Великие американские озера также, вероятно, обусловлены различиями в высоте. Вокруг озера Онтарио, например, есть поднятый пляж, который в западном конце озера находится на 363 фута выше уровня моря, но поднимается к востоку и северу, пока близ Файна не достигает высоты 972 фута. Поскольку эта терраса должна была быть изначально горизонтальной, мы имеем здесь озерный барьер, обусловленный разницей в высоте, составляющей более 600 футов.
Таким же образом мы получаем ключ к любопытной крестообразной форме Люцернского озера в отличие от простого очертания таких озер, как Невшательское или Цюрихское. Люцернское озеро — это сложное озеро. Зондирование показало, что дно Урнер-Зее совершенно плоское. Это, по сути, старое русло Рёйсы, которая изначально текла не так, как сейчас, через Люцерн, а через Швиц и через Цугское озеро. Таким же образом Альпнахер-Зее — это старое русло Аа, которая также текла через Цугское озеро. Старые речные террасы Рёйсы можно проследить местами между Брунненом и Гольдау. Теперь эти террасы должны были изначально иметь наклон от верхней части вниз, от Бруннена к Гольдау. Но в настоящее время наклон направлен в другую сторону, т.е. от Гольдау к Бруннену. Из этого и других доказательств мы заключаем, что в направлении от Люцерна к Рапперсвилю произошло поднятие земли, которое перекрыло долины и таким образом превратило части Аа и Рёйсы в озера — две ветви Люцернского озера, известные как Альпнахер-Зее и Урнер-Зее.
Во время землетрясений 1819 года, в то время как часть Ранна Качского площадью 2000 квадратных миль опустилась на несколько футов, хребет земли, называемый туземцами Улла-Бунд или «стена Бога», длиной тридцать миль и местами шириной шестнадцать миль, был поднят поперек древнего рукава Инда и временно превратил его в озеро.
Рассматривая великие итальянские озера, которые опускаются далеко ниже уровня моря, мы должны помнить, что долина По — это продолжение Адриатики, ныне заполненная и превращенная в сушу материалами, принесенными из Альп. Отсюда возникает искушение спросить, не являются ли озера остатками древнего моря, которое когда-то занимало всю равнину. Более того, точно так же, как тюлени озера Байкал в Сибири возвращают нас к тому времени, когда этот великий водоем пресной воды был связан с Северным Ледовитым океаном, так и в характере фауны итальянских озер, и особенно в присутствии краба в озере Гарда, есть некоторое подтверждение такой идеи. Дальнейшие доказательства, однако, необходимы, прежде чем на эти интересные вопросы можно будет дать окончательные ответы.
Наконец, некоторые озера и внутренние моря, по-видимому, обусловлены еще более великими космическими причинами. Так, линия, наклоненная на десять градусов к полюсу, начинающаяся у Гибралтара, прошла бы через великую цепь внутренних вод — Средиземное море, Черное море, Каспий, Арал, Байкал и обратно через великие американские озера.
Но хотя многие причины способствовали первоначальному формированию и направлению долин, их нынешнее состояние главным образом обусловлено действием воды. Когда мы созерцаем такую долину, например, как ту, что называется par excellence «Вале», мы поначалу едва можем осознать это; но мы можем проследить долины вверх, от маленького водотока, созданного вчерашними дождями, до самых великих долин из всех.
Эти соображения, однако, конечно, не применимы к таким депрессиям, как депрессии великих океанов. Они, вероятно, были сформированы, когда поверхность земного шара начала затвердевать, и, хотя и со многими модификациями, сохраняли свои основные черты с тех пор.
О КОНФИГУРАЦИИ ДОЛИН
Условия, кратко описанные таким образом, повторяются в реке за рекой, долине за долиной, и это, я думаю, очень добавляет к интересу, с которым мы смотрим на них, если, изучая общие причины, которыми они обусловлены, мы можем объяснить их происхождение и, таким образом, до некоторой степени понять историю, которую они могут нам рассказать, и историю, которую они записывают.
Какова же тогда была эта история? Одна и та же долина может иметь очень разный характер и быть обусловлена очень разными причинами в разных частях своего течения. Некоторые долины обусловлены складками (см. рис. 41), вызванными подземными изменениями, но подавляющее большинство в своих нынешних чертах являются главным образом результатом эрозии. Как только какой-либо участок земли поднялся из моря, дождь, который падал на поверхность, просачивался вниз тысячами ручейков, образуя лужи здесь и там (см. рис. 37) и постепенно собираясь во все более крупные потоки. Везде, где уклон был достаточным, вода начинала врезаться в почву и уносить ее в море. Это действие было бы одинаковым в любом случае, но, конечно, различалось бы по скорости в зависимости от твердости почвы. С другой стороны, характер долины сильно зависел бы от характера пластов, будучи узким там, где они были твердыми и прочными; более широким, напротив, там, где они были мягкими, так что они легко осыпались в поток, или там, где они легко раскалывались под воздействием погоды. Постепенно поток прогрызал свое ложе, пока не достигал определенного уклона, крутизна которого зависела бы от объема воды. Эрозионное действие затем прекращалось, но выветривание сторон и последующее расширение продолжались бы, и река блуждала бы от одной части своей долины к другой, распределяя материалы и формируя речную равнину. Наконец, по мере того как скорость еще больше уменьшалась, у нее уже не было бы достаточной силы даже для того, чтобы уносить принесенные материалы. Поэтому она формировала бы конус или дельту и вместо меандрирования стремилась бы разделиться на разные ветви. Эти три стадии мы можем назвать стадиями —
1. Deepening and widening;
2. Widening and levelling;
3. Filling up;
и каждое место во второй стадии прошло через первую; каждое место в третьей прошло через вторую.
Скорость 6 дюймов в секунду поднимет мелкий песок, 8 дюймов переместят песок размером с льняное семя, 12 дюймов унесут мелкий гравий, 24 дюйма покатят округлую гальку диаметром в дюйм, и требуется 3 фута в секунду у дна, чтобы унести угловатые камни размером с яйцо.
Когда река отрегулировала свой уклон так, что она ни углубляет свое ложе в верхней части своего течения, ни откладывает материалы, говорят, что она приобрела свой «режим», и в таком случае, если характер почвы остается прежним, скорость также должна быть равномерной. Увеличение ложа реки, однако, не пропорционально увеличению ее вод по мере приближения к морю. Если бы, следовательно, уклон не уменьшался, режим был бы разрушен, и река снова начала бы выгрызать свое ложе. Отсюда, по мере того как реки увеличиваются, уклон уменьшается, и, следовательно, каждая река стремится принять некий такой «режим», как показано на рис. 46.
Теперь предположим, что падение реки снова увеличивается, либо из-за нового поднятия, либо локально из-за удаления барьера. Тогда река снова обретает свою энергию. Снова она врезается в свое старое ложе, углубляя долину и оставляя старую равнину в виде террасы высоко над своим новым курсом. Во многих долинах можно увидеть несколько таких террас, одна над другой. В случае реки, текущей в поперечной долине, то есть долине, лежащей под прямым углом к «простиранию» или направлению пластов (такой, например, как Рёйса), вода действует более эффективно, чем в продольных долинах, текущих вдоль простирания. Отсюда боковые долины были менее глубоко вырыты, чем долина самой Рёйсы, и потоки из них входят в главную долину через пороги или каскады. Опять же, реки, текущие в поперечных долинах, пересекают породы, которые во многих случаях различаются по твердости, и, конечно, они прорезают более мягкие пласты быстрее, чем более твердые; каждый хребет более твердой породы будет поэтому формировать плотину и давать начало порогу или водопаду. Мы часто, поднимаясь по реке, после сравнительно плоской равнины оказываемся в узком ущелье, вниз по которому вода несется стремительным потоком, но на вершине которого, к нашему удивлению, мы находим другую широкую плоскую долину.
Еще один урок, который мы извлекаем из изучения речных долин, состоит в том, что, подобно тому как сэр Ч. Лайель показал, что геологическое строение является не свидетельством катастроф, а результатом медленных процессов, так и образование долин обусловлено главным образом регулярным течением рек; наводнения же, хотя их последствия более внезапны и поразительны, в конечном счете играют сравнительно небольшую роль в этом результате.
Устья рек делятся на два основных класса. Если мы посмотрим на любую карту, нас не может не поразить тот факт, что одни реки заканчиваются дельтой, а другие — эстуарием. Темза, например, заканчивается величественным эстуарием, которому Лондон обязан значительной частью своего богатства и могущества. Очевидно, что Темза не могла образовать этот эстуарий, пока побережье находилось на нынешнем уровне. Но мы знаем, что раньше суша располагалась выше, что Немецкое море когда-то было сушей, а Темза, соединившись с Рейном, текла на север и в конечном итоге впадала в Северный Ледовитый океан. Таким образом, эстуарий Темзы восходит к тому периоду, когда юго-восток Англии находился на более высоком уровне, чем сейчас, и даже сегодня древнее русло реки можно проследить с помощью промеров под тем, что сейчас является морем. Места нынешних дельт, скажем, Нила, также когда-то находились под водой и были постепенно отвоеваны у нее речными отложениями.
Было бы большой ошибкой полагать, что реки всегда стремятся углубить свои долины. Это происходит только тогда, когда уклон превышает определенный угол. Когда падение незначительно, они, напротив, стремятся поднять свое русло, откладывая песок и ил, принесенные с более высоких уровней. Поэтому в нижней части своего течения многие из самых знаменитых рек — Нил, По, Миссисипи, Темза и др. — текут по насыпям, частично созданным ими самими.
Fig. 48.—Diagrammatic section of a valley (exaggerated)
R R, rocky basis of valley; A A, sedimentary strata; B, ordinary level of river; C, flood level.
Рено, самая опасная из всех апеннинских рек, в некоторых местах находится на 30 футов выше окружающей местности. В таких условиях реки, если человек не вмешивается в их жизнь, рано или поздно прорывают свои берега и, покидая прежнее русло, прокладывают новый путь вдоль самой низкой части своей долины, которую они опять-таки постепенно поднимают над остальной поверхностью. Поэтому, если их не удерживать в собственных руслах с помощью человеческой деятельности, такие реки постоянно меняют свое направление.
Если мы представим себе реку, текущую по регулярно наклоненной плоскости более или менее прямой линией, то любая неровность или препятствие вызовут колебание, которое, возникнув однажды, будет нарастать до тех пор, пока сила тяжести, тянущая воду по прямой линии вниз, не уравновесится силой, стремящейся отклонить ее курс. Следовательно, радиус изгибов будет следовать регулярному закону, зависящему от объема воды и угла наклона русла. Если падение составляет 10 футов на милю, а почва однородна, изгибы будут настолько растянуты, что русло будет казаться почти прямым. При падении в 1 фут на милю длина изгиба, согласно Фергюссону, составляет около шести ширин реки, так что река шириной 1000 футов будет совершать одно колебание на 6000 футов. Это важное соображение, и много труда было потрачено впустую при попытках помешать рекам следовать их естественному закону колебаний. Но реки очень верны своим собственным законам, и изменение в любой части продолжается как вверх, так и вниз по течению, так что новое колебание в любом месте прокладывает себе путь через всю равнину реки как выше, так и ниже по течению.
Изгибы Миссисипи, например, на значительной части ее течения настолько регулярны, что, как говорят, использовались индейцами в качестве меры расстояния.
Если местность плоская, река постепенно поднимает уровень по обе стороны от себя; вода, выходящая из берегов во время наводнений, задерживается тростником, кустарником, деревьями и тысячами других препятствий и постепенно откладывает содержащиеся в ней твердые частицы, тем самым поднимая поверхность и в конечном итоге оказываясь, так сказать, подвешенной над общим уровнем. Когда это возвышение достигает определенной точки, река во время какого-нибудь наводнения прорывает свои берега и, покинув старое русло, прокладывает новый путь вдоль самого низкого доступного уровня. Затем она постепенно заполняет его, и так далее; время от времени, если ей позволить, после долгого цикла лет она возвращается к своему первоначальному руслу.
В качестве доказательства огромного количества осадочных пород, откладываемых реками, могу упомянуть, что речные отложения в Калькутте имеют толщину более 400 футов.
Помимо временных «паводков», вызванных проливными дождями, большинство рек в одно время года полноводнее, чем в другое: наши реки, например, зимой, а швейцарские — летом, из-за таяния снега. Нил начинает подниматься к началу июля; с августа по октябрь он затапливает все низменности, а в начале ноября снова спадает. В период наивысшего подъема объем воды иногда достигает двадцатикратного значения по сравнению с самым низким уровнем, и все же, возможно, не выпало ни капли дождя. Хотя мы теперь знаем, что это ежегодное изменение обусловлено таянием снега и выпадением дождей на возвышенностях Центральной Африки, все же, когда мы осознаем, что это явление повторяется ежегодно на протяжении тысяч лет, невозможно не смотреть на него с изумлением. Фактически можно сказать, что сам Египет является руслом Нила во время разлива.
Некоторые реки, с другой стороны, не имеют таких периодических различий. Нижняя Рона, например, ниже слияния с Соной, почти одинакова в течение всего года, и все же мы знаем, что верхняя часть ее вод в значительной степени происходит от таяния швейцарских снегов. В данном случае, однако, в то время как сама Рона по этой причине наиболее полноводна летом и наиболее мелководна зимой, Сона, напротив, разливается от зимних дождей и мелеет в хорошую летнюю погоду. Таким образом, они стремятся уравновесить друг друга.
С периодическими различиями, конечно, сравнительно легко справляться. Совсем другое дело — наводнения, вызванные нерегулярными осадками. Но и здесь одно лишь количество осадков отнюдь не является единственным фактором, который следует учитывать. Например, сильный дождь в водосборном бассейне Сены, если он не очень затяжной, вызывает меньшее изменение в течении реки, скажем, у Парижа, чем можно было бы ожидать на первый взгляд, потому что пик паводка в ближних притоках проходит вниз по реке раньше, чем доходят воды из более отдаленных потоков. Наивысший уровень достигается, когда дожди в районах, дренируемых различными притоками, случаются так, что разные паводки совпадают по времени своего прибытия в Париж.
ПРИМЕЧАНИЯ:
[52] Дарвин, «Путешествие натуралиста».
[53] Геологический журнал, 1863 г.
[54] Фавр, «Геологические исследования Савойи».
[55] «Рост и строение Альп».
ГЛАВА IX
МОРЕ
There is a pleasure in the pathless woods,
There is a rapture on the lonely shore,
There is society, where none intrudes,
By the deep Sea, and music in its roar:
I love not Man the less, but Nature more,
From these our interviews, in which I steal
From all I may be, or have been before,
To mingle with the Universe, and feel
What I can ne'er express, yet cannot all conceal.
Roll on, thou deep and dark-blue Ocean—roll!
Byron.
THE LAND'S END. To face page 337.
ГЛАВА IX
МОРЕ
Когда наступает великолепная летняя погода, когда мы чувствуем, что честным трудом за год по праву заслужили награду в виде хорошего отпуска, как же инстинктивно мы тянемся к морю! Мы тоскуем по восхитительному запаху морского воздуха, рокоту волн, шуршанию гальки на отлогом берегу, крикам морских птиц; и жаждем
Linger, where the pebble-paven shore,
Under the quick, faint kisses of the Sea,
Trembles and sparkles as with ecstasy.[56]
Как прекрасно морское побережье! У подножия утеса, быть может, из чистого белого мела, или богатого красного песчаника, или сурового серого гранита, лежит берег из гравия или песка с несколькими разбросанными растениями синего морского падуба, или желтоцветных мачков, морской капусты, морского вьюнка, солянки, полыни и морских трав; волны лениво накатывают одна за другой, и, достигая пляжа, каждая по очереди поднимается аркой из прозрачной, прохладной, чистой зеленой воды, увенчанной белой или слегка розоватой пеной, и с любовью разбивается о песок; а вдали расстилается открытое море, сверкающее на солнце.
... O pleasant Sea
Earth hath not a plain
So boundless or so beautiful as thine.[57]
Море поистине временами ошеломляюще прекрасно. Утром и вечером — полотно из живого серебра или золота, в полдень — глубокое синее; даже
Too deeply blue; too beautiful; too bright;
Oh, that the shadow of a cloud might rest
Somewhere upon the splendour of thy breast
In momentary gloom.[58]
Мало найдется более приятных зрелищ, чем пляж приморского городка в прекрасный летний день: волны сверкают на солнце, вода и небо — одно синее другого, а море кажется таким, будто ему ничего не остается делать, кроме как смеяться и играть с детьми на песке; дети упорно строят замки с помощью лопаток и ведерок, к которым затем подбегают волны и смывают их, снова и снова, пока не наступит вечер и дети не уйдут домой, когда море делает все гладким и готовым к завтрашней игре.
Многие довольствуются тем, что любуются морем с берега, другие, более амбициозные или более свободные, предпочитают морское путешествие. Они чувствуют себя как мореплаватель у Теннисона:
We left behind the painted buoy
That tosses at the harbour-mouth;
And madly danced our hearts with joy,
As fast we fleeted to the South:
How fresh was every sight and sound
On open main or winding shore!
We knew the merry world was round,
And we might sail for evermore.
Многие ценят и то, и другое. Длинная зыбь Средиземного моря в погожий день (и, полагаю, еще более Атлантического, которым я никогда не наслаждался), вдали от земли на хорошем корабле и в компании добрых друзей — это радость, которую невозможно забыть.
Своим мягким климатом Северная Европа обязана Гольфстриму и Атлантическому океану. На тех же широтах по другую сторону Атлантики гораздо холоднее. Чтобы найти такую же среднюю температуру в Соединенных Штатах, мы должны отправиться далеко на юг. Прямо напротив нас лежит Лабрадор со средней температурой, как в Гренландии; побережье, почти лишенное растительности, страна снега и льда, чье главное богатство состоит в пушнине, а редкое население в основном состоит из индейцев и эскимосов. Но одна лишь Атлантика не произвела бы такого большого эффекта. Мы обязаны нашим мягким и приятным климатом главным образом Гольфстриму — реке в океане, в двадцать миллионов раз большей, чем Рона, — величайшей и для нас самой важной реке в мире, которая приносит к нашим берегам солнце Вест-Индии.