Доля наземных раковин родов Helix, Pupa и Bulimus очень велика в лёссе; но во многих местах встречаются также водные виды родов Lymnea, Paludina и Planorbis. Они могли быть унесены во время наводнений из мелких прудов и болот, окаймляющих реку; и большая протяженность болотистой местности, вызванная широкими разливами рек, предполагаемыми выше, способствовала бы размножению амфибийных моллюсков, таких как Succinea (рис. 107), которая почти везде характерна для этой формации и иногда сопровождается, как близ Бонна, другим видом, S. amphibia (рис. 34, стр. 29). Среди других обильных ископаемых — Helix plebeium и Pupa muscorum. (См. рисунки.) Как наземные, так и водные раковины, сохранившиеся в лёссе, имеют самую хрупкую и нежную структуру, и все же они почти неизменно совершенны и неповреждены. Они должны были бы разбиться вдребезги, если бы их унесло бурное наводнение. Даже цвет некоторых наземных раковин, как, например, Helix nemoralis, иногда сохраняется.
Рис. 107.
Succinea elongata.
Рис. 108.
Pupa muscorum.
Рис. 109.
Helix plebeium.
Кости позвоночных животных редки в лёссе, но были встречены кости мамонта, лошади и некоторых других четвероногих. В деревне Биннинген и на холмах, называемых Брудерхольц, близ Базеля, я нашел позвонки рыб вместе с обычными раковинами. Эти позвонки, согласно г-ну Агассису, определенно принадлежат семейству акул, возможно, к роду Lamna. В объяснение их появления среди наземных и пресноводных раковин можно сказать, что некоторые рыбы этого семейства поднимаются по Сенегалу, Амазонке и другим великим рекам на расстояние нескольких сотен миль от океана.
В Каннштадте близ Штутгарта, в долине, также принадлежащей к гидрографическому бассейну Рейна, я видел, как лёсс переходит книзу в пласты известкового туфа и травертина. Несколько долин в северной Германии, как долина Ильма в Веймаре и долина Тонны к северу от Готы, демонстрируют подобные массы современного известняка, заполненные современными раковинами родов Planorbis, Lymnea, Paludina и т. д., мощностью от 50 до 80 футов, с пластом лёсса, очень напоминающим лёсс Рейна, иногда залегающим на них. В этих современных известняках, используемых для строительства, встречаются кости Elephas primigenius, Rhinoceros tichorinus, Ursus spelæus, Hyæna spelæa, вместе с лошадью, быком, оленем и другими четвероногими; а в 1850 году г-н Г. Креднер и я получили в карьере в Тонне, на глубине 15 футов, заключенные в известковую породу и окруженные двудольными листьями и окаменелыми листьями, четыре яйца змеи размером с крупнейшую европейскую Coluber, которые, вместе с тремя другими, были найдены лежащими в ряд, или цепочкой.
Они, я полагаю, являются первыми остатками рептилий, которые были встречены в пластах этого возраста.
Соответствие раковин в этих случаях современным европейским видам позволяет нам отнести к очень современному периоду заполнение и повторное выкапывание долин; операция, которая, несомненно, поглотила долгий период времени, с тех пор фауна млекопитающих претерпела значительные изменения.
ГЛАВА XI.
НОВОПЛИОЦЕНОВЫЙ ПЕРИОД. — ВАЛУННАЯ ФОРМАЦИЯ.
Дрифт Скандинавии, северной Германии и России — Его северное происхождение — Не весь одного возраста — Фундаментальные породы отполированы, бороздчаты и исцарапаны — Действие ледников и айсбергов — Ископаемые раковины ледникового периода — Дрифт восточного Норфолка — Ассоциированное пресноводное отложение — Изогнутые и складчатые пласты, лежащие на нетронутых слоях — Раковины на Моэль-Трифане — Древние ледники Северного Уэльса — Ирландский дрифт.
Среди различных видов аллювия, описанных в седьмой главе, упоминалась валунная формация на севере Европы, своеобразные характеристики которой теперь могут быть рассмотрены, поскольку она принадлежит частично к постплиоценовому, а частично к новоплиоценовому периоду. Я сначала кратко упомяну ту ее часть, которая простирается от Финляндии и Скандинавских гор до севера России и низменных стран, окаймляющих Балтику, и которая была прослежена на юг до восточного побережья Англии. Эта формация состоит из ила, песка и глины, иногда стратифицированных, но часто полностью лишенных стратификации, на глубину более ста футов. К этой нестратифицированной форме отложения в Шотландии был применен термин till (тилл). Он обычно содержит многочисленные фрагменты пород, некоторые угловатые, другие округлые, которые происходят из формаций всех возрастов, как ископаемых, вулканических, так и гипогенных, и которые часто были принесены с больших расстояний. Некоторые из перенесенных блоков имеют огромные размеры, несколько футов или ярдов в диаметре; их средние размеры увеличиваются по мере продвижения на север. Тилл почти везде лишен органических остатков, если только они не были вымыты в него из более древних формаций; так что именно из относительного положения мы должны надеяться получить знание о его возрасте.
Хотя большая часть валунного отложения, или «северного дрифта», как его иногда называли, состоит из фрагментов, принесенных издалека и иногда проделавших путь во многие сотни миль, основная масса в каждой местности состоит из обломков подстилающих или соседних пород; так что он красный в регионе красного песчаника, белый в меловом районе и серый или черный в районе угля и угольного сланца.
Фундаментальная порода, на которой покоится валунная формация, если она состоит из гранита, гнейса, мрамора или другого твердого камня, способного постоянно сохранять любые поверхностные отметины, которые могли быть на нем запечатлены, сглажена или отполирована и обычно демонстрирует параллельные штрихи и борозды, имеющие определенное направление. Это направление, как в Европе, так и в Северной Америке, очевидно связано с курсом, взятым эрратическими блоками в том же районе, будучи северным или южным, или на 20 или 30 градусов к востоку или западу от севера, в зависимости от того, куда перемещались крупные угловатые и округлые камни. Сами эти камни также часто бывают бороздчаты и исцарапаны более чем с одной стороны.
Рис. 110.
Известняк, отполированный, бороздчатый и исцарапанный ледником Розенлауи в Швейцарии. (Агассис.)
a a. Белые полосы или царапины, вызванные мелкими зернами кремня, вмороженными в лед.
b b. Борозды.
Для объяснения подобных явлений я могу отослать студента к тому, что было сказано о действии ледников и айсбергов в «Принципах геологии». Установлено, что твердые камни, вмерзшие в движущуюся ледяную массу и увлекаемые ею под ее давлением, прорезают в подстилающей твердой породе длинные прямолинейные борозды или желоба, параллельные друг другу (см. рис. 110). Более мелкие царапины и штрихи на полированной поверхности оставляют кристаллы или выступающие края твердых минералов, подобно тому как алмаз режет стекло. Недавнее полирование и штриховка известняка прибрежным льдом, переносящим валуны даже так далеко на юг, как побережье Дании, наблюдались доктором Форххаммером и помогают нам представить, как крупные айсберги, садясь на мель на морском дне, могут создавать подобные борозды в более грандиозном масштабе. Еще в 1822 году Скорсби представил отчет об айсбергах, дрейфующих, по его наблюдениям, на широтах 69° и 70° с. ш., которые возвышались над поверхностью на 100–200 футов и имели в окружности от нескольких ярдов до мили. Многие из них были нагружены пластами земли и горных пород такой толщины, что их вес, по предположениям, составлял от 50 000 до 100 000 тонн. Подобный перенос горных пород, как известно, происходит и в южном полушарии, где валуны, заключенные во льду, встречаются гораздо чаще, чем на севере. Один из таких айсбергов был встречен в 1839 году в открытом океане в антарктических широтах, за много сотен миль от какой-либо известной земли; он двигался на север, и в него был прочно вморожен крупный эрратический валун. Чтобы понять, каким образом такой силой могут прорезаться длинные и прямые борозды, мы должны помнить, что эти плавучие ледяные острова обладают исключительной устойчивостью движения, поскольку большая часть их объема погружена глубоко под воду, так что они не испытывают заметного воздействия ветров и волн даже при самых сильных штормах. Многие полагали, что размеры, обычно приписываемые айсбергам неспециалистами-мореплавателями, преувеличены, но теперь оказывается, что народные оценки их размеров скорее занижены, чем завышены. Многие из них, тщательно измеренные офицерами французской исследовательской экспедиции на судне «Астролябия», имели высоту над водой от 100 до 225 футов и длину от 2 до 5 миль. Капитан д'Юрвиль установил, что один из айсбергов, который он видел плавающим в Южном океане, имел 13 миль в длину и 100 футов в высоту, при этом его стены были совершенно вертикальными. Погруженные части таких островов, согласно весу льда относительно морской воды, должны быть в шесть-восемь раз значительнее той части, которая видна, так что механическая сила, которую они могут оказывать, будучи приведенными в движение, должна быть колоссальной.
Ледники, образующиеся в горных районах, нагружаются илом и камнями, и если они тают у своего нижнего края, не достигая моря, то везде, где они заканчиваются, оставляют беспорядочную груду нестратифицированного обломочного материала, называемую «мореной», состоящую из ила и обломков всех пород, которыми они были нагружены. Поэтому мы можем ожидать обнаружения образования того же рода, возникающего в результате таяния айсбергов в спокойной воде. Но если в определенных точках или в определенные сезоны вмешивается действие течения, то материалы будут сортироваться по мере выпадения и располагаться слоями в соответствии с их относительным весом и размером. Отсюда будут наблюдаться переходы от «тилла», как его называют в Шотландии, к стратифицированной глине, гравию и песку, а также взаимное переслаивание этих материалов.
Мне остается упомянуть еще одно явление, связанное с валунной формацией, которое справедливо привлекло большое внимание в Норвегии и других частях Европы. Часто наблюдается, что крутые пики и выступающие гряды скал отполированы и покрыты бороздами с северной стороны, или «стороны простирания», как ее называют, то есть со стороны, обращенной к региону, откуда пришли эрратические валуны; в то время как на другой стороне, которая обычно более крутая и часто перпендикулярная, называемой «подветренной стороной», подобные поверхностные следы отсутствуют. На этой подветренной стороне обычно скапливаются валуны и гравий или крупные угловатые обломки. В качестве объяснения мы можем предположить, что северная сторона подвергалась воздействию айсбергов, когда она была еще погружена в воду, а впоследствии, когда суша поднялась, — воздействию прибрежного льда, который садился на мель или «упаковывался» на берегу; таким образом, на обращенном к морю склоне происходило сильное истирание, тогда как на другой стороне гравий и валуны могли скапливаться в защищенном положении.
Северное происхождение эрратических валунов. — То, что эрратические валуны северной Европы были перенесены с севера на юг, не вызывает сомнений; например, гранитные валуны, разбросанные по обширным районам России и Польши, по своему характеру точно соответствуют породам гор Лапландии и Финляндии; в то время как массы гнейса, сиенита, порфира и траппа, разбросанные по низменным песчаным странам Померании, Голштинии и Дании, идентичны по минеральному составу породам гор Норвегии и Швеции.
В России установлено общее правило: более мелкие блоки переносятся на большие расстояния от места своего отправления, чем более крупные; расстояние иногда достигает 800 и даже 1000 миль от ближайших скал, от которых они были отколоты; направление переноса было с северо-запада на юго-восток, то есть от Скандинавских гор через моря и низменности на юго-восток. То, что их накопление на этой территории происходило отчасти в постплиоценовый период, доказывается их залеганием в нескольких точках поверх пластов, содержащих современные раковины. Так, например, в Европейской России г-да Мурчисон и Де Вернейль в 1840 году обнаружили, что равнинная местность между Санкт-Петербургом и Архангельском на протяжении 600 миль состоит из горизонтальных пластов, полных раковин, подобных тем, что населяют ныне арктические моря, на которых покоится валунная формация, содержащая крупные эрратические валуны.
В Швеции, в непосредственной близости от Уппсалы, в 1834 году я наблюдал гряду стратифицированного песка и гравия, посреди которой находится слой мергеля, очевидно, образовавшийся изначально на дне Балтийского моря в результате медленного роста мидий, сердцевидок и других морских раковин вперемешку с некоторыми пресноводными видами. Все морские раковины имеют карликовые размеры, подобные тем, что населяют ныне солоноватые воды Балтийского моря; и мергель, в котором заключены их мириады, теперь поднят более чем на 100 футов над уровнем Ботнического залива. На вершине этой гряды покоятся несколько огромных эрратических валунов, состоящих из гнейса, по большей части неокатанных, диаметром от 9 до 16 футов, которые должны были быть доставлены в свое нынешнее положение уже после того времени, когда соседний залив характеризовался своей своеобразной фауной. Таким образом, мы имеем доказательство того, что перенос эрратических валунов продолжал происходить не только тогда, когда море было населено существующими моллюсками, но и тогда, когда север Европы уже приобрел ту примечательную черту своей физической географии, которая отделяет Балтийское море от Северного и обусловливает то, что соленость Ботнического залива составляет лишь одну четвертую часть солености океана. В Дании также были найдены современные раковины в стратифицированных пластах, тесно связанных с валунной глиной.
Было сказано, что в России эрратические валуны в целом уменьшаются в размерах по мере того, как их прослеживают дальше от источника. То же наблюдение справедливо и в отношении среднего объема скандинавских валунов, когда мы прослеживаем их к югу, от юга Норвегии и Швеции через Данию и Вестфалию. Это явление находится в полном согласии с теорией ледяных островов, плавающих в море переменной глубины; ибо более тяжелые эрратические валуны требуют айсбергов большего размера, чтобы удерживать их на плаву; и даже когда в них нет вмороженных камней, более семи восьмых, а часто и девять десятых массы дрейфующего льда находится под водой. Следовательно, чем больше объем айсберга, тем скорее он сядет на мель в какой-либо более мелкой части моря; в то время как более мелкие и легкие льдины, нагруженные более тонким илом и гравием, могут свободно проходить над теми же банками и переноситься на гораздо большие расстояния. Кроме того, в тех местах, где на протяжении столетий блоки переносились на юг прибрежным льдом, часто садясь на мель и снова снимаясь с нее в направлении господствующего течения, блоки будут истираться и уменьшаться в размерах по мере удаления от места своего отправления.
«Северный дрейф» самых южных широт обычно является наиболее древним. В Шотландии он покоится непосредственно на более древних породах и покрыт стратифицированным песком и глиной, обычно лишенными окаменелостей, но в которых в определенных точках у восточного и западного побережья, как, например, в эстуариях Тэя и Клайда, были обнаружены морские раковины. Те же раковины были встречены и на севере, в Уике в Кейтнессе и на берегах залива Мори-Ферт. Основное отложение на Клайде залегает на высоте около 70 футов, но несколько раковин было прослежено в нем на высоте до 554 футов над уровнем моря. Хотя от 85 до 90 процентов заключенных в нем раковин относятся к современным видам, остальные неизвестны; и даже многие из тех, что являются современными, ныне населяют более северные моря, где мы, возможно, в будущем найдем живых представителей некоторых из неизвестных окаменелостей. Расстояние, на которое эрратические блоки были перенесены на юг в Шотландии, и курс, который они приняли, часто совершенно не зависящий от нынешнего расположения холмов и долин, подтверждают мысль о том, что ледяные плоты, а не ледники, были в основном агентами переноса. Грампианские горы в Форфаршире и Пертшире имеют высоту от 3000 до 4000 футов. К югу лежит широкая и глубокая долина Стратмор, а к югу от нее снова поднимаются холмы Сидлоу высотой 1500 футов и более. На самых высоких вершинах этой цепи, сложенной песчаником и сланцами, и на различных высотах встречаются огромные угловатые обломки слюдяного сланца, некоторые диаметром 3, а другие 15 футов, которые были перенесены на расстояние не менее 15 миль от ближайших Грампианских скал, от которых они могли быть отколоты. Другие были оставлены разбросанными по дну большой промежуточной долины Стратмор.
Еще дальше на юг, на Пентлендских холмах, на высоте 1100 футов над уровнем моря, г-н Макларен наблюдал обломок слюдяного сланца весом от 8 до 10 тонн, при том что ближайшая гора, сложенная этой породой, находится в 50 милях отсюда.
Фауна моллюсков валунного периода в Шотландии, Англии и Ирландии, как показал профессор Э. Форбс, содержит гораздо меньшее число видов, чем та, что принадлежит ныне британским морям, и была также гораздо менее богата видами, чем фауна нижнего плиоцена (crag), предшествовавшая ей. Тем не менее, почти все эти виды живут ныне либо в британских, либо в более северных морях, причем раковины более арктических широт являются наиболее обильными и наиболее широко распространенными по всей области дрейфа с севера на юг.
Этот обширный ареал окаменелостей никак нельзя объяснить, воображая, что моллюски дрейфа были обитателями глубокого моря, где преобладала более равномерная температура. Напротив, многие виды были литоральными, а другие принадлежали мелководному морю глубиной не более 100 футов, и очень немногие из них, по мнению профессора Э. Форбса, жили на глубинах более 300 футов.
Из того, что было сказано ранее, видно, что валунная формация почти повсюду демонстрирует в своих минеральных компонентах странную гетерогенную смесь обломков прилегающих земель с камнями, как угловатыми, так и окатанными, которые прибыли из часто очень отдаленных точек. Так, мы находим ее в наших восточных графствах, таких как Норфолк, Саффолк, Кембридж, Хантингдон, Бедфорд, Хартфорд, Эссекс и Мидлсекс, содержащей камни из силурийских и каменноугольных пластов, а также из лейаса, оолита и мела, все со своими характерными окаменелостями, вместе с траппом, сиенитом, слюдяным сланцем, гранитом и другими кристаллическими породами. Прекрасный пример этой своеобразной смеси простирается до самых пригородов Лондона, будучи видимым на вершине Масвелл-Хилл, Хайгейт. Но к югу от Лондона северный дрейф отсутствует, как, например, в Вельдах Суррея, Кента и Сассекса.