Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

скачать книгу бесплатно


Рис. 1.4. Ostrea recurvirostra, Ostrea transversa и Turrilites undulates из коллекции Этелдред Бенетт (Benett, 1831, figure 17; иллюстрации Э. Д. Смита)

Уильям «Страта» Смит

Любое обсуждение современной геологии будет неполным без признания вклада Уильяма «Страты» Смита (1769–1839). Смит родился в Оксфордшире в семье кузнеца. Отец Смита умер, когда мальчику было восемь лет, и его растил дядя, дом которого находился в районе известняковых холмов Котсуолдс. В этих местах было много ископаемых юрского периода, и юный Уильям сосредоточенно их собирал. В восемнадцать лет он поступил на работу к Эдварду Уэббу, картографу и землемеру, который отправил его проводить землемерную съемку богатых поместий, и Уильям овладевал своим ремеслом во время работы.

Изучая формации горных пород в Южной Британии, Смит впервые понял, что в характерных, четко определенных слоях осадочных пород содержится конкретный набор ископаемых, которые отличаются от тех, что находят в выше- и нижележащих слоях. Это открытие привело к развитию Смитом принципа последовательности фауны, согласно которому геологические пласты можно идентифицировать и классифицировать по найденным в них ископаемым.

На юге Британии находятся группы осадочных формаций, состоящих из угля каменноугольного периода, песчаников триасового периода, известняка юрского периода и мела мелового периода (из последнего образованы белые утесы Дувра толщиной 300–400 м). Эти формации откладывались горизонтально в морских условиях, а затем образовались слабые складки. Указанная область, Уилд, простирается от Танбридж-Уэллса на севере до Брайтона на юге. Более молодые осадки кайнозойской эры, такие как лондонская глина, откладывались к северу от Уилда.

В 1795 г. началось строительство двух каналов для доставки угля баржами из Бристоля и Бата в Лондон. Надзирая за рытьем траншей, Смит вел пространные записи об ископаемых, найденных во время раскопок, и коллекционировал их в стратиграфической последовательности (с указанием возраста и комплекса пород). Потом ему удалось соотнести слои в том месте, где располагался один канал, со слоями во втором на основе найденных в них окаменелостей. Со временем Смит создал стратиграфическую колонку комплексов горных пород вокруг Бата[52 - Torrens H. S. Rock stars: William «Strata» Smith // GSA Today, 2015, September. P. 38.] на основе органических останков в слоях и глубины залегания пластов. Это было первое биостратиграфическое исследование (соотнесение пластов на основании найденных в них ископаемых остатков), проведенное в таком масштабе. Увлеченный наблюдатель, Смит проводил исследования и выявил связь между многими обнажениями горных пород по всей Англии, Уэльсу и Южной Шотландии.

В 1815 г. Смит опубликовал «Определение границ пластов в Англии и Уэльсе, а также части Шотландии» (A Delineation of the Strata in England and Wales, with Part of Scotland) – первую геологическую карту Британии (см. цветную вклейку 1.2). Геологические подразделения на карте были вручную раскрашены акварелью и, что наиболее важно, в легенде карты были показаны стратиграфические единицы по порядку, от более старых у основания к более молодым на вершине[53 - Карта, составленная Смитом, и история его жизни представлены в книге Саймона Уинчестера «Карта, которая изменила мир» (The Map That Changed the World. N. Y., Harper Collins, 2001).]. Два года спустя Смит издал «Стратиграфическую систему организованных ископаемых» (Stratigraphical System of Organized Fossils)[54 - Smith W. Stratigraphical system of organized fossils with reference to the specimens of the original Geologic Collection in the British Museum explaining their state of preservation and their use in identifying British strata. London, E. Williams, 1817, 118 p.]. В его работе показано, что ископаемые, обнаруженные в комплексах горных пород, позволяют отличать одну формацию от другой и классифицировать их по содержащимся в них живым организмам.

В связи с публикацией в 1820 г. карты конкурента, Джорджа Белласа Гринафа, президента Лондонского геологического общества, продажи карты Смита сократились. Смит не был членом этого престижного общества[55 - Woodward H. B. The History of the Geological Society of London. L.: Longmans, Green, 1908. P. vx.], вероятно, только потому, что не имел знатного происхождения. Несмотря на то что Гринаф отвергал биостратиграфию Смита и выделение специфических геологических подразделений, заметки на его карте[56 - Greenough G. B. A geological map of England and Wales. L.: Longmans, Hurst, Rees, Orme & Brown, 1820, scale 5 nautical miles to 1 inch, 4 sheets.] показывают, что он, по большей части, полагался на карту Смита, но не ссылался на его работу[57 - Torrens H. S. Timeless order: William Smith (1769–1839) and the search for raw materials 1800–1820 // Geological Society of London Special Publications, 2001. Vol. 190. № 1. P. 78.].

В конце концов Смит оказался в долговой тюрьме и провел там десять недель. И все же уважаемое Геологическое общество наконец признало его вклад в геологию, и в 1831 г. Смит получил свою первую медаль Волластона[58 - Медаль Волластона вручается «за исследования в области минералогического строения Земли… или геологии в целом» и позволяет Совету Геологического общества награждать «исследования, выполненные отдельными учеными или группой, из любой страны, за исключением того, что ни один член Совета… не должен быть уполномочен на получение такой поддержки или награды или принимать в этом участие».].

Смит продолжал заниматься геологией, читая лекции о геологических пластах Йоркшира и создавая местные геологические карты. В конце концов он переехал в Скарборо, город на берегу моря, где помогал определять источники подходящего строительного камня для здания парламента. В 1838 г. Смиту предложили должность в Геологической службе Лондона, но он отказался. В следующем году, по пути на ежегодное собрание Британской ассоциации содействия развитию науки в Бирмингеме, он вместе с другом и коллегой остановился в Нортгемптоне. Они предприняли ряд путешествий по окрестностям для изучения геологии этих мест, но Смит подхватил простуду, тяжело болел и скончался в том же месяце, августе 1839 г., занимаясь своим любимым делом.

Уильям Бакленд

Уильям Бакленд (1784–1856) был сыном приходского священника, который брал его с собой в походы в местные карьеры для сбора образцов ископаемых. Уильям в 1804 г. получил степень бакалавра в Оксфорде, а в 1808 г. – степень магистра одновременно с посвящением в сан. Оставшись в Оксфорде, он читал лекции по минералогии в 1813 г., а в 1819 г. – по геологии. Среди его студентов были Чарлз Лайель и, что любопытно, художественный критик викторианской эпохи, филантроп и писатель Джон Рёскин. При вступлении в должность лектора по геологии Бакленд произнес речь, озаглавленную «Vindiciae geologiciae, или Объяснение связи геологии с религией» (Vindiciae geologiciae; or the Connexion of Geology with Religion Explained), в которой геология интерпретировалась в соответствии с библейскими рассказами, в частности о Всемирном потопе.

В 1818 г. французский натуралист и палеонтолог Жорж Кювье (1769–1832), считающийся в среде палеонтологов основоположником палеонтологии позвоночных, посетил Бакленда, который показал ему необычно большие кости, найденные в карьере Стоунсфилд в Оксфордшире. Изучив зубы, челюсть и кости животного, Бакленд описал первый полный скелет большой хищной рептилии, которую он назвал мегалозавром, Megalosaurus (согласно современным палеонтологическим исследованиям, мегалозавр принадлежит к вымершим хищным тероподам, обитавшим на суше, – это динозавр с полыми костями и трехпалыми стопами).

Бакленд прочитал доклад о своих находках на заседании Геологического общества в 1824 г. и опубликовал статью «Заметка о мегалозавре, или большом ископаемом ящере из Стоунсфилда» (Notice on the Megalosaurus or Great Fossil Lizard of Stonesfield)[59 - Buckland W. Notice on the Megalosaurus or great fossil lizard of Stones-field // Transactions of the Geological Society of London, 1824, series 2. № 1. P. 390–396.] с иллюстрациями Мэри Морленд, опытного иллюстратора, выполнявшей зарисовки ископаемых[60 - Turner S., Burek C. V. and Moody R. T. J. Forgotten women in an extinct saurian (man’s) world // Moody R. T. J., Buffetetaut E., Naish D. and Martill D. M. (eds.). Dinosaurs and Other Extinct Saurians: A Historical Perspective. L.: Geological Survey, 2010. P. 111–153.] для Кювье (рис. 1.5). В том же году Бакленд стал президентом Геологического общества, а в следующем году женился на художнице-иллюстраторе. Мэри Бакленд тоже собирала окаменелости, занималась полевыми исследованиями, готовила образцы ископаемых для демонстрации и иллюстрировала статьи мужа. Мегалозавр, вместе еще с несколькими рептилиями, был заново классифицирован в 1841 г. британским ученым Ричардом Оуэном, ведущим палеонтологом Британского музея естествознания в середине XIX в. Оуэн первым предложил термин «динозавр», Dinosauria («страшный большой ящер», или «ужасный ящер»)[61 - Owen R. Report on British Fossil Reptiles, Part II, Report of the British Association for the Advancement of Science. 11th Meeting. L.: Richard and John E. Taylor, 1841b. P. 85.]. Таким образом, мегалозавр Бакленда отличается тем, что был самым первым динозавром, которого так назвали.

Бакленд получил возможность продвигать свою точку зрения о Ноевом потопе за счет исследований отложений в пещере Киркдейл в Йоркшире. Эти отложения состояли из большого числа окаменелых костей слонов, носорогов, бегемотов, лошадей и гиен. Какая-то сила разрушила кости хищников, на основании чего Бакленд решил, что хотя Всемирный потоп и скрыл некоторые из костей, большую часть костного материала в пещеру принесли гиены. Бакленд опубликовал результаты своих открытий в 1823 г. в статье с громоздким названием: «Reliquiae diluvianae, или Об исследованиях органических останков, содержащихся в пещерах, расщелинах и делювиальных галечнике и гравии, и других геологических явлениях, свидетельствующих о действии Всемирного потопа» (Reliquiae diluvianae; Or, Observations on the Organic Remains Contained in Caves, Fissures and Diluvial Gravel, and on Other Geological Phenomena, Attesting the Action of an Universal Deluge)[62 - Buckland W. Reliquiae diluvianae; Or, Observations on the Organic Remains Contained in Caves, Fissures and Diluvial Gravel, and on Other Geological Phenomena, Attesting the Action of an Universal Deluge. L.: John Murray, 1823, 279 p.]. Бакленд поначалу полагал также, что наводнения создали глубокие борозды, найденные на гладких обнаженных поверхностях (они называются мостовыми) горных пород. Однако позже швейцарский гляциолог Жан Луи Агассис выяснил, что появление этих борозд связано с действием ледников, тащивших валуны по поверхности. Представления Бакленда о ледниках изменились в 1838 г. после его поездки в Швейцарию, где он встретился с Агассисом. Двумя годами позже Агассис посетил Бакленда в Оксфорде, и они провели некоторое время в Шотландии, занимаясь поиском свидетельств ледниковых борозд, морен и других признаков ледников, включая перенос эрратических валунов.

Рис. 1.5. Бедренная кость, ключица, малоберцовая кость и плюсневые кости мегалозавра (Buckland, 1824, plate XLIV; иллюстрации Мэри Морленд Бакленд)

Лондонское геологическое общество избрало Бакленда своим президентом в 1824 г., а в следующем году он был назначен каноником колледжа Крайст-Черч в Оксфорде. В 1836 г. Бакленд опубликовал внушительных размеров двухтомный труд «Бриджуотерские трактаты о могуществе, мудрости и доброте Бога, явленных в Творении: физиология животных и растений, рассмотренная со ссылками на естественную теологию» (The Bridgewater Treatises on the Power, Wisdom and Goodness of God as Manifested in the Creation: Animal and Vegetable Physiology, Considered with Reference to Natural Theology). Он услужливо включил множество схем, некоторые в цвете, для читателей, незнакомых с геологией. Это была философская работа, включающая все его открытия в области палеонтологии и минералогии. На обработку всех материалов для включения в книгу ушло пять лет.

Бакленд был эксцентричным человеком и шутником. Его сын, Фрэнсис Т. Бакленд, отмечает, что они оба «совершили кулинарное путешествие в царство животных»[63 - Boyer P. J. William Buckland, 1784–1855: Scientific institutions, vertebrate palaeontology and Quaternary geology [Ph. D. thesis]. Leicester: University of Leicester, 1984. Vol. 1. P. 220.]. В доме Бакленда содержали самых разных животных, и среди тех, что он употреблял в пищу, были мыши, поданные на гренках к завтраку. На приеме у Харкортов в Ньюнэм-хаус, Оксфордшир, когда Бакленду показали драгоценную реликвию – законсервированное сердце французского короля Людовика XIV, – он сказал: «Я ел много странных вещей, но никогда прежде не пробовал сердце короля», после чего бросил кусочек в рот и проглотил его[64 - Ibid. P. 220.].

Среди почестей, оказанных Бакленду в зрелые годы, было назначение его деканом Вестминстерского аббатства в 1845 г. Однако в 1849 г. он заболел, «впал в депрессию и летаргию» и скончался семь лет спустя, в 1856 г. Когда могильщики приступили к выкапыванию могилы на заранее выбранном Баклендом участке, на очень небольшой глубине они наткнулись на твердую подстилающую породу, состоящую из известняка юрского периода. Для того чтобы выкопать могилу, участок пришлось взрывать. Несомненно, Бакленд знал об этом факте, когда выбирал место погребения, и некоторые считают это его прощальной шуткой.

Чарлз Лайель

Чарлз Лайель (1797–1875) родился в богатой семье в Шотландии, он был старшим из десяти детей. Следовавший по следам Геттона, Лайель больше всего известен как автор эпохальной книги «Основные начала геологии» (1830–1833)[65 - Lyell C. Principles of Geology (Vol. 1): L.: Murray, 1830. P. 40. (Лайель Ч. Основные начала геологии, или Новейшие изменения Земли и ее обитателей / Пер. с англ. А. Мина. М.: А. И. Глазунов, 1866.)]. В довольно юном возрасте Лайель вместе с семьей переехал на юг Англии, в Гемпшир, где наслаждался природой и коллекционировал бабочек. В Эксетер-колледже в Оксфорде он учился под руководством Бакленда, но разочаровался в библейской интерпретации геологии, представленной его наставником. После получения степени бакалавра в области античной филологии Лайель стал изучать право, но из-за слабого зрения это было непросто. Несмотря на то что в 1822 г. его приняли в коллегию барристеров Линкольнс-Инн, финансовая поддержка со стороны отца позволяла ему продолжать заниматься тем, что он любил с детства: изучением природы и геологии.

В 1823 г. Лайель вступил в Геологическое общество и избирался его президентом на два срока. Чарлз Лайель стал горячим сторонником идей Геттона, много путешествовал и изучал геологию не только в Англии, но и во Франции, на Сицилии, в Альпах, на Канарских островах и в Северной Америке (территории от Новой Шотландии до дельты Миссисипи)[66 - Wilson L. G. Lyell, the man and his times // Blundell D. F. and Scott A. C. (eds.). Lyell: The Past Is the Key to the Present. L.: Geological Society, 1998. P. 21–37.].

На Лайеля значительное влияние оказали исследования и сочинения Геттона, но самого Лайеля история Земли интересовала больше, чем ее происхождение: он отмечал, что, для того чтобы писать об истории отдельного государства, нет необходимости знать о происхождении человечества[67 - Ibid.]. Он не наблюдал разницы между процессами, происходящими в настоящее время и имевшими место в прошлом, признавая, что Земля – это стабильная система, и таким образом развивая геттоновскую теорию униформизма и постепенного изменения Земли на протяжении больших периодов времени. Лайель переформулировал доказательства и придал им дополнительный вес, подтверждая идеи Геттона большим количеством примеров и результатов наблюдений в полевых условиях и рассматривая связанные с действием воды (осадочные) и вулканические процессы в качестве скульпторов поверхности Земли. Водные факторы играли роль в обнажении, разрушении и выравнивании поверхности, тогда как в результате вулканических процессов происходило поднятие, возникали неровности, и они же служили новым источником материалов, на которые действовала вода. Основное место в тезисах Лайеля отводилось действию воды. В качестве примера приводились результаты исследований в полевых условиях в системах дельт, особенно дельты Миссисипи. Суша на этих участках создавалась и разрушалась на протяжении геологической истории под действием волн и приливов. Эти данные были тщательно собраны во время одной из четырех поездок, совершенных Лайелем и его женой Мэри по Соединенным Штатам в период между 1841 и 1853 гг.[68 - Dott R. H. Charles Lyell’s debt to North America: His lectures and travels from 1841 to 1853 // Geological Society of London Special Publications. 1998. Vol. 143. № 1. P. 53–69.]. Для дальнейшей поддержки идей униформизма Лайель добавил подробности, касающиеся циклов, обсуждавшихся Геттоном, такие как роль землетрясений в создании долин. Он также признавал, что в недрах Земли идут процессы, в результате которых производится тепло, лава и газ.

Чарлз Лайель опубликовал первый том «Основных начал геологии» в 1830 г., второй – в 1832 г., а третий – в 1833-м. После выхода первого тома последовала резкая критика взглядов Лайеля на униформизм со стороны религиозных кругов, а также от Уильяма Дэниела Конибира (1787–1857), известного геолога и палеонтолога, и Адама Седжвика (1785–1873), президента Геологического общества[69 - Dean, 1992.]. Катастрофисты, как называли представителей этого течения, утверждали, что Земля претерпевала резкие изменения в результате катаклизмов в прошлом, а не находилась в состоянии устойчивости, на чем настаивали Геттон и Лайель. Катастрофисты считали, что вулканическая деятельность уменьшается в настоящем, и ссылались на естественную теологию – представление о том, что геология является подтверждением библейского описания истории мира, – чтобы описывать нециклический, однонаправленный путь Земли[70 - Conybeare W. D. Letter on Mr. Lyell’s Principles of Geology // Philosophical Magazine, 1830, new series 8. P. 215–219.].

Том 3 «Основных начал» (первое издание) примечателен обсуждением вернеровской классификации горных пород и собственными представлениями Лайеля об их происхождении. Исходя из собственных исследований гранитных масс, внедренных в осадочные горные породы, и ассоциированных с ними жил и даек[71 - Дайка – пластинообразное или крутопадающее геологическое тело, ограниченное параллельными стенками и секущее вмещающие горные породы // ДАЙКА // Большая Российская энциклопедия. М., 2007. Т. 8. С. 242. — Примеч. перев.] магматических пород горной долины Глен-Тилт в Шотландии, Корнуолла, Столовой горы в Южной Африке и других мест, Лайель утверждал, что вернеровские «первозданные» породы могли сформироваться в любое время. Признавая геттоновский плутонизм, Лайель предложил термин «плутонические» (горные породы, образовавшиеся из магмы) для гранитов, утверждая, что они произведены магмой, и их возраст не следует определять исходя из их положения по отношению к другим горным породам. Чарлз Лайель также предложил отказаться от введенной Вернером категории промежуточных горных пород, поскольку она слишком неопределенна и не подтверждается полевыми исследованиями. В томе 3 Лайелем также представлена своя трактовка циклов горных пород – процессов превращения горных пород одного типа в другой. Ученый обратил внимание, что гранитные массивы породы, по-видимому, вызывают превращение окружающих их осадочных пород в кристаллическую форму из-за выделяемого ими тепла; Лайель назвал такие трансформированные горные породы метаморфическими, изменяющимися под действием температуры и давления. Лайель дальше развивает свою теорию метаморфизма горных пород в книге «Элементы геологии» (Elements of Geology), вышедшей в 1838 г. Эти доказательства стали кульминацией его работы и понимания геологии. Лайель пришел к выводу, что вулканические горные породы и граниты имеют одинаковое происхождение, поскольку и те и другие сформированы магмой. Лайель также отмечал изменения в других горных породах, вызванные метаморфизмом. Основа для понимания поверхностных и глубинных процессов, циклов эрозии и формирования горных пород, а также изменений, происходящих с Землей с течением времени, была заложена в третьем томе «Основных начал геологии» Лайеля[72 - Wilson, 1998.].

Опубликованные сочинения Лайеля не только привели к революции в изучении геологии в XIX в., но и потрясли основы других естественных наук, особенно биологии. При жизни Лайеля «Основные начала геологии» выдержали одиннадцать переизданий, а двенадцатое вышло в свет после смерти ученого. Поздние издания включали последние достижения науки и возражения Лайеля в ответ на критику. Лайель оказал огромное влияние на Чарлза Дарвина, особенно в том, что касалось геологического времени. Дарвин даже брал третий том «Основных начал» с собой в путешествие на корабле «Бигль»[73 - Wool D. Charles Lyell – «the father of geology» – as a forerunner of modern ecology // Oikos, 2001. Vol. 94. № 3. P. 385–391.].

Тем не менее в вопросе об изменениях живых организмов взгляды Лайеля во многом были схожи с представлениями Геттона. Лайель полагал в соответствии с теорией униформизма, что биологические виды оставались практически неизменными, а не олицетворяли движение по пути усложнения живых организмов на протяжении геологической истории (единственным исключением было творение человека: подразумевалось, что люди были созданы при непосредственном участии божественных сил). Эта идея расходилась с данными палеонтологической летописи – Геттон и Лайель не смогли полностью обосновать отсутствие ископаемых остатков в древнейших осадочных породах, – и противоречила развивающейся дарвиновской теории эволюции путем естественного отбора.

Существует несколько возможных причин, почему Лайель не принимал теорию эволюции. Он упорно придерживался изложенных в «Основных началах геологии» представлений, то есть отрицал последовательное изменение живых организмов, из-за религиозных сомнений, чему отчасти способствовало научное течение катастрофизма. Возможно, Лайелю претила мысль о том, что человек произошел от животных[74 - Eiseley L. C. Darwin’s Century: Evolution and the Men Who Discovered It (Garden City, NY: Doubleday, 1958. P. 105); Coleman W. Lyell and the «reality» of species, 1830–1833 // Isis. 1962. P. 326; Bartholomew M. Lyell and evolution: An account of Lyell’s response to the prospect of an evolutionary ancestry of man // British Journal for the History of Science. 1973. Vol. 26. № 3. P. 261.]. В своей более поздней работе, «Геологические доказательства древности человека с некоторыми замечаниями о теориях происхождения видов» (1863), Лайель кратко изложил доказательства Дарвина в пользу естественного отбора, не принимая их. Как бы то ни было, Лайель с неохотой частично принял дарвиновскую теорию эволюции в десятом издании «Основных начал геологии» (1866–1868), ознакомившись с преобладающим количеством доказательств действия естественного отбора. Однако в этом издании Лайель утверждает, что работа Дарвина «не объясняет творение», и стойко придерживается своей точки зрения об уникальности человека по сравнению с миром животных.

В любом случае в середине 1830-х гг. критики переключились с отвержения работ Геттона на обсуждение сочинений Лайеля[75 - Dean, 1992. P. 229.]. В конце концов ученые, считавшие, что Землю сформировали катастрофические события, переработали свои теории в ответ на приводимые Лайелем доказательства в пользу униформизма. Популярность вернеровской школы мысли постепенно снижалась по мере того, как геология становилась единой наукой – преимущественно на основе работ Геттона и Плейфера, сочинений Лайеля, а также его обширных исследований в полевых условиях.

Мэри Эннинг

Во времена, когда мужчины доминировали во всех областях науки, включая и палеонтологию, Мэри Эннинг (1799–1847), как и Этелдред Бенетт за поколение до нее, стала знаменитой женщиной-палеонтологом, которая, несмотря на существовавшие социальные ограничения, в том числе и в области образования, внесла значительный вклад в развитие геологии. Мэри родилась в Дорсете в небольшом городе Лайм-Реджис на побережье, где располагались участки с самыми большими скоплениями ископаемых на юге Англии. В семье Эннинг было десять детей, из которых до взрослого возраста дожили только двое, включая Мэри.

Семья Мэри была небогатой: ее отец был столяром-краснодеревщиком, который собирал «диковины» (ископаемые) в скалах и продавал их, чтобы получать дополнительный доход для содержания семьи. Он умер в 1810 г., и семья осталась почти без средств. После этого Эннинги жили за счет продажи ископаемых, найденных в скалах. В 1817 г. с семьей Эннинг познакомился подполковник Томас Берч, богатый коллекционер окаменелостей. Взволнованный бедственным положением Эннингов, Берч продал собственную коллекцию ископаемых, чтобы помочь им финансово.

Собирание окаменелостей в скалах Лайм-Реджис было связано с риском для жизни, отчасти из-за того, что скалы имели отвесные склоны, горные породы были хрупкими, а из-за действия волн берег был зыбким, и часто происходили оползни и обвалы. Например, в 1833 г. Мэри Эннинг получила серьезные травмы, а ее пес Трэй погиб, когда глыбы мела обрушились с утеса на берег.

В этих местах поверх почти вертикальных утесов, сложенных из морских глин юрского периода и относящихся к формации голубого лейаса, образовывая холмы, несогласно залегают (слои разделены пробелом в геологическом времени) меловые формации глауконитовых песков (морской ил и глина, окрашенные в зеленый цвет минералом глауконитом), которые содержат кремнистый сланец (горные породы, образованные из богатых кремнием раковин) и мел[76 - Cope J. C. W. Geology of the Dorset Coast (second edition, with contributions from Malcolm Butler; Geologists’ Association Guide No. 22). London, Geological Society, 2016, 222 p.]. В пластах голубого лейаса представлена летопись подъема и снижения уровня моря в мезозое и содержится самое большое в мире количество самых разнообразных видов аммонитов, вымерших моллюсков со спиральной раковиной. В лейасовых глинах находятся ископаемые морские животные, такие как аммониты, белемниты, а также уникальные ихтиозавры, Ichtyosaurus, и плезиозавры, Plesiosaurus. Размер представителей аммонитов, Ammonoidea (подкласс головоногих моллюсков), варьируется от 1 см до 2 м (6 футов). Ископаемые останки аммонитов преобладают в геологической летописи, и изменения родов аммонитов помогли привести в порядок часть шкалы геологического времени. Размер ростров белемнитов (другие ныне вымершие головоногие моллюски, отряд Belemnitida, похожи на кальмара с прямой раковиной) варьировал от 1 до 46 см, но общая длина этих существ могла достигать 3 м.

Плавающие ящеры больших размеров были представлены ихтиозаврами (длиной от 3 м) и плезиозаврами (от 1,5 до 15 м). Ихтиозавры, систематическое положение которых неясно (они не относятся ни к рыбам, ни к динозаврам, ни к млекопитающим), представляли собой животных рыбообразной формы с большими глазами (чтобы видеть хищников); они плавали в воде, совершая волнообразные движения. Плезиозавры обладали округлым телом, длинной шеей и ластовидными конечностями.

Вместе со своим братом Джозефом Мэри Эннинг в 1811–1812 гг. нашла полный скелет ихтиозавра. Сначала брат Мэри зимой, когда берег был больше всего разрушен эрозией, заметил голову, а следующей зимой Мэри обнаружила остальные части тела ихтиозавра. Ископаемые остатки этого вида животных находили в Лайм-Реджисе и раньше, но это был лучший на тот момент экземпляр, и его продали «ученому джентльмену». В 1823 г. высоко в скалах Эннинг нашла полный сочлененный скелет плезиозавра (рис. 1.6) и наняла местных рабочих, чтобы они помогли его извлечь[77 - Owen R. A description of a specimen of the Plesiosaurus macrocephalus, Conybeare, in the collection of Viscount Cole, MP, DCL, FGS // Transactions of the Geological Society of London, 1840. Vol. 2. № 3. P. 515–535.]. Научное сообщество сразу же признало, что это одна из важнейших находок среди тех, что когда-либо были извлечены из-под земли, а обнаруженное животное не имеет ныне живущих аналогов. У животного была относительно маленькая голова и очень длинная шея. Английский палеонтолог Генри де ла Беш в феврале 1824 г. на заседании Геологического общества представил информацию о скелете животного, которого он классифицировал как принадлежащего к эналиозаврам (от греческого слова, обозначающего морского ящера – представителя вымершей группы ископаемых ящеров, включающей плезиозавра и ихтиозавра). Уильям Конибир отправил Жоржу Кювье письмо с описанием плезиозавра, но поскольку Кювье никогда не видел шеи такой длины, то объявил находку выдумкой. Однако он быстро отказался от этой точки зрения, получив от Бакленда и Конибира детальный рисунок, выполненный Мэри Бакленд на основании зарисовок Мэри Эннинг. С тех пор Кювье признавал Мэри Эннинг уважаемым «собирателем окаменелостей» (палеонтологом) и отдавал должное ее работе[78 - Torrens H. S. Mary Anning (1799–1847) of Lyme: «The greatest fossilist the world ever knew» // British Journal for the History of Science. 1995. Vol. 28. P. 264.].

Все больше ученых приезжали в Лайм-Реджис, стремясь получить консультацию у Мэри Эннинг как у специалиста, обладающего большими знаниями в развивающейся области науки – палеонтологии. Среди посетителей были Генри де ла Беш, Уильям Бакленд, Уильям Конибир, Чарлз Лайель и Уильям Смит[79 - Ibid. См. Dorset County Council, 2000, Nomination for the Dorset and East Devon Coast for inclusion in the World Heritage List, UNESCO. P. 25–27.]. Хотя Мэри Эннинг и не получила формального образования, она читала статьи, написанные известными учеными того времени, и переписывала их слово в слово, копируя иллюстрации, чтобы тщательно их изучить[80 - Davis L. E. Mary Anning of Lyme Regis: 19th century pioneer in British palaeontology // Headwaters, Faculty Journal of the College of Saint Benedict and Saint John’s University, 2009. Vol. 26. P. 105–106.]. Мэри также препарировала разных рыб и скатов, чтобы разобраться в их анатомии. Она часто переписывалась с Уильямом Баклендом и другими геологами. Эннинг не только находила и извлекала окаменелости, но и готовила их для экспозиции, а для соединения костей ископаемых животных в правильном анатомическом порядке требовались обширные знания и навыки. Третьей знаменитой находкой Эннинг стал птерозавр, Pterosaurus (вымерший летающий ящер, живший в юрском и меловом периодах; он обладал удлиненным четвертым пальцем передней конечности, который поддерживал крыло), обнаруженный в 1828 г. Это был первый летающий ящер, найденный в Британии. В следующем году Мэри Эннинг обнаружила ископаемые останки рыбы Squaloraja (вымерший вид), которая оказалась связующим звеном между акулами и скатами. В 1830 г. Мэри Эннинг определила местонахождение в скалах скелета еще более крупного плезиозавра и провела раскопки. Генри де ла Беш выполнил литографии ее находок.

Рис. 1.6. Plesiosaurus macrocephalus, найденный Мэри Эннинг. Название виду дал Уильям Бакленд в 1836 г., а описание позже выполнил Ричард Оуэн (Owen, 1840, plate 43; литография Джорджа Шарфа)

В дальнейшем Мэри поняла, что круглые камни, которые называли безоарами, на самом деле представляют собой окаменелые фекалии, и это позволило получить первые данные о пищевых привычках древних рыб, включая акул, а потом применять такой же подход ко многим другим видам.

Эннинг не публиковала никаких докладов, но журнал Magazine of Natural History в 1839 г. напечатал одно из ее писем, касающееся шипов в передней части спинных плавников конкретного вида акулы: «Заметка о предполагаемом плавниковом шипе рода Hybodus» (Note on the Supposed Frontal Spine in the Genus Hybodus)[81 - Anning M. Note on the supposed frontal spine in the genus Hybodus // Magazine of Natural History, 1839. Vol. 12. P. 605.]

. Как правило, музеи указывали дарителей ископаемых, а не тех, кто их нашел, поэтому работу Мэри Эннинг трудно отследить. Луи Агассис назвал в честь Эннинг несколько видов ископаемых рыб, которых, вероятно, она и открыла. В конце концов в 1838 г. Британская ассоциация содействия развитию науки признала заслуги Мэри Эннинг, что обеспечило ей небольшой ежегодный доход. И все же в то время членами ассоциации могли стать только мужчины.

Мэри Эннинг умерла от рака груди в сорок семь лет, в 1847 г. Генри де ла Беш написал ей панегирик в квартальном журнале Геологического общества и в своем президентском обращении к обществу 14 февраля 1848 г. – редкий случай, когда отдали должное человеку, которого в иных случаях не допускали в свой круг:

Я не могу закончить это уведомление о наших утратах, не упомянув о той, кто, пусть и не принадлежала к состоятельным классам общества и должна была зарабатывать свой хлеб ежедневным трудом, при этом в немалой степени посвятила свой талант и беспрестанные исследования нашим знаниям о больших эналиозаврах [sic] и других формах органической жизни, погребенных в окрестностях Лайм-Реджиса… Среди нас есть те, кто хорошо знает, насколько ценно было ее мастерство (происходящее от знания различных работ по предмету по мере их появления) в обнаружении остатков множества прекрасных скелетов ихтиозавров и плезиозавров, которые без ее внимания и тщательности никогда бы не были представлены специалистам по сравнительной анатомии в неповрежденном виде, желательном для их исследований[82 - De la Beche H. T. Obituary notes // Quarterly Journal of the Geological Society of London, 1848. P. xxi–cxx.].

За короткую жизнь Мэри Эннинг отношение к ископаемым изменилось: из «диковин» они превратились в объект полноценного научного исследования. Занимаясь поиском и сохранением образцов, Мэри Эннинг внесла значительный вклад в палеонтологию и развитие знаний о живых организмах, существовавших в прошлом.

Луи Агассис

Жан Луи Родольф Агассис (1807–1873) в 1837 г. стал первым геологом, официально предположившим существование ледниковых периодов и ледниковых эпох, знаменующихся распространением обширных ледниковых щитов. Сын священника, Агассис вырос в горах Юра в Швейцарии. Как и другие первые геологи, в том числе Геттон, Агассис изучал разные науки: в 1829 г., окончив университет Эрлангена в Германии, он получил докторскую степень по философии, а год спустя в Мюнхене получил степень по медицине.

В следующем году Агассис отправился в Париж изучать сравнительную анатомию под руководством Кювье, и хотя через несколько месяцев, в 1832 г., знаменитый палеонтолог умер, он оказал значительное влияние на Агассиса. Луи Агассис соглашался с основными принципами классификации, изложенными Кювье, и защищал его точку зрения. В течение следующих четырнадцати лет Агассис преподавал в колледже Невшателя, Швейцария, изучая палеонтологию, и особенно классификацию рыб. В 1836 г. под руководством швейцарско-немецкого геолога Жана де Шарпантье (1786–1855) Агассис начал исследование ледников в Савойских Альпах рядом с Женевским озером. Агассис и Шарпантье поняли, что крупные валуны с гор, найденные далеко в долинах, – эрратические валуны – были принесены туда ледниками. Агассис стал создателем первой ледниковой теории[83 - Agassiz L. and Bettannier J. Еtudes sur les Glaciers (Studies on Glaciers). L.: Dawsons of Pall Mall, 1840.].

В 1837 г. Агассис представил в Невшателе статью, в которой предполагал существование «ледникового периода», охватившего Европейский континент. В 1840 г. ученый опубликовал диалог с иллюстратором и писателем Жозефом Беттаньером «Этюды о ледниках» (Еtudes sur les Glaciers); в этой книге Агассис берет за основу работу Шарпантье, не приписывая ему авторство первой ледниковой теории. Агассис развенчал представление о том, что появление эрратических валунов связано с Всемирным потопом, и позднее, по мере накопления данных, ученый заявил, что в прошлом был не один, а несколько ледниковых периодов, когда лед покрывал части земного шара. Ледниковая теория, разработанная Агассисом, оказала влияние на Лайеля, который не только принял новую теорию, но отнесся с недоверием к более ранней гипотезе, согласно которой айсберги, а не движение ледников ответственны за появление эрратических валунов.

В 1845 г. Агассис столкнулся с финансовыми и личными трудностями, когда разорилась основанная им фирма – издательство научной литературы, и жена оставила его[84 - Scott M. 2018. Louis Agassiz. https://www. strangescience. net/agassiz. htm]. Потом они развелись. В 1846 г., не имея больше оснований оставаться в Европе, Агассис отправился в лекционный тур по США, финансируемый королем Пруссии. Оставшуюся часть жизни Луи Агассис провел в Америке, читая лекции по геологии и зоологии в Гарвардском университете (см. главу 2).

Первые французские геологи

После Французской революции XVIII в. наука во Франции была реорганизована: вместо королевских академий приоритет в научных исследованиях получили более равноправные научные общества. В это время геология процветала: этот предмет рассматривался в работах таких натуралистов, как Жан Батист Ламарк (1744–1829), Жорж Кювье и Александр Броньяр (1770–1847)[85 - Taquet P. Geology beyond the channel // Lewis C. L. E. and Knell S. J. (eds.). The Making of the Geological Society of London. L.: Geological Society of London Special Publications, 2009. Vol. 317. № 1. P. 155–162.].

Британия и континентальная Европа имеют сходное геологическое строение: осадочные горные породы откладывались в виде протяженных слоев, которые еще совсем недавно – в четвертичном периоде, 450 тыс. лет назад – были соединены сухопутным мостом. До этого времени Британия и Европейский континент представляли собой единую массу суши, которая периодически испытывала наступление океана, ответственного за отложение комплексов подстилающих горных пород Уилда в Британии и Парижского бассейна в северо-западной части Франции. Крупная складка из слоев осадочных пород, которая называется «антиклиналь Уилд-Артуа» (в антиклинали слои горных пород изогнуты таким образом, что образуют структуру, похожую на перевернутую букву U), тянется через Ла-Манш до Франции. Примерно 450 тыс. лет назад мощное наводнение (первое из двух), вызванное подъемом воды в ледниковом озере, проложило путь через относительно мягкие породы Дуврского пролива[86 - Gupta S., Collier J. S., Palmer-Felgate A. and Potter G. Catastrophic flooding origins of the shelf valley system in the English Channel // Nature. 2007. Vol. 448, July 19. P. 343.]. Как подтвердили результаты недавно проведенного дистанционного зондирования, наводнение оставило глубокие знаки размыва и водобойные колодцы на дне современного Ла-Манша. Первые французские геологи, так же как и их британские коллеги, занимались исследованием природы отложенных осадков и связанных с ними окаменелостей.