Геология. Исторический очерк. Обособление Г., как самостоятельной науки, произошло в конце XVIII и в начале XIX в. Тем не менее, первые ценные геол. наблюдения восходят к глубокой древности. Так, греки хорошо изучили явление землетрясений. Они знали колебания почвы вертикальные и горизонтальные. Для объяснения этого явления мыслители древности прибегали к различным естественным факторам. Анаксимен считал причиною землетрясений толчки, возникающие от обвалов в подземных пустотах. Анаксагор и Демокрит принимали существование тесной связи между землетрясениями и вулканическими извержениями, объясняя их напряжением воды, пламени и ветра, заключенных в пустотах и трещинах среди земных недр и стремящихся выйти наружу. Вулканические области Италии и Греции были хорошо известны древним. Страбон настолько отчетливо изучил вулканы, что установил вулканическую природу Везувия задолго до его первого в историческое время извержения. Деятельности вулканов Страбон приписывал большое значение. Он полагал, что все острова, лежащие вдали от материков, и высокие горы, расположенные на материках, возникли от деятельности вулканов. Сильно преувеличивали древние и значение землетрясений. Аристотель, а за ним Страбон и Сенека приписывали их действию образование островов, находящихся вблизи материков. По этому воззрению, от толчков и от громадных волн, возникающих при землетрясениях, часть суши отделяется от материка и образует остров. Окаменелые остатки животных и растений также были известны грекам. Ксенофан (VI в. до Р. Х.), Ксантос (V в. до Р. X.), Эратосфен (III в. до Р. X.) упоминают о находках вдали от моря отпечатков в камнях морских раковин, рыб — что в их глазах является доказательством покрытия соответствующей части суши в прежнее время морскими водами. Первые столетия по Р. X. и все средневековье представляют почти полный застой научных исследований. Последние возрождаются лишь во второй половине XV в. К этому времени в представлениях мыслителей о происхождении и строении земли первенствовали идеи еврейской легенды и учения Аристотеля. Научная мысль с большим трудом освобождалась от гнета богословских и схоластических воззрений. И еще в XVII и даже в XVIII стол. такого рода воззрения находили защитников. Афанасий Кирхер (1601—1680) внутренность земли представлял себе, согласно Аристотелю, как твердое тело, пронизанное каналами и пустотами, пространство которых заполнено огнем, водою и воздухом. На образование земли Кирхер смотрел под углом зрения книги Бытия. Он принимал существование первичного ила, в который Бог вложил камнеобразовательную силу (vis lapidifica) и дух устрояющий (spiritus architectonicus). Под влиянием первой ил уплотнился в камень, под влиянием второго образовались горы и долины. А Моро даже в XVIII в. (1687—1740) различные стадии в образовании земли приурочивает к дням творения библейского рассказа. Воззрения противоположные, в основу которых положен закон причинности, защищали Р. Декарт, Н. Стено, В. Уайстон, Д. Вудворт, Г. Лейбниц и мн. др. Особенно просты воззрения Стено, основанные на точных наблюдениях. Николай Стено (или Стенсон; 1638—1687) пришел к выводу, что слоистые горные породы образовались на дне водных бассейнов путем оседания взвешенных в воде порошкообразных твердых веществ. Изменение первоначального горизонтального положения слоев, их поднятие и опускание, вызывает, по мнению Стено, появление гор. Очень ожесточенные споры ведутся на всем протяжении XVI, XVII и начала XVIII в. около вопроса об окаменелостях. В XV в. господствовало мнение арабского врача Ибн Сины, более известного под именем Авиценны (980—1037), который учил, что окаменелости образовались в земле под влиянием особой силы — vis plastica, заложенной Творцом в первоначальный ил. Это мнение прошло через все средние века. Лишь в XVI стол. против него выступили итальянцы: знаменитый художник Леонардо-да-Винчи (1452—1519), Алессандро (1461—1523) и Фракасторио (1483—1553), видевшие в окаменелостях остатки животных, прежде населявших землю. В дальнейшем мнения исследователей разделились. Одна группа стояла на точке зрения Авиценны. Они — то объясняли происхождение окаменелостей созидательной работой солей — succus lapideus (Маттиоли, 1551 год), то, вместе с Оливи (1584), видели в них игру природы, то, как Меркати, приписывали их образование влиянию созвездий. Другая группа примыкала к взгляду Леонардо-да-Винчи. При этом большинство приверженцев органического происхождения окаменелостей считали их за остатки животных и растений, погибших, согласно библейскому рассказу, во время всемирного потопа. Эта идея нашла выдающихся защитников, из которых особой известностью пользовался Иоганн Шейхцер, описавший скелет ископаемой саламандры, как остаток человека, утонувшего во время потопа. В конце XVII и в начале XVIII в. такое воззрение на окаменелости приобрело полное господство. Однако, уже и в это время встречались взгляды, более близкие к истине. Роберт Гук обратил внимание (1688 г.) на то, что различные слои содержат неодинаковые окаменелости. Для объяснения этого факта Гук допускал целый ряд наводнений, вызывавшихся землетрясениями. Он вместе с М. Листером даже высказал догадку, что по окаменелостям можно будет судить о древности пластов, заключающих их в себе.
В XVIII в. геол. знания сильно возрастают. Так, в это время получила значительное освещение деятельность воды по образованию осадков и выработке форм поверхности. Шейхцером (1705 г.), Альтманом, Грюнером, Соссюром описаны ледниковые явления. Исследования Парагалло (1705 г.), Амато (1755) и особенно Гамильтона (1774) выяснили деятельность вулканов. А. Геттар (1756), Демаре (1771) и др. познакомили ученый мир с потухшими вулканами. К середине XVIII в. стали появляться геологические карты. Из них первая была издана в 1775 году Глезером для графства Геннеберга. Общие теории о происхождении и развитии земли освобождаются от влияния библейского сказания. Лучшая из них содержит зародыши современных нам воззрений. Она принадлежит знаменитому французскому естествоиспытателю Ж. де Бюффону (1707—88). Образование земли, как и других планет, Бюффон приписывает столкновению кометы с солнцем. Комета отбила от солнца раскаленные куски, которые стали двигаться вокруг него в одном направлении. Земля — один из таких кусков. Вначале раскаленная, она постепенно охлаждается. Ее существование Бюффон делит на 6 периодов и вычисляет приблизительную продолжительность каждого из них, не считаясь с временем существования мира, указанным Моисеем.
Факты, накопившиеся к концу XVIII в., выяснили важное значение в жизни земного шара сил, развиваемых водою, и сил вулканических. Но взгляды на относительное значение названных сил у различных исследователей были неодинаковы. Это обстоятельство породило два направления, плутонизм и нептунизм, впавшие в крайности. Глава плутонистов англичанин Геттон (1726—97) при объяснении строения земной коры на первый план выдвигал внутреннюю теплоту земли. Этой теплотой он объяснял образование не только массивных, но и всех твердых слоистых горных пород. Первые, как гранит, порфир, базальт и др., произошли путем застывания магмы, т.-е. огненножидкой массы. А вторые в виде ила осаждались на дне океана и затем от действия теплоты уплотнились, переплавились и приняли вид твердых слоистых горных пород. Нагревание обусловливало их расширение, они поднимались, образуя материки, горы. Главой школы нептунистов был знаменитый германец Авраам Вернер (1750—1817). По его воззрениям все горные породы, даже такие, как базальт, гранит, осели из воды. Отлагались они слоями, облекающими землю, как чешуи луковицы. Вулканическая деятельность, по Вернеру, в прежнее время совершенно отсутствовала. Началась она только в современный период и объясняется возникновением местных подземных пожаров. Вернер впервые систематизировал и дал точную характеристику различных горных пород, определил их соотношение. Он же развил и ввел во всеобщее употребление подразделение минеральных толщ по времени их образования на „формации“, впервые данное Фюкселем в 1762 году. Его блестящие лекции в горной академии Фрейберга привлекали массу слушателей, возбуждая интерес к новым воззрениям. По справедливости Вернер считается одним из основателей Г. Такие же заслуги оказал Г. англичанин Вилльям Смит (1769—1839), стоявший в стороне от жаркого спора нептунистов и плутонистов. Его работы составили эпоху в Г. Смит доказал, что различные слои содержат не одинаковые окаменелости, что слои, одновременно образовавшиеся, характеризуются тождественными остатками организмов. На основании окаменелостей Смит подразделил осадочные отложения Англии на группы и проследил распространение последних. Эти исследования показали то огромное значение, какое окаменелости имеют для Г., и положили фундамент к выработке геолог. хронологии. Важное значение окаменелостей было закреплено гениальным Кювье (1769—1832), который в сотрудничестве с Броньяром изучил ископаемых животных Парижского бассейна. На основании разрозненных костей он сумел реставрировать целую фауну вымерших млекопитающих, отличающихся от современных. Как и Смит, Кювье пришел к заключению, что различные группы слоев содержат неодинаковые окаменелости. Кювье пошел дальше констатирования факта. Он принимал, что история земли делится на много периодов. В каждый из них она была населена особым органическим миром. Отдельные организмы оставались неизменными во все время своего существования. Но в конце таких периодов наступали громадные перевороты — катаклизмы, уничтожавшие с лица земли все живущее.
Громадный авторитет и личное обаяние Вернера придавали сильный перевес учению нептунистов. Но как раз из его школы вышли те ученые, которые окончательно выяснили ошибочную односторонность нептунистических воззрений. Это были знаменитые Александр Гумбольдт (1769—1859) и Леопольд фон Бух (1774—1853). Гумбольдт и Бух совершили целый ряд далеких путешествий. Материал, ими собранный, был громаден, особенно для явлений вулканизма он дал массу нового. На основании его Л. Бух построил свою теорию „кратеров поднятия“ и теорию образования гор. Вулканические кратеры, по этой теории, представляют слои горн. пород, приподнятые кверху и прорванные напором магмы, устремл. из земных недр. Вследствие напора той же магмы образованы и горные хребты. Учение Буха значительное время господствовало в науке, хотя около вопроса о кратерах поднятия шел горячий спор. Против них выступили знаменитый вулканолог Г. Пулет-Скроп (1797—1875), великий Лайелль, Прево и др., доказывавшие, что вулканические конусы представляют продукты извержения данного вулкана, скопившиеся вокруг отверстия его выводного канала. Это последнее воззрение восторжествовало лишь после смерти Л. Буха. В то же время получило господство и другое мнение Пулет-Скропа, по которому вулканы располагаются рядами на трещинах излома земной коры. Крайности этого взгляда, отрицавшего всякое активное воздействие вулканических сил на земную кору, опровергнуты новыми наблюдениями. В. Бранко описал вулканы в Швабии, совершенно независимые от трещин. Они представляют каналы, пронизывающие поверхностные толщи горных пород и прорванные, по мнению Бранко, силою взрыва упругих газов. С другой стороны, Джильберт доказал, что магма при движении кверху нередко внедряется между слоями горных пород, приподнимая верхнюю толщу. Для объяснения причин вулканических явлений в настоящее время существует несколько теорий, из которых ни одну нельзя назвать общепризнанною.
Взгляды Буха на горообразование в течение XIX в. также претерпели коренное изменение. Уже в 1830 году И. Турман объяснял возникновение горных цепей не вертикальным поднятием, а действием бокового давления, собирающего слоистые толщи горных пород в складки. Позднее Гейм доказал складчатость Альп, а затем складчатое строение было констатировано на мн. др. горных хребтах. Характер этой складчатости, ее развитие и вообще образование современного рельефа земной поверхности изучено Э. Зюссом. Причину образования складок, а также возникновения впадин и глыбовых возвышений Дана и Зюсс видят в охлаждении земного шара. По их взгляду, раскаленное внутреннее ядро земли охлаждается и уменьшается в объеме. Наружная же кора в данном процессе не принимает участия. Посему, под влиянием тяжести она опускается, разбивается на глыбы. Опускание вызывает боковое давление, образующее складки.
Идеи Кювье о катастрофах просуществовали не долго. Одним из противников этого учения выступил величайший из английских геологов Чарльз Лайелль (1797—1875), который доказал, что великие геологические результаты достигаются путем длительного процесса накопления мелких, постепенных изменений и что в прошлом действовали те же геолог. силы, какие действуют в настоящее время. Этот взгляд, освобожденный от крайностей, является основой для геолог. исследований нашего поколения. Признание его требует от геолога тщательного изучения современных геолог. процессов. И мы видим, что эта область Г. быстро достигает крупных успехов, которые немедленно отражаются и на изучении прошлого земли. Ближайшее знакомство с деятельностью вулканов (Дана, Юнгхун, Зеебах, Штюбель и мн. др.), с продуктами их извержений, приводит к более глубокому пониманию следов вулканической деятельности прежних эпох. Исслед. соврем. ледников и ледниковых отложений (Агассис, Рандю, Шарпантье, Шимпер, Венетц и др.) привели к выработке средств распознавать следы давно исчезнувших ледников. Изучение того, что происходит в пустынных частях континентов (Рихтгофен, Миквиц, Вальтер, Циттель, Мушкетов и мн. др.), привело к открытию ископаемых пустынь. Исследования морских глубин, предпринимавшиеся с 70-х годов пр. в. многими экспедициями (английское судно „Челлэнджер“, немецкое „Вальдивия“ и др.), выяснили характер морских осадков в зависимости от глубины, близости берега и т. п. и тем самым дали возможность при изучении осадочных отложений прежних эпох полнее восстановлять физико-географические условия прошлого.
Исследование отложений прошлых геологических эпох и в настоящее время идет по пути, намеченному работами Смита. Геологическая хронология, основанная на изучении окаменелостей, энергично разрабатывалась в первую половину прошлого века. Устанавливались системы, подразделявшиеся на отделы и ярусы. На этом поприще особенно много сделали Мерчисон, Сэджвик, Лайелль, Барранд, Филлипс, Альберти, Броньяр, Д’Орбиньи, Бейрих и мн. др. В 60-х годах, после появления гениальной работы Дарвина о происхождении видов, изучение окаменелостей приобретает новое направление. Идеи Дарвина быстро привились среди геологов, и пред ними возникла новая задача: проследить развитие органической жизни.
В последние десятилетия геолого-палеонтологическ. знания развиваются весьма интенсивно. Исследования проникают все дальше и дальше в трудно доступные области Старого и Нового Света. Добываемый материал подвергается всестороннему изучению. В прошлом земли за общим контуром вырисовываются детали. Для нас уже во многом ясен ход развития органического мира, мы познакомились с эволюцией климатов и получили яркую картину исторической выработки современного рельефа земной поверхности. См. Zittel, „Geschichte der Geologie und Paläontologie bis Ende des XIX Jahrhunderts“ (1899); Geikie, A., „Founders of Geology“ (1906).
Геология, наука о земле и гл. образом о коровом слое нашей планеты, под которым, как в гигантской лаборатории, никогда не прекращается напряженная работа творческих сил природы, вечно видоизменяющая разнообразный материал, который составляет основу всего сущего на земле. Разобраться во всех подробностях этого величественного процесса, который начался с момента возникновения земли, как самостоятельного небесного тела, и кончится с прекращением ее космической обособленности, составляет одну из труднейших и в то же время благороднейших задач человеческого познания. Разрешение этой сложной задачи и составляет предмет Г., которая занимается изучением земли во всем ее целом, т. е. в порядке ее возникновения, существования и всех последовательно пережитых ею перемен, при чем главнейшее внимание обращается Г. на изучение современного состояния земли и ее обитателей, как на ключ к познанию событий далекого прошлого. Г., прежде всего, исследует землю, как небесное тело, определяет ее вид и величину и все ее физические особенности. Далее, Г. изучает тот каменный материал, из которого состоят доступные нам части земли, и те силы, при участии которых образовался и поныне еще образовывается этот материал. Затем, она выясняет порядок распределения минеральных масс, или строение земли, а также все подробности горизонтального и вертикального расчленения ее поверхности. Она тщательно учитывает общий ход современной физической жизни земли. Г., наконец, воссоздает историю нашей планеты и ее обитателей, следя за всеми частностями их последовательного развития. В вечном круговороте жизни мы видим живые существа то жизнедеятельными, то угасающими и при том постоянно стремящимися к совершенствованию. Род следует за родом, и всякий раз более молодое поколение извлекает что-либо полезное для себя из опыта своих предков. Соответственно этому, история земли в существенных чертах отражается в жизни ее обитателей, и на них мы лучше всего можем познать тайну всего пережитого ею.
Неудивительно, что при таком содержании Г. произвела ряд глубочайших переворотов в наших понятиях, переворотов, конечные результаты которых едва-ли могут быть и оценены в настоящее время. Первое, чего только коснулась Г., это положение человека во вселенной, дерзавшего считать себя богоподобным. Этот обманчивый мираж близости человека к Творцу, создавшему его по своему подобию, бесследно рассеялся, когда Г. целым рядом достовернейших свидетельств убедительно доказала, что человек составляет лишь одно из звеньев той бесконечной цепи жизни, начало и конец которой теряются в вечности. Далее, Г., как и другие естественные науки, не только освободила человеческое сознание от множества суеверий, но изучением прошлого земли незыблемо укрепила в людях представление о всеобъемлющей схеме закона, заменившего собою шаловливую прихоть творческих сил. Наконец, Г. внедрила в умы людей более точное понятие о бесконечности времени, как астрономия укрепила в людях истинное понятие о бесконечности пространства.
Обширность предмета Г. давно уже привела к выделению из нее особых научных дисциплин, каковы, например, петрография — наука о каменных породах, из которых слагается земная кора, палеонтология — учение об ископаемых остатках животных и растительных организмов, динамическая, или физическая Г. — наука о современных геологических процессах, непрерывно видоизменяющих состав и строение корового слоя земли, и, наконец, историческая Г., или учение о последовательном развитии земли и жизни на ней.
Как историк, для удобства обзора, группирует исторические факты по определенным отделам, так и геологу приходится разлагать бесконечность времен, объемлющих историю земли, на отдельные промежутки, а эти последние расчленять на более мелкие периоды. Первые он называет геологическими эрами, а вторые — геологическими периодами, понимая под ними лишь определенные отделы в истории развития земного населения. Эти промежутки времени отнюдь нельзя исчислять годами или веками, так как для определения продолжительности их у нас нет никаких оснований. Мы не можем определить в годах протяжение даже юнейшего, современного, периода, и тем менее периодов, давно миновавших. Но мы отлично знаем, что всякого рода перемены на нашей планете совершаются очень медленно, настолько медленно, что за все исторически известное нам время мы не в состоянии наблюсти никаких существенных перемен на ней. Отсюда следует, что продолжительность отдельных периодов чрезвычайно громадна и что возраст нашей планеты для человеческого понимания необъятно велик, иначе говоря, беспределен. Согласно этому, геологические периоды, как части бесконечности, имеют лишь относительное значение, поскольку ими определяется последовательность геологических событий, пережитых землею, и вместе с этим мы должны совершенно оставить в стороне всякого рода попытки установить абсолютное понятие об определенных протяжениях времени в Г., хотя бы исчисляемых в сотнях тысяч или миллионах лет. Правда, некоторые геологические явления позволяют учитывать их приблизительную длительность, но, тем не менее, вполне устойчивых единиц времени для обмера прошлого земли они все-таки не дают и дать не могут. Преемственность же геологических событий остается несомненной.
Мы совершенно не могли бы судить ни об чем подобном, если бы от давно миновавшего прошлого нашей планеты, в недрах ее, не сохранились остатки животных и растений, в виде так называемых окаменелостей. Всякий, кто пробовал, в каменоломнях или иных обнажениях земной поверхности, ближе исследовать различного рода камни, отлично знает, что в них часто явно заметны раковины или отпечатки ракушек и других животных, при чем ему наверно удавалось при помощи молотка выбивать из камня отдельные окаменелости. Все это остатки и следы, чаще всего, давно уже вымерших животных, твердые покровы и кости которых, покоясь в камнях, спят в них многовечным сном. Тому, кто продолжал свои сборы окаменелостей, легко заметить, что определенные виды ископаемых органических остатков всегда приурочиваются только к определенным каменным толщам и что они, как выражается геолог, как бы сопутствуют отдельным пластам земли или, иначе говоря, являются руководящими ископаемыми для них. Уже более ста лет во всех странах живейшим образом исследуются подобные окаменелости, и простой обзор геологических собраний наглядно учит нас, сколь бесконечно разнообразны ископаемые и насколько полно отражается в них картина давно уже угасшего органического мира. Если сопоставить ископаемые по тем толщам, в которых они были найдены, считая при том пласты, лежащие ниже, старейшими, а вышележащие — более молодыми, то мы можем установить, что в более древних наслоениях преобладают сравнительно низшие формы растений и животных и что органический мир постепенно тем более осложняется, чем моложе пласты, из которых мы извлекаем окаменелости. На основании тщательного исследования собираемого материала мы можем итти еще дальше и утверждать, что органические существа более древних пластов всегда являются лишь предшественниками тех форм, какие встречаются в позднейших наслоениях, и что во всем огромном ряде органических остатков, найденных по настоящее время, мы видим лишь одно громадное целое, построенное согласно законам развития и постоянно стремящееся к совершенствованию, выраженному в современном нам мире растений и животных. Вместе с этим, мы как бы оживляем омертвевшие окаменелости, поскольку мы видим в них не груду остатков, а закономерно развивающийся органический мир. Отдельные ступени этого развития как было уже упомянуто выше, и представляют собою геологические периоды. Но с понятием о периоде связывается нечто большее, а именно определенная совокупность каменных толщ или наслоений, составляющих то, что в настоящее время принято называть геологическою системою. В течение определенного промежутка времени на земной поверхности не только жили растения и животные, но и совершались различного рода физические перемены, следы которых сохранились в отложениях каменных масс, из кот. и слагаются отдельные геологич. системы.
С того момента, как земля обособилась в своей космической индивидуальности, на ней непрерывно шла и поныне еще продолжается напряженнейшая борьба могучих сил, под влиянием которых земная поверхность постоянно преобразовывается во всех подробностях своего рельефа. Одни из этих сил имеют своим первоисточником тот основной запас энергии, который таится в недрах нашей планеты. Источники же других находятся за ее пределами, главным образом, в солнце, которое неустанно изливает на поверхность земли неистощимые потоки лучистой энергии, действующей, как непосредственно, так и при участии органических существ, в которых жизненно теплится она. Совокупным действием этих противоборствующих сил и определяется внешний облик земли во всех его неровностях. Неровности же эти двоякого рода: понижения, с вогнутыми, и возвышения, с выпуклыми очертаниями ограничивающих их поверхностей. Первые суть отрицательные, а вторые — положительные формы земного рельефа. Во многих случаях эти неровности возникают вследствие мощных перемещений, или дислокаций, земных толщ, совершающихся под влиянием сил, действующих извнутри нашей планеты. Такого рода внутренние деятели называются эндодинамическими. Обыкновенно дислокации происходят по двум направлениям: или по касательной к земной поверхности, т. е. горизонтально, или в направлении действия тяжести, т. е. вертикально. Первый род дислокаций вызывает образование особой морщиноватости земных толщ, или складок, т. е. седловидных гряд или выпуклостей, чередующихся с корытообразными углублениями и достигающих нередко громадных размеров — горы складчатые, или пликативные (Альпы, Кавказ и т. п.). Второй род дислокаций выражается в том, что земные толщи подвергаются излому, трескаются, при чем края трещины не остаются на одном уровне. Тогда, при вертикальном перемещении, происходит сброс, а иногда взброс, и при горизонтальном — сдвиг земных толщ. В результате дислокаций второго рода возникают горы излома, или дизъюнктивные. Внешний эффект проявления эндодинамических сил часто подавляет нас своею величавостью. Пользуясь ими, природа как бы вырубает основные черты земного рельефа. Все возникающие при этом неровности называются тектоническими, так как ими определяется геологическое строение, или тектоника, отдельных частей земной поверхности. В тесной связи с дислокациями стоят так называемые сейсмические явления, или землетрясения, столь обычные в областях сильного развития сдвигов и сбросов. Что же касается преобразования земной поверхности под влиянием внешних, или эктодинамических, сил, то оно выражается, прежде всего, в процессе выветривания (см.), а затем в работе ветра, проточных вод, озер и морей, а также и материковых льдов альпийского и гренландского типов. В руках природы это более тонкий резец, которым она иссекает все подробности земного рельефа. Им она изящно моделирует земную поверхность, неуклонно стремясь к тому, чтобы выровнять ее. Действием указанных эктодинамических сил горы и, вообще, все положительные неровности стираются буквально в прах и, постепенно понижаясь, преобразовываются в типичные равнины (Донецкий кряж). Но, с другой стороны, те же силы придают гористый характер таким местностям, которые при бездействии их были бы лишь слабо холмистыми или даже совершенно равнинными. Этим путем возникают, при участии воды, горы размыва, или эрозионные (каньоны р. Колорадо в сев.-ам. шт. Аризона), и, при участии ветра, горы выдувания, или дефляционные (горы Сахары, средне-азиатских пустынь и т. п.). Помимо вышеуказанных типов гор, отличают еще горы накопления, или аккумулятивные. Сюда относятся вулканические конусы типа Везувия, песчаные и пылевые наносы пустынь, ледниковые или моренные отложения и др. Отличительным признаком таких гор служит то, что образующий их материал располагается в данном месте без всякой зависимости от геологического строения того основания, на котором он постепенно накопляется. В общем, возникающие этим путем неровности не отличаются значительными размерами.
Если мы окинем теперь общим взглядом как отрицательные, так и положительные неровности земной поверхности, то увидим, что они постоянно стремятся преобразоваться друг в друга. Так, все положительные неровности действием эктодинамических сил обращаются в равнины, при чем материал, образующийся от их разрушения, сносится в низменности или на дно озер, морей и океанов. Каждая же отрицательная неровность, будучи совершенно заполненной и выровненной, тем или другим путем может превратиться в горную страну. Весь ход этого круговорота можно представить в следующем виде: 1) накопление продуктов разрушения гор в низменностях или на дне озер, морей и океанов, отложение горизонтальных наслоений, образование равнин; 2) поднятие морского дна и больших участков суши, развитие деятельности эндодинамических сил; 3) обсыхание подводных равнин, излом пластов, сбросы и сдвиги их, образование складок, возникновение тектонических неровностей; 4) как сопровождающий момент — землетрясения и образование вулканов по трещинам излома; 5) разрушение положительных неровностей действием эктодинамических сил, образование эрозионных и дефляционных гор, и 6) возврат к начальному моменту круговорота описанных явлений, при чем конечная цель действия эктодинамических сил — окончательное выравнивание земной поверхности — никогда не достигается. Помимо этого, необходимо помнить, что ряд моментов, сопоставленных в изложенной схеме, следует представлять себе циклическим, т. е. непрерывно и повсюду совершающимся на земной поверхности, и не только в современный, но и во все предшествовавшие геологические периоды.
В тесной связи с вышеуказанными изменениями в очертаниях поверхности земли находится скопление в коровом слое ее различных каменных масс. Огромное количество их и поныне извергается из недр земли. Извергались они и в прошлом. При этом, скопления их тем объемистее, чем дальше мы будем уходить в глубь истории земли. Все такие каменные массы обыкновенно называются изверженными, или вулканическими породами. Все они образовались из расплавленного, или магматического, материала и никогда не залегают слоями, а всегда более или менее массивны и лишь с течением времени распадаются на так называемые отдельности (призматические столбы, кубовидные глыбы и т. п.). При раскалывании молотком, в них обнаруживается кристаллическое строение, являющееся следствием постепенного выделения из расплавленной массы отдельных минералов. Если охлаждение шло быстро, то кристаллики микроскопически малы. При более медленном затвердевании, отдельные, сравнительно крупные, кристаллы выделяются в тонкозернистой основной массе. Наконец, при совершенно медленном охлаждении, все кристаллы одинаково крупны и отчетливы. Не вдаваясь в подробности, достаточно заметить, что, смотря по минеральному составу и строению, различают значительное число вулканических каменных, или горных, пород, при чем наблюдается, что одни изверженные породы, называемые кислыми, более богаты кремнеземом, тогда как другие, называемые основными, менее богаты им. По порядку же своего залегания они называются плутоническими, или глубинными, и эффузивными, или собственно вулканическими, породами, при чем эти последние разделяются на древние, или палеовулканические, и новейшие, или неовулканические.
Рядом с изверженными каменными породами стоят породы, образованные действием воды, атмосферы и органической жизни. Работа этих деятелей преимущественно разрушительна, но отчасти и созидательна.
Разрушительно вода действует, прежде всего, химически, частью растворяя, частью разрушая горные породы. Смотря по степени растворимости, одни из них скорее, а другие медленнее делаются жертвами ее, но эта работа существенно усиливается механическим воздействием воды. Просачиваясь в почву, вода разрыхляет каменные породы, в особенности, при замерзании, когда объем ее значительно увеличивается. Разрыхленные массы скатываются по склонам в долины, где снова захватываются или льдами, или текучей водою, которая дробит их и несет вниз по течению. Из камней образуется хрящ, а из хряща песок, который, вместе с грязью, илом и растворенными веществами, ежедневно огромными массами сносится в море. Подобно воде, и ветер также перевеивает огромные массы разрушенных в прах горных пород и производит немаловажную работу в общем обиходе природы. Но рука об руку с разрушительной работой вода и воздух действуют также и созидательно. В природе ничто не теряется, и все, что было смещено с одного места, снова отлагается на другом. Здесь также приходится различать действия химические и механические. Механическая работа повсюду нам вполне ясна, потому что разрушенные ветром и водою массы хряща, песку и пыли отлагаются в речных долинах, углублениях почвы, в озерах и на морских берегах и постепенно заполняют их. Таким путем созидаются новые отложения, которые позднее уплотняются, твердеют и затем являются уже в виде более или менее мощных толщ, или пластов. Из крупного хряща образуется конгломерат, песок дает песчаник, тонкая пыль и ил — глину, мергель (рухляк), лесс и сланцы (глинистый, песчаноглинистый и т. п.). Химически растворенные в воде частицы для своего выпадения из нее нуждаются в более продолжительном времени, так как для этого необходимо или сгущение раствора путем испарения воды (например, в безъисточных озерах), или химическое превращение. Последнее производится, главным образом, органическим путем, т. е. при помощи живых растений и животных. Растения, прежде всего, извлекают из воды углекислоту, а животные — кислород. Кроме того, многие животные пользуются растворенными в воде известью и кремнеземом для постройки своих раковин и т. д. Следствием этого является превращение и выпадение из воды растворенных в ней частиц, которые с течением времени образуют мощные залежи осадков, позднее уплотняющихся в камень и в таком виде представляющихся нам в настоящее время. Именно так мы можем объяснить себе образование отложений известняков, гипса, каменной соли, кремнистых сланцев и других родственных им горных пород. Следует еще упомянуть, что многие растворы сгущаются в подземных трещинах и образуют там отложения в виде различного рода минеральных жил.
В противоположность изверженным породам, все каменные породы водного или ветрового происхождения обнаруживают существенные отличия. В отношении их залегания мы наблюдаем, что они не массивны, а слоисты, т. е. расчленяются на отдельные толщи или пласты, соответственно порядку их сгруживания водою или ветром. Все такие породы геолог называет осадочными. Относительно же их строения мы видим, что, вместо кристаллической структуры, они, чаще всего, имеют совершенно другой характер, на языке геологов именуемый обломочным, или кластическим. По существу, весь материал, входящий в их состав, представляет собою искрошенные, окатанные и истертые водою и ветром обломки раньше существовавших каменных пород.
Особое отличие осадочных пород составляют заключенные в них остатки органических существ, при благоприятных обстоятельствах скопляющиеся столь значительными массами, что вся порода почти целиком состоит из них. Так, из скопления растительных остатков образовались залежи минеральных углей. Образователями осадочных каменных пород являются также некоторые простейшие животные, губки, кораллы, иглокожие, моллюски и др. Удивительные строительные способности кораллов мы хорошо знаем по их современным сооружениям рифов и атоллов.
Таковы в существенных чертах те процессы, которые и поныне еще действуют в созидании земной коры. На земной поверхности мы повсюду видим знаки более или менее ярких проявлений их. Строго говоря, на ней не найдется ни одного куска из отложений древних геологических систем, который остался бы на том же самом месте, на котором он когда-то образовался, и нет ничего удивительного, если Г. свидетельствует нам о постоянном перемещении суши и моря, так как вода, элемент жидкий и подвижный, всегда должна скопляться в наиболее пониженных областях земной поверхности. Отсюда же становится вполне понятным, почему мы встречаем несомненные следы присутствия моря, в виде морских ископаемых, высоко над уровнем современных нам морей, на основании чего мы вправе утверждать, что там, где ныне горделиво высятся вершины горных великанов, некогда океан катил свои могучие волны, в которых пышно цвела своеобразная органическая жизнь. Море вечно борется с сушей и неизменно стремится бесследно разрушить все, что только было создано в предшествовавшие геологические периоды. Тем не менее, на земной поверхности, в особенности в местностях возвышенных, возникших под влиянием тектонических процессов, найдется не мало таких мест, в которых, как руины прошлого, сохранились остатки отдельных геологических систем. Часто остатки эти, по своим размерам, бывают совершенно ничтожными и нужно много сосредоточенного усердия для того, чтобы сопоставить их и установить правильные соотношения между ними. Все-таки, в окончательном результате, это удается и приводит к тому, что геологическое прошлое земли восстановляется с достаточною полнотою. Хотя нигде на земной поверхности не наблюдается случая последовательного наслоения всех геологических систем, так как подобный случай совершенно исключается по самому ходу геологических процессов, по которому разрушение старейших систем доставляет материал для образования новейших, тем не менее мы имеем столько случаев смыкания одной геологической системы с другою, что нам весьма легко все разрозненные обрывки их связать в одно стройное целое. Такое воссоздание находится в теснейшей связи с наблюдениями относительно хода развития органических существ и, вместе с этим, дает нам указание тех условий жизни, при которых могли существовать растения и животные в различные геологические периоды. Отсюда следует, что толщи горных пород находятся в теснейшей связи с заключенными в них ископаемыми. При этом, однако, необходимо помнить, что, в общем, те или другие свойства пород имеют лишь второстепенное значение, так как, смотря по условиям, в одно и то же время конгломераты, песчаники, мергеля, сланцы и известняки могут отлагаться совместно с разнообразными вулканическими продуктами. Существенными являются лишь ископаемые остатки органической жизни, или окаменелости, которые встречаются в соответствующих отложениях.
Если не считать чрезвычайно продолжительной астральной, или звездной, эры существования нашей планеты и эры архейской (см.), когда на ней еще не было органической жизни, а была только возможность возникновения ее, то, по современным научным воззрениям, все историческое прошлое земли расчленяется в следующ. порядке:[1]
| Эры, или группы. | Периоды, или системы. |
|---|---|
| Палеозойская | Альгонская Кембрийская Силурская Девонская Каменноугольная Пермская |
| Мезозойская | Триасовая Юрская Меловая |
| Неозойская | Палеогеновая Неогеновая Современная |
Соответствующие отложения обыкновенно старательно учитываются путем тщательного изучения их в естественных обнажениях или при производстве различных горных работ, вскрывающих толщи земли, и результаты таких изысканий изображаются условными цветами и знаками на особых геологических картах, показывающих площади распространения отдельных геологических систем, в определенной местности, целой стране или по всей поверхности земли.
В виду высокой теоретической и практической важности Г., почти во всех странах цивилизованного мира производство систематических геологических изысканий давно уже ведется в широких размерах и на него тратятся огромные средства. Обычно оно выполняется специальными правительственными учреждениями, которые называются геологическими институтами, комитетами, комиссиями и т. под. Основные задачи таких учреждений заключаются в следующем: 1) подробно исследовать геологическое строение данной страны, 2) дать соответствующие геологические описания и карты, 3) составить необходимые коллекции и служить интересам практического применения геологии, наконец, 4) всячески содействовать удовлетворению запросов, исходящих от правительственных и общественных учреждений или от частных лиц, поскольку такие запросы не выходят за пределы специальных работ подобных геологических учреждений. Старейшим из них является „Geological Survey“ в Англии (1835), а наиболее молодым и бедным — русский „Геологический комитет“, основанный в 1882 году. Армия геологов во всех странах света в настоящее время весьма велика, и неудивительно, что между ними давно уже возникла живейшая потребность в международном общении, что и осуществляется за последние десятилетия при помощи международных геологических конгрессов, из которых первый состоялся в 1878 году в Париже.
К сожалению, и поныне довольно часто приходится слышать крайне странные суждения о том, что из естественных наук только зоология, ботаника и лишь отчасти минералогия могут быть предметом начального обучения и что такие науки, как палеонтология и геология, всего лучше предоставить высшим школам и ученым. Благодаря этому, к Г. учебные планы низшей и средней школы все еще относятся крайне сдержанно и даже подозрительно, что совершенно не соответствует ее высокому общеобразовательному значению. Г. более, чем какая-либо иная область естествознания, заслуживает всеобщего интереса к себе, ибо разрабатываемые ею вопросы не только расширяют наш идейный кругозор, но также чрезвычайно возбуждают внимание юношества и весьма часто заставляют нас сосредоточиваться на них и в более позднем возрасте. В виду этого, все усилия истинных друзей школы должны быть направлены к тому, чтобы наше юношество не росло более в столь умышленно-пренебрежительном отчуждении от геологических знаний и чтобы уже в начальной школе были полагаемы для этого необходимые основания. Так как Г. тесно примыкает к физической географии, то, во избежание повторений, библиография по Г. дана вместе с библиографией по географии.
- ↑ Наряду с этим делением существует еще и иное, изложенное в ст. геологические системы; согласно этому последнему альгонский период выделяется в виде особой эры — археозойской, или альгонской.