Глава VII. Палеогеография и условия жизни прошлых геологических периодов

Важнейшим вопросом древней географии является распределение моря и суши. Чем большее пространство занимают моря и чем теплее поверхностный слой воды в них, тем большая масса воды переходит при испарении в парообразное состояние. Чем больше водяных паров в атмосфере, тем небо туманнее, а продолжительность солнечного сияния менее длительна. Чем незначительнее площадь суши и чем выше на ней горы, тем больше дождей получат склоны этих гор. Чем, наоборот, обширнее суша, тем скорее часть ее получит засушливый солнечный климат.

Конфигурация морских берегов, островной или материковый характер суши оказывают громадное влияние на всех ее обитателей, так как определяют собою важнейшие климатические особенности данной области. Это понятно, но как узнать очертания материков в давно прошедшие времена, как с уверенностью сказать, что там, где теперь тянутся степи Украины, когда-то бушевало меловое море, а где между Африкой и Австралией надо дней 18 ехать на пароходе, не встречая земли, тянулся когда-то массивный материк, именуемый геологами Гондваной?

Море в прежние времена постоянно переливалось с одного участка земной коры на другой. При наступании или как говорят геологи, при трансгрессии моря, сплошной до того участок суши распадается на систему многообразных островов; при регрессии или отступании моря на поверхность выходит сначала также архипелаг плоских островов, которые впоследствии могут слиться в сплошной материковый массив.

Методы, которыми геология пользуется для выяснения изменений береговой линии, в основном следующие. Те участки суши, где на поверхности лежат ничем не покрытые осадки архейских морей, считаются такой сушей, которая с окончанием архейской морской трансгрессии никогда не заливалась морем. Если на меловых отложениях Украины нет более поздних морских осадков, то это значит, что с окончанием меловой трансгрессии Украина является материком, который более уже не заливался морем.

Наоборот, если в северной Германии налицо имеются перекрывающие одни других морские осадочные пласты юрской, меловой, третичной и четвертичной эпох, то это значит, что трансгрессия моря повторялась здесь 4 раза и 4 раза материк снова появлялся из вод морских, поскольку между морскими отложениями есть прослойки с пресноводными материковыми толщами; если же таких прослоек нет, то это значит, что море бушевало над этой частью современной нам суши непрерывно с триасовой эпохи.

Если теперь нанести на карту все морские осадки той или другой эпохи, у нас получится карта морской трансгрессии для данной эпохи. На поверхности современной суши легко распознать для каждого геологического периода морские осадки от материковых и нанести их на карту. Но как быть с современными морями, как узнать, что скрывается под их глубокими водами, как догадаться, что Бразилия и экваториальная Африка были когда-то частями сплошной суши, а между северной частью Европы, Гренландией и Лабрадором в свое время также располагались солидные массивы суши?

Вопросы этого рода решаются путем изучения параллелизма в положении осадочных пластов на обоих берегах, изучением глубин и провальных обрывов на дне моря. Наличие мелководья среди глубокого моря часто указывает на опускание суши и позволяет связать разделенные ими материки и острова. Наконец, распределение современных или ископаемых животных и растений позволяет строить через моря так называемые мосты суши. Если папоротник "тодея" растет в Африке, в горах земли Наталь и одновременно на острове Тасмания, то значит было время, когда горы Наталя и горы Тасмании принадлежали одному материку, и "тодея" был распространен также в промежуточных местностях тянувшегося между ними материка.

Сопоставляя области трансгрессии с областями мелководий и материковыми "мостами", мы можем составить географическую карту для каждого геологического периода. Особой точностью она отличаться не будет, так как все еще немало "белых мест", т. е. районов, которые мало исследованы и о которых приходится судить не на основании фактов, а на основании общих соображений. Понемногу все же и геологические карты приобретают все большую точность.

Климат в сильнейшей степени зависел и зависит от близости моря, но есть и другие факторы, его определяющие. Таковы: 1) большее или меньшее излучение Солнца, 2) проницаемость атмосферы, 3) процессы горообразования, 4) наклон земной оси и зависящее от него положение полюсов и экватора. Температура на поверхности Солнца и теперь свыше 5000°. И теперь изменения климата многие связывают с периодами в развитии солнечных пятен. Можно думать поэтому, что в прошлом солнечная радиация могла существенно изменяться.

Первобытная атмосфера, по многим соображениям, содержала гораздо больше водяных паров и угольной кислоты, чем современная, что делало ее менее теплопрозрачной. Прямое действие солнечных лучей было слабее, зато много слабее была и отдача тепла путем ночного и зимнего лучеиспускания. По вычислениям Аррениуса, увеличение содержания угольной кислоты в атмосфере в три раза против современного должно было повысить среднюю годовую температуру Земли на 7,3-9,3°, что совершенно меняет климат.

О сухости или влажности климата можно судить прежде всего по виду и строению осадочных пород, отложенных в изучаемый период. Присутствие ярко-красных конгломератов, песчаников и глин, окрашенных окисью железа, указывает обычно на сухой и солнечный климат в период их образования. Влажные периоды дают или желтую окраску гидратов окиси железа или синюю - от закиси.

Было время, когда изменение доисторических климатов Земли рассматривали как шедшее равномерно от более теплого к более холодному. Иногда говорили даже, что в конце-концов Земля перестанет получать необходимое для явлений жизни на ее поверхности тепло и жизнь прекратится.

Теперь достоверно, что в истории Земли многократно общее похолодание сменялось потеплением, после которого снова наступал холодный период. Холодные периоды сопровождались сильным развитием ледяных покровов в горных странах и на прилегающих к последним равнинах и потому носят название ледниковых. Одни объясняют их ослаблением деятельности Солнца, другие уменьшением теплопрозрачности пространства между Землею и Солнцем, третьи изменением положения земной оси, наконец, четвертые - процессами возникновения крупных горных поднятий.

Как бы то ни было, но периоды горообразования очень сильно влияли на климат Земли и на судьбу ее растительного и животного населения. Периоды горообразования следовали один за другим с большими промежутками и вызывали сильное изменение лика Земли.

Молодые горные хребты отличались обычно значительной высотой и нередко альпийским характером своих острых гребней. Появление их часто было связано с большим оживлением вулканической деятельности, с выделением в атмосферу массы паров и газов, с появлением областей опускания и морскими трансгрессиями. Последующий продолжительный период покоя сопровождался размыванием и развеиванием рыхлых наносов, а также размыванием и разрушением горных склонов, снижением гребней и выравниванием поверхности. В конечном итоге древние хребты являются сильно размытыми и закругленными в своих формах, как, напр., Урал, или даже превращенными в почти-равиину (пенеплен французских авторов), как Финляндия; понятно, что процессы горообразования и размывания горных хребтов сильно влияли на жизнь и вызывали изменение ее форм, явления массовой гибели организмов или выработки новых типов, развивавшихся и благоденствовавших в благоприятные для них периоды.

Горные хребты играли большую роль в развитии климатов земного шара еще тем, что, отрезая от влияния моря внутренние части материков, они вызывали этим самым деление климатов на морские влажные, умеренные и ровные и континентальные сухие с резкими контрастами времен года.

Таким образом, изменения в развитии береговой линии материков, рост островов и материков, развитие горных стран и равнин, развитие жарких и холодных, влажных и сухих климатов, а также изменения в химизме поверхности литосферы развивались одновременно и в тесном взаимодействии с развитием животного и растительного мира. Организм и среда в их взаимодействии - вот основной мотив истории земной поверхности. Следующие главы дадут нам конкретные иллюстрации к этим общим положениям. Теория сопоставляет и поясняет факты; факты укрепляют и толкают вперед теорию. Поскольку в естествознании стремление к точному изучению фактов и стремление к обобщающим теориям часто являлось в форме двух противоположностей, то эти противоположности взаимно проникают друг друга согласно второму закону диалектики.