Геология

Геология. Исторический очерк. Обособление Г., как самостоятельной науки, произошло в конце XVIII и в начале XIX в. Тем не менее, первые ценные геол. наблюдения восходят к глубокой древности. Так, греки хорошо изучили явление землетрясений. Они знали колебания почвы вертикальные и горизонтальные. Для объяснения этого явления мыслители древности прибегали к различным естественным факторам. Анаксимен считал причиною землетрясений толчки, возникающие от обвалов в подземных пустотах. Анаксагор и Демокрит принимали существование тесной связи между землетрясениями и вулканическими извержениями, объясняя их напряжением воды, пламени и ветра, заключенных в пустотах и трещинах среди земных недр и стремящихся выйти наружу. Вулканические области Италии и Греции были хорошо известны древним. Страбон настолько отчетливо изучил вулканы, что установил вулканическую природу Везувия задолго до его первого в историческое время извержения. Деятельности вулканов Страбон приписывал большое значение. Он полагал, что все острова, лежащие вдали от материков, и высокие горы, расположенные на материках, возникли от деятельности вулканов. Сильно преувеличивали древние и значение землетрясений. Аристотель, а за ним Страбон и Сенека приписывали их действию образование островов, находящихся вблизи материков. По этому воззрению, от толчков и от громадных волн, возникающих при землетрясениях, часть суши отделяется от материка и образует остров. Окаменелые остатки животных и растений также были известны грекам. Ксенофан (VI в. до Р.Х.), Ксантос (V в. до P. X.), Эратосфен (III в. до P. X.) упоминают о находках вдали от моря отпечатков в камнях морских раковин, рыб - что в их глазах является доказательством покрытия соответствующей части суши в прежнее время морскими водами. Первые столетия по P. X. и все средневековье представляют почти полный застой научных исследований. Последние возрождаются лишь во второй половине XV в.. К этому времени в представлениях мыслителей о происхождении и строении земли первенствовали идеи еврейской легенды и учения Аристотеля. Научная мысль с большим трудом освобождалась от гнета богословских и схоластических воззрений. И еще в XVII и даже в XVIII стол. такого рода воззрения находили защитников. Афанасий Кирхер (1601-1680) внутренность земли представлял себе, согласно Аристотелю, как твердое тело, пронизанное каналами и пустотами, пространство которых заполнено огнем, водою и воздухом. На образование земли Кирхер смотрел под углом зрения книги Бытия. Он принимал существование первичного ила, в который Бог вложил камнеобразовательную силу (vis lapidifica) и дух устрояющий (spiritus architectonicus). Под влиянием первой ил уплотнился в камень, под влиянием второго образовались горы и долины. А Моро даже в XVIII в. (1687-1740) различные стадии в образовании земли приурочивает к дням творения библейского рассказа. Воззрения противоположные, в основу которых положен закон причинности, защищали Р. Декарт, Н. Стено, В. Уайстон, Д. Вудворт, Г. Лейбниц и мн. др. Особенно просты воззрения Стено, основанные на точных наблюдениях. Николай Стено (или Стенсон; 1638-1687) пришел к выводу, что слоистые горные породы образовались на дне водных бассейнов путем оседания взвешенных в воде порошкообразных твердых веществ. Изменение первоначального горизонтального положения слоев, их поднятие и опускание, вызывает, по мнению Стено, появление гор. Очень ожесточенные споры ведутся на всем протяжении XVI, XVII и начала XVIII в. около вопроса об окаменелостях. В XV в. господствовало мнение арабского врача Ибн Сины, более известного под именем Авиценны (980-1037), который учил, что окаменелости образовались в земле под влиянием особой силы - vis plastica, заложенной Творцом в первоначальный ил. Это мнение прошло через все средние века. Лишь в XVI стол. против него выступили итальянцы: знаменитый художник Леонардо да-Винчи (1452-1519), Алессандро (1461-1523) и Фракасторио (1483-1553), видевшие в окаменелостях остатки животных, прежде населявших землю. В дальнейшем мнения исследователей разделились. Одна группа стояла на точке зрения Авиценны. Они - то объясняли происхождение окаменелостей созидательной работой солей - succus lapideus (Маттиоли, 1551 год), то, вместе с Оливи (1584), видели в них игру природы, то, как Меркати, приписывали их образование влиянию созвездий. Другая группа примыкала к взгляду Леонардо да-Винчи. При этом большинство приверженцев органического происхождения окаменелостей считали их за остатки животных и растений, погибших, согласно библейскому рассказу, во время всемирного потопа. Эта идея нашла выдающихся защитников, из которых особой известностью пользовался Иоганн Шейхцер, описавший скелет ископаемой саламандры, как остаток человека, утонувшего во время потопа. В конце XVII и в начале XVIII в. такое воззрение на окаменелости приобрело полное господство. Однако, уже и в это время встречались взгляды, более близкие к истине. Роберт Гук обратил внимание (1688 г.) на то, что различные слои содержат неодинаковые окаменелости. Для объяснения этого факта Гук допускал целый ряд наводнений, вызывавшихся землетрясениями. Он вместе с М. Листером даже высказал догадку, что по окаменелостям можно будет судить о древности пластов, заключающих их в себе.

В XVIII в. геол. знания сильно возрастают. Так, в это время получила значительное освещение деятельность воды по образованию осадков и выработке форм поверхности. Шейхцером (1705 г.), Альтманом, Грюнером, Соссюром описаны ледниковые явления. исследования Парагалло (1705 г.), Амато (1755) и особенно Гамильтона (1774) выяснили деятельность вулканов. А. Геттар (1756), Демаре (1771) и др. познакомили ученый мир с потухшими вулканами. К середине XVIII в. стали появляться геологические карты. Из них первая была издана в 1775 году Глезером для графства Геннеберга. Общие теории о происхождении и развитии земли освобождаются от влияния библейского сказания. Лучшая из них содержит зародыши современных нам воззрений. Она принадлежит знаменитому французскому естествоиспытателю Ж. де Бюффону (1707-88). Образование земли, как и других планет, Бюффон приписывает столкновению кометы с солнцем. Комета отбила от солнца раскаленные куски, которые стали двигаться вокруг него в одном направлении. Земля - один из таких кусков. Вначале раскаленная, она постепенно охлаждается. Ее существование Бюффон делит на 6 периодов и вычисляет приблизительную продолжительность каждого из них, не считаясь с временем существования мира, указанным Моисеем.

Факты, накопившиеся к концу XVIII в., выяснили важное значение в жизни земного шара сил, развиваемых водою, и сил вулканических. Но взгляды на относительное значение названных сил у различных исследователей были неодинаковы. Это обстоятельство породило два направления, плутонизм и нептунизм, впавшие в крайности. Глава плутонистов англичанин Геттон (1726-97) при объяснении строения земной коры на первый план выдвигал внутреннюю теплоту земли. Этой теплотой он объяснял образование не только массивных, но и всех твердых слоистых горных пород. Первые, как гранит, порфир, базальт и др., произошли путем застывания магмы, т. е. огненножидкой массы. А вторые в виде ила осаждались на дне океана и затем от действия теплоты уплотнились, переплавились и приняли вид твердых слоистых горных пород. Нагревание обусловливало их расширение, они поднимались, образуя материки, горы. Главой школы нептунистов был знаменитый германец Авраам Вернер (1750-1817). По его воззрениям все горные породы, даже такие, как базальт, гранит, осели из воды. Отлагались они слоями, облекающими землю, как чешуи луковицы. Вулканическая деятельность, по Вернеру, в прежнее время совершенно отсутствовала. Началась она только в современный период и объясняется возникновением местных подземных пожаров. Вернер впервые систематизировал и дал точную характеристику различных горных пород, определил их соотношение. Он же развил и ввел во всеобщее употребление подразделение минеральных толщ по времени их образования на "формации", впервые данное Фюкселем в 1762 году. Его блестящие лекции в горной академии Фрейберга привлекали массу слушателей, возбуждая интерес к новым воззрениям. По справедливости Вернер считается одним из основателей Г. Такие же заслуги оказал Г. англичанин Вилльям Смит (1769-1839), стоявший в стороне от жаркого спора нептунистов и плутонистов. Его работы составили эпоху в Г. Смит доказал, что различные слои содержат не одинаковые окаменелости, что слои, одновременно образовавшиеся, характеризуются тождественными остатками организмов. На основании окаменелостей Смит подразделил осадочные отложения Англии на группы и проследил распространение последних. Эти исследования показали то огромное значение, какое окаменелости имеют для Г., и положили фундамент к выработке геолог. хронологии. Важное значение окаменелостей было закреплено гениальным Кювье (1769-1832), который в сотрудничестве с Броньяром изучил ископаемых животных Парижского бассейна. На основании разрозненных костей он сумел реставрировать целую фауну вымерших млекопитающих, отличающихся от современных. Как и Смит, Кювье пришел к заключению, что различный группы слоев содержат неодинаковые окаменелости. Кювье пошел дальше констатирования факта. Он принимал, что история земли делится на много периодов. В каждый из них она была населена особым органическим миром. Отдельные организмы оставались неизменными во все время своего существования. Но в конце таких периодов наступали громадные перевороты - катаклизмы, уничтожавшие с лица земли все живущее.

Громадный авторитет и личное обаяние Вернера придавали сильный перевес учению нептунистов. Но как раз из его школы вышли те ученые, которые окончательно выяснили ошибочную односторонность нептунистических воззрений. Это были знаменитые Александр Гумбольдт (1769-1859) и Леопольд фон Бух (1774-1853). Гумбольдт и Бух совершили целый ряд далеких путешествий. Материал, ими собранный, был громаден, особенно для явлений вулканизма он дал массу нового. На основании его Л. Бух построил свою теорию "кратеров поднятия" и теорию образования гор. Вулканические кратеры, по этой теории, представляют слои горн. пород, приподнятые кверху и прорванные напором магмы, устремл. из земных недр. Вследствие напора той же магмы образованы и горные хребты. Учение Буха значительное время господствовало в науке, хотя около вопроса о кратерах поднятия шел горячий спор. Против них выступили знаменитый вулканолог Г. Пулет-Скроп (1797-1875), великий Лайелль, Прево и др., доказывавшие, что вулканические конусы представляют продукты извержения данного вулкана, скопившиеся вокруг отверстия его выводного канала. Это последнее воззрение восторжествовало лишь после смерти Л. Буха. В то же время получило господство и другое мнение Пулет-Скропа, по которому вулканы располагаются рядами на трещинах излома земной коры. Крайности этого взгляда, отрицавшего всякое активное воздействие вулканических сил на земную кору, опровергнуты новыми наблюдениями. В. Бранко описал вулканы в Швабии, совершенно независимые от трещин. Они представляют каналы, пронизывающие поверхностные толщи горных пород и прорванные, по мнению Бранко, силою взрыва упругих газов. С другой стороны, Джильберт доказал, что магма при движении кверху нередко внедряется между слоями горных пород, приподнимая верхнюю толщу. Для объяснения причин вулканических явлений в настоящее время существует несколько теорий, из которых ни одну нельзя назвать общепризнанною.

Взгляды Буха на горообразование в течение XIX в. также претерпели коренное изменение. Уже в 1830 году И. Турман объяснял возникновение горных цепей не вертикальным поднятием, а действием бокового давления, собирающего слоистые толщи горных пород в складки. Позднее Гейм доказал складчатость Альп, а затем складчатое строение было констатировано на мн. др. горных хребтах. Характер этой складчатости, ее развитие и вообще образование современного рельефа земной поверхности изучено Э. Зюссом. Причину образования складок, а также возникновения впадин и глыбовых возвышений Дана и Зюсс видят в охлаждении земного шара. По их взгляду, раскаленное внутреннее ядро земли охлаждается и уменьшается в объеме. Наружная же кора в данном процессе не принимает участия. Посему, под влиянием тяжести она опускается, разбивается на глыбы. Опускание вызывает боковое давление, образующее складки.

Идеи Кювье о катастрофах просуществовали не долго. Одним из противников этого учения выступил величавший из английских геологов Чарльз Лайелль (1797-1875), который доказал, что велите геологические результаты достигаются путем длительного процесса накопления мелких, постепенных изменений и что в прошлом действовали те же геолог. силы, какие действуют в настоящее время. Этот взгляд, освобожденный от крайностей, является основой для геолог. исследований нашего поколения. Признание его требует от геолога тщательного изучения современных геолог. процессов. И мы видим, что эта область Г. быстро достигает крупных успехов, которые немедленно отражаются и на изучении прошлого земли. Ближайшее знакомство с деятельностью вулканов (Дана, Юнгхун, Зеебах, Штюбель и мн. др.), с продуктами их извержений, приводит к более глубокому пониманию следов вулканической деятельности прежних эпох. Исслед. соврем. ледников и ледниковых отложений (Агассис, Рандю, Шарпантье, Шимпер, Венетц и др.) привели к выработке средств распознавать следы давно исчезнувших ледников. Изучение того, что происходит в пустынных частях континентов (Рихтгофен, Миквиц, Вальтер, Циттель, Мушкетов и мн. др.), привело к открытию ископаемых пустынь. Исследования морских глубин, предпринимавшиеся с 70-х годов пр. в. многими экспедициями (английское судно "Челлэнджер", немецкое "Вальдивия" и др.), выяснили характер морских осадков в зависимости от глубины, близости берега и т. п. и тем самым дали возможность при изучении осадочных отложений прежних эпох полнее восстанавливать физико-географические условия прошлого.

Исследование отложений прошлых геологических эпох и в настоящее время идет по пути, намеченному работами Смита. Геологическая хронология, основанная на изучении окаменелостей, энергично разрабатывалась в первую половину прошлого века. Устанавливались системы, подразделявшиеся на отделы и ярусы. На этом поприще особенно много сделали Мерчисон, Сэджвик, Лайелль, Барранд, Филлипс, Альберти, Броньяр, Д'Орбиньи, Бейрих и мн. др. В 60-х годах, после появления гениальной работы Дарвина о происхождении видов, изучение окаменелостей приобретает новое направление. Идеи Дарвина быстро привились среди геологов, и пред ними возникла новая задача: проследить развитие органической жизни.

В последние десятилетия геолого-палеонтологическ. знания развиваются весьма интенсивно. Исследования проникают все дальше и дальше в труднодоступные области Старого и Нового Света. Добываемый материал подвергается всестороннему изучению. В прошлом земли за общим контуром вырисовываются детали. Для нас уже во многом ясен ход развития органического мира, мы познакомились с эволюцией климатов и получили яркую картину исторической выработки современного рельефа земной поверхности. См. Zittel, "Geschichte der Geologie und Paläontologie bis Ende des XIX Jahrhunderts" (1899); Geikie, A., "Founders of Geology" (1906).

А. Нечаев.

Источники:

1. Энциклопедический словарь Русского библиографического института Гранат. Том 13/13-е стереотипное издание, до 33-го тома под редакцией проф. Ю. С. Гамбурова, проф. В. Я. Железнова, проф. М. М. Ковалевского, проф. С. А. Муромцева и проф. К. А. Тимирязева- Москва: Русский Библиографический Институт Гранат - 1937.