"Природа", №3-5, 1922 год, стр. 49-60

Пути исторической геологии.

Проф. А. А. Борисяка.

Этапы истории науки редко возглавлялись именами русских ученых, — иногда, может быть, потому, что и мы сами мало стремимся отмечать успехи русской научной мысли. Многие ли у нас знают, что эволюционное направление палеонтологии позвоночных ведет свое начало от работ русского ученого, Владимира Ковалевского¹), или всем ли русским геологам известно, что закономерность движений земной коры, — тех движений, которые обусловливают смену физикогеографических условий, определяющих этапы истории земли, — что эта закономерность была впервые фактически обоснована, в 1894 г., русским ученым А. П. Карпинским²). Открытие закономерности, как обобщение тех или иных фактических данных, всегда представляет крупный шаг в развитии науки; и то обстоятельство, что попытка найти закономерность в распределении сложного и огромного по объему фактического материала удалась именно в России, — не явилось случайностью: геологическое строение русской равнины проще, чем большей части З. Европы, и потому открывается исследователю легче и отчетливее; это отметил еще знаменитый английский геолог Мурчисон, изучавший Россию в 1840 гг. и указавший, что в этой стране, — где толща земной коры не собрана в складки и не образует горных хребтов, — осадочные образования более, чем где либо, сохранили свой первоначальный характер морских осадков, и потому именно здесь надо изучать условия их отложения.

Конечно, и русская равнина не всегда лежала совершенно спокойно; она также испытала тектонические перемещения; картиной этих движений мы обязаны тому же А. П. Карпинскому, — картиной своеобразной и поучительной для понимания геологической жизни подобных платформ, или континентальных массивов: испокон геологических веков они не опускались в недра земной коры и не поднимались складками в горные хребты, а стояли прочными щитами, лишь трескаясь на куски и прогибаясь в виде мульд, под мощным натиском горообразовательных сил извне.

Между такими прочными щитами располагаются более пластичные области земной коры; горообразовательными процессами они сбираются в складки, и слагающие их осадки смяты, раздавлены и изменены часто настолько, что совершенно потеряли признаки тех условий, при которых они отлагались на дне морей.

Эти последние области обычно характеризуются несравненно более мощной толщей осадков, чем отложившаяся за то же время в тех морях, которые захватывали части соседних континентальных массивов; накопление мощных, часто однородных осадков могло произойти лишь при условии непрерывного равномерного опускания дна; в таком опускании, как и в последующей складчатости, и проявлялась пластичность этих областей земной коры. В виде более или менее широких ложбин они разделяют континентальные массивы, и еще в 1860 гг. для них было предложено название геосинклиналей.

С тех пор теория геосинклиналей пережила длинную историю; она перестраивалась и переделывалась по мере накопления фактического материала, который давало изучение поднявшихся на месте геосинклиналей горных кряжей. И если и посейчас в ней не все нами понято, то тем не менее мы имеем все основания утверждать, что, чем больше накопляется фактов, тем отчетливее вырисовывается закономерность движений таких геосинклиналей, их опусканий и поднятий, их пульсаций. Правда, эдесь мы не можем пока дать такого солидного фактического обоснования, на каком покоилась 30 лет назад нарисованная картина геологической жизни небольшого клочка поверхности земного шара — русской платформы, — но за то здесь явление распространяется на всю поверхность земного шара: те горообразовательные движения, которые установлены для одной страны, в общем с той же законностью повторяются и во всех других областях, где это удалось пока проверить. От полной и точной картины мы еще далеки: муравьиная работа геологов — изучение каждой точки на поверхности земного глобуса — подвигается медленно; зато, как рабочая гипотеза, указанное обобщение имеет огромное значение для успеха самой этой работы. Но в особенности важную роль играет теория геосинклиналей в нашем построении истории земли.

Историческая геология, призванная строить эту историю, насчитывает существования немногим более ста лет (от В. Смита и Кювье). И раньше того пользовались ископаемыми остатками животных (Леман), как признаками для различения пластов, — но только в начале XIX в. этот метод был приведен в систему, было доказано различие органических миров последовательных эпох (разделенных, как тогда думали, катастрофами), — и тем самым было положено основание науке исторической геологии. С тех пор палеонтологический метод сделал колоссальные успехи, а параллельно с палеонтологией и геолог достиг виртуозности в различении дробных подразделений пластов. День за днем набирается колоссальный материал, систематизируется, группируется, и таким образом слагается содержание науки исторической геологии; мы называем задачей ее изучение истории земли, но на самом деле нам приходится сознаться, что пока ее содержание не шло далее описания фактического материала, т. е. описания систем. Мы знаем древний красный песчаник и горный известняк, кейпер и цехштейн и много других характерных осадочных пород, и для некоторые из них можем привести длинный перечень заключающихся в них ископаемых остатков. Но за этим фактическим материалом всегда ли и отчетливо ли виднеются нам те бассейны или та суша, где эти породы некогда отлагались? Надо сознаться, что такие реконструкции играют лишь незначительную, недостаточную и во всяком случае не ту главную роль, которую история суши и морей должна играть в настоящей истории земли.

Палеонтология создала историческую геологию, руководила ею и руководит и посейчас. Сама она шла всегда впереди и строила историю органического мира, не дожидаясь постройки всей сложной истории земли. И когда геолог пытается подвести итоги своим работам и дать ту или иную общую картину, он не находит другого обработанного материала, кроме палеонтологического. Создается такое впечатление, что в истории земли, в сущности, доминирует одна история органической жизни, так как она оттесняет на задний план историю самой земной коры.

Гораздо позднее палеонтологического метода стал применяться в геологии метод палеокеанографический, точнее (чтобы распространить его и на континентальные осадки) метод фациальнаго анализа. Правда, уже Ламарк, одновременно с Кювье изучавший осадки окрестностей Парижа, различал морские, лагунные и пресноводные отложения, мелководные и глубоководные, и не только по раковинам встречающихся в них моллюсков, но и по характеру самой породы. Однако к изучению породы, как осадка того или иного бассейна, можно было подойти лишь после того, как стали изучать осадки современных морских бассейнов. Лишь в 1840 гг. в геологической литературе впервые появляется термин фация; в сущности, всякая осадочная порода есть ископаемая фация, характеризуемая литологическим ее составом и ее палеонтологическим содержанием, теми признаками, которые действительно необходимы и достаточны для установления физикогеографических и биологических условий отложения данного осадка. Задача была поставлена, но исключительные трудности фациального анализа осадочных пород и недостаток современного сравнительного материала были причиной тому, что только в последние два десятилетия стали появляться настоящие палеокеанографические исследования, захватившие, естественно, пока лишь отдельные области.

В крупном масштабе, но гораздо более поверхностно, мы можем намечать по характеру осадков лишь те главнейшие элементы поверхности земли, о которых говорилось выше — ее континентальные массивы (щиты) и разделяющие их геосинклинали.

Палеонтологический и палеокеанографический — два основных метода собирания материала, которым следует геолог. Но его работа будет до тех пор хаотична, до тех пор он не сможет нам дать ничего, кроме описания этого материала (описания систем), пока не установит закономерности в распределении осадков на поверхности земли. И вот здесь ему на помощь является упомянутая теория геосинклиналей. В смысле координирования, группировки колоссального и хаотически нагроможденного сырого материала исторической геологии роль теории геосинклиналей представляется, как было сказано, исключительно важной.

Общее понятие о геосинклинали было дано выше, но надо сказать, что в это понятие для различных геологических эпох приходится вкладывать несовсем одинаковое содержание. Теперь, когда мы пересмотрели с точки зрения теории геосинклиналей историю земли³), эта история в схематизированном виде представляется нам следующим образом. С самых первых веков истории земли, нам доступных⁴), мы имеем ряд щитов, как в северном полушарии, так и в южном; между ними, приблизительно по экватору, протягивается так наэ. средиземноморская геосинклиналь, и кроме того между щитами, по меридиональному направлению также имелись геосинклинали, менее постоянные, чем первая. Геосинклинали заполнены морем, которое в большей или меньшей степени разливается и на поверхности щитов, повидимому, в связи с пульсациями дна геосинклиналей. В палеозойскую эру геосинклинали чрезвычайно обширны и представляют весьма сложную картину весьма разнообразных мелководных и глубоководных фаций, — общим для всей области такой геосинклинали является лишь энергичное накопление осадков (опускание) и, затем, кряжеобразовательные движения; при том эти последние проявляются по окраинам геосинклинали, т. е. примыкают к континентальным щитам, наращивают их: это значит, что собранная в складки краевая часть геосинклинали как бы отнимается от последней, она присоединяется к щиту, увеличивает его площадь и живет далее одною с ним жизнью — тогда как геосинклиналь соответственно суживается. В результате энергичных проявлений последовательных кряжеобразовательных движений в палеозойскую эру (их объединяют в две группы — каледонской и герцинской складчатости), геосинклинали принимают характер узких и относительно глубоких ложбин, каковым первоначально и было присвоено название геосинклиналей⁵). Такими они сохраняются в течение всей мезозойской эры, когда мы наблюдаем лишь последовательные пульсации геосинклиналей, все усиливающиеся и сопровождающиеся все более грандиозными трансгрессиями моря в пределы щитов, — только в Азии и главным образом в Америке в это время имеют место и более крупные кряжеобразовательные процессы; так земная кора подготовляется к последней (альпийской) тектонической эпохе, совпадающей с третичным периодом, когда области мезозойских геосинклиналей приподнимаются в высочайшие современные горные кряжи (Альпы, Карпаты, Гималаи, Кордильеры), и вместе с тем заполняются последние пластические ложбины на поверхности земного шара; повидимому, к современной эпохе эта стадия жизни земной коры заканчивается; вместе с тем более прочные ее участки, или щиты, раскалываются и образуют современные континенты⁶).

В эту общую схему укладывается грубо, предварительно рассортированный фактический материал геолога; она дает определенную идею распределения осадков и направляет дальнейшие исследования, которые должны уточнить, уяснить, детализировать, дополнить, а может быть исправить и даже перестроить данную общую картину. Для нас важно то, что приложение теории геосинклиналей открывает впервые возможность приступить к постройке действительной истории земли. На ряду с историей жизни, ранее и полнее разработанной (см. выше), начинает вырисовываться история земной коры — в виде последовательных закономерных изменений ее рельефа и связанной с ними смены физикогеографических условий.

Эти успехи исторической геологии не явились совершенно неожиданными; наоборот, в последние годы и в специальных работах, и в обзорных статьях все настойчивее и определеннее повторялась мысль о том переломе в содержании, к которому подошла историческая геология: стадия первоначального накопления материала ею пройдена, и на очереди те обобщения, которые должны дать общую картину истории земли. Но только Ог смело сделал намечавшийся шаг, применив в качестве связующей идеи теорию геосинклиналей.

Надо сказать, что эта теория принимается не всеми, и не всеми одинаково одобрительно встречена и указанная попытка Ога. Но никто не будет отрицать ее значения, как прекрасной рабочей гипотезы. Работа в намеченном ею направлении, естественно, может внести значительные исправления, и конечное наше представление, может быть, будет существенно отличаться от данной Огом схемы; уже и сейчас, через десять лет после выхода руководства Ога, мы вкладываем значительно иное содержание в понятие о геосинклинали (см. выше), претерпели изменения и палеогеографические построения (так, на основании новых материалов значительно перестроен север Азии), — но общая идея остается пока неприкосновенной, внося ясность, определенность, планомерность в общую работу геологического исследовавия, а следовательно и большую успешность и производительность труда всякого отдельного работника⁷).

Попытка Ога стоит на рубеже новой эпохи для исторической геологии, и если мы принимаем этот шаг⁸), мы должны тотчас же дать себе отчет не только в том, что́ это нам дает, но также и в том, к чему это нас обязывает.

Прежде всего, когда мы приступаем к действительной постройке истории земли из собранного материала, дает себя чувствовать необычайное разнообразие этого последнего, которое, конечно, было хорошо нам известно и до того. В самом деле, достаточно вспомнить, что над изучением современной природы работает целый ряд различных дисциплин; для прошлой же истории земли та же самая задача возлагается на одного геолога. Пока мы имели дело с сырым материалом, может быть это единство собирания и имело значение. Но когда мы приступаем к его обработке, то прежде всего является необходимость в разделении трудами минимальные требования, которые могут быть здесь предъявлены, должны выражаться хотя бы в разделении работы согласно двум основным методам исторической геологии. Тогда все то, что связано с жизнью ископаемых фаун, выделится в самостоятельную дисциплину, как, с другой стороны, все, относящееся к истории земнбй коры, составит второй цикл исследований: другими словами, историческая геология в дальнейшем должна претерпеть расчленение на две самостоятельные ветви: палеофаунистическую и палеогеографическую.

Что касается палеогеографии, то сейчас никто уже не будет спорить о ее праве на существование: за последние десять лет эта дисциплина сделала крупные шаги в смысле укрепления своей самостоятельности, ставя себе целью завершение задач исторической геологии по восстановлению географии (в широком смысле) минувших периодов. Тем самым, в сущности, она берет на себя все, что должна давать историческая геология для истории земной коры (за исключением того, что касается жизни на земле), — но пока она занимается главным образом теоретической разработкой своих задач. В упомянутой книге Ога фаунистический материал также сведен до минимума (в виде сухого списка главнейших форм, напечатанного притом петитом), и таким образом пред нами стоит вопрос, нужно ли рядом с палеогеографией, разрабатывающей лишь теоретические вопросы, сохранить историческую геологию, содержащую фактическое восстановление истории земной коры, как это намечено выше, или же и теоретическая часть, и фактическое изложение истории земной коры должны быть объединены в одну дисциплину⁹).

С другой стороны, все то, что касается древних фаун и что до сих пор занимало такую значительную часть в содержании исторической геологии, страницы которой пестрели ископаемыми, все это выделяется в особую фаунистическую палеонтологию, дополняющую систематическую и биологическую части этой науки.

Подводя итоги, можно наметить следующие подразделения того материала, который сливался до сих пор в универсальную дисциплину исторической геологии: биологический материал образует особую ветвь палеонтологического цикла — палеофаунистику и учение о руководящих ископаемых палеогеографический материал, поскольку он представляет изложение фактической истории земной коры (физико-географических условий), составляет содержание исторической геологии в узком смысле, к которой, присоединяется теоретическая часть (ученье о методах), или палеогеография, и, как особая вводная глава, — учение о фациях современных и ископаемых морей и суши; разработка и систематизация материала этой последней области представляет насущную задачу современной исторической геологии, как необходимое условие развития палеокеанографического метода.

Таковы результаты новейшего направления в области исторической геологии, насколько оно отражается на дифференцировке научной работы, но и практически, на работе отдельных геологов оно не может не оставить глубокого следа. Все увеличивающийся интерес к вопросам палеогеографии и палеокеанографии иллюстрируется и только что дошедшей до нас западной литературой, принесшей капитальные работы и ряд отдельных статей, посвященных исследованию условий образования осадков (седиментации). Вместе с тем выдвигается на первое место исследование стран, которые представляют наилучшие условия для палеокеанографических работ. Одною из таких областей является и наша русская равнина, о которой существует совершенно неверное представление, как о непредставляющей интереса для геолога: не говоря о том, что даже многие вопросы стратиграфии (главным образом, палеозоя) здесь стоят открытыми уже десятки лет, — она представляет благодарное, едва лишь затронутое поле для палеокеанографических работ, которые, как показал опыт, могут доставить здесь богатые и поучительные результаты.

Но и помимо того, подход ко всякому геологическому исследованию, где бы оно ни производилось, новыми задачами исторической геологий требуется иной, чем тот, которым довольствовались десяток—другой лет назад: на ряду с стратиграфическим разрезом, который сохраняет, конечно, значение общей направляющей или канвы в работе геолога, — на первое место выдвигается фациальный анализ изучаемой осадочной толщи. В его освещении какие нибудь горные известняки, пестрые песчаники, медистые и другие сланцы, которыми манипулировал прежде геолог, претворяются в живые водные бассейны или сушу, где отлагались некогда осадки, из которых образовались эти горные породы. Глаза геолога точно получают новую способность зрения, и из под его пера выходит не сухой перечень обнажений, а живая картина былой природы.