«Как вы думаете, если бы мы разбили немного этой скалы, мы бы нашли останки живых существ, которые передвигались по ней?»
«Нет; песчаник не богат окаменелостями. Возможно, оксид железа, который часто сопровождает песок, уничтожил растительные и животные организмы, или может быть, что когда тяжелые зерна кварца выпадали из воды, растительные и животные останки уносились приливами или течениями. Тем не менее, в некоторых частях мира окаменелости находят в песчаниках».
«Все ли пласты песчаника рассказывают эту же историю?»
«Каждый немного варьирует историю, чтобы соответствовать своим обстоятельствам. Некоторые рассказывают нам, в какую сторону текли приливы и реки, которые принесли их к местам их упокоения давным-давно».
«Все ли песчаники одинаковы, за исключением цвета?»
«Нет; некоторые песчаники, особенно те, что лежат близко к поверхности земли, мягкие, и зерна слабо скреплены друг с другом, они крупные и отчетливые. Другой песчаник был спрессован в массу, почти такую же твердую, как мрамор или гранит. Плитняк — это песчаник, отложенный тонкими пластами и способный легко расщепляться на плиты. Фристоун — это мягкий песчаник, который можно легко резать в любом направлении; бутовый камень — это особенно твердый, грубый песчаник, из которого делают точильные камни для мельниц. Прикатите вон тот большой грубый камень сюда. Что вы о нем думаете?»
«Он похож на сливовый пудинг», — сказал один из учеников, — «только изюминки довольно крупные и многочисленные, а тесто очень твердое и скудное».
«Это конгломерат», — сказал учитель, — «и конгломерат отличается от песчаника размером своих зерен. Там, где у песчаника в качестве зерен крошечные кристаллы кварца, у конгломерата — галька, скрепленная илом, затвердевшим, как цемент. Грубый песчаник тесно напоминает мелкий конгломерат. Другой вид песчаника называется граувакка. Граувакка часто демонстрирует рябь и солнечные трещины древнего пляжа. В граувакке зерна округлые или почти округлые, не окрашены и сцементированы очень твердой пастой из мела или кремнезема. Если вы посмотрите на кусок граувакки, вы можете подумать, что это часть магматической или огненной скалы, настолько она мелкая и твердая. Вы должны помнить, что скалы, которые были — скажем так, хорошо приготовлены внутренними огнями Земли, очень твердые и компактные; они были сплавлены вместе, а затем охлаждены, и этот процесс сделал их очень сильно сцепленными. Но песчаник во всех своих разновидностях — это скала, созданная водой, а не огнем. Эти созданные водой скалы называются обломочными, в то время как созданные огнем скалы называются магматическими. Какое бы тепло ни применялось к песчанику, оно служило только для того, чтобы расплавить и затвердеть мелкий цемент, но его было недостаточно, чтобы расплавить зерна. Термин «обломочный» применительно к скалам означает, что части легко делимы и в значительной степени индивидуальны и фрагментарны. Глиняные скалы — обломочные, как и известняковые скалы. Есть также несколько обломочных скал, которые были очень сильно нагреты и, действительно, когда-то были выброшены из вулканов в раскаленном или расплавленном состоянии. Но поскольку они находятся в рыхлом состоянии, очень похожем на шлак и пепел, они классифицируются среди обломочных скал. Среди них туф, брекчия, вулканический конгломерат и две или три другие».
«Нужно много знаний, чтобы прочитать так много по нескольким следам на песке», — сказал один из учеников, когда они поднялись, чтобы идти домой.
«Скажите лучше», — сказал учитель, — «что путем пристального наблюдения и сравнения наблюдаемых фактов мы можем собрать более или менее ценную информацию. Ученики слишком склонны зависеть в получении информации скорее от запоминания того, что есть в книгах, чем от развития способностей к наблюдению. Книги очень ценны, так как дают нам знания, накопленные многими умами, а также помогают нам здраво рассуждать о том, что мы видим. Но информация, собранная из книг, забывается гораздо легче, чем та, что приходит к нам из наблюдений, и мы должны в изучении естественных наук сочетать книгу с практическим наблюдением, а кабинетное изучение — с изучением на открытом воздухе».
УРОК XV.
ЗИМА МИРА.
“Hark to that mighty crash!
The loosened ice-ridge breaks away—
Seaward the glittering mountain rides,
While down its green translucent sides
The foaming torrents dash.”
— Брайант.
Однажды Северный полярный регион, где сейчас только снег и лед, сильный холод и шесть месяцев ночи, был землей тепла и солнечного света. В то время, как давно это было, мы не можем сказать, Северный полярный круг был зеленым и пышным цветущим садом. Там росли бук, дуб, тополь, клен и грецкий орех. Там были ароматная липа и прекрасная магнолия. До появления этой флоры там процветали растения каменноугольной эры — сосны, плауны, древовидные папоротники, саговники; и их было так много, что был заложен пласт угля толщиной в тридцать футов. Над этим погребенным угольным пластом в арктической зоне росли ель, сосна, пихта, береза, кипарис, вяз, лещина и калина. Эти деревья были не единственными представителями растительного мира; на равнинах росли травы, на прудах покачивались кувшинки, а тростники и осоки окаймляли с изящной красотой границы водоемов. Многие семейства растений, произраставшие тогда в северной Гренландии, имели в то же время своих представителей в Центральной Европе.
WHEN ICE WAS KING.
Очевидно, что в ту дату арктическая зона имела мягкий климат и день и ночь умеренной продолжительности. То, что вышеперечисленные растения и почти двести других видов росли в пределах девяти градусов от Северного полюса, доказано нахождением их останков на всех стадиях роста, от семени до зрелого растения, от корня до плода, разбросанных по обширной территории страны. Как это произошло? Что послужило причиной изменения? Как Гренландия стала тогда теплой и улыбающейся землей? Это вопросы, на которые в настоящее время не может быть дано ответа. Никто не знает, как это могло быть.
В противовес этому чуду мягкого климата, пышной растительности и почти равных дней и ночей в пределах Полярного круга мы можем поставить другое чудо ледниковой или ледяной эпохи — время, когда полярный холод вышел за свои пределы и спустился в умеренную зону, чтобы остаться там, на как долго мы не можем сказать; несомненно, очень долго, хотя и не так долго, как эпоха формирования мира. Ледниковая эпоха была лишь частью эпохи, которая наступила непосредственно перед человеческим периодом. Этот ледниковый период также является одной из проблем, которые продолжают озадачивать геологов. Почему Северное полушарие было тогда таким холодным? Что послужило причиной перехода от тропического тепла к кусачему морозу? Как внезапно наступило это изменение? Как далеко оно распространилось и как долго длилось? На все эти вопросы нельзя ответить, но некоторые чудеса той странной, неприветливой эпохи мы можем раскрыть.
Мы знаем, что северная половина мира становилась все холоднее и холоднее, и что в этом охлаждающемся климате флора и фауна сильно изменились. Растения не могли приспособиться к холоду, и большинство из них погибло, а их места заняли цветы и деревья, принадлежавшие к более холодным климатам. Вместо пальм, инжира, коричных деревьев и магнолий росли карликовая береза, ива и сосны, в то время как менее выносливая растительность оставила представителей только в тропиках. Животные также изменились, но медленнее, чем растения. Некоторые мигрировали на юг, другие уменьшились в размерах и обзавелись более густым мехом или перьями; многие виды погибли полностью.
Холод продолжал усиливаться. Обширные снежные поля покрыли Альпы и Пиренеи, а все равнины и долины северной и средней Европы и Северной Америки начали заполняться ледниками.
Давайте здесь остановимся и примем во внимание, что три четверти поверхности нашего земного шара занимает вода. Как мы убедились при изучении Луны, безводный шар — это также и безжизненный шар, лишенный растений и животных, и мы в значительной степени обязаны пригодностью Земли для жизни обилию воды на ней. Эта вода имеет множество форм: озера, моря, пруды, источники, реки. Она бывает соленой и пресной, а ее температура варьируется от кипящих источников или гейзеров до ледяных полярных морей. Вода способна менять свое состояние: из жидкой формы при потере тепла она превращается в твердый лед; влага, замерзая при падении сквозь воздух, становится кристаллами снега; вода, рассеянная в воздухе, представляет собой туман и росу; частично конденсируясь в воздухе, она образует облака; а роса в замерзшем состоянии — это иней.
Давайте теперь посмотрим, какова была работа воды в ее формах льда и снега в Ледниковый период. Здесь мы не блуждаем в догадках, ибо то, что мы видим сейчас как работу и изменения льда и снега в Высоких Альпах и замерзших океанах севера, мы можем с точностью приписать тем же силам в Ледниковый период. Поэтому давайте рассуждать от настоящего к прошлому. Обширный регион, такой как Гренландия, Шпицберген или высокогорная альпийская местность, глубоко покрыт снегом, который выпадает там почти каждый месяц в году. На короткое время летом солнце частично растапливает снег даже на высотах, так что потоки талой воды начинают стекать в долины. Но замерзание обычно происходит ночью, а период таяния короток, поэтому более высокие равнины и долины заполняются пластами льда; все же из-под некоторых из этих ледяных пластов вытекает вода и спускается на нижние равнины и долины, превращаясь в их более теплом климате в широкие реки, орошающие землю. Когда вы смотрите издалека на покрытые снегом Альпы, вы видите широкие пространства, сверкающие и сияющие, как серебро. Это ледники, или ледяные реки между заснеженными пиками.
Эти ледники кажутся неподвижными, если наблюдать за ними, но при измерении обнаруживается, что они имеют постоянное движение. Так, вы устанавливаете шест в леднике и шест на одной линии с ним на скалах по обе стороны ледника. Даже через день или два вы увидите, что вместо трех шестов на одной линии, вот так
и через несколько недель центральный шест, по-видимому, переместится на некоторое расстояние вниз по леднику. Но нет; ледник скользил по своему ложу и нес шест с собой. По мере того как ледник в Альпах движется все ниже и ниже, он попадает в более теплые уровни, тает, разрушается и питает реки. Но ледник Полярного круга, достигая предела своего ложа, не находит более теплого уровня; он отламывается под собственным весом с оглушительным грохотом и падает в Полярное море среди дрейфующих льдин. Упавший фрагмент ледника погружается в воду примерно на восемь девятых своей общей высоты и теперь получает новое имя — это айсберг.
Айсберг часто возвышается над водой на огромную высоту; некоторые айсберги весят сотни миллионов тонн. Воздух, солнце и бьющиеся волны придают айсбергу красивые и причудливые формы куполов, шпилей и башен, от которых солнце отражается, как от расплавленного металла. Айсберг плавает по Полярному морю и в конечном итоге может быть унесен течениями на юг, в более теплые воды и мягкий климат. Тогда процесс таяния идет быстро, и когда нижняя часть уменьшается настолько, что нарушается равновесие плавучей горы, она переворачивается, или ее части отламываются и падают в море. Таким образом, история удивительной ледяной горы такова: сначала снег, выпадающий на возвышенности; затем из таяния и замерзания снега образуются ледники, или ледяные реки; затем ледник, выходя за пределы своего ложа, отламывается в айсберг, и странник полярных морей дрейфует к своей гибели в более теплых краях.
Теперь вернемся к снежным горам и формирующимся ледникам. По мере того как эти ледяные реки скрежещут и прокладывают себе путь вниз по ущельям, они разрывают и сокрушают склоны гор и поверхность долины, так что под ними образуется то, что мы можем назвать другим потоком, и это не лед, а обломки камней всех размеров. Они вмерзают в дно ледника и волочатся вместе с ним, когда он скользит вниз по ущелью. Дно ледника движется немного медленнее, чем поверхность; наконец, он спускается в долины, принимая форму буквы V или лемеха плуга. Таким образом, входя в долину, он гонит перед собой огромное количество обломков, таких как валуны и галька, и несет еще огромное количество, прилипшее к его верхней и нижней поверхностям.
Очевидно, что по мере того, как ледник быстро тает в теплой долине, он будет сбрасывать груз камней, который нес с собой при спуске с высот. Такой слой принесенных ледником камней называется мореной, и люди, однажды увидев морену, не преминут узнать ее, где бы они ее ни встретили, даже если она находится за тысячи миль от любых ледников. Они скажут: «Здесь морена; когда-то здесь должен был медленно двигаться ледник». Каким бы теплым ни был климат сейчас, когда мы видим морену, мы можем быть уверены, что когда-то здесь было достаточно холодно для снежных гор и ледников. Это так же верно, как то, что каждая персиковая косточка, которую мы видим, когда-то была в персике.
Далее, в современных ледниковых районах мы обнаруживаем, что, когда ледники и айсберги скользят по скальным ложам или каменным массивам, они режут и бороздят их, высекают их особым образом; и когда на любой скале мы находим эти следы ледяного резца, они безошибочны, и мы знаем, что здесь был лед, достаточно тяжелый и сильный, чтобы резать скалу. Когда мы видим имя или инициалы, вырезанные на дереве, мы знаем, что какой-то человек с ножом был здесь и вырезал буквы. Мы узнаем работу ледника на скале так же ясно, как работу человека на дереве.
Более того, возвращаясь к нашим ледникам, мы обнаруживаем, что они отрывают от скал крупные массивы или глыбы камня; и эти фрагменты, перетираясь и волочась в ледяном ложе, теряют остроту своих краев и становятся округлыми и гладкими. Айсберги, отламываясь от ледника, уносят эти камни, вмерзшие в их нижнюю поверхность, и по мере таяния льда камни падают вниз. Эти своеобразные камни называются валунами, а некоторые называют их «потерянными камнями», так как они найдены так далеко от своих исходных скал. Эти валуны, или потерянные камни, разбросаны по значительной части Северного полушария. На высоких холмах, в широких полях и глубоких долинах они лежат так, как их оставил лед. Некоторые из них застряли в самых необычных местах. Когда мы видим валун на гребне высокого холма, может быть трудно поверить, что когда-то ледяное море катилось над такой возвышенностью и покрывало ее так глубоко, что айсберги с их огромными массами покачивались над ней в холодных темных волнах; но так оно и было на самом деле. Иногда мы видим широкое поле, покрытое валунами, лежащими так близко друг к другу, что среди них почти не может расти растительность. На этом поле давным-давно какой-то айсберг сел на мель в мелководье и, растаяв там, оставил свой груз камней.
Есть геологи, которые считают, что твердая ледяная шапка или щит покрывали почти всю северную часть полушария в какое-то отдаленное время и что валуны и валунная глина были отложениями этого ледяного щита, а не были сброшены плавающими айсбергами. Вполне вероятно, что существовали не только плавающие айсберги, несущие валуны, но и ледяной щит, простирающийся ниже Полярного круга. В целом, дрифт, морены, исцарапанные льдом скалы и валуны, лежащие в одиночестве за сотни миль от скал, частью которых они когда-то были, ясно указывают нам на то, каковы были общие черты Ледникового периода в истории мира.
СНОСКИ:
[30] Дно ледяного потока движется медленнее, чем поверхность: это относится к любому потоку; таким образом, поверхность в конечном итоге выступает за пределы дна и отламывается в виде айсбергов; в то время как нижняя часть входит в долину, напоминая лемех плуга.
[31] На утесах реки Миссури, округ Говард, штат Миссури, есть ледниковые отметины, и на этих утесах был найден кусок меди весом 23½ фунта. Эта медь была «потерянным» куском, принесенным льдом с побережья озера Верхнее. — Дж. Б. С.
УРОК XVI.
ПЕРВЫЕ РАКООБРАЗНЫЕ.
“Look on this beautiful world, and read the truth
In her fair page: see every season brings
New change to her of everlasting youth;
Still the green soil with joyous living things
Swarms, the wide air is full of joyous wings,
And myriads still, as happy, in the sleep
Of ocean’s azure gulf, and where he flings
The restless surge.”
— Брайант.
В те долгие эпохи, когда в мире еще не было людей, а низшие отряды животных владели земным шаром безраздельно, каждый последовательный период изменений отличался каким-то особым классом живых существ, которые тогда преобладали по численности и значению. Каждый из них в свой век достигал расцвета в размерах и господстве. Но хотя эти конкретные семейства исчезали по окончании своего земного века, классы, к которым они принадлежали, часто выживали в измененных формах, которые сохранились до настоящего времени. Эти поздние потомки прежних хозяев мира, как правило, уменьшились в размерах и численности, но стали красивее и способны в какой-то мере служить человечеству.
CHILDREN OF THE DAWN.
Но есть некоторые древние классы живых существ, которые изменились очень мало и сегодня практически такие же, какими были в начале своего существования. Так, фораминиферы были одними из самых ранних живых существ, а также одними из самых маленьких, самых простых по строению и наиболее широко распространенных. Их работа, по-видимому, заключалась прежде всего в том, чтобы собирать материал из морской воды для построения своих собственных форм, а затем оставлять себя в наследство для формирования горных пород. Нет семейства существ более древнего, ибо рядом с ними все другие окаменелости кажутся современными. Как живые животные, они до сих пор существуют в почти неизменных условиях и встречаются повсюду, кроме Полярных морей. В тропиках они встречаются на меньших глубинах, чем в умеренных зонах.
Трудное название этих существ происходит от слова foramen — маленькое отверстие, подобное игольному ушку. Эти странные животные состояли из мягкого вещества, похожего на желе или клей, в раковинах со множеством делений. Стенки известковых ячеек или камер были полны крошечных отверстий, как отверстия в сите, и через них желеобразная часть животного просачивалась наружу, заполняя и проникая во все камеры или ячейки. Многих из этих существ можно увидеть только в микроскоп. В предыдущем уроке мы говорили о нуммулитах, крупных представителях этого же отряда, и об их работе по созданию камня. Мы обнаружили, что большая часть строительного камня Парижа, обширные пласты камня в Индии и значительная часть меловых пород являются нуммулитовыми. Великие пирамиды Египта и огромные террасы, на которых они стоят, построены из того же нуммулитового известняка, в то время как многие другие обширные пласты известняковых пород состоят из крошечных раковин фораминифер.