Чарльз Лайель. Его жизнь и научная деятельность

Правда, и ему принадлежит немало крупных открытий, немало оригинальных исследований, но не в них его главная заслуга, не они завоевали ему место главы и корифея геологов нашего века.

Вся его книга в целом представляет открытие. Это огромная, циклопическая работа: важнейшие разряды геологических явлений, важнейшие роды действий, которым подвергается земная кора, перебраны в ней одно за другим, разобраны, освещены, сведены к реальным причинам. По мере того как вы читаете ее, перед вами раскрывается сложный механизм геологических движителей, от мельчайшего винтика до махового колеса. Попытаемся указать главные пункты этой работы.

Прежде всего, остановимся на методе Лайеля. Как мы уже говорили, он взялся за дело иначе, чем его предшественники. Он искал разгадку прошлого в современных явлениях. Он не угадывал того, что было, по древним геологическим памятникам, а стремился узнать то, что есть, что происходит теперь и к каким результатам может и должен привести этот «современный порядок вещей», если предположить, что он тянется неопределенное время. Казалось бы, что тут изучать в этих современных явлениях: всякий видел и знает, как действуют дождь и ветер, ручьи, реки и тому подобное. На деле же именно эти повседневные явления природы были наименее известны. Геологи не только не знали их, но и не подозревали своего незнания. Это весьма обыкновенное и характерное явление: факты, намозолившие нам глаза, кажутся известными и переизвестными, так что и исследовать их незачем. Так было и в данном случае. «Со смелостью, естественно внушаемою таким непониманием своего невежества, геологи не задумались сразу решить, что время никогда не могло дать возможности существующим силам природы произвести громадные изменения и перевороты, которые открыла нам геология. Поэтому они с полной свободой предавались своему воображению, отгадывая то, что могло быть, а не исследуя то, что есть; другими словами, они терялись в догадках, каков мог быть ход природы в отдаленных периодах, а не изучали, каков он в их собственное время» (Лайель).

В книге Лайеля деятельность современных сил природы впервые явилась в своем настоящем свете. Он показал, что, во-первых, работа этих «слабых» агентов приводит в действительности к колоссальным результатам, продолжаясь в течение неопределенного времени, и, во-вторых, что она действительно продолжается в течение неопределенного времени, незаметно сливаясь с прошлым.

Изучению современных сил посвящены первый и второй тома «Основных начал». Перечислим главнейшие разряды явлений, о которых здесь трактуется.

Огромные изменения в климате, происходившие на земной поверхности в древние эпохи (о чем свидетельствуют ископаемые остатки), являлись одним из главных препятствий для теории униформизма. Казалось, что эти изменения решительно не могут быть согласованы с современным порядком природы.

Лайель доказал, что огромные колебания в климате могут происходить вследствие изменений в очертании материков и морей, что подобные изменения действительно совершались в течение геологической истории и согласуются с переворотами в климате, о которых свидетельствует та же история.

Точно ли все климатические колебания, происходившие на нашей планете со времени образования твердой земной коры, могут быть объяснены изменениями в физической географии, помимо всяких космических причин (например, изменения эксцентриситета земной орбиты) – об этом еще и поныне спорят. Во всяком случае, Лайель впервые показал, что совокупность изменений – поднятий, оседаний, размываний и так далее – ныне происходящих на земной поверхности, может и должна привести к общей перемене климата и что подобные перемены, под влиянием тех же причин, не раз уже совершались в течение прежних эпох.

Деятельность воды как геологического агента впервые выяснена Лайелем в ее настоящем объеме и значении. Он установил понятие о разрушающей и созидающей работе рек, морских течений, приливов и отливов; показал громадные размеры этих двух параллельных и соотносительных процессов, сопоставив разрозненные и рассеянные данные о количестве осадков, выносимых реками и потоками, о размывающей деятельности моря; установил законы образования осадков в озерах, дельтах, лиманах; выяснил геологическую роль ключей; провел параллель между древними осадочными породами и современными отложениями, обнаружив их сходство в мельчайших деталях строения. Показав, что древние осадочные отложения имеют тот же характер, что нынешние, и устранив таким образом представление о громадной напряженности водяных сил в древние эпохи, он этим самым обнаружил логическую несостоятельность теории катастроф. Ибо если громадные толщи осадочных пород, из которых построена земная кора, отложились медленно и постепенно в течение бесконечных веков, как ныне отлагаются осадки в морях и озерах, то и соответствующее этому процессу разрушение материков должно было совершаться так же медленно, как ныне.

Изучая продукты деятельности современных вулканов и сравнивая их с древними вулканическими породами, он показал, что те и другие представляют существенно однородный характер и свидетельствуют об одинаковом процессе – о местных вулканических действиях, совершавшихся с большими перерывами в течение долгих периодов. В противоположность господствовавшему учению (Леопольда фон Буха) о моментальном образовании вулканов вследствие поднятий и прорыва земной коры, он утверждал, что вулканический конус – Везувий, Этна и другие – результат бесчисленных извержений, груда концентрических покрышек, состоящих из слоев лавы, шлака и пепла, нагромоздившихся последовательно одна на другую. С такою же напряженностью действовали вулканические силы прошлых веков.

В вопросе об образовании горных цепей Лайель явился решительным противником Эли де Бомона, различавшего в истории земной коры периоды покоя и пароксизмов. В периоды пароксизмов возникало разом по нескольку горных цепей, причем цепи, поднятые одним и тем же переворотом, – параллельны. Один из недавних переворотов поднял Анды и с ними 270 вулканов разом. Эту теорию, появившуюся почти одновременно с «Основными началами», Лайель опроверг в третьем томе своей книги. В настоящее время она совершенно оставлена, и современная наука, объясняющая происхождение горных цепей медленным оседанием земной коры, возвращается к воззрениям Лайеля. Вообще, для огненных причин, действующих на земную кору, Лайель сделал то же, что и для водных: выяснил характер и объем их действия.

Сопоставив все известные в то время данные о вулканах, землетрясениях, поднятиях, оседаниях земной коры, он показал, какую громадную работу производят в общем итоге эти местные, часто слабые, иногда едва заметные действия. Обратившись затем к древним и новым вулканам, горным цепям и т. п., он обнаружил в этих памятниках следы таких же местных, слабых, медлительных факторов. Напротив, нигде ни в древнейших, ни в новых образованиях не найдем мы следов мгновенного и титанического действия, превосходящего по энергии и быстроте современные явления.

Вопрос о причинах вулканических извержений не был им решен, да и в настоящее время на этот счет существуют только более или менее остроумные гипотезы.

Но каковы бы ни были эти причины, способ их действия впервые правильно охарактеризован Лайелем. Он выражается в медленных поднятиях и оседаниях земной коры, в землетрясениях и извержениях – местных и настолько слабых, что самое грандиозное явление в этом роде – извержение Кракатау. Лиссабонское землетрясение совершенно пропадает в общей экономии природы и ничуть не нарушает ее обычного хода. Так действовали «огненные причины» с древнейших времен и только благодаря бесконечному времени действия приводили в итоге к образованию гигантских хребтов, погружению материков, выдвиганию новых – словом, к полному преобразованию земной поверхности.

Воззрения Лайеля шли вразрез с господствовавшей в то время плутонической теорией Буха, Гумбольдта и де Бомона, объяснявших многие явления «воздействием огненного жидкого ядра Земли на твердую оболочку», которая вспучивалась, поднималась, изгибалась под напором этой расплавленной массы.

Теория метаморфизма, зародыш которой мы находим у Гёттона, была разработана Лайелем и приведена в связь с его общей системой. Среди горных пород, составляющих земную кору, видную роль играют толщи кристаллических сланцев, обнаруживающих признаки огненной (кристаллическое слоение) и водяной (слоистость) работ. Согласно теории Лайеля, «возраст каждой метаморфической формации бывает двоякий: сначала мы должны сообразить период, когда она появилась как водяной осадок в виде ила, песка, мергеля или известняка, а потом – определить время, когда она получила кристаллическое строение. Сообразно с этим определением один и тот же пласт может быть весьма древний относительно времени своего осаждения и новый относительно того периода, в который он получил метаморфический характер». И в этом случае нет надобности приписывать прежде действовавшим силам особую энергию не в пример нынешней спокойной эпохе. Осадочные породы издревле и теперь менялись и меняются под влиянием плутонических агентов одинаковой напряженности. Но древние отложения дольше подвергались влиянию этих агентов, оттого и изменились сильнее. На первый взгляд эти сильные изменения кажутся результатом сильных причин; однако детальное изучение обнаруживает в них только итог большого числа действий, таких же, как нынешние.

Наконец, не менее полно и основательно исследовал Лайель вопрос о роли органических агентов в истории земной коры. Он уничтожил прежнее мнение о перерывах в истории органического мира – об уничтожении и возникновении целых фаун и флор, – доказав (для третичной эпохи), что при более тщательном исследовании мы открываем и здесь постепенность развития, гармонирующую с постепенным преобразованием неорганической среды. Правда, он был противником эволюционизма, защищая независимое происхождение видов, и проявил в этом вопросе странную непоследовательность, о которой мы еще будем говорить. Но это – вопрос биологический; для геологии важно было доказать, что население земного шара изменяется так же постепенно, как окружающая его среда, путем вымирания одних и появления новых видов; и в этом отношении Лайель впервые поставил вопрос на твердую почву. Далее, он обнаружил сходство нынешних и древних процессов погребения органических осадков в дельтах, морских и пресноводных отложениях, вулканическом пепле, наносном песке и проч. В этом отношении древние и нынешние образования представляют полную аналогию, свидетельствующую об одинаковых способах действия природы во все времена.

Климатическая теория, законы действия водяных и вулканических агентов, происхождение вулканов, набросок правильной теории горообразования, роль организмов в истории земной коры и связь между развитием органического и неорганического мира – вот главные пункты в работе Лайеля. Они охватывают и всю геологическую динамику – науку о способах действия геологических агентов, которую он, можно сказать, создал.

Что же, собственно, открыл Лайель? Ряд новых сил природы, таких как реки, ручьи, ключи, вулканы, морские течения и прочее, и прочее. Мы можем сказать, что он открыл их, так как современники его не подозревали действительного значения этих на вид знакомых и известных всякому агентов.

В своей громадной синтетической работе он, с одной стороны, выставил на вид грандиозность современных сил, с другой – умалил энергию древних. «Слабые» современные силы, действуя в течение бесконечных веков, нагромождают такие колоссальные памятники, как вулканические конусы Этны или Везувия, осадочные пласты в дельтах Ганга, Миссисипи и тому подобное. Колоссальные памятники древних эпох, со своей стороны, обнаруживают следы бесчисленных слабых действий, повторявшихся в течение миллионов лет. И там, и здесь – одинаковые результаты в силу одинаковых причин.

На этом фундаменте Лайель построил историческую геологию – очерк изменений, пережитых земною корой с древнейших времен до настоящего времени. Изданный впоследствии в виде отдельного сочинения, этот очерк представляет первый набросок исторической геологии в том виде, как мы изучаем ее сегодня.

Лично ему принадлежит в этой области исследование третичной системы. Мы уже говорили о нем. Это было первое подробное изучение и подразделение огромного отдела в истории нашей планеты: схема, установленная Лайелем (эоцен, миоцен и плиоцен), сохранилась и до наших дней с изменениями лишь в деталях. Позднее, по следам Лайеля, другие исследователи – Сэджвик, Мурчисон, Мак Куллох и прочие – сделали для древнейших систем, вторичной и первичной, то же, что он сделал для третичной.