Ледяные лишаи
Шрифт:
В истории нашей Земли есть одно очень интересное явление, которое до сих пор не имеет удовлетворительного объяснения — это изменение климатов Земли за геологическое время.
О том, какой климат был в данной местности в ту или иную геологическую эпоху, судят по характеру находимых ископаемых растений — представителей данной эпохи. Их сравнивают с современными нам схожими формами и по месту распространения последних судят о климате данной местности в данную геологическую эпоху.
По этим данным выходит, что на Земле с древнейших времен до конца мелового периода был равномерно-теплый климат и что лишь в третичном периоде обособились климатические пояса (в зависимости от географической широты места) и температура начала постепенно понижаться, а затем, на рубеже третичного и четвертичного периодов, наступила ледниковая эпоха, после которой температура опять повысилась и установился современный климат.
Проф. Неймайр, однако, говорит, что такие выводы верны только в том случае, если справедливо предположение, что близкие друг к другу формы жили во все времена в одинаковых или по крайней мере сходных климатических условиях и в течение долгих периодов не происходило никакой акклиматизации организмов. Но раз это допущение неверно или произвольно, то и все следствия, выведенные из него, рушатся сами собой.
Профессор далее считает, что при ближайшем рассмотрении вопроса появляется множество данных,
В общем, по словам профессора, такие выводы, касающиеся климатических условий древнейших периодов, не надежны; что же касается позднейших эпох, то при определении их климатических условий уже можно руководствоваться ископаемыми остатками. Так, встречая в образованиях Европы, относящихся к ледниковой эпохе, остатки карликовой березы, северного оленя и других полярных форм, мы вправе заключить, что в эту эпоху здесь господствовал холодный климат. Образование отложений третичного периода происходило также сравнительно недавно, поэтому по обнаруженным в них остаткам мы тоже имеем право сделать заключение, что в Европе в начале третичного периода царил жаркий климат, потом постепенно охладившийся.
В мою задачу не входит объяснять, почему на Земле до третичного периода был равномерно-теплый климат, тем более что равномерность его, как мы видели, сомнительна, а по моему личному мнению, и вовсе невероятна — климатические пояса существовали всегда, но только не были так резки, как теперь.
Я задаюсь только целью объяснить, почему теплый климат начала третичного периода постепенно охладился, сменился ледниковой эпохой и перешел потом в современный нам климат.
Но посмотрим сначала, что обо всем этом говорит геология.
Теплый климат третичного периода оставался неизменным до конца миоценовой эпохи, почему, удивляясь теплому климату начала третичного периода, обыкновенно говорят о миоценовом климате, ибо миоценовая эпоха — ближайшая к нам, имевшая не начавший еще охлаждаться климат.
Чтобы читатель яснее себе представил этот климат, я приведу описание миоценовой растительности полярной области, сделанное О. Геером, которое я заимствую почти дословно из «Истории Земли» проф. Неймайра.
В Исландии, Гренландии, в Гринелевой Земле, на Шпицбергене и в Северной Канаде найдено до настоящего времени 363 вида миоценовых растений. Самым северным пунктом, где были открыты последние, является Гринелева Земля — под 81°45' с. ш.; в 1876 г. капитану Фейльдену, натуралисту английской полярной экспедиции, удалось обнаружить здесь в черном сланце 30 видов растений, из которых 10 принадлежат к хвойным. Одной из наиболее распространенных форм является в этих местах таксодиум дистихум, который живет и поныне в южных частях Соединенных Штатов; от этой формы сохранились не только красивые ветви, украшенные листьями, но также и мужские цветы. Кроме того, был найден современный вид пихты и две сосны. Наряду с ними встречены три представителя своеобразного вымершего рода фейльдения, принадлежащего к семейству тисовых, вяз, липа, две березы и два вида тополя; из кустарников здесь найдены два вида орешника и калина. По-видимому, в этой местности существовали в миоценовую эпоху озера, так как здесь найдены кувшинка, а также осока и тростник.
Таким образом, растительность, обнаруженная в полярных областях, больше всего сходна с флорой стран, лежащих в северной части умеренного пояса; для ее существования годовая температура должна быть равна по крайней мере 8 °C, между тем как в настоящее время в этой местности она на 20° ниже 0.
К описанной нами флоре ближе всего примыкают растительные остатки, найденные на Шпицбергене между 77,5—78,7° с. ш. и принадлежащие к 179 видам. Среди них преобладают хвойные деревья и таксодии, наряду с которыми попадаются также сосны, фейльдении и множество елей и пихт, а также мамонтовое дерево, которое в настоящее время растет в Калифорнии, глиптострубус, кипарисы и две чрезвычайно красивые формы, принадлежащие к роду либоседрус. Из лиственных деревьев здесь встречаются семь видов тополя, из которых два были распространены по всему западному побережью Шпицбергена — от залива Бельсунн до Конгс-Фьорда, наряду с ними попадаются также ивы, ольхи, березы и буки. Значительно больший интерес представляют два различных широколистных дуба, одно платановое дерево, один вяз, одна липа, одно ореховое дерево, две магнолии и, наконец, четыре вида клена, из которых от одного необыкновенно хорошо сохранились листья и плоды. Кустарниковая растительность состояла из трех видов калины и многочисленных представителей родов корнус и нисса, а также различных видов боярышника, орешника и зизифус. Кроме того, встреченные здесь полярная кувшинка, частуха и рдест указывают на существование пресного озера, берега которого состояли из торфяников и были населены разнообразными осоками, спарганиями и касатиками.
Таким образом, миоценовая флора Шпицбергена значительно отличается от современной растительности полярных областей, хотя и не содержит вовсе растений жаркого пояса; по общему характеру она приближается к растительности умеренного пояса и напоминает флору Северной Германии, где средняя годовая температура равняется 9 °C.
Несколько более южный характер имеет миоценовая флора Гренландии, найденная здесь под 70° северной широты и состоящая из 169 видов. Среди них встречается магнолия с вечнозелеными листьями, тогда как два вида последней, обнаруженные на Шпицбергене, обладали опадающими листьями. Кроме того, здесь открыты каштановое дерево, один вид гинкго, диоспирус, сассафрас, различные мацелинтокии с кожистыми листьями и род кокулитес. Как и на Шпицбергене, здесь были также распространены мамонтовые деревья, таксодии и тополя, наконец, в этой местности росли платановые деревья, виноградные лозы и дубы (7 видов), причем из числа последних некоторые обладали широкими и чрезвычайно красивыми листьями. Такой состав флоры указывает на мягкий климат, вроде того, который в настоящее время (первая четверть XX в.) мы встречаем в окрестностях Женевского озера, например в Монтрё, где средняя температура года равняется 10,5 °C.
Растения, найденные в Исландии, в долине Медвежьей реки в Северной Канаде (под 65° с. ш.), у Симоновой — в западной части Восточной Сибири, на Аляске, на Камчатке и на Сахалине, указывают, что и в этих местностях в миоценовую эпоху царил гораздо более мягкий климат, чем теперь. Деревья и кустарники, встречаемые во всех этих местностях, не составляют никакого сомнения в том, что теплый климат господствовал во всей арктической области.
Допустив общее повышение средней годовой температуры Швейцарии на 9 °C, мы получаем такие условия, при которых могла существовать находимая там миоценовая растительность; далеко не так легко объяснить появление перечисленных растений в полярных областях. В настоящее время на Шпицбергене под 78° с. ш. мы находим среднюю годовую температуру —8,6 °C, а в Гренландии под 70° с. ш. — 7 °C. Если мы прибавим к этим числам 9°, то в первом случае получим +0,4 °C, а во втором +2 °C, тогда как на Гринелевой Земле средняя годовая температура с прибавкой 9° будет равняться всего —11 °C. Как видно, при такой температуре не могла существовать та растительность, какую мы обнаруживаем здесь в миоценовых отложениях. Поэтому необходимо допустить, что в миоценовую эпоху в первых двух пунктах средняя годовая температура была по крайней мере на 17,5°, а на Гринелевой Земле — на 28 °C выше современной.
Вообще разница между миоценовой и современной флорой оказывается тем значительнее, чем ближе мы приближаемся к Северному полюсу(курсив мой. — Е. Г.).
Проф. Неймайр говорит:
Явление это принадлежит к числу наиболее важных во всей истории Земли. Нам уже приходилось иметь дело с подобными фактами при изучении древнейших систем, но во всех случаях число изученных местностей было весьма незначительно; наконец, чем ближе к нашему времени, тем более интереса должно возбуждать подобное явление.
Как объяснить, что роскошная растительность простиралась до 82° с. ш. и покрывала те области, которые теперь значительную часть года окованы ледяным и снежным покровом и лишь на короткие летние месяцы покрываются скудной растительностью. Гринелева Земля обладает ныне средней годовой температурой —20 °C и является одним из самых холодных мест на земном шаре; косо падающие лучи солнца мало согревают эту безотрадную страну, и зимняя ночь продолжается здесь несколько месяцев. Каким же образом в подобных условиях могла существовать та растительность, о которой мы говорили? Казалось бы, следовало допустить, что Земля в то время обладала более значительной внутренней теплотой и лучи Солнца были жарче, чем теперь. Но мы уже выяснили, что внутренняя теплота Земли не оказывает ни малейшего влияния на климат, вместе с тем если бы было верно наше предположение, т. е. если бы теплота Солнца постепенно убывала, то мы должны были бы допустить, что еще в конце палеозойской эры существовала огромная температура, исключавшая возможность органической жизни на Земле. Еще труднее присоединиться к той фантастической гипотезе, которая предполагает, что вся солнечная система проходила раньше более теплые части мирового пространства, равным образом следует отбросить предположение, что Солнце обладало раньше гораздо более значительным диаметром или что Земля была окружена более плотной и влажной атмосферой.
Для объяснения этого загадочного явления могут быть приложены только две гипотезы, на которых мы и остановимся подробнее. Одна из них видит причину в распределении моря и суши в миоценовую эпоху, другая же предполагает перемещение земной оси, полюсов и экватора.
Рассмотрим сначала вторую гипотезу; вопрос, затрагиваемый ею, касается также областей астрономии и геофизики.
Далее профессор говорит, что астрономия не отвергает безусловно возможности тех значительных перемещений земной оси, которые допускают геологи для объяснения некоторых геологических явлений, но,
рассматривая географическое распространение ископаемых миоценовых растений в полярной области, мы видим, что их местонахождения образуют непрерывное кольцо вокруг полюса.
Последний, по словам английского геолога Гоутона, «окружен ими со всех сторон и напоминает в этом отношении крысу, сидящую в ловушке, которая заграждена со всех сторон собаками». Миоценовые растения были найдены почти под 30° в. д. от Гринвича на Земле короля Карла; двигаясь отсюда на запад, мы встречаем их на Шпицбергене, на восточном и западном берегах Гренландии, на Гринелевой земле, на Земле Банкса, на о-ве Ситхе, на Аляске и Камчатке и, наконец, в области нижнего течения Лены под 65° с. ш. Отсюда очевидно, что в третичном периоде полюс находился внутри этого круга и речь может быть только о том, занимал ли он другое положение, чем теперь.
Далее профессор отмечает, что миоценовые растения, обитающие наиболее близко к полюсу, находятся в районе к северу от Атлантического океана и что миоценовый климат Европы был теплее такового в Японии. Это как будто подтверждает предположение о том, что полюс в то время был ближе к Берингову проливу, чем теперь, но так как миоценовая флора и Новосибирских островов, и Аляски, и Камчатки все же носит отпечаток умеренного климата, то,
допуская перемещение полюса, мы все-таки не можем объяснить многих явлений; ввиду этого необходимо вернуться к первой гипотезе, согласно которой все подобные явления могут быть объяснены распределением моря и суши. Полярные страны получают вовсе не так мало тепла, что должны непременно покрываться льдами; напротив, оледенение полярных стран могло не наступить, если в рассматриваемый век существовали условия, препятствующие лучеиспусканию в зимние полярные ночи. При таких условиях даже вечнозеленые растения могли переживать здешние зимы, которые, во всяком случае, нельзя назвать совершенно темными; в подтверждение этого можно указать на хвойные деревья и вересковые растения с вечнозелеными листьями, встречающиеся в этих широтах. По-видимому, в этих местностях происходило накопление тепла, получаемого днем и в летние месяцы, и существовали особые условия, препятствующие его лучеиспусканию. Только при такой обстановке здесь могли существовать растения теплых стран умеренного пояса, которые при иных условиях должны были бы очень быстро вымерзнуть. Как в третичном периоде, так и раньше его лучеиспускание у полюсов было очень незначительно, и мы находим здесь богатую растительность; охлаждение полюсов началось еще в плиоценовую эпоху, а в ледниковую полярные страны лишились органической жизни, в настоящее же время условия опять несколько изменились и она мало-помалу вновь продвигается к полюсам.
В очень многие геологические периоды полярные страны обладали сравнительно мягким климатом. Вместе с тем фауна экваториальной части центрального Средиземного моря с необыкновенным постоянством сохраняла во все периоды тропический характер, который отличал ее от обитателей более северных морей. Такое распределение тепла существовало в течение многих геологических периодов и может поэтому быть названо нормальным. Постепенное же охлаждение климата, начавшееся еще в миоценовую эпоху, продолжавшееся в плиоцене и достигшее наибольшей силы в ледниковую эпоху, является как бы эпизодом, нарушившим естественный порядок. Деление на климатические пояса существовало во все периоды, как это показывает изучение осадочных образований, оно только ярче обрисовалось во вторую половину третичного периода. Признавая прежнее состояние Земли нормальным, мы должны сознаться, что интересующий нас вопрос совпадает с вопросом о причине ледниковой эпохи. Считаем не лишним заметить, что все попытки объяснить последнюю общими космическими явлениями потерпели неудачу, последнее, разумеется, усиливает значение гипотезы о том, что ледниковая эпоха вызвана целым рядом причин местного характера, каковы, например, изменившееся распределение суши и моря и т. д. Определенное же решение этого вопроса до сих пор невозможно.
Мы знаем, что перемещения моря и суши и распространение границ океана оказывают огромное влияние на климат, хотя неизвестно, могут ли эти процессы в такой степени изменить его. Насколько мы знаем, ни в одном периоде не происходило столь значительных изменений в очертаниях материков (т. е. столь интенсивных эпейрогенических движений. — Е. Г.), как в третичном; ввиду сказанного наступившее затем оледенение является как бы подтверждением нашей гипотезы. Однако мы видим, что ледниковая эпоха прерывается одной или даже двумя межледниковыми эпохами с умеренным климатом и что потом наступает улучшение климата, тем не менее связать все эти явления с какими-нибудь перемещениями суши и воды мы не в состоянии. С другой стороны, высказанному предположению противоречат найденные в близких к экватору областях Южной Америки следы оледенения, бывшего в ледниковую эпоху.