемиоценовую эпохи; но оба раза они вымирали; лишь в
нижнеплиоценовую эпоху снова через Азию пришли предки лошади в Европу
и развились здесь независимо от хода развития лошади в Америке,
Интересные примеры схождения (конвергенции) признаков у
совершенно различных животных вследствие приспособления к
одинаковым условиям жизни представляют следующие случаи: 1) развитие
кожистой перепонки между пальцами у плавающих животных, у рою-
_ 289 —
щих животных и у животных с парашютными летательными
перепонками; 2) развитие плавников у дельфина и у ихтиозавра; 3) редукция
глаз у глубоководных, роющих, пещерных и живущих в илу животных.
Иногда эти конвергенции в тесном смысле (сходные приспособления,
независимо возникающие у различных не родственных животных
или органов) отличают (Осборн, Абель) от параллельного развития
(аналогичные приспособления, возникающие независимо у сходных или
родственных животных или органов).
Приспособление под влиянием среды и условий жизни является
следствием механических, химических и физических (термических
или оптических) и биологических (борьба с врагами и паразитами,
соревнование самцов, борьба-'из. за пищи- и т. п.) раздражений.
Освещение этих приспособлений мы черпаем в значительной степени из
истории палеонтологического развития тех или. иных органов и
других особенностей животных.
. В обп(ем, развитие органического мира шло постепенно, иногда
быстрыми скачками (сальтации Копа и Долло), прогрессивно, причем
утраченные признаки не возобновлялись (ирреверзибельность
развития по Долло), подчас с перерывами (итеративное развитие). Важной
путеводной звездой является при палеобиологических реставрациях
корреляция или гармония органов (коррелятивное развития) Кювье,
значение адаптивного изменения отдельных органов, установленное
Ковалевским. Конечно, как показывают явления конвергенции, нада
быть очень осторожным при палеонтологических реставрациях и гене-?
-гаческях сопоставлениях. Но как много в этом направлении можно*
сделать, показывают классические работы Ковалевского, важные
для палеобиологии выврды Долло, (необратимость
развития—исчезнувшие в' генеалогическом, ходе развития органы не возобновляются,
хотя-йы1 наблюдался возврат к условиям жизни предков), такие
примеры,' как предсказанный Копом (Соре) пятипалый предок копытных,
.действительно потом открытый (Phenacodus), и поразительное
предсказание Кювье, который на основании челюсти мелкого
позвоночного из окрестностей Парижа заявил, что в неотпрепарированной части
породы найдутся тазовые кости, которые, докажут принадлежность
этого животного к сумчатым—и это перед целой комиссией блестяще
подтвердилось; притом надо помнить, что о возможности существования
сумчатых в Европе в то время никто не думал.
Третью основную, быть может наиболее интересную, проблему
исторической геологии-по отношению к ископаемому органи«ей«ту
миру, иначе сказать, основную проблему биологии исчезнувших пород,
доставляет вопрос о причинах вымирания различных представителей
•органического мира. В самом деле, почему та или иная форма или
Геология. ' 19
— 290 —
группа форм, достигнув расцвета и широкого распространения в
известный момент, одни рано, другие после очень продолжительного
существования, исчезают? Это исчезновение может идти двояким путем;
или оно является следствием продолжающегося видоизменения форм,
приспособления к новым условиям, иногда в виде некоторого как-бы
сравнительно быстрого скачка, называемого в палеонтологии
сальтацией, и тогда формы не исчезли бесследно, а перешли в другие,
которые и являются их потомками; или же исчезновение представляется
резким прекращением существования данных форм без всякой связи
с какими-нибудь последующими формами; оно является как-бы
внезапным, и тогда это есть вымирание в тесном смысле слова и притом
в резкой форме. Такое вымирание наблюдается или на таких
представителях животного царства, которые в течение значительного
промежутка времени пользовались значительным распространением,
как, напр., вымирание аммонитов, белемнитов, динозавров,
совпадающее с концом мелового периода, который поэтому и именуется
иногда великой эпохой вымирания. Такое же внезапное вымирание
можно констатировать в некоторых случаях и по отношению к формам,
которые имели непродолжительное существование, как, напр., руди-
сты, которые появляются и вымирают в меловой период, климении—
в верхнедевонскую эпоху. В некоторых случаях вымирание иоент
на себе ясные следы поражения в борьбе за существование с более
сильными или хищными формами; таким путем, напр., легко,
невидимому, объясняется значительное вымирание среднепалеозойских
морских беспозвоночных животных в каменноугольных морях, когда
появились хищные каменноугольные рыбы с их сильной зубной
системой и большой подвижностью. Вымирание может быть также
результатом такого изменения физикогеографических условий, при которых
дальнейшее существование становится невозможным; так, напр., когда
трансгрессией литторальная полоса постепенно превращается в область
мелкоморья или мелководная часть моря в глубоководную, перед
населением этих частей встает такая дилемма: или постепенно
эмигрировать, следуя за перемещением той фации, к жизни которой они
приспособились, или приспособляться к новым условиям жизни.
И если по внешним или по внутренним биологическим причинам и тот
и другой выход из создавшегося положения невозможен, эти формы
обречены на естественное вымирание. Для островных фаун
трансгрессии могут иметь роковое значение. Легко нам понять вымирание
к там, где изменяются в неблагоприятную сторону условия питания,
или когда появляются новые формы, не только более сильные или
хищные, *а более высоко стоящие в интеллектуальном отношении и,
следовательно, более приспособленные бороться с теми или иными невзгодами.
— 291 —
Наконец, вымирание является в некоторых случаях и делом рук
человека, уничтожающего те или иные формы или потому, что он ими
питается, или потому, что они ему вредны и опасны. В некоторых
случаях внезапное местное вымирание может быть следствием
вулканического извержения, наводнения, прорыва морских барров и т. п.
Местное внезапное вымирание иногда может быть лишь кажущимся—
следствием миграций. Но все-таки всеми этими случаями не
исчерпывается все разнообразие условий, при которых наблюдается
вымирание крупных, важных и разнообразных групп животного царства.
В частности, ни одно из приведенных соображений не применимо к
объяснению вымирания в конце мелового периода аммонитов, динозавров,
ихтиозавров и некоторыхдругих пресмыкающихся. Динозавры, пови-
димому, исчезли раньше, чем появились те более развитые в
умственном, отношении млекопитающия, в борьбе с которыми они должны были
оказаться побежденными; правда, как уже было указано, есть полное
основание думать, что млекопитающия третичного периода появились
не в.третичный период, а существовали уже в меловой период—и тогда
им быть может и придется приписать активную роль в вымирании
динозавров, этих неуклюжих форм с ничтожным развитием черепной,
коробки, а следовательно, и мозга, с их большой потребностью при
громадном росте в растительной пище. Но для аммонитов, для
ихтиозавров, для многих других представителей животного царства факт
вымирания остается нсобъясненным, И если мы не последуем за Штейи-
маном, который отрицает вымирание, а видит только истребление
человеком или превращения вследствие приспособления, и для
которого ихтиозавр юрских морей не исчез, а превратился в дельфина
современных морей, то неизбежно приходится признать, что вымирание
имеет свои особые биологические причины. Быть может, эти
биологические причины кроются в постепенном ослабевании и в
утрате'способности к размножению, на что указывал уже Броки; опыты Мопа
(Maupas) с инфузориями показывают, что вероятно у всех вообще
животных форм способность к размножению ограничивается
некоторым определенным, лотя иногда и очень большим, числом
поколений, после чего она утрачивается, и этим самым данный
представитель животного царства оказывается обреченным на вымирание,
независимо от каких-бы то ни было внешних условий или
столкновений с другими животными формами.
• Наряду с фактом вымирания, играющего такую доминирующую
роль в истории развития органического мира, заслуживают быть
отмеченными, однако, и случаи необычайной долговечности: так
напр., род наутилус (Nautilus) или род линтула(1,іпди1а) известны уже
в силуре, проходят через все последующие периоды, причем наути-
*
— 29-2 —
лус играет важную роль в карбоне, в мелу и существует до
настоящего времени. Радиолярии докембрия в Бретани принадлежат к
семействам или даже родам, установленным Геккелем для современных
форм. Из корненожек Globigerina, Orbulina, Spirillina встречаются
уже в кембрии, другие четыре рода из ныне живущих известны уже
:в силуре. Морской еж Cidaris существует с Пермского периода по
настоящее время, Rhynchonclla—с девона, род Orthoceras существует
с силура до триаса.
Для геологической гіараллелизации и для установления
геологической хронологии, конечно, имеют преимущественное значение
формы недолговечные.
Все, что нам известно об ископаемом органическом мире,
основано на истолковании палеонтологических находок. Естественно,
возникает вопрос, в какой мере эти находки являются достаточными
для реставрации вымершего органического мира, в какой мере в них
действительно отражается во всей его полноте этот ископаемый
органический мир? Ископаемые флоры и фауны дают на самом деле
неполное, а иногда и до известной степени искаженное представление
картины жизни в соответствующую минувшую эпоху. Так, насекомыя
составляют теперь */і всей фауны, а в ископаемом мире всего 1%.
Но вряд-ли таковы, были на самом деле эти взаимоотношения, они
являются лишь следствием различной способности к фоссилизации,
т. е. к сохранению в ископаемом состоянии. Причины неполноты
летописи земли и такого несоответствия, вообще говоря, довольно
разнообразны и кроются в следующем. Прежде всего до нас не везде
и не всегда дошли все отложения минувших эпох, которые могли
содержать и в самом деле содержали ископаемые остатки; некоторые
отложения, а иногда и довольно значительные их массы, были
уничтожены поздней денудацией; а между тем быть может именно в таких
унесенных денудацией отложениях и могли заключаться ценные
палеонтологические материалы, 8 частности, те или иные переходные
формы, до нас не дошедшие или составляющие пробел именно в данной
местности'. Далее, значительную роль в неполноте палеонтологической
летописи земли играют процессы метаморфизации;
перекристаллизация, сопровождающая часто в широких размерах метаморфизацию
древних отложений, является виновницей того, что содержащиеся
в данных породах окаменелости сначала под влиянием этой
перекристаллизации теряют некоторые ценные для определения признаки,
постепенно делаются неопределимыми, наконец, совершенно
исчезают. Хороший пример представляет всем.хорошо известный
мелкозернистый каррарский мрамор, который образовался из содержавшего
окаменелости известняка. Как уже было упомянуто в другом месте,
— 293 —
количественные отношения между животными, перешедшими в
ископаемое состояние, и этими же животными в качестве составных частей
той фауны, остатками которой они являются, далеко не одинаковы:
животныя 5ез твердых покровов фоссилизируются труднее тех, у
которых имеются твердые покровы, животныя прибрежной полосы
механически уничтожаются прибоем, наземные животныя уничтожаются
тлением или пожираются другими животными—всем хорошо
известно, как редко встречаются трупы крупных наземных животных.
Наконец, некоторые животныялереходят в ископаемое состояние часто
в очень небольшом количестве экземпляров, а потому находки таких
животных представляют редкость и носят совершенно случайный
характер. Особенно наглядным примером может служить первоптица
Archaeopteryx из литографского камня в Золенгофене в Баварии.
Найдено всего два экземпляра этой важной для истории развития птиц
формы, одна в 1S61 г., другая в 1877 г. Еслиб не систематическая
разработка литографского камня и не счастливая случайность, и эти
ДЕа экземпляра, вероятно, не попали-бы в наши руки, и мы ничего
не знали-бы о юрских птицах и об этой важной форме, хотя и
представляющей, повидимому, боковую заглохшую ветвь, но носящей
на себе столь явные признаки происхождения птиц от
пресмыкающихся. Зубастые меловые птицы ведут свое начало также от
пресмыкающихся, но по другой ветви, которая и дала пышный расцвет птиц.
Кости рыб,.панцири ракообразных почти никогда не находятся в
глубоководных отложениях современных морей, они растворяются.
В настоящее время число видов животных не менее 300.000, а-совог
купиость всех ископаемых видов не достигает и 100.000. Правда,
около 3Д современной фауны принадлежит насекомым, а в ископаемом
состоянии их всего 1%.
Если исключить насекомых, а также животных, трудно фоссили-
зируемых и-ограничиться рассмотрением тех животных, которые
легко давали окаменелости, то окажется, что палеонтологическая
летопись не так уже неполна, а сохранила нам, вероятно,
значительную часть ископаемого мира. К такому выводу приводят такие факты,
как то, что в силуре мы знаем 2.600 брахиопод, а теперь их*"Всего не
более 140, число третичных млекопитающих на У, больше
современных и т. д.
Палеонтология и историческая геология стремятся использовать
ископаемые остатки органического мира не только для того, чтобы
определить по окаменелостям возраст отложений и путем точного
определения- данного организма в системе органического мира
содействовать заполнению пробелов в картине общей эволюции. Палеонтолога
интересуют и биологические особенности ископаемых форм. И при
— 294 —
внимательном, изучении особенностей самих окаменелостей и условий
их нахождения можно постепенно извлечь из них дашшя для
возможного освещения с этой стороны вопроса об ископаемом мире,
для возведения здания палеобиологии.
Палеобиологические заключения можно иллюстрировать такими
примерами, как нахождение в брюшной полости ископаемых животных
пищи, по которой можно судить об их хищности, детенышей в утробе
матери, свидетельствующих о живорождении (напр., у ихтиозавра
юрского периода) и дш. др.
Геолог, изучающий в данной .местности отложения древних
формаций, имеет своей непосредственной целью определение их возраста,
их сопоставление и иараллелизацию с аналогичными отложениями
других местностей или других стран. Общей задачей исторической
геологии в целом являются, однако, более широкие проблемы: дать
полную картину постепенного развития современного лика земли
и постепенной эволюции населяющего ее органического мира; дать
картину распределения материков и морей, распределения горных
систем и общую картнну физикогеографических условий каждого
периода и каждой эпохи, каждого века. Эта часть задачи историка
земли и есть то, что составляет палеогеографическую проблему.
Палеогеография давно привлекала к ■ себе внимание геологов
и издавна в геологии делаются попытки реставрировать распределение
древних материков и морей. Эти палеогеографические карты двоякого
характера. Одни из них обнимают значительные периоды времени,
напр., целый период или эпоху или даже иногда целую эру. Само
собою разумеется, что такие карты имеют очень условный характер
и иногда могут нас даже ввести в заблуждение. В самом, деле, какое-
нибудь силурийское море, покрывавшее значителыіые части
современных континентов, не в буквальном смысле одновременно, а лишь
томотакстически одновременно существовало во всех этих странах;
ведь оно в своем трансгрессивном движении распространялось
постепенно, и когда оно достигло своих наиболее отдаленных пределов,
в тех частях, с которых началась трансгрессия, уже быть может она
снова сменилась регрессией. Поэтому к таким палеогеографическим
картам малого масштаба надо относиться с большой осторожностью;
нельзя забывать, что они представляют известный синтез разных
последовательных фаз и в этом смысле являются в некоторой'степени
фикцией. Другое дело палеогеографические карты большого масштаба,
охватывающие сравнительно незначительный промежуток времени,
а в особенности те из них, которые относятся к сравнительно ограни-
— 295 —
ченным областям земной поверхности, каковы, напр.,
палеогеографические карты Лаппарана и Каню для Франции, Шухерта и Бэйлей
Уиллиса для Соединенных Штатов. Первые попытки этого рода
относятся к 30-м и 50-м годам 19 ст. {Gemellaro, Godwin Austen).
Кроме палеогеографической карты, задачей палеогеографа
является также и реставрация палеоклиматических условий. Палео-
климатичсская или, как ее часто называют, палеотермальная проблема
представляет несомненно большой интерес; большую помощь
оказывают нам при этом остатки вымерших организмов, продукты
выветривания, следы некоторых геологических процессов (оледенение,
пустынная денудация и др.); "но ее разрешение сопряжено всетаки
с большими трудностями.
При параллелизации каких- нибудь отложений можно для каждой
системы и даже для каждой эпохи иметь, так сказать, единицу для
сравнения; сопоставление с этой единицей, с этим стандартом и
определяет положение данных, вновь описываемых, отложений в
геологической хронологической системе. Такими единицами для сравнения
служат обыкновенно отложения тех стран, в которых они впервые
были установлены и описаны с некоторой подробностью. Однако,
если впоследствии в другой области оказываются эти же отложения
более полно представленными и дающими возможность более полного
и детального расчленения, первоначальный стандарт заменяется
новым. Так, напр., шкалой для параллелизации девонских отложений,
которые были впервые установлены и описаны в ДевоншаЙре, теперь
предпочитают считать гораздо более полные прирейнские девонские
отложения. В некоторых случаях отложения той страны, где они
впервые описаны, оказываются местным, мало сравнительно
распространенным типом, и впоследствии открывается господствующий тип;
таков, напр., триас германского и позднее изученного альпийского
типа, который оказывается общераспространенным типом в отличие
от местного германского. ■ -
Единицей для сравнения по возможности приходится выбирать
не континентальные и не пресноводные отложения, которые всегда
носят на себе отпечаток местной фациальной особенности, а отложения
морские и притом, по возможности, пелагические, как наиболее
универсальные.
Если бросить общий взгляд на геологическую историю земли, то
перед нами развертывается известная цикличность, известный
круговорот, проявляющийся па всем земном шаре в крупном масштабе
и в более мелких местных циклах. Эту смену периодов горообразо-
і ваиия периодами относительного покоя и преимущественно
денудационной работы в последнее время охотно называют диастрофизмом.
— 29G —
Бэйлей Уиллис различает следующие главные циклы, которые
выражены почти на всей поверхности земли, называя эпициклами более
мелкие, не повсеместные и локальные диастрофизмы,
1-й цикл (с начала истории земли—п-й).
Дислокационная деятельность последних эпох докембрия.
Спокойствие кембрия и нижнего силура.
2-й цикл:
Силурийские и девонские дислокации.
Спокойствие верхнего девона и нижнего карбона.
3-й цикл:
Верхнекарбпновые и пижнемезозойскне дислокации.
Верхнемезозойские и нижнетретичные эпохи покоя.
Начало 4-го цикла:
Верхнетретичные и четвертичные дислокации.
— 297 —
Синоптическое обозрение главнейших палеонтологических и геологических
особенностей эр, систем и эпох.
Эры.
Общая их
характеристика.
] Царе то млеко-
Периоды, эпохи.
J.S й Плейстоцен.
! питающих іі с на- [|3 РЦ, (Ледниковый
п ] чала постпл попела- !?5с период).
а ■ человека.
а к Постепенное раэ-
Р 1 іштііс современных
| і ТИПОВ ЖІШОТІШХ ІІ
05 § | расіеішй. 1 .
* Г! ' е
'•Л і і°
.- 1 і
V '-Н 1
й !
Q П 1
с
S?
к
я І ! ! я
о *і І =
-*" S*
™ "*" ' ' «
- +! ; ^
— я ' ' s
rf ~
М ( ;"
1 !
і '
. Царство холодно- '
: КрОВІІЬЕХ ШізиОІІѴЧ- j
я., пых (вресмыкаю- :
_ и нінеся, особенно ! .
• Р- ь —
= . динозавры и земно- ; -
п д г подіше) іі аимоші- ; ^
_ й-: топ. 1 ~
Л ; Первые мтііцм. :
гі В ! Первые кости- ' ^
к ^ і стые рыбы. ; "~
о "2 : .„ ■
S і і ""
Э 5 1 ~"
5*1
О —' f
°*\ ' ■-■
*+',
1
'Неоген.
(плиоцен,
миоцен).
Палеоген
(однгоцен,
ао цен,
палеоцен).
.
Верхиемело-
(ііія эпоха.
IIГ МЛІ ОМе
ЛОВИ Я ЭПОХП.
.
1
Палеонтологическая j Главнейшие
характеристика периодов геологические особенности !
it эпох. | яерподов и эпох.
] ;
Первые достоверны" | Оледеиенпеямеж- •)
признаки существования і ледниковые эпохи.
человека. !
Дальнейшее развитие | Значительное го-
млскопнтающнх с при- і рообразовавие и
ближепнем их к соііре- ' массовые лавовые
меішым типам. Лерное ' ігавержешгя.'
появление человекоойраз- '
пых обезьян (п миоцене). ;
Мощное развитие млеко- ''■
питающих; главнейшие і
отряды (однопроходные, j
сумчатые, насекомоядные, \
грызуиы, летучие мывш. [
копытные, полуобезьяны, '«
хищные, китообразные, t
но но л і шзу б не) <і он в ляютс я
п миоценовых
отложениях Европы и С.
Америки. Дрошіейшие змеи
и ящерицы. Развитие мол- .
люі-ков и сторону
современных. Расцвет
нуммут 1
§ і
s і
1 і
«
%
$
1
1
■а
В
S
а
§
1
>©.
§
I
і
1
н-
литов. ^Последние Селем- '
питы.
Появление со времен- ./Значительная
ных крокодилов іі шітіініі- іршегрессіія.
морфов. Расцвет ру.тп- /
стоп. Б конце мелового
периода вымирание
целого ряда
пресмыкающихся (ихтиозавры, зав-
роитерпі'вп, динозавры.
птерозавры, интоііомор- '
фы), рудистов,
аммонитов, белевши то в.
Зубастые птицы.
Преобладание костистых рыо. '
Из млекопитающих лішіь
мелкие формы, олизкие
к сумчатым п
однопроходным.
Значительные
преобразования аммонитов и ко-
(тпетых рый. Древнейшие
саламандры. J
5
I ■
Sa
rt К
tl
:і
ill
Ё?і
SS '
о 3 і
і£і
й а
S в
s —
10.
о
— 298 —
1 :
Эры,
иощая их характер дьі_ ашхн_
рнстиьа. '
* !
\
\ і *
1 ^
і
1
=і | Первые цветко- ! е
і вые растения и свя- | в
1 ""' к запные с ними на- і :=
: я £
! 3
! к 1
еекомыя (иабочкн | ~
к пр.). ! t
Ю
. і •—ф
^ і І
1 = 1' і
Всрхнеюрск.
эпоха
(Мальм) и
средняя юра
(доггер).
Нижвеюр-
екая эпоха
(леііяс).
■
і « h
га ;
і " "
г О ~7
і с « ■ і
S
ТркасовыЙ
'
j период.
\
I
1
1 '
і
1 ' і
СО 1
да § £' ! ЦермскнЙ
в § fc ■ і
;- wj — !
Е ^ « ДС]ШиД.
о f-1 \
в> V г:
Па лс о нто л or и чесісая
характеристика периодов
и anus.
Главнейшне
геологические особенности'
периодов іі опох.
1
і
ІТоявлошіе
IIymeuoptorn, бабочек, краббов,
настоящих земноводных
(лягушек) н птиц (Агсііас-
opteryx). I
Мощный расцвет-
динозавров.
Расцвет Lepidoatri.
Появление ассимстричных
морских сиссб и двукри- '■
лых. Резкое
преобразование аммонитов. Вымііра- ■
шш прямых Nantibidea '
(Orthueeras). Дрештеіішне '.
настоящие каракатицы
(Scpiocidca) и летающие '
ящеры (Pterosaura).
Вымирание Theromorpha.
і
Древнейшие
современные кораллы (Нехасо-
гаіім). Расцвет Lepidostei
и белемнитов.
Значительное рі-3ві;тне
пресмыкающихся (Therein or pha.
Ichthyosauri а, Kauropte-
rygia, Dinosanria),
черепахи, крокодилы. Расцвет
лабириптодонтов, выми- ■.
рдющих в верхнем
триасе. Б верхнем триасе
перішв длиннохвостые !
раки (Decapoda), жуки, ,
костистые рыбы и мелкие [
примитивные млекопн- f
тающие.
Значительное развитие Образование
акчоиитон if ганоидных ■■ Эаленгей камен-
рыб (Иесегосегса). Цымк- \ ноіі соли и ка-
рапие трилобитов и ци- [ лиевых солей,
стондей. Расцвет стего- \ Медные руды.
цефалов п котилозавров. Оледенение в
странах, окру-
жаюшнх ІіндиіІ-
гкніі океан.
Щ
W
III
— 299 —
,Эры.
та
£,£.:
g-gg
з: * —
*я яэ л
и — _
2=5
е +
с
5
Е
га
а
1 5
п &
1 « 5^"
« 1
* 3
о та
I і
2 3
- s
3 I
С ' 5
і г
1
~Г
д
1
1
Общая их ха ранге-
UUglillvd»
Царство беело-
а ион оч пых.
Первый
наземные животпыя и
растения.
Периоды, эпохи.
а
а
d
О
S
' Г?
с?
1
Верхний
карбон.
іінікіш it
карбон.
"о.
V
С
о
f
с
В
кг
1
с
Si
О
Верхний
девон.
Нижний и
средн. девон.
Верхний
силур.
Нижний
силур.
1.
Кембрийский
период.
,
Палеонто лбгп чес кап
характеристика периодов :
ІЕ ЭПОХ.
Значительное развитые
насекомых н наукой.
Вымирание гпгантостраков.
Стегоцефалы н
пресмыкающеюся — первые
наземные позвоночные.
Значительное развитие
древовидных растопи)!
(плаунов, хвощей,
папоротникообразных).
Вымирание панцирных
рыб. Регрессия трнлобп-
tod, Расцвет и
вымирание Blastoidea. Расцвет
се ляхи іі.
Расцвет панцирных
рыб. Развитие гоынатн-
тов н климений.
Первые ганоидные рыбы ,
н двоякодышащие.
Расцвет Nautiloidea.
Palaoocrinoidea ц Gigan-
toatraca. Первые
Blastoidea, Aromonoidea (гонна-
тііты) п рыбы (панцирные
и селяхии). Древнейшие
наземные членистые
(і'корішоны).
Расцвет кривоидей
(морских лилий) и древ-
плх кораллов (Tetraco-
tnlla) и Tabulate. •
Первые морские ежи,
замочные плеченогнѳ. Nauftto-
ieRHt ГТі гагтПТутоіі рако-
вішоіі н uigantostrnca.
Расцвет цистоидеіі и орто-
цератитов.
В нижнем кембрпндрі'в-
неіісіая разнообразная
морская фауна губки,
морские звезды,
кораллы трилобиты, острако-
ды. черви, Ліеззіімковые
плечышгне, двустворча-
тиетюдалдаеки,итероШіди,
голо вон огне (Ѵо iborte И ;і).
В иерхпем кембріш
перпые брюхоногие
моллюски со спиральной
раковиной, гриптолпты .а
цистонден.
Главнейшие
геологические особенности
периодов п эпох.
Значительные
залежи каленных
углей.
Транс гре сен и.
Трансгрессии.
Гор о о 5р а зова нпе.
Оледенение.
*5
sill
ІІ
II
«в
■
— 300 —
F
І
Л»
. !
і
Общая пх тракте- | п ды. ЭПСШІ.
рис тика. 1
і
Первые
ископаемые остатки
организмов (часто
неопределимые). '
Отсутствие
остатков животных л
растений.
.
А-чгопкскіИі
период (Гурок-
скнп).
Кьювенавекміг
ггерпод.
,ТГавр с н тьек с кі і іі
псрпод. (Кью-
ватпііскни).
Па ле онто л о ги ческая
характеристика периодов
п эпох.
Первые признаки
организмов в виде отаечатков
ползающих
беспозвоночных, радиолярии; губки,
гидроэон, трилобиты,
кораллы и некоторые другие.
Никаких признаков
организмов нет. О
существо па ппп организмов
(уничтоженных
метаморфизмом) говорят б. м.
известняки (мраморы) и
графит.
Главнойпшо
геологические особенности
периодов и эпох. -
Кристаллические '
сланцы и
изверженные породы.
SB
eg
В S.
■ d a
оЗ =
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.
А.
Абиссальные вулканические породы 89.
Абиссальные отложения 246—249.
Абразионная равнина 251.
Абразия 185.
Адамеллпты 45.
Адаптивное изменение 289.
Адинолы 36. ■
Актуалнзм 3, !4, 15, 22, 23.
Аллювиальная долина 200, 225.
Аллювиальные отложения 271.
Альпийская система горных цепей
154.
Аммонит 47, 272, 277, 286, 290, 291.
Аморфные участки 39,
Амфиболиты 37.
Амфогенные породы 34.
Анастрофы 142, 286.
Ангидрит 36.
Андезиты 45.
Ан орган о генные породы 36.
.Антиклинальная складка 75, 99,
102,120—122, 124.
А плацентарные формы 285.
Апомагматические образования 89.
Апофизы 90.
Арагонит 240.
Арег 259.
Артезианский источник 97, 190,
191.
Артезианские скважины 78.
Архейская группа 284.
Архейские лавы 114.
Археозойские отложения 283, 284.
Атмосфера 40, 84, 133—185, 252—
267.
Атмосферные осадки 41, 184, 186,
190.
Афанитовое сложение 32, 39.
Афанитовые породы 45.
Аэрогенные породы 36.
Аэротермический градиент 221.
Б.
Базальные конгломераты 67.
Базальт 30, 45,34, 94, ПО.
Базальтическая отдельность 30.
Базаниты (нефелиновые, лейщнто-
вые мелилитовые базальты) 45.
Базис эрозии 180, 201, 202, 207,
214.
Бактерии 254, 268, 269.
Банки 239.
Бараньи лбы 55, 219, 229, 230.
Барит 49.
Барры морские 291.
Барханы 117, 254, 256, 259, 263.
Батиальная область 247, 248.
Батолит 39.
Белемнит 56, 134, 290.
Бентос 242, 245.
Береговые линии 173.
Береговые отложения 274.
Берес 252.
Беспозвоночные 285, 286, 290.
Бикарбонаты 236.
Билокулиновый ил 244, 245.
Биономия моря 231.
— 302 —
Бисмалиты 91.
Біісоматические породи 37.
Блевакп 114.
Бокка 94.
Боковое дап.кчгие 120, 134, 135.
Боксит 42, 57, 58, 267.
Боксита зацин 281,
Болотная руда 281.
Бомба вулк. 30, 281,
Еор 23і>.
Борьба за существование 28G.
Бріі.чнантнклипаль 122. і
Брахноподы 293,
Брахнсшіклішаль 122.
Брекчия трения 110, 132.
Бугристые пески 264.
Буровая скважина 76.
Бурый железняк 49, 267.
Бурый уголь 41, 266.
Бухлт 34.
В.
Вадозовые воды 193. j
Валунные отложения 219, 223. |
Валуны 225. •
Варисцпііскйя складчатость GO. i
Век 272, 294. і
Вековые колебания 59, 84, 85, 174, j
175, 178—181, 212, 23], 252. !
Вековые перемещения миря 8, 165,
175, 171: суши: 105, 171, 175.
Вфкііе-юрсг-'іііі период 177.
Верхний девон 177, 2S6, 290.
Верхний карбон 230.
'Верхний мел 177, 286.
Верхний миоцен 286. ;
Верхний палеозой 18, 280.
Верхний силур 275.
Верховья рек 206, 207.
Вечная мерзлота 77.
Вечный снег 83, 220, 222.
Взброс 129.
Винтообразное перемещение земн.
коры 120.
Висмут 98.
Висячий бок 66, 128.
Водопад 188, 207, 209, 210, 211,
213.
Водопроницаемые породы 186,
188, 189. I
Водораздел 117, 125, 202, 206, 208.
Вияоросліг 268.
Водоупорные породы 186, 188, 189.
Водяные чары 95, 06, 07, ИЗ, 114.
Воды: магматические 190; подземные
195; проточные 191.
Возраст горных систем 67, 277.
Возраст отложений 293, 294.
Волнопрнбонпыс террасы 56, 173.
Воронки 200.
Вторичные породы 271.
Вулканизм 86, 100, 112.
Вулканизм —проблема:
географическая 92; геологическая 92;
механическая 92, 94; морфологическая
92, 103; термальная 92.
Вулканические аппараты 164;
дислокационные 87, 101), 105; текти-
чеекне 87, І00, 105; эксплозион-
ііыс 87, 100, 105, 106, 108.
Вулканические 39, бомбы 109, Ml;
брекчии 37; газы 112; гора 87;.
і жерло 87, 92, S3, 96, III, 113; нз-
I верження 57, 82, 84, 85, 86, 97,
• 113, 114, 153, 156. 171, 232, 291;
I кратер 54, 86, 92,94, 05, [01, 106,.
і 107, НО, 111, 114; области 87,
S 114, 115, 190; острова 104 ; очаг
! 27, 87, 88, 36, ИЗ, 77, 102, П4,
116, 153; пепел 37, 39, 82, 86,.
105, 107, Ш, 112, 169, 249;
песок 111; породы 89, 119; процессы
54, 84. 85, 104, 117, 185, 186, 190,
233, 235; стекло 34, 39; трещины
87, 95, 100; трубка 87; туф ЗА,
; 57, 111; щебень 111; явления
7, 183.
Вулканический конус 103, 110,
114; набухания 103, 108; насыпа-
ния 103, 117; поднятия 103;
шлаковый 108, 117.
Вулканологическая обсерватория 156.
Вулканология 101, 114.
Вулканы 4, 6, 86, 97, 99, 101—103,
113, 115, 118, 268.
Вулканы: нсэушіалыіые 100, 105,
108; взрывов 100; Гавайского
типа 106; гомогенные 103, 108;
грязевые 114, 115; действующие
' 101, 102; древние 87; извержения
— 3 03 —
87; массивные И7; моногенные
104, 105; их морфология 87;
поверхностные 88, 105; подводные
88,; подземные 88, 100; поли генные
104, 105; потухшие 87, 88, 101,
102, Ш; нроплавлыгия 100;
размытые 87; смешанные 107,
108; тектонического даплешш ІО0;
типа Вулкаіш 106; типа Пслэ
106—108; типа Пюн 105, 108;
типа Стромболи 106; трещинные
(или типа плато) 105.
Выветривание 7, 27, 31, 40—43,
70, 73, 170, 171, 183, 256, 258,
200, 266, 268, 280; кислое 266;
пещеристое 258; физическое 258,
259, 261, 266; формы 258;
химическое 266; щелочное 266.
Выдувание 184, 256, 258, 254, 259,
261.
Вымирание 289—291.
Выпахивание ледником 184. '222,
228—230.
Выход коренной породы 7.
Выцветы 255.
Выщелачивание 41, 42.
Г.
Габбро 45, 118.
Габброднабаз 89.
Габбропорфириты 45. 1
Га обр о сиениты 45.
Газы 27, 32, 93, 95—97, 109, 111,
113, 114.
Галечник 36, 256, 281, 282.
ГалоОиос 242.
Галоидные соли 36, 42.
Галоиды 238, 266.
Гальки 2ІЗ, 259; окатанные 225.
Гафы 252
Гейзерит 32, 116, 198.
Гейзеры 114—117, 188,192, 195, 196,
198.
Гемипелагическпе отложения 247.
Геобиос 242.
Гео ген и чес пая гипотеза 12, 13, 15.
Географическое распространение
вулканов 101, 102. <
Геоиэстермы 77.
Теократические периоды 177.
Геологические: возраст 17, 18, 46,
54; карты 17, 19, 70, 275; летопись
75; молоток 72, 73; памятник 17,
22, 24, 25, 44, 57, 109, 260, 261;
профиль 21; съемка 19.
Геосинклиналь 27, 142, 153, 177,
231.
Геотермика 7.
Геотермический градиент 11, 76, 77—
79, 163.
Геотермическая ступень 76—79.
Геотермометр 78.
Геофизика 144.
Геохимические условия 50.
Герцинская система 59, 60, 154.
Гидато генные породы 36.
Гидатоморфнзм 43.
Гидратнзаціія 42, 43, 170.
Гидрохимические процессы 35, 49.
Гшшгениые влияния 152.
Гипотеза 5.
Гипч 35, 36, 42, 53, 194, 199, 238,
261, 262, 280.
Глауконит 239.
Глетчер 55, 217, 219.
: Глина 26, 30, 35, 43, 187, 205, 280,
j 281.
! Глинистый сланец 36, 43, 90, 280.
| Глобигериповыіі нл 244, 245, 247,
і 248, 249, 273.
] Глубинные породы 26, 27, 35, 38,
1 39, 37.
Глубоководная глина 36.
Глубоководные отложения 245,
■ 240, 248, 268, 274, 275.
Глубоководный нл 244.
і Гляциология 217.
| Гнездо 34.
; ГнсіЧс 46, 93.
\ Голова слоев 74.
і Головоногие 283.
I Гольфстрем 239.
I Гомогенные вулканы 104.
j Гомотакснс 278, 294.
; Гомосейсты 159.
Гоидвана 18.
j Горизонт 272.
і Горизонтальный маятник 148, 151,
1 152.
— 304
Горизонтальное напластоианис 66, 67.
Горняя река 201, 203, 2и9, 214.
Горная система: гомсоморфиая,
гетсромирфная 119.
Горные породы 24, 25, 27, 34, 42.
Горный компас 68.
Горообразование 3, 7, 56, 34, 85,
100, 134, 136—138, 140, 141,
' 143, 144, 145, 153, 164, 178, 217,
276, 277, 295.
Гор а образующие процессы 67,
119, 181.
Прообразующие, усилия 182.
Горст 131, 134.
Горы аккумуляционные 117; ассн-
метріічные 119; деформационные
63, 117; дислокационные 63, 117,
118; накопления 64, 117;
паразитические 117; плнкатнвные 118;
размывания 64, 117, І85;
разрывные 118; регенерированные 117;
с5росово-шаррьяжныс 118,
сбросовые 118; симметричные 118;
складчатые 118; структурные 117;
тектонические 63, 117—120;
эрозионные 64, 117.
Горячие источники 189, 268, 269.
Горячие минеральные источники
8, 27, 32, 43,'76, 77, 188, 190.
Грабен 61, 130, ІЗі, 134.
Гравий 36, 213, 257.
Гранитовые порфиры 45.
Гранитопорфировая структура 39.
Грапито порфир оные породы 45.
Граниты 45, 138, 217, 113, 118, 190,
257, 258, 264.
Граптолитоыые силурійск. сланцы
237.
Граптолиты 273.
Грейзен 45.
Грибошгдные скалы 256, 258, 261.
Грунтовые ноды 40, 188—190.
Группа 272.
Грызуны 288.
Гуано 36, 172, 269.
Гуминовая кислота 41.
Гумус 268.
Гуронскал цепь 59.
Гуры 117, 258.
Гуттаперча 53.
! ■ Д.
1 Дайка 8, 39, 57, 101.
| Дамба 210.
j Дарвинизм 16, 236.
і Дацнты 45.
Движение береговой лпшиі:
положительное 181; отрицательное 181.
Девон 59, 286, 292.
Девонские: отложения 67, 295;
период 18, 262, 275, 279.
Дезинтеграция (физическая) 184,
255,256,257,266.
Деіітер о генные породы 36.
Дсйтеросомптическис породы 36.
Деллепнт 45.
, Дельта 173, 174, 212, 214—216, 274,
280, 281.
Дельтовые отложения *264.
Дельфин 288, 289, 291.
Дештеллировка 180.
Денудационные процессы: 26, 28,
85, 86, 117, 118, 124, 183, 164,
204, 205, 235.
Денудация 20, 40, 04, 85, 88, 127,
I 133, 140, 141, 142, 145, 185, 232,
| 258, 277, 292; пустынная 262,
! 265, 266. 295.
; Депрессия 61, 136.
і Депрессиопные: области 61, 03;
формы рельефа fit, 64і
| Десмозпты 37.
( Детрит 176.
Дефляция 184.
1 Деформация: разрывная 127; днзъ-
! юнктивная 127, складок 124;
I коры земного шара 172.
Деформированные окаменелости 56.
Диабазы 45, 90.
Диагенезис 40, 280.
Диагональная сланцеватость 29, 256,
261, 264, 280.
Диастрофнзм 295, 296.
Диатомовый ил 244, 245, 248.
Дматремы 108.
Динамика земной коры 82,
Динамическая геология 2.
Днна.иометаморфнзм 27.
Динозавры 280, 288, 290, 291.
Диоптр 70.
— 305 —
Диоритовые порфнрнты 45.
Диориты 45.
Дислокации: 55, 60, 85, IS, (20,
122, 136—139; верхнекар&Ънскне
верхнетретичные, девонские,
докембрийскне, и иж немезозой..
скне, силурийские,
четвертичные 296.
Дислокационные: давление S9;
спускание 64; области 125;
процессы 11, 27, 44, 54, 56, 65—67,
73—75, 84, 85, ііб, 153, 181,
185, 296; равнины 69; тип
рельефа G4.
Дислоцированные пласты 54.
Длинные волны сейсмичсск.
колебания 14S.
Доисторический человек 195, 199.
Докембрийские отложсішя 230,
23J,239.
Долговечность 291.
Долина речная 205, 208, 214, 216.
Доломит 36, 238, 239, 242, 269.
Доломитизация 239.
Драга 239.
Древние: берега 172; горные системы
186; кристаллические горные
породы 190; остовы материков 154,
181; красные песчаники 262, 280;
щиты 181.
Дренаж 198, 199.
Дресва 83.
Дрифт 217, 219.
Друмлин 117.
Дюны 117, 253, 254, 258, 259, 262—
265, 281; континентальные 263;
приморские 263; речные 263.
Е.
Евтакснты 35
Естественный подбор 286.
Ж.
Жвачные 288.
Железные руды 36.
Железные шляпы 43.
Жемчужная накипь 116.
Животиыя: стеногалинные 282;
эйрнгалнниые 282.
Жила 34, 38, 39, 90.
Геология.
3.
Заболоченные озера 269.
Заводь 211.
Загар пустыни 256, 262.
Залегание 13, 24, 27, 53.
Залежь 34.
Зандры 228.
Землетрясения 7, 130, 131, 143, 144,
146, 147, 149—156, 195, 199,.200,
235, 82, 127, 361—164;
вулканические 147, 154; денудационные
147; дислокационные 147, І53;
инъекционные 154; крнптоаул-
' каш і чес кие 154; магматические 154;
подводные 155; структурные 147,
153; -тектонические 147, 149,
. 153—155. -
Земная кора 40, 43.
Земноводные 285.
Змеевики 267.
Золото 237.
Зона 272, 273, 277.
Зоогенные породы 35, 36.
Зооморфоза 49.
Я.
Мгла Пелэ 103, 104, 108.
Иглокожие 283.
Извержение Соковое: 108, ПО;
терминальное 108, ПО; трещинные
ПО; эксцентрическое 108, ПО.
Изверженные породы 24—30, 33,
35, 39, 187.
Известковые водоросли 176.
Известковый глинистый сланец 36.
Известковый туф 35, 189.
Известняк 42, 44, 131, 199, 204,
232, 238, 239, 242, 244, 266, 269;
коралловый 246; лнтотамннсвый
246; мшанковыіі 246.
Известь 42.
Извилины (речные) 209, 210.
Излившиеся породы 26, 27, 35, 37.
Изогеотерма 77.
Изоклинальная: антиклиналь 75;
складка 75.
Изоссіісты 159, 160.
Иэостазня П, 85, 140, 141, 186.
Изотерма 222.
20
Изохроиы 169.
Ийолнт 45,
Ил (ледниковый) 213, 223.
Инкрустация 41.
Инсоляция 250.
Интрузивные: массивы 96, 99, 118;
образования 108; пласты 39, 89, .
SO, 108; породы 26, 35, 37, 43,
89.
Инфузории 291..
Инъекция 33.
Инъіщированные породы 37.
Ирреверзпбелыіость развития 289."
Ископаемый уголь 36, 281.
Историческая геология 2, 241, 242,
270, 284, 285, 293, 294.
Источники iS6, 188, 190:
артезианские 196—198; бьющие 195, 196,
198; восходящие 195, 196, 198;
гетеротермалыше 191; гипотермы
192; гомотеряалыше 192;
горные 192; горячие (или
абсолютные, 195, 198; горько-соленые
193; железистые 193; известковые
1S3; кремнистые 193;
'минеральные 192; напорные 195;
нефтяные 196; нисходящие 195;
перемежающиеся 198; пресные 192;
серные 193; соленые 193;
сульфатные 1S3;- теория инфнльтра-
ционная и конденсационная 189;
теплые (или относительные) 192;
углекислые 193; химический состав
192; холодные 192; щелочные 193.
Исчерченность (ледниковая) 56, 225.
Итеративное развитие 289.
Ихтиозавр 51, 288, 289, 291, 294.
Б.
Кайнозойская эра 218, 219, 220,
230, 285.
Кайнозойские отложения 272, 275.
КаЙнотипиые породы 45.
Каледонская цепь 59, 154.
Кальдера 104.
Кальцит 42.
Каменная соль 35, 36, 42, 194, 232,
238, 26), 281.
Каменное море 42,259, 265.
Каменноугольные отложения 67, 230_
Каменноугольный период 18, 59, 271,
275, 282, 290.
Каменные потоки 265.
Каменные россыпи 256.
Каменные строительные материалы
266. '
Каменный уголь 35, 130, 268.
Канто-Лапласовская теория 15.
Каньон ПО, 144, 146, 175, 179, 180..
201,202.
Каолин 36, 42, 267,281.
Каиролиты 52.
Карбиды 113.
Карбон 59, 285, 292.
Карбонаты 35, 36, 41, 42, 238,
Карликовый слон 282, 286.
Карманы 74; выветривания 67.
Карнизы 73.
Карст 204.
Каскады 207.
Катабластическнс породы 37.
Катавотры 200.
Ката пластическая структура 25-
Ката к" а сти чес кие породы 37.
Катаклизмы 13, 14, 23.
Каталитические породы 37.
Каталоги землетрясений 154.
Катастрофнсты 143.
Катастрофы 14, 217.
Качающиеся скалы 256.
Кварцедо-дноритовые порфириты 45-
Кварцевые: диориты 45; порфириты
45; порфиры 45.
Кварцнтовые сланцы 36.
Кварциты 36, 89.
Кейпер 282.
Келлоэейский ярус 277.
Кембрий 292, 296.
Кембрийская фауна 46, 284, 285.
Кембрийские отложения 18, 218, 230,
231, 239.
Кембрнйскнй период 17, 271, 275,
283.
Класс 285.
Классификация (геологическая) 270,.
271; вулканов 104, 105, 106; гор
116, 117.
Кливаж 29.
Климат 240, 270, 283.
— 307 —
Клнмении 286, 290.
Клинометр С8, 69.
Клігапы 132.
Ключи или источники 190.
Кокколиты 239.
Конвекционные токи 92, 93.
Конвергенция 288, 289.
Конгломерат 34, 36, 132, 251, 256,
1 257, 259, 282.
Конкреции 52.
Контакт 26, 28, 36, 38, 44.
Контактные изменения 90.
Контактный метаморфизм 34, 36, 43,
114.
Континент 15, 183.
Континентальные: впадина 61;
выветривание 54; отложения 73, 245,
273, 279; платформа 62, 249.
Контракцнонная гипотеза 16, 134,
137—140, 143, 162.
Конусовидные вулканы 104.
Конусовидные выносы 216.
Концентр ичес ки с ко р л у повато е с ложе-
ние 30.
Копытные 287, 288, 289.
Кора выветривания 41, 67, 74, 254,
281.
Кораллиноаые известняки 36.
Кора л липы 269.
Коралловые: известняки 176, 240;
острова 144, 146, 173,180;
постройки 175, 176; рифы 65, 173.
Кораллы 176, 288..
Коренные горные породы 7, 20, 183,
199.
Корки пустыни 255, 262,
Корненожки 263, 283, 292.
Корни складок 132.
Корразия 185^ 258.
Корреляция 289.
Корыто (складки) 120. -
Коса 211.
Космическая пыль 249, 284.
Космогонические гипотезы 12, 15.
Котловина выдувания 263.
Красная глубоководная глина 239,
244—246, 248, 249, 273.
Кратер поднятия 103.
Кремень 49.
Кремнезем 49, 238, 239.
Кремнекислота 42.
Кремнистые: накипь 269; отложения
36; остатки организмов 35, 39;
сланцы 36.
Криолит 36.
Кристаллические: породы 37, 113,
187; сланцы 36.
Кристаллически - зернистое
сложение 32, 39.
Кристаллически-зернистые породы 37.
Кровля 66, 90.
Кругосветное плавание 233.
Крылья складки 120, 121, 124, 128.
Ксенолиты 93.
Кубическая отдельность 30.
Купол (вулканический) 34, 39.
Курчавые скалы 55, 21В.
Кухонные остатки 173.
Кэмес 117.
Л.
Лава 26, 34, 35, 39, 43, 76, 86, 92—
94, 96—100, 103—106, 109—114,
281; волнистая 109; глыбовая (аа)
109; грязевая 111; потроховидная
109; шлаковая 109, 111.
Лавины 83,221.
Лавовые: вулканы 40, 96, 97, 99,
101, 107, 109; излияния 105, 118;
обелиск 102; озеро 98, 108, ПО;
покров 64, 89, ПО; поток 54, 93,
94, 104, 105, 109, ПО,
Лавопады 93, 109.
Лакколит 34, 39, 89—92, 99, 100,
108.
Лашілли ЗД 39, Ш.
Латерит 42, 57, 58, 266, 267, 281.
Лед 6, 36.
Ледник 83, 84, 117, 185, 209, 217,
219—230, 265.
Ледники: альпийские 220; висячие
221; гренландские 220; долинные
221; каровые 221; отступившие
или исчезнувшие 222;
'регенерированные 221; скандинавские 220.
Ледниковые: борозды 229;
выпахивание 64; ландшафт 222; отложения
17, 281; период 141, 217—220,
230, 274, 287; покров 217—220;
*
— 308 —
полировка 56; река 225; стол 223;
трещины 22(5; шрамы 229;
явления 55.
Ледопад 226.
Ледяной язык или поток 220, 226.
Лежачая складка 65.
Лежачий бок 66, 12S.
Лептоклазы 31,
Лесс 35, 36, 254, 256, 259, 262, 264,
265, 281.
Лессовидные суглинки 265.
Летопись земли 46, 216, 273, 284,
292,293.
Лидо 252, 2!2.
Лик земли 6, 10, 17, 23, 294.
Лиман 212, 214, 252.
Лимбургит 45.
Лимнобнос 242.
Лингула 291.
Линеамент 150.
Линия: падения 68, 70, 72;
простирания 68.
Липарит 45.
Лито графски И камеіп> 293.
Литоклазы 31.
Л нто л отческая карта морей 245.
Литоральные отложения 247, 248,
290.
Лнтотампіш 269.
Лот глубоководный 233, 235, 245.
Лошадь 258.
Луна 161.
Маары 100, 105, 108, 109.
Магма 27, 35, 38, 39, 88, 89, 93, 97,
98, ИЗ, П4, 190.
Магматические породы 37.
Магматический бассейн 165.
Магнитная стрелка 69.
Магнитные возмущения 153.
Макал уйы 114.
Макроіслинали 136.
ІИакросейсмы 148, 151, 165.
Макроскладки 136.
Макроцефал о вы е слон 277.
Мамонт 52, 195, 199.
Мамонтова пещера 194.
Марганец 23G.
Марганцевые конкреции 239.
Марказит 49, 77.
Маршрутная карта 19.
Массив 34.
Массивность 27.
Массивные: вулканы 104; породы
37, 24, 28, 204; строение 34.
Материк 17.
Материк Гондваиы 280.
Материковый лед 219.
Мегаметр 158, 159.
Мегасеіісмы 148, 152, 165.
Медистый сланец 51.
Медь 236.
Международные конгрессы 9, 276.
Мезозойская эра 153, 181, 285.
Мезозойские отложения 272, 275,
286.
Мелафиры 45.
Мелководная зона 248.
Меловая система 27!, 273, 275, 285,
286, 290, 292.
Меловой период 18, 291.
. Меловые слон 67.
! Мелоподобный известняк 35.
Мергель 49, 264, 36.
\ Метаморфнэацня 34, 40, 2S4, 292.
| Метаморфизм 34, 41. 280; днелока-
| цнонный 44; инъекционный 44;
; региональный 44; химический 44-
I Метаморфические: породы 26, 27, 28,
33, 37, !87; явления 7, 43, 44, 46.
Метеорит П2, 165, 284.
Механические: воздействия 40;
■ осадки 37.
- Мигматиты 33.
Миграции 18, 277, 278, 286, 287, 288,
2ЭІ.
.Микролиты 39.
Микросейсмы 148, 151^155.
Микроскоп 26, 44.
Милониты 37.
Миндалины 32.
Минеральные источники: 171, 193,
267; вадозовые 191; горячие 191;
фреатическне Ші; ювеиильные 88,
191.
Минерал ообразованіге 268.
Минералы 24, 25, 42.
Миоцен 275, 287.
Миоценовый возраст 79.
— 309 —
Миссурнт 45.
Млекопитающия 287, 288, 291, 203.
Многогранная отдельность 30.
Моллюски 236.
Мопадікжи 25S.
Моносоматические породы 37.
Монцонитовые порфиры 45.
Моещоііиты 45.
Море б, 15, 17, 18, 23, 230, 231;
абраднрующая деятельность 251;
биология 231—233, 241, 242; био-
номпческие условия 242; динамика
231—233, 249; плотность 241;
пелагическая фауна 244; свет 242;
свечение 244; соленость 281, 282;
статика 231—233; температура 241,
243, 281; течение 249, 251; фауна
241; цвет 24!.
Моренные отложения 220, 222, 249.
Морены 217, 223—225, 281; боковые
225, 226; внутренние 223;
конечные 117, 224; нижние 223, 224;
передние 223; поверхностные 223,
225; поддонные 224—22(5, 228,
265; поперечные 224;
продольные 224; срединные 225, 226.
Мороз 265.
Морские: ежи 273, 292; известняки
35; отложения 34; илы 36.
Морфология: вулканов 104; земной
поверхности 2, 58, 60, 61.
Моря: внутренние 237; древние 242;
замкнутые 241; краевые 232;
средиземные 232, 241.
Мрамор 28, 36, 43.
Мульда 120.
Муры 117.
Мутация 273.
Н.
Наветренные образования 35.
Наводнение 291.
Надвиги 11, 13І, 132, 136.
Намывание 210.
Наносы 7, 20, 183, 271.
Напластование 28, 53.
Нарушенное напластование 65, 67.
Насекомые 285, 292, 293.
Натек 198.
Натурфилософы 284.
Наутилус 291.
Нектон 243, 244, 245.
Немые отложения 277.
Неовулканическне породы 35.
Неоламаркизм 286.
Неатуиисты 84.
Нептунические процессы 2, 84, 85,
183.
Неритнческая область 181, 247, 248.
Нерунг 212, 252.
Несогласие напластования 54, 66,67..
Нефелиновые сиениты 45, 260.
Нефть 115, 268.
Нивелировка 145.
Нижний карбон 296.
Нижний миоцен 286.
Нижний плиоцен 288.
Нижний силур 275, 296.
Новообразование 266, 267.
Ноздреватость Зі, 37.
Нормальное напластование 65, 66,
74.
Нуммулит 53.
Нутация осп 145.
Q.
Обвалы 83, 145, 150, 195, 199, 200,
223.
Обжиг 28.
Обзорная классификационная
таблица 36—37.
Область: поднятия 99, 102; опускания
99, 102.
Обломочное сложение 32.
Обломочные породы 36, 37.
Обнажение 7, 10, 19.
Общий .метаморфизм 43.
Овраги 207,209.
Озера 209, 216.
Озерная руда 281.
Озы 117, 225, 228.
Окаменелость 13, .33, 34, 35, 46
47, 65, 74, 75, 131, 134, 267, 293,
294.
Океан 230, 232, 233, 237.
Океанические острова 101, 248.
Океанография 230, 231, 233, 249.
Окно (тектоническое) 133-
— 310 —
Оледенение .55, 145, 209, 218, 219,
224, 230, 295.
Олнгоцен 286, 287.
Оползни 150, 155, 196, 197, 198.
Опрокинутые складки 119.
Опускание моря S2, 177, 178,
180.
Организмы: геологическая роль 84,
183, 184, 267—269.
Органические остатки 46.
Органогенные осадки 35, 33.
Органогенный ил 246.
Ор о генетические процессы 1 Si.
Ортогональная система горных
систем 146.
Ортоклазовые порфиры 45.
Ортофнры 45.
Осадочные породы 24—30, 32, 34,
35, 36, 40, 113.
Останцы 117, 186, 256, 258, 262.
Остаточные озера 2S2.
О стекло вывание 28.
Осыші 223, 257, 258, 265; листоватые
258.
Отдел 272, 276.'
Отдельность 30.
Отложения рек 185, 200, 201.
Отложения: гетеромезнчные 279; ге-
терогшчпые, гетеротоіщчные 279;
глубоководные 290; пэомезпчные
279; изопичные, изотопичиые 279;
континента л ьио-пр ее но водные 280;
континентальные 279, 280—282,
295; Ларами 280; мелководные 282,
290; морские 279, 281, 295;
пелагические 295; Пикермн 280;
пресноводные 279, 280. 282, 295;
эоловые (субазралыше) 28 К
Отмель—коса 252.
Относительный возраст (геол.) 65,
274, 275.
Отпечатки дождевых капель 35.
Отпечаток 35, 47, 51, 73, 283.
Отполированные скалы 217, 218, 219,
229.
Отрицательное движение береговой
линии 168," 169, 172.
Отряд 285.
Отслаивание 257.
Отступание ледника 224.
П.
Падение 129.
Падение слоеи 68, 69, 70, 73.
Палео-Виология 270, 289, 294.
Палеовулканичсскне породы 35.
Палеогеография 102, 176, 278, 279.
283, 294, 295.
Палеозой 59.
Палеозойская эра 285.
Палеозойские лавы 114.
Палеозойские отложения 272, 275.
Палеонтологическая стратиграфия
'277.
Палеонтология 2, 46, 270, 284, 285,
286,290,293.
Палеотипиые породы 37, 45.
Палимпсесты 26—27.
Памятник геологически» 253, 256.
Папоротники 283.
Паразитические конусы 104, 111.
П ар алл еле пи педал ы і ая отдел ьно сть
30.
Параллелнзацпя 241.
Шраллелнзация отложений: 277, 278,
279, 292, 294, 295.
Пассатная пыль 249.
Пегматитовые жилы 114.
Пелагические отложения 246, 247.
248, 249.
Пелитовые породы 36.
Пемза 104.
Пенеплен 64, 202.
Пенспленизация 117, 277.
Пентагон ал ьная 'система 146.
Пепел 37, 103, 281.
Пепельные взрывы 108.
Первичные породы 36, 271, 272.
Первозданная земная кора 46.
Первозданные кристаллические по- ■
роды: 271, 272.
Первозданные породы 17, 271.
Періюптица 293.
Переброс 128, 129.
Перекристаллизация 292:
Перекристаллнзовашше породы 36.
Перекрытие 132. о
Перемещение береговой линии 56,
82, 166, 167, 16У, 171, 172, 174, '
175, 231, 233, 278; положительное
і
— 311 —
168, 171, 172, 173, 179;
отрицательное 179.
Перемещение полюсов 11, 142, 143,
144, 145.
Перенос 185, реками 200, 201.
Перерыв 67.
Пересыпь 212, 252.
Пере углубление долины 208,, 209.
Переходная формация 271 j
Перидотиты 45.
Пери магматические -образования 89.
Период 272, 273, 274, 276, 280, 282,
294.
Пермская система 262, 271, 282.
Пермские отложения 67; рептилии
280.
Пермский период 59, 145, 285, 292.
Пески речные 264, 280; морские 264,
Песок: 37, 213, 225; пустынный 274.
280; дюнные 264; континента ль-'
ные 280.
Песчаники: 26, 34, 35, 36, 37, 49,
257, 258; пестрый 282.
Петрография 2.
Пещеристое сложение 257.
Пещерная гиена 195, пещерный мед- ■
ведь 195, 199.
Пещеры 187, 191, 193, 194, 195, 199,
200, 209, 266.
Пикриты 45.
Пішеобраэный столб 95, 96, 107,
Пирит 49, 57, 77.
Пиритовые окаменелости 53.
Лирогеиные породы 37.
Ппрозой 284.
Пнроксепиты 45.
Пнтономорфы 28S.
Плавающие льдины 217, 218, 249.
Планктон 241, 242, 243, 244, 245.
Пластинчатая отдельность 34.
Пластическая деформация 44.
Пластовая жила 89; отдельность 23,
30, 33.
Пласты 24, 34, 65.
Плацентарные формы 285, 287.
Плеіістосеіістовая область 158, 159,
160.
Плеченогис 283, 286, 288.
Плечо ледниковое 229.
Ллитообразная отдельность 30.
Плиоцен 166, 178, 275, 286, 287.
Плойчатая структура 56, 134.
Плоскогорье 140, 180; плоскогорья
117.
Плоско-параллельное сложение 32.
Плотное сложеіше'32.
Площадные извержения 108.
Плутонпсты 4, 84, 85, 137.
Плутоническая порода 89.
Плутонические породы 35, 89.
Пневматолиз 44, 89, 114.
Подводные извержения 34, 90.
Подземные воды 186, 190; реки 188,
194, 199—озера 194, 19Ѳ;.
Подмыв 211. ,
Поднятие моря или суши 177, 178,
180.
Подошва 66, 90.
Позвоночньш 18, 285, 286, 289.
Покров 34, 39.
Полевой шпат 267.
Полезное ископаемое 13, 128, 130,
271.
Полировальный сланец 35, 36.
Полированные поверхности 55, 56.
Полировка ледниковая 225, 228.
Полукристаллическая структура 29;
порода 45.
Положительные формы .рельефа 61.
Полу лакколиты 91.
Полуобломочные породы 36.
Полуравнина 202*.
Полярные страны 177, 179, 184, 185,
219, 220, 222, 265.
Полярный климат 4і.
Поперечные волны сейсмические
колебаний 149.
Пористость 31, 35.
Пороги 201,207.
Породообразующая деятельность 26.
Порфириты 45.
Порфировая структура 59.
Порфир о видное сложение 32.
Порфировые породы 37, 45.
Порядок напластования 275.
Последовательность отложений 68,
278, 282.
Посткарбоновые отложения 280.
Постплиоценовые отложения 272.
274.
_. 312 —
Поток 34, 39.
Потоп 13, 14,271.
Почвенная вода 188.
Предварение равноденствий 144,
219.
Препарирование окаменелости 52, 53.
Пресмыкающиеся 285, 293.
Пресноводные отложения 73.
Прибой 246, 249, 251, 281, 293.
Прилив отлнв 241, 249, 252.
Приматы 287.
Приморские извержения 36.
Приспособление 286, 288, 289, 290.
291.
Провинции зоо географические 270,
279, 281, фнтогеографические 270,
279.
Продольные волны сейсмических
колебаний 149.
Проплявление кровли 108.
Прослой 34.
Простирание складки 121.
Протосоматическпе 36.
Проточная вода 6.
Процесс выветривания 57, метамор-
физацші 57.
Процессы 2, 17, S4.
Псаммитовые породы 36.
Псевдовулкашіческне явления 114.-
Псевдоморфоза 41.
Псевдоморфозы 57, 19], 281.
Птероподовый нл 245.
Птицы 285, 288, 293.
Пузыристая поверхность 28. -
Пустынный загар 262; климат. 41,
- лак 262.
Пустыня 117, 184, 252, 253, 256,
258, 259, 267. .
Пятнистые сланцы 37.
Р.
РаЕдосферы 239.
Радиоактивные процессы 114.
РадиолярпевыЙ нл 244, 245, 248,
249.
Радиолярии 283,292.
Размывание 20, 64, 117, 184; реками
200, 201, 210.
Разрез7, 10. 19,20,21.
Раковистый известняк 282.
Ракообразные 268, 293.
Раскаленные облака 106, 107.
Распад 41,
Распределение суши и моря 270, 294.
Растворы 40, 42.
Растения 285.
Растрескивание 41.
Регенерированные породы 36.
Региональный метаморфизм 43.
Регрессия 59, 62, 74, 143, 177, 178,
геі, 182, (68, 212, 232, 251, 271,
276, 277, 278, 282, 294.
Реки 15, 184, 185, 200, 201—208.
Реликтовые озера 282, 288.
Рельеф суши 270.
Реставрация (палеонтологическая)
228, 288, 292, 295.
Рнппль-маркс 35, 204.
Рифовые постройки 283.
Рифы (мшанковые, коралловые,
литотамниевые) 177, 239, 269.
Роговик 49.
Роговпковые породы 36, 43.
Россыпь 42, 265.
Рудисты 290.
Рудник 76.
Рудные жилы 88.
Рудные месторождения 114.
Руды 44, 89; болотная 268; озерная
268.
Русло реки 214.
Рябь 35.
Рыбы 268, 290, 293.
Рыхлые вулканические продукты 34Р
35,37,39,40, 103, 105, 111.
Рыхлые породы 34.
С.
С»іьзы 114, 115.
Сальпосельга 224.
Сальтация 286, 289, 290.
Сбрасыватель 127—129.
Сбросы 56, 119, 120, 127—132, 134,
137, 153, 155, 160, 161, 196, 275-
Сверлящне моллюски 169, 173, 268.
Свидетель 117, 186, 258, 262.
Свинец 236.
Свита слоив 34.
— 313 —
Свод складки 120, 121.,
Сглаженные скалы 217, 223.
Сглаживание ледниковое 228.
Сдвиг 120, 127, 155, 161.
Седиментация 28, 54, 66, 140, 141,
142, 183, 211,212, 251.
Седла (складок) 120.
Сейсмическая волна 161.
Сейсмические станции 152, 156—158.
Сейсмические явления 59.
Сейсмичность 154, 155.
Сейсмограмма 149, 157, 158.
Сейсмограф 82, 148, 157, 158.
Сейсмология 148, 163, 165.
Сейсмометрия 148, 149, 163.
Сейсмометр 148, 149, 159.
Сейсмоскоп 148.
Сейсмотектонические линии 156.
Секки 279.
Семейстна 285.
Сераки 227.
Серицитовый сланец 36.
Серия 272.
Сероводород 79, 236.
Серые вакки 36.
Сидерит 36.
Сиенит 45.
Сиенитовый порфир 45.
Сила тяжести 145.
Силикаты 42, 267.
Силур 59, 285,291—293.
Силурийская система 271, 273, 279.
Силурийские отложения 18.
Синклазы 31.
Синклиналь 124, 127; замкнутая 124;
наклонная 123.
Синклинальная складка 75, 120, 121,
125, 196.
Синоптическая таблица горных пород
36—37.
Синхронизм 278.
Система 272, 276, 295.
Складка—сдвиг 123.
Складка—сброс (изоклинальная) 126.
Складки 11, 65, 74, 75, 119, 120, 121,
124, 127, 131, 132, 134, 137, 138;-
воздушкыс 126; веерообразные 123,
125, 127; греоень свода 122;
изоклинальные 123, 125, 126;
куполовидные 122; лежачие 123, 124;
наклонные 123; осевая линия 121,
123; свод 122; ядро 124.
Складкообразование 91, 134, 1IS.
Складчатость 123.
Складчатые горные системы 56, 121,
231.
Сланцеватость 27, 28, 29, 77.
Сланцеватые породы 37, 77.
Следы воли 35,
Следы ряби 264, 28Р.
Сленок 53.
Слоистое сложение 32.
Слон постоянной температуры 76.
Слоистость 27, 28, 33, 34.
Слоистые породы 24, 77.
Слоистые осадочные породы 204.
Смена суши и моря 81.
Снеговая линия 22!, 222, 228.
Согласное напластование 66, 126.
Сопка 97, 114, 115.
Спилознты 37.
Средний кембрий 177.
Средний миоцен 288.
Средний палеозой 290.
Средняя годовая температура 76.
Ссерир 259.
Сталагмиты 195, 198.
Сталактитовые гроты 193, 194.
Сталактиты 93, 198, 199, 195,
лавовые 109, 111.
Староречье 211.
Стегоцефалы 235.
Стекло (вулк.) 98.
Стек ло в атая повер х но сть 2 8.
Стекловатые породы 37.
Стенная живопись 195, 199.
Столбчатая отдельность 30.
Стратиграфическая геология 272.
Стратиграфический памятник 53.
Стратиграфия 2, 13, 54, 64.
Страто - вулканы (слоистые в.) 103,
104, 108, 113.
Страусы 287.
Струйки 35.
Структура 38, 39.
Ступенчатый сброс 130, 131, 134.
Суглинки 36.
Сульфаты 36. 238, 266.
Сульфиды 268.
Сумчатые 289.
Сферотакситы 37.
Сфинкс 258.
Сыпучие пески 259, 262, 265, 281,
Т.
Такснты 37.
Талы; 267.
Тальковый сланец 36.
Тангенциальное движение земной
коры 134, 137.
Тезоклазы 31.
Тектоника 2, 10, 130, 143, 202.
Тектонические горные системы (81.
Тектонические лншш 101.
Тектонические процессы 99, 183, 184,
186, 235.
Тектоническое строение 185.
Телесеіісмы N8.
Теллурическое железо 165.
Теория: барров 238; Бэра 212;
жидкого ядра Ш; образования
складок: термальная, экепанзнопнал,
скольжения 142; поднятия 100.
103, 137, 138; твердого ядра 163;
тетраэдра 60, 147; Штабеля 37,
99.
Теплокровные 285.
Теплопроводность 77.
Тералнт 45.
Тернгенные материалы 242, 245—
248.
Термогидато.чорфизм 43.
Термометры 241.
Терассы 166, 168, 169, 170, 173.
Терассы: морские 82: накопления
214- размывания или эррознон-
няв-214; речные 201, 203,205,211,
214.
Течения 246.
Тешен пт 45.
Тоннель 76, 199.
Торф 34, 187, 268, 2R1.
Торфяники 41, 209.
Точечный сланец 34.
Травертине 35, 36.
Трансгрессивное напластование 07.
Трансгрессий 59, 62, 75. 117, 143,
167, 177, 178, 181, 182. 2J2, 216,
232, 251, 265, 27U. 270—278, 282,
29U, 294.
Трахіідолерпт 45.
Трахит 45.
Трепел 34, 36.
Третичная система 271, 285, 286,
287,291.
Третичные лавы 114.
Третичные отложения 272.
Третичный период 18,59, 153.
Трехгранники 256, 2в4.
Трещины высыхания 35.
Трещинные извержения 40, 97, 99,
108.
Триас 262, 271, 275, 282, 285, 292,
295.
Трог 229.
Тромометр 148.
Трубки взрыва 87, 100, 101, 105, 109.
Туф 32, 35, 281.
Туфогенные отложения 34, 57.
Тяжелый, шпат 49.
У.
Уади 256.
Уг.чеаммиачная соль 236.
Углекальцневая соль 49, 57, 236,
238, 239, 267, 269.
Угол-падения 68—70. 72.
Уклон рек 213, 214, 216.
Уннформнтарпзм !4, 16,23.
Устрицы 283.
Устье реки 212,214,216.
Ф.
Фаза 272.
Факолиты 91.
Фарватер 209.
Фауна: крипто генная 276; островная
290.
•Фация 166, 212, 273, 274, 278, 279,
280, 281, 282, 290.
Фации: глубоководные 279;
континентальная 279, 283; лнтологп-
ческая 279; мелководная 279;
морская 279, 283; пелагическая 279;
пресноводная 279, 283; прішреж-
ная 279; фл^пнстическая 279.
Фнзнкогеографпческпе условия 290.
Физическая геолоіни 2л
Физическое вывітрпнаіше 39.
Фнкоэритрнн 242.
— 315 —
Филиппеіit 239.
Филлиты 34.
-Фиорды 173.
■Фиорнт 116.
Фирн, фирновый снег 221.
Фптогснные породы 35, 36.
Фнтоморфоза 4S.
Флексура 102, 120, 121^ 129, 134,
137, '
Флец 34.
Флецовые отложения 271.
Флюшюглацналыіые отложения 228.
Фокус землетрясений 153, 154, 157,
158, 164.
Фонолит 45.
Форамиииферы 176, 2В8.
Форма залегания 27, 28, 38, 39.
Формация 272, 27(і.
Фоссшшэация 49, 292.
■Фосфаты 172, 239.
Фосфорит 35, 36, 51, 269.
Фреатііческие воды 113, 193.
Фруктовый сланец 36.
Фумаролы78, 79, 112, 116.
Халократпческие периоды 177.
Халцедон 49.
Хаммада 259.
Хемера272.
Химизм 232,233,236.
Химическая классификация г. п. 45.
Химические осадки 35.
Химический состав морской воды
235—237.
Химическое выветривание 41.
Хитин 285.
Хлориды 238.
Хлорит 267.
Хлоритовый сланец 36.
Ходограф 158.
Холоднокровные 258.
Хонолпты 91.
Хронология 270, 274, 275, 278, 202.
Хтон изотермы 78.
Д.
Царапание ледниковое 228.
Целестин 49.
Цемент 3.4.
Цементирование 34, 39, 40.
Цементированные породы 36.
Центр землетрясений 157.
Цеолит 42, 43, 267.
Цинк 236.
Ч.
Черепахи 286.
Четвертичные отложения 272, 275.
Чешуйчатая структура 75, 126, 127.
Чугун 98.
Ш.
Шабазігт 239.
Шальштейн 34.
Шаровая отдельность 30.
Шаровое сложение 33.
Шаррьяж II, 65, 77, 78, 118—120,
123, 131—134, 164, 275.
Шлаковая поверхность 28, 39, 53.
Шлаковые конусы 108.
Шрамы ледниковые 230.
Шратты 204.
Шток 39.
щ.
Щебень 257, 265, 281.
Щелочи 42.
Щитовидные вулканы 108.
Ю.
Ювешілыше. воды 193.
Юрский период 18, 20, 277, 279, 285,
291, 294.
Э.
Эволюционизм 3, 4, 16.
Эволюция оргашіч, мира 270, 271.
284—287, 293, 294.
Э в пелагические отложения 247.
Эвстатпческне движения 178—180.
Экваториальные страны 177, 179.
Экзарация 64, 184.
Экзогенные процессы 84.
Эксперимент 3,4,5.
Экструзивные массивы 96, 99, 104,
1U5, 10S, 117.
Экструзивный купол 1и8, Ш9.
Элеолнтопые порфиры 45.
Эманации газопые 114.
— 31G —
Эндогенные процессы 8-1.
Эозойские от.чйжншя 283, 284.
Эоловая кирші 265.
Эоловые образования 35, 36, 264,
281.
Эоцен 275, 28G, 287.
Эшгешше влияния 152.
Эішр о генетические процессы J81, 182.
Эпифокалыіые линии 158.
Зініциітр 131, 149, 153, 158, 353.
Эпицикл 296.
Эпоха 272—275,280, 282,294,295.
Эра 272, 273, 270, 285, 294.
Эрозионные равнины 64.
Эрозия 184.
Эрратические валуны 217.
Эруптивныіі лакколит 108.
Эстуарии 280.
Этмолиты 91.
Эффузивные образования 108.
Эффузивные породы 26, 35, 37, 38-
40.
Я.
Ядро земного шара 49, 50, 113, 137.,
140.
Янтарь 52.
Ярус 272, 276.
ОГЛАВЛЕНИЕ-
Отдел первый.
стр.
Тлавв первая
Введение 1
Предмет геологин . , .■ 1
Методы геологии. . . - .- 2
Развитие геологи» 12
Главные течения в геолдгии 14
Источники наших сведений о прошлом земли 17
О геологических картах !9
Отдел второе.
.Глава вторан.
Геологические памятники 22-
Памятішки материальные 24
Горные породы и минералы 24
Синоптическая таблица горных пород 34
Окаменелости 46
Памятники архитектонические 53
Следы геологических процессов 54
-.Глава третья.
Стати к азе міі ой коры 5S
I. Современный облик земной поверхности 58
11. Морфология земной поверхности ; 61
Ш. Стратиграфия 64
IV. Геологический анализ и геологический синтез 74
V. Геотермический градиент '. 77
— 318 —
СТР.
Отдел третий.
Глава четвертая.
Динамика земной коры 81
Геологические процессы 81
Глава пязея.
Вулканизм 86
Введение 86
Подземные вулканические аппараты ' - 88
Проблемы вулканизма 02
Классификация вулканов 104
Продукты вулканической деятельности 108
Псевдовулканические явления 114
Глава шестая.
Дислокационные процессы 116
Классификация гор . . Пб
Складки .- 120
Сбросы 127
Надвиги или шаррпажи 131
Механизм и причины гороооразоваішя 134
Координация горных систем 146
Глава седьмая.
Землетрясения 147
Статистика землетрясении 152
Глава восьмая.
Вековые перемещения суши и моря . . . 165
Отдел четвертый.
Введение. . 18$
Денудационные процессы 186
Глава девятая.
Подземные воды. Источники 186
Глава десятая.
Работа рек 200'
Глава одиаиадцатая.
Ледники 217''
— ■№ —
Стр.
Глава двенадцатая.
Моря 230
Статика моря 233
Биология моря 243
Динамика моря 249
Глава тринадцатая.
Геологическая работа атмосферы . . . 252
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Геологическая роль организмов 267
Отдел пятый.
Глава четырнадцатая.
Введение в историческую геологию 270
Континентальные и пресноводные отложения 280
Фациалыіые особенности ископаемых фаун 281
Синоптическое обозрение главнеііишх палеонтологических и
геологических особенностей эр, систем и эпох 297
Лондон, Е. С, Принцип относителыкнтп. 1922 (изд. разошлось).
"*іу, А. Технический анализ руд. 1921.
"йтнер, А. Л. Радиоактивность и строение атом. 1922.
зншуткнн, Б. Н. О новейших направлен, в химии. 1922.
винов, М. М. Пределы познания природы. 1922.
* Бючлн и иго работа. 1922.
мелянский, В. Л. Практическое руководство по микробиологии. 1923.
Луп ііастер. 1*922.
чет Техн. Совета. Отд. Xu.ii. Пром. Б. С. II. I. 1921.
риоднческан система химических элементов. Стенная таблица. 1923.
пов, С. М., и Якимова, ІИ. А. Метод дрнгот. хлор, кальция. Ш9.
іай-Ношиц, А. Е., и В. И. Мылова. Домашнее крашение волокнистых
веществ. 1919.
чан-Кошиц, А. Е. Руков. к лаборат. работам по химической технолояш
волокнистых веществ, ч I. 1920.
«узин, Н, А. Протеины растит, царства. 1919.
» Химия протеинов и родственных им веществ. 1923.
Очибвр, Г. Л. Масличные растения. 1922.
і/і-ляков, Н. Я. Рентгеновы лучи и структура вещества. 1923.
Сповцов, Б. И. Физиологическая химия, ч. I и ч. Д. 1922.
Сапожников, А. В. Грибки вредители дерева. 1922.
Сообщения о научно-технических работах в Республике. Вып. I, II, Ш,
1920; JT, VI, 1921; YW, ѴШ, IX, 1922; X, 1923.
г.ырононеннй, В. С. Редкие элементы. 1919.
Ѵуцы Технического Совета. 1922.
■*ер"іиан, А. Е., акад. Руков. к собиранию минералов. 1920.
» Пути в науке будущего. 1922.
» Геохимия России. 1922.
л, Л. Ф. Химия цианамида. 1921.
» Промежуточные продукты. 1921.
> Обзор химическое промышленности. 1921.
» Каменноугольная смола. 1922.
дотьев, П. П. Электрометаллургия, ч. I, 1921 г.; Ш. 1922.
> Технический анализ минеральных веществ, в. I, 1922.
Федоровым н, Н. М. Генетическая минералогия. 1920.
Фарион. Отвермдение жиров. 1922.
Хлопни, Г. В. Химическая промышленность и народное здоровье, ч. I, 1920;
II, 1921; Ш, 1922.
Хлопни, В. Г. Исследование Урмийской экспедиции. 1922.
Чугаев, Л. А. Открытие кислорода. 1919.
> Происхождение химических элементов. 1922.
Шнкк, 0. Химик-текстильщик. 1922.
Юрганов, В. В. Керамическая яромышл. 1922.
новнин, А. А. Основные законы и понятия химии. 1923.