Владимир Комаров - Происхождение растений
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-равнину (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.
Глава VIII
ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ГРУППА СЛОЕВ
Мы видели уже, что палеозойская группа разделяется на пять систем, довольно резко отграниченных одна от другой. В древнейших ее слоях остатки организмов скудные, но постепенно и количество их, и разнообразие, и степень сохранности все увеличиваются и достигают к концу ее выдающегося богатства.
Общая мощность палеозойских слоев достигает 25 000 м и соответствует громадному периоду времени, не менее 214 млн. лет[30]. Ясно, что за это время растительность Земли претерпела большие изменения, и общая характеристика этого периода очень трудна. Придется дать ее по отдельным системам.
1. КЕМБРИЙСКАЯ СИСТЕМА СЛОЕВ
В кембрийское время поверхность Земли не имела ничего общего с современной. Среди огромного океана терялись сравнительно незначительные материки. Североатлантический материк захватывал часть Северной Америки с Гренландией и Шпицбергеном, Южноатлантический объединял в одно целое часть Южной Америки, именно большую часть Бразилии, в один массив с экваториальной частью западной Африки. Третий материк обнимал земли Восточной Европы от восточной границы Норвегии до Урала и на юг почти до Кавказа. У самого Ленинграда в основании Пушкинских высот и на речке Поповке, за Павловском, кембрийские отложения великолепно выражены.
Четвертый материк обнимал так называемое «темя Азии», охватывая территорию теперешних речных бассейнов Енисея, Лены и Амура в их верхнем течении.
Осадочные породы кембрия в южных широтах окрашены преимущественно в красные цвета, в северных широтах в желтые, серые и зеленые. Это конгломераты, песчаники и сланцы. Различия окраски, связанные с условиями окисления находящихся здесь соединений железа, указывают на то, что в то время уже существовали климатические различия, экватор же занимал положение, очень близкое к современному. Животный мир верхнекембрийских морей указывает на благоприятные условия для его развития. Замечательно, однако, что он на громадном протяжении оставался мало разнообразным: трилобиты, напоминающие очень крупных мокриц, и плеченогие моллюски — его главные представители. Морские берега изобиловали заливами, где на гнейсовое дно осаждалась голубая или красноватая глина. По прослойкам каменных углей, которые были обнаружены в Эстонской ССР у г. Кунда, можно заключить, что в таких заливах с илистым дном накоплялись и гниющие морские растения.
Суша, по-видимому, была лишена растительности. На низменностях скоплялись слои красного песка в несколько метров глубиной. Ветер громоздил из них дюны и вздувал темные облака пыли. В горах голые скалы и россыпи щебня представляли собой также безотрадную картину. Только на морском берегу оживляли картину этого древнего мира раковины моллюсков, трилобиты и некоторые ракообразные. Самыми крупными из них были парадоксиды, группа животных, родственных трилобитам и достигавших 0,5 м длины. Иглокожие были представлены лишь начальными мало развитыми формами. Животная жизнь долго не поднималась выше типа ракообразных. Питание животных, подобных кембрийским, в настоящее время базируется главным образом на так называемом планктоне, т. е. микроскопических организмах, свободно плавающих в верхних слоях морской или пресной воды.
