Равным образом многие важнейшие в экономическом отношении месторождения марганцевых и железных руд возникли в результате деятельности бактерий в прошлые геологические эпохи.
Действительно, редко встречаются остатки наземных животных, но подчас и они образуют большие скопления. На территории Казахстана, Киргизии и Узбекистана встречаются огромные скопления костей вымерших исполинских ящеров-динозавров. Для примера, одно из них, расположенное в низовьях р. Чу, достигает 40 км в длину при ширине от 5 до 10 км. Здесь нагромождены миллионы тонн окаменелых костей.
В северных районах европейской части Союза среди триасовых пестроцветных пород находится тонкий прослой песчаника, содержащего множество костей древнейших земноводных — стегоцефалов. Площадь распространения этого пласта захватывает тысячи квадратных километров, и количество погребенных в нем костей неисчислимо.
Значение ископаемых органических остатков очень велико и не только для изучения истории самой жизни, но и для исследования развития нашей планеты в смене геологических эпох.
Сравнивая ископаемые остатки, встреченные в различных слоях, мы можем установить относительную древность тех или других отложений, выяснить их геологический возраст и восстановить последовательность найденных страниц летописи. С другой стороны, по облику животных и растений, встречаемых в осадочных породах, мы можем судить об образе их жизни и тем самым восстановить те физико-географические, зачастую и химические, условия, в которых происходило отложение данных пород.
Окаменелые кораллы говорят нам о бывших теплых, тропических морях; превращенные в камень стволы деревьев, сохранившие еще годовые слои, свидетельствуют о смене зим и лет, то есть об умеренном климате; отпечатки колючих растений, — о древних, исчезнувших степях и пустынях… Примеров, подобных этим, можно привести бесчисленное количество.
Такова в общих чертах сущность геологической летописи и общий характер документации истории поверхности Земли. Очевидно, что в идеальном случае непрерывной последовательности напластований осадочных пород в каких-либо областях земного шара мы имели бы полную книгу истории Земли. Все страницы этой книги были бы сложены в последовательном порядке и, так сказать, пронумерованы теми ископаемыми остатками, которые сохранились бы в пластах. Проследить историю Земли и жизни в этом случае было бы сравнительно нетрудным делом.
На самом деле такой геологической документации в действительности не существует и существовать не может. Мы говорили уже о беспрерывных изменениях, которым подвергалась поверхность Земли в течение невообразимо долгих промежутков геологического времени. В этих изменениях накапливавшиеся в морских впадинах слои, состоящие из продуктов размыва материков и гор, в результате движений земной коры смыкались в складки и, выдвигаясь вверх, сами становились горами. Другие области накопления осадочных пород погружались в глубокие зоны земной коры, где под воздействием высокой температуры и колоссального давления полностью изменяли свой прежний облик, перекристаллизовывались, метаморфизовались (метаморфоз по-гречески — превращение). Новые движения земной коры выдвигали их опять на поверхность, в то время как другие породы, отложившиеся на материках, погружались на морское дно. Выдвинутые наверх и образовавшие сушу или горные цепи породы энергично размывались, разрушались и входили в состав новых осадков более позднего времени. В образовавшиеся разломы и трещины земной коры внедрялись расплавленные глубинные породы, образуя большие массивы, жилы или пластообразные излияния, изменяя окружающие породы действием своей температуры и химических испарений.
Эти движения земной коры, или тектонические движения, изучаются особым отделом геологии, называемым геотектоникой. Тектонические движения отражают физико-химические реакции в глубинах земли и вечную перетасовку листов геологической летописи на земной поверхности.
Нельзя забывать, что все современные материалы, на которых мы изучаем геологическую летопись, составляют лишь 29 % изучаемой поверхности. Остальные 71 % скрыты под водами морей и океанов. Равным образом современные материки, в смысле своего геологического строения, представляют собой мозаику из разновременных и разнокачественных геологических отложений. В их состав входят обломки древних материков наиболее ранних эпох существования твердой земной коры, уплотненные, смытые в складки отложения древних морских впадин, пронизанные изверженными породами. Эти древние породы прикрыты более поздними отложениями, часть которых размыта и снесена в океан, а другая часть опущена во впадины и покрыта толщей новейших рыхлых отложений.
На геологических картах породы разных периодов истории Земли обозначаются различными красками. Какой пестрый и сложный узор представляют собой сочетания различных формаций горных пород! Такова эта великая книга в действительности.
Исполинские силы, изменяющие нашу Землю, разброшюровали книгу, уничтожили целые пачки ее листов, смяли и оборвали другие, спрятали под водой значительную часть.
В этом виде чтение нашей книги очень затруднено. Но могучий ум человека в своем неуклонном стремлении к познанию природы не останавливается перед, казалось бы, непосильной задачей, медленно, но верно продвигаясь вперед в восстановлении истории Земли и жизни.
Как научились читать историю земной коры
В предыдущей главе мы пытались окинуть взглядом великую книгу природы. Но и это самое общее представление могло сложиться только в результате упорного труда выдающихся умов как основателей геологической науки, так и оставшихся неизвестными скромных тружеников: мастеров горного дела, землемеров, рудоискателей — бескорыстных наблюдателей.
Геология как наука еще очень молода. Она окончательно оформилась как отдельная, самостоятельная отрасль знания лишь в начале прошлого столетия и существует, таким образом, менее полутора веков.
До этого времени даже наиболее высоко поднявшиеся в культурном отношении народы имели лишь смутное представление о геологической летописи.
Такое состояние знаний не случайно: запутанность и отрывочность великой книги природы затрудняли осмысливание исторического развития Земли. Чтобы научиться ее читать, человечеству пришлось проделать большой путь общего развития и освободиться от предрассудков.
На десятки столетий задержали развитие науки религиозные представления как древнего, так и нового времени. В каждом из них, — возьмем ли мы вавилонские сказания об Издубаре, или греческий миф о Девкалионе, или библейскую историю о всемирном потопе, — мы видим представление о быстром сотворении окружающего мира и затем уничтожение всей прежней жизни всемирным потопом, после которого возникает современный исторический мир.
Это представление долго господствовало в умах людей, и даже геология в течение длительного периода не могла вполне от него отделаться. Очень медленно в человеческие умы проникало понятие об огромной длительности геологического времени, о специфичности, неповторимости изменений поверхности Земли и, наконец, о длительной эволюции органического мира, в результате которой появился человек, как звено в бесконечной цепи развития.
Более или менее достоверные представления о геологическом развитии, дошедшие до нас в письменных источниках, мы находим у древних греков. Ксенофан, живший в VI веке до н. э., писал о нахождении морских раковин в горах, далеко от моря, и делал из этого правильный вывод о затоплении суши морем в древние времена.
Аристотель (IV век до н. э.) в своей «Метеорологии» высказал поразительную по своей проницательности мысль. Одни и те же места не остаются всегда землею, либо всегда морем. Море приходит туда, где прежде была суша; суша вернется туда, где теперь мы видим море. Еще более замечательным было утверждение Аристотеля, что эти изменения следуют одни за другими в известном порядке и представляют какую-то периодичность. Вместе с этими правильными представлениями Аристотель оказал плохую услугу делу познания геологической летописи, утверждая, что раковины сами зарождаются во влажной земле «от теплоты воздуха». Это абсолютно неверное, фантастическое утверждение господствовало в течение очень долгого периода и особенно было принято в средние века как удобное для богословской софистики. Живший на 2 столетия позже Аристотеля известный географ Страбон уже говорил, ссылаясь на находки морских раковин в горах, о колебательных движениях земли и о возникновении новых материков и островов.
После античного периода в течение всего средневековья познание геологической летописи нисколько не продвинулось вперед. Известные еще в древности находки морских раковин в горах объяснялись особым возникновением сходных с животными минералов под воздействием звезд и другими, столь же нелепыми обстоятельствами.
Только великий ученый и художник Леонардо да Винчи воскресил и дополнил правильные представления античных ученых. Он считал, что изменения суши и моря были не внезапны, а происходили постепенно, в течение долгих лет, подобно тому, как происходят и теперь. Отсюда Леонардо да Винчи делает вывод, что ископаемые раковины не попали в горы вследствие наводнений, а являются предшественниками ныне живущих.
Датчанин Стенон во второй половине XVII века уже сравнивает ископаемых животных с современными, различает морские слои от слоев, образовавшихся в пресных водах, и отмечает, что одни слои пород залегают горизонтально, в то время как другие наклонены вследствие действия подземных сил.
Наш великий ученый Ломоносов в своем сочинении «О слоях Земли» значительно опередил современную ему геологическую мысль. Ломоносов уже представлял себе периодические наступления моря на сушу — морские трансгрессии и связывал их с медленными движениями земной коры. Он связывал происхождение гор, континентов и морских пучин с внутренними слоями Земли — «жаром земной утробы». В начале своего сочинения Ломоносов впервые дает анализ земного рельефа, говорит о его происхождении и зависимости от подъема больших участков земной коры. Такие перемены, по выражению Ломоносова, произошли на свете не за один раз, но случались в разные времена, несчетным множеством крат, ныне происходят и едва ли когда перестанут. В этом сочинении Ломоносова мы видим все основы совре