История происхождения и развитя Земного шара

ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЗЕМНОГО ШАРА

(1865 г.)[1]

I. Начало Земли во Вселенной

Было некогда время, когда все необъятное мировое пространство, в котором движутся теперь мириады звезд и наше солнце, с вращающеюся около него, в числе других планет, землею, не заключало в себе еще ни одного подобного тела.

Во всем пространстве, среди непроницаемого мрака и холода, покоилась одна лишь первичная газообразная материя, состоящая из бесконечно малых частиц (атомов). Материи этой присуща была та зиждущая сила, от влияния которой развились и все другие, действующие доныне, силы — химическое сродство, свет, теплота, электричество, магнетизм.

Первичная материя может быть была тот же, повсюду проникающий вселенную, эфир, дрожательные движения которого, происходящие от светил небесных, достигая оптического нерва нашего глаза, производят явление света, подобно тому, как волнообразные движения воздуха от звучащих тел производят в нашем ухе впечатление звука.

Присущая же этой материи сила была — притяжение. Притягательная сила существует и ныне везде, где только есть материя, в какой бы ни было форме. Как солнце притягивает планеты на расстоянии для нас едва понятном, так точно взаимно притягиваются каждые две пылинки, каждые две капли. Уроните на стекло каплю ртути и рядом с нею другую — они притянутся, сольются в одну большую. Сила притяжения действует тем сильнее, чем больше массы тел и чем ближе расстояние между ними.

Когда началось действие силы притяжения, рассеянные частицы газообразной материи пришли в движение, стали сближаться друг с другом; от этого газ сгустился и вселенная приняла вид однообразного, слабо светящегося тумана.

Там, где частицы сблизились прежде, образовались центры притяжения для прочих частиц; от этого газообразная материя продолжала сгущаться не равномерно к одной точке, а расседаясь на отдельные массы, — массы эти от взаимного действия притяжения их одна на другую, когда еще притягательная сила их центров не была велика, должны были иметь, без сомнения, самые разнообразные формы; но, когда центральное притяжение возросло до той степени, что частицы материи подчинялись лишь действию центра той одной массы к которой они принадлежали, тогда массы, приняли шарообразную форму, подобно тому, как брошенная на стекло капля жидкости раздробляется на несколько меньших шарообразных капель.

Таких шарообразных масс образовалось столько, сколько звезд во вселенной. Массы эти постепенно сгущались более и более; в каждой из них образовывалось ядро; ядро это, становясь плотнее и светлее, принимало форму звезды, окруженной сначала туманною оболочкою; потом оболочка эта, постепенно сближаясь с ядром, исчезала и тогда из туманной звезды являлась настоящая звезда.

К заключению о таком именно образовании звездных миров приводят нас астрономические наблюдения.

Когда астроном, в тщетной надежде сосчитать звезды, устремил свой телескоп к отдалённейшим точкам вселенной, он открыл, что в небесных пространствах и ныне происходит образование новых звездных миров. Во многих местах неба телескоп показал астроному существование слабо означенных тусклым блеском пятен, называемых туманными пятнами. Пятна, эти имеют разнообразную форму: круглую, эллиптическую, отчасти спиральную, или даже вовсе неправильную; одни из них блестят одинаково по всей поверхности, другие же, напротив, с более ярким ядром внутри; наконец открыты также и туманные звезды. В некоторых из туманных пятен, со времени их открытия, замечены уже изменения в их форме. Таким образом, процесс сгущения первичной материи как бы совершается пред нашими глазами. Хотя в последнее время некоторые из туманных пятен Россовский телескоп показал состоящими из скученных в одну группу звезд, но большая часть их, не разрешаясь в звезды, при самом сильном телескопическом увеличении, должны быть принимаемы за развивающуюся первичную материю, которая в течении сотен и тысяч лет, постепенно сгущаясь, обратится в мировые тела. Туманные звезды почти уже оканчивают свое развитие; туманные пятна, с обозначившимися ядрами, представляют переход в туманные звезды; пятна же однообразного блеска, вероятно, еще только начинают развиваться, и то, что ныне кажется таким туманным пятном, заблестит со временем, может быть, даже целой группой звезд.

Так явились звезды во вселенной. Как же образовалось солнце со своею планетной системой?

Солнце наше — та же звезда; оно только несравненно ближе к нам, чем прочие звезды, отчего и отличается от них и величиною, и яркостью света. Солнце, в начале образования своего, было светящимся туманным шаром. Шар этот был громадной величины — он, занимая все пространство планетной системы, простирался за границы окружности, по которой обращается около солнца самая отдаленная планета, Нептун.

В шаре этом происходило сгущение, т. е. движение частиц со всех сторон от поверхности к центру; но движение это было неравномерно — одни частицы двигались скорее, другие медленнее; от этого в шаре началось круговое вращение около оси.

При вращательном движении около оси всегда развивается центробежная сила, под влиянием которой в частицах движущейся массы обнаруживается стремление удалиться от центра вращения.

Центробежная сила обнаруживает свое действие тем сильнее, чем быстрее движение и чем движущиеся частицы отстоят далее от центра.

Пример действия центробежной силы мы можем видеть, если станем вертеть некрепкую веревку с привязанным на конце камнем. Веревка сначала натянется, а потом, при усилении верчения, оборвется, и оборвется тем скорее, чем она длиннее.

Таким же образом развивается центробежная сила и при вращательном движении шара, но так как при этом наибольшая скорость движения происходит на экваторе, т. е. на круге, проходящем чрез центр шара перпендикулярно к оси его, и всего менее на полюсах его, т. е. на оконечностях оси, то напряжение центробежной силы при вращении шара появляется наиболее у экватора, наименее у полюсов.

Первым действием центробежной силы на образовавшийся газообразный шар солнца было то, что частицы материи, лежащие ближе к экватору, стали удаляться от центра, а их место, при удобоподвижной туманной массе, занимали другие, притекавшие от полюсов. От этого шар у экватора расширился, а у полюсов сжался, и, вследствие того, принял форму эллипсоида.

Второе действие центробежной силы состояло в следующем: чем более шар сплющивался, тем больше становилась окружность по экватору, а, следовательно, тем более увеличивалась скорость движения частиц на этой окружности, а с нею увеличивалась центробежная их сила и уменьшалось действие притяжения к центру. Наконец центробежная сила превзошла притягивающую силу центра и частицы, опоясывавшие шар по экватору его отлетели прочь от шара.

От шара отделилась часть массы в виде замкнутого кольца, в центре же его остался шар.

Шар вращался на оси, а около него кружилось кольцо.

С отделением кольца, напряжение центробежной силы на поверхности шара ослабело, отчего притяжение частиц к центру стало сильнее; шар сгустился еще более, получил большую плотность и уменьшился вследствие этого в объеме до границ орбиты, следующей за Нептуном планеты, Урана.

С увеличением плотности шара, частицы его сохраняли ту же скорость, которую имели при прежнем объеме, но как с уменьшением объема они в тот же промежуток времени пробегали меньшее пространство, то скорость вращения шара относительно массы его увеличилась. Это вызвало вновь действие центробежной силы с теми же последствиями, как и прежде: на экваторе шара отделилось другое кольцо, более плотное, но менее окружностью, чем первое; шар стал еще плотнее и уменьшился до границ орбиты планеты Сатурна.

Таким образом отделилось от газообразного шара солнца еще девять колец, окружность которых определялась границами следующих за Сатурном планет: Юпитера, Астероидов, Марса, Земли, Венеры и Меркурия.

Все образовавшиеся кольца, заключаясь одно внутри другого, вращались около шара, как около общего средоточия; вращение это происходило в плоскости экватора шара; дальнейшие от шара кольца двигались медленнее ближайших; ближайшие кольца были плотнее дальнейших.

Кольца эти не могли быть, по всей окружности своей, одинаковой ширины и толщины; вследствие этого более широкие и толстые места сильнее притягивали к себе ближайшие частицы; от этого кольца должны были наконец разорваться и при действии той же притягательной силы приняли шарообразную форму.

Но так как наружные частицы колец двигались быстрее внутренних, то при переходе их в шарообразные массы, последние получили в тоже время вращательное движение около осей.

Так произошли планеты, которые, продолжая сгущаться и уменьшаться, получили наконец, в течение длинного ряда веков, настоящую величину.

Из них, седьмой шар в порядке времени образования и третий в порядке расстояния от солнца и есть наша земля.

С некоторыми из планетных шаров, в то время, когда они не успели еще достаточно сгуститься, повторялось тоже, что и с главным туманным шаром: они в свою очередь отделили от себя кольца; кольца лопались и формовались в шары меньшей величины. Шары эти вращались около осей своих и в тоже время около тех планет, от которых они отделились. Так произошли спутники планет, а в числе их спутник нашей земли — луна.

Подобный процесс образования планет подтверждается во многом самим устройством планетной системы: солнце обращается на оси своей от запада к востоку; в том же направлении обращаются около солнца и все планеты, а около планет их спутники; пути обращения планет около солнца лежат в плоскостях почти совпадающих с плоскостью экватора; дальнейшие от солнца планеты движутся около него с меньшей скоростью, чем ближайшие; равным образом и плотность дальнейших планет менее плотности ближайших.

Около одной из планет — Сатурна — кружится еще и поныне уцелевшее кольцо. Подобно тому, как туманные пятна показывают нам процесс образования звезд, так кольцо Сатурна представляет процесс образования планет. На кольце этом замечаются уже признаки деления и, может быть, перед глазами отдаленных потомков обитателей земли совершится преобразование этого кольца в восьмого спутника Сатурна.

Согласие же изложенного процесса образования планет с законами физики и механики, которые без сомнения были и при образовании вселенной те же, какие и ныне, видно как нельзя лучше в следующем простом опыте Плато:

В стеклянный сосуд, наполненный смесью воды и спирта, вливается немного масла. Масло тотчас, вследствие взаимного притяжения частиц, принимает шарообразную форму. Затем опускается в сосуд ось (металлический прут) с маленьким кружком на конце так, чтобы кружок этот занял средину масляного шарика. Особый механизм приводит ось в быстрое движение. От движения оси масляный шарик начинает обращаться около нее и от действия центробежной силы, сплющиваясь у полюсов, расширяется под экватором. При усилении движения сплющение шарика увеличивается и он, все более и более расширяясь в горизонтальном направлении, наконец отделяется от надетого на ось кружка и принимает форму правильного кольца. Если в средину этого кольца опустить ось с меньшим кружком и продолжать вращение, то кольцо распадается на несколько отдельных масс, из которых каждая примет форму шара. Массы эти, в момент своего образования, получают весьма часто вращательное движение около самих себя в том же направлении, которое имело движение кольца, и в тоже время вращаются некоторое время около кружка.

Изложенная теория образования мировых тел из газообразной материи, посредством сгущения, высказана философом Кантом, астрономом Гершелем и математиком Лапласом.

Теория эта имеет в свою пользу также и то что все известные нам тела могли быть в газообразном состоянии.

Опыт показывает нам, что нет ни одного тела, которое не могло бы быть обращено в газ. Все самые огнеупорные камни — гранит, алмаз и др., плавятся и испаряются при сильном жаре. Все самые тугоплавкие металлы, как напр. золото, платина, находясь в расплавленном состоянии, точно также испаряются, окрашивая отделяющимися частицами пламя и оставляя след на повешенных над ними металлических пластинках.

Но представляется вопрос: могла ли уместиться в газообразном состоянии вся масса солнца и планет в том пространстве, на котором действует солнечное притяжение?

Сделано вычисление, что вся вместимость пространства, на которое имеет действие солнечное притяжение, принимая, что оно оканчивается за орбитою последней планеты Нептуна, составляет 904 1/₂ секстильона кубических миль; астрономы же, по притягательной силе солнца и планет, определили вес их в 170 квадриллионов пуд. Разделив последнее число на первое, получим, что на одну кубическую милю пространства приходится материи солнца и планет не много более одной четырехмиллионной доли лота. Следовательно для газообразной материи солнца и планет места было довольно.

Но самое исчисление это вызывает другой вопрос, противоположный первому: не было ли газообразной материи не много, а напротив мало сравнительно с пространством для того, чтобы на самых крайних пределах солнечной системы (где частицы материи должны были быть в наибольшем удалении друг от друга) возможно было уже образование планетных колец?

Вопрос этот также легко устраняется: известно, что всякая вообще материя способна делиться на столь малые части (атомы), что о величине и весе мы не можем даже составить себе понятия. Так серебряная пластинка, повешенная над расплавленным золотом, позолачивается; очевидно, что это происходит от улетучившихся частиц золота; между тем золото, в весе не уменьшается. Из подобных же бесконечно малых частиц состояла газообразная материя солнца и планет; а потому в туманном шаре солнца материя эта не могла быть рассеяна на столько редко даже и в то время, когда окружность шара этого совпадала с орбитами отдаленных планет: следовательно и в это даже время возможно было отделение от шара планетных колец.

Теория сгущения газообразной материи не объясняет однако, между прочим, одного важного обстоятельства в устройстве нашей солнечной системы.

По теории, с каждым отделением от туманного шара солнца нового планетного кольца, шар должен был становиться все плотнее; поэтому, казалось бы, что плотность самого солнца должна была бы быть более плотности всех планет; между тем солнце в четыре раза менее плотно, чем земля.

Но это еще не может служить опровержением теории. Иного, более вероятного, процесса образования небесных тел, мы предположить себе не можем. Поэтому меньшая, чем следовало бы, плотность солнца должна считаться не действительным противоречием, а обстоятельством, не получившим еще, при настоящем состоянии наших познаний, точного разъяснения.

II. ОГНЕННО-ЖИДКОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМЛИ

Склубившись из кольца в шар, земля в первое время после образования своего, имела огромный размер. Окружность лунной орбиты показывает величину земли во время отделения ею кольца, из которого образовалась луна. В это время радиус шара земли равнялся, следовательно, 52,000 миль, так как эту величину имеет радиус лунной орбиты или расстояние луны от земли.

Но газообразное вещество шара продолжало сгущаться, и ныне радиус земли имеет только 859 миль[2].

Отсюда видно, как громадно было сжатие материи земного шара, пока он не уменьшился до настоящих размеров.

Всякому известно, что монета, при сжатии ее штампом, от одного удара уже разогревается так, что ее неохотно можно взять в руки. Холодное железо при ковке, вследствие сжатия, накаливается до того, что может зажечь дерево. Воздух, будучи сжат только в 10 раз менее своего объема, как например, в воздушном огниве, уже зажигает трут. Очевидно, что материя при сжатии нагревается и даже при незначительном уменьшении объема нагревается так, что происходит горение.

Как же должны были нагреться частицы газообразной материи земли, когда она от сгущения сжалась так сильно, что уменьшилась по радиусу в 52 раза!

О температуре, которая развилась при этом, мы не можем составить и понятия. Может быть это была температура солнца, лучи которого, пройдя до земли 21 миллион миль, плавят золото, если будут собраны в фокусе зажигательного стекла в 2 квадратные фута.

При такой степени жара частицы газообразной материи земли превратились в расплавленные капли и земля приняла вид огненно-жидкого шара. При этом состоянии земли расплавленные частицы первичной материи должны были вступить между собою в химическое соединение и образовать металлы и материалы для тех минералов, которые впоследствии составили основу твердой коры земной. Те из этих веществ, которые, при существовавшей тогда температуре, могли находиться, не испаряясь, в жидком состоянии, входили в состав расплавленной массы, расположившись в ней по их весу, а именно тяжелейшие ближе к центру, более легкие ближе к поверхности; другие же, не выдержавшие этой температуры, облегали землю в виде светящейся атмосферы. Было, следовательно, время, когда земля наша горела на небе подобно солнцу.

Огненно-жидкое состояние земли не есть только последствие одной теории образования ее из газообразной материи. Это подтверждается непосредственными наблюдениями над землей в настоящем ее положении.

Положительными опытами найдено, что кроме теплоты, доставляемой земле солнцем, она имеет еще и собственно принадлежащую ей теплоту, и что солнце согревает ее только до известной глубины. Так в рудниках и каменоломнях и летом и зимою температура одна и та же, и чем глубже рудник или каменоломня, тем выше эта постоянная Температура, так что в глубоких рудниках температура доходит до 20 градусов, хотя бы они лежали в холодных странах. Определено, что с углублением в землю на каждые 48 сажень глубины, температура возрастает на один градус по Реомюру. При таком увеличении температуры, на глубине 5 верст вода должна быть уже в виде пара; на глубине же 70 верст температура должна достигать 2,000 градусов, а при таком жаре все известные нам металлы и горные породы должны быть в расплавленном состоянии.

Огнедышащие горы (вулканы), как известно, извергают из недр земли, вместе с дымом и пламенем, огненную реку растопленных камней и лавы. Вулканы эти, уничтожающие иногда целые окрестности, представляются таким образом как бы предохранительными клапанами между внутренностью земли и ее атмосферою, без которых все земное погибло бы в страшном взрыве.

Землетрясения — тоже действие внутреннего огня земли. Образуемые им пары и газы скопляются между расплавленною внутренностью земли и твердою ее корою. При огромной упругости, которую пары и газы имеют при высокой температуре, сила их должна быть чрезвычайна; с этой силой ища себе выхода, они на далекое пространство потрясают землю, производя в одну секунду еще страшнейшие опустошения, чем продолжительное действие вулканов.

Во многих местностях из земли бьют источники кипящей воды, как например исландский Гейзер, выбрасывающий струю воды до 100 футов, или Кумский источник близ Неаполя, в воде которого брошенное яйцо сваривается в одну минуту.

Многие из находящихся на земле минералов, каковы граниты, базальт и др. носят на себе видимые следы плавления. Известно также, что если мы расплавим напр. серу и дадим ей остынуть, то она примет кристаллическое сложение, структура же многих горных пород также всегда кристаллична. В виду всех этих фактов теория огненно-жидкого состояния земли, так называемая теория плутоническая, признается за истину большинством ученого мира, со времен Буха и Гумбольдта. Но рядом с этой теорией существует издавна другая, противоположная ей — теория нептуническая, развитая в новейшее время Бишофом и Фольгером. По этой теории земное вещество было растворено в текучей жидкости и твердый остов земного шара образовался из нее осаждением. Все явления, в которых плутонисты видят действие огненного ядра земли, нептунисты объясняют последствием той теплоты, которая развивается вследствие химических процессов, происходящих в земле от действия воды и растворенных в ней веществ на осевшие прежде пласты; а землетрясения, по их объяснению, происходят часто от прямого действия воды; она размывает нижние слои земли, отчего опиравшиеся на них верхние пласты опускаются и обрушиваются. Теория нептунистов имеет, без всякого сомнения, свое большое значение. В природе сходные действия происходят часто от не одинаковых причин. Таким образом землетрясения могут происходить как от вулканических извержений, так и от обвалов пластов. Во всяком случае, при настоящих геологических сведениях, вопрос об огненно-жидком состоянии ядра земли далеко нерешенный, да и едва ли может быть решен когда нибудь положительно. Мы излагаем в настоящем очерке общепринятую теорию, которой всего легче объясняются все вулканические явления на земле.

И так земля наша из газообразного шара перешла в огненно-жидкий. Мы знаем, что высокие горы даже под экватором покрыты вечным снегом; по рассказам воздухоплавателей, чем выше аэростат поднимается к пределам атмосферы, тем более уменьшается температура ее и воздух становится реже и реже. При опыте с воздушным насосом можно в разреженном под колоколом воздухе заморозить жидкость. Все это свидетельствует о низкой температуре на пределах атмосферы земли.

Посредством анализа явлений, какие должны бы происходить на земле, окруженной пространством лишенным всякого тепла, французский ученый Фурье вычислил, что температура небесного пространства около 60° ниже нуля но Цельсиевому термометру (стоградусному).

Носясь в таком холоде, расплавленная масса земли необходимо должна была охлаждаться, испуская лучистый теплород свой в небесное пространство. При охлаждении же все тела твердеют. Отвердение это или застывание происходит всегда от поверхности к центру. На поверхности является сначала тонкая пленка; пленка превращается в более плотную кору, которая и утолщается постепенно. Пока кора эта еще тонка, застывание идет быстро, но когда она достигает известной толщины — что зависит от массы нагретого тела и от разности его температуры с температурой окружающего пространства — тогда застывание идет медленнее, и наконец утолщение коры прекращается, хотя бы еще оставалась не застывшая жидкость. Пример этому можем видеть в образовании льда на реках: реки не замерзают до самого дна, а покрываются только сверху ледяною корою. Точно также образовалась кора и на расплавленной массе земли. Но находившаяся под корою жидкая масса, подчиняясь притягательному действию солнца и луны, подверглась таким же изменениям, какие испытывает вода в настоящее время. Известно, что в береговых странах океана вода ежедневно поднимается и, достигнув наибольшей высоты, опускается к прежнему уровню. Такое движение жидкой массы земли подвергало едва образовавшуюся кору разрушению; кора растрескивалась, взламывалась в куски, куски эти сближаясь, соединялись в большие массы; жидкая же масса снова застывала и снова ломалась; число отдельных кусков увеличивалось; наконец из спекшихся кусков образовалась настолько прочная кора, что она не разламывалась уже в отдельные куски, а давала только трещины. Таким образом земля достигла до состояния расплавленного ядра, окруженного со всех сторон твердою корою, которая, в свою очередь окружена была атмосферой.

Несмотря на значительное охлаждение, степень жара в земле была еще очень высока, так что большое число веществ, находящихся теперь в жидком или твердом состоянии, были тогда в парообразном виде и входили, поэтому в состав тогдашней атмосферы, которая была несравненно сложнее нынешней. В состав ее должны были входить не только вся вода, но ртуть, цинк, мышьяк и множество кислот.

Наконец температура земли понизилась до такой степени, что носившаяся над нею огромная масса водяных паров перешла в капельно-жидкое состояние и стала падать на землю целыми потоками горячей воды.

При высоком давлении тогдашней атмосферы, вследствие большей ее плотности, вода в то время могла оставаться не испаряясь, при температуре вышей той, при которой она кипит ныне, т. е. 80 градусов, а потому образование воды произошло когда кора земли имела еще более 100 градусов. Поэтому, падавшая вода, от прикосновения с достаточно еще горячей корою земли, снова превращалась в пары. Пары эти, более легкие, чем остальная атмосфера, поднимались громадными тучами до самых высших ее слоев, на границе с холодным пространством; там они снова обращались в воду и снова падали на землю. Развивавшееся при этом электричество производило такие раскаты грома, такие потоки молний, которых не в состоянии представить наше воображение. Падая на землю, вода превращалась в пары, как мы видели, от теплоты раскаленной коры земли; от этого последняя все более и более охлаждалась, и температура ее понизилась до такой степени, что образование паров должно было прекратиться: тогда покрыл землю один безбрежный океан, из которого кое где выдавались более высокие точки земли, состоявшие из взгромоздившихся друг на друга кусков ее коры.

С появлением на земле воды, начался для земли тот период ее образования, в который она постепенно принимала настоящий свой вид и который продолжается и поныне.

Кора, покрывшая расплавленную массу земли, представляет, сравнительно с последней, слой весьма тонкий. Судя потому, на сколько увеличивается теплота с углублением в землю по вертикальной линии, кора эта должна быть едва ли толще 5 миль (35 верст); при величине радиуса земли в 859 миль это составит 1/₁₇₂ его часть. Мы получим ясное понятие о величине этого отношения между твердою корою земли и жидкою ее внутренностью, если возьмем такой стеклянный сосуд, стенки которого толщиною в одну линию (толщина стенки обыкновенного стакана), диаметр 1 1/₄ аршина. Но равномерное увеличение температуры с углублением внутрь земли, по несогласию между собою наблюдений, представляет мало вероятия; и потому многие геологи принимают толщину земной коры от 20 до 50 миль.

Какое же время необходимо было для того, чтобы земля могла охладиться до образования на ней такого слоя?

Здесь следует заметить, что хотя кора земная с появлением воды значительно уже остыла, но тем не менее температура ее была так высока, что долго еще после того на земле не было различия существующих ныне климатов: тропического, умеренного и холодного, а был на всей земле только один тропический климат. На основании опытов над остыванием раскаленных камней, составляющих кору земли, Фурье нашел, что для охлаждения земли от 1,200 — 1,600 градусов температуры, которую должна была иметь земля, чтобы быть в расплавленном состоянии, до 27° под экватором, необходимо 49 миллионов лет! Бишоф же вывел для охлаждения земли от 2,000 градусов до температуры, при которой еще на всей земле был тропический климат, число еще громаднейшее — 353 миллиона лет.

Разница в вычислениях без сомнения громадная; но все-таки вычисления эти дают понятие о громадности времени, необходимого для охлаждения земли; так оба вычисления согласны в том, что охлаждение происходило не годами, не столетиями, не даже тысячелетиями, а миллионами лет!

Такая продолжительность остывания земли едва ли может казаться невероятной. Чем больше масса тела, тем оно стынет медленнее. В пример медленности остывания больших масс можно указать на лаву мексиканского вулкана Хорулло. После бывшего в 1750 г. извержения его, чрез 44 года Гумбольдт закуривал еще сигару горячей лавой, а Шлюдер в 1846 г., почти чрез 100 лет, видел еще выделявшиеся из лавы пары. Между тем, как ничтожна эта масса лавы в сравнении с массой земли!

Охлаждение земли продолжается и в настоящее время, так как каждый поток лавы, выброшенный вулканом, каждый горячий источник, бегущий из земли, уносят непрерывно из ее глубины известное количество теплоты. Существовало даже прежде мнение, что от этого охлаждения со временем вся земля должна покрыться льдом, как под полюсами. Но метеорология показала неосновательность этого предположения, так как теплота земли на ее поверхности зависит единственно от солнечных лучей, но нисколько не от собственного внутреннего жара. Мы видим, например, что в Якутске, не смотря на то, что земля оттаивает летом едва на одну сажень, зреют многие растения.

III. ОБРАЗОВАНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Огненно-жидкое состояние земли закончилось, как мы видели, образованием сплавленной коры, которую всю покрыла вода. Как же образовались настоящие, поднимающиеся над водою в виде островов, материки и те разнообразные массы камней и слои земель, из которых составлены материки? Материки появились вследствие подземного огня расплавленной массы земли. Развивавшиеся между ею и корою пары постепенно поднимали последнюю над уровнем моря, когда действие паров было слабо, или, в противном случае, пары разрывали кору и через образовавшиеся в ней трещины выливалась наружу расплавленная масса, отчего кора, утолщаясь, должна была также возвыситься над уровнем воды. Но скоплявшиеся под корою пары, по легкой удобоподвижности, могли переменять место свое, отчего кора опускалась снова там, где была приподнята, и поднималась в другой части, где была под водой.

Так действует подземный огонь и в настоящее время. Утолщение им земной коры мы видим в действиях вулканов.

Много есть также примеров и поднятия и понижения земной коры без явного вулканического действия. Берега скандинавского полуострова, омываемые Ботническим заливом, от Фридрихсгаля до Або поднимаются медленно, без всяких потрясений, в течение столетия на три фута, так, что деревни, которые прежде стояли на берегу моря, находятся теперь на несколько верст от него. Около Неаполя (близ Пуццоли) на развалинах храма Сераписа или Нимф находятся 3 мраморные колонны в 40 футов вышины; они на 12 футов от основания на протяжении 9 футов источены моллюсками. Это доказывает, что местность, на которой стоял храм, когда то опустилась до 12 футов в воду и потом вновь поднялась. Кроме того, колонны храма Нимф и Нептуна, древние римские дороги, дворец Тиверия на Капри, находятся теперь под водою. Погружение в воду всех этих построек произошло от понижения почвы, на которой они были возведены, а не от возвышения уровня воды в море, потому что в таком случае уровень воды возвысился бы во всем Средиземном море; но этого не замечается. Точно также по берегам всей западной Европы до юга Италии находятся погруженные в воду целые леса. В 1831 г. у берегов Сицилии, из глубины моря в 100 сажен, подводное извержение подняло остров около 200 футов вышиною и 1 1/₂ версты в окружности и когда чрез полгода волны размыли его, снова поднялся в 1851 г. и вновь исчез чрез несколько месяцев. Наконец в южной Америке, берег Чили, после извержения местных вулканов, поднялся на протяжении 300 миль на 3 или 4 фута и продолжает заметно возвышаться по настоящее время.

Очевидно, что при подобном процессе поднятия материков, все пять частей света не могли появиться над водою вдруг в том виде, в каком они рисуются на картах, а появлялись сначала только отдельные разбросанные острова; острова эти, увеличиваясь в объеме и соединяясь друг с другом перешейками, постепенно принимали форму и величину современных материков. Из них одни должны были образоваться раньше, другие позже; есть основание предполагать, что большая часть Нового света образовалась в последнее время. Притом поднятие над водою новых материков погружало в воду материки уже образовавшиеся, отчего новый материк являлся на месте прежнего дна морского, а заливавшийся морем старый материк, весь или частью, становился дном морским. Из этого видно, что форма материков, их поверхность и очертание морского дна, изменялись постоянно и, как видно из приведенных выше примеров, изменяются даже и в настоящее время.

Точно также, как материки, образовались и горы, с тою только разницей, что образование гор при поднятии земной коры произошло от быстрого напора на нее снизу, тогда как материки, большей частью, — результат медленного поднятия.

Таким образом образовались следующие виды гор:

1) Поднятые горы. Они образовались, когда кора земли поднята была с такою силою и постоянным напором, что она возвысилась вьющимися громадами с выпуклым сводообразным хребтом. Наибольшая часть величайших горных хребтов, как Гималаи, Анды, Альпы, Урал, Балканы, — подъемного происхождения.

2) Складочные горы. Образование их произошло, как побочное явление, при развитии поднятых хребтов, которые ударами боков своих сдвигали близлежащие пласты материков, отчего пласты эти согнулись, как листы бумаги, восходящими и нисходящими складками. Таким образом поднятие Альп образовало складочные горы юрского хребта.

3) Вылившиеся горы возникли, когда чрез разрыв земной коры вылилась на ее поверхность огненная масса и застыла куполами и конусами: таковы Рейнские горы и вулканы.

Поднятием материков из вод моря объясняется также происхождение существующих ныне громадных соляных озер, каковы Аральское и Каспийское. Озера эти остатки прежних морей, дно которых поднялось, но вся вода не слилась, а задержалась в более глубоких впадинах дна.

От внешнего вида земной коры обратимся к ее составу и строению.

В настоящее время кора эта состоит из кристаллических масс и слоистых пластов более или менеё твердых. Те и другие называются в геологии горными породами.

Все горные породы по различию состава и сложения разделяются на три группы:

1) Породы плутонические или огненные или изверженные. Наружный вид их всегда более или менее кристаллический.

2) Породы нептунические, осадочные или флецовые. Они не кристалличны, а представляют большей частью ряды горизонтальных слоев.

3) Породы метаморфические или перевозданные сланцы. Сложение их кристаллическое и вместе с тем слоистое.

Плутонические формации состоят из гранита, сиенита, грюнштейнов или зеленых камней, порфира, базальта и трахита. Все эти породы имеют между собою большое сходство в составе. Гранит есть зернисто-кристаллическая смесь трех минералов: полевого шпата, слюды и кварца; если же два последние заменены минералом, роговой обланкой, тогда гранит переходит в сиенит. Таким же образом переходит он в грюнштейны, если полевой шпат заменяется другими известными минералами. Грюнштейны чрезвычайно походят на базальты. Если в граните исчезает ясное зернисто-кристаллическое сложение так, что он представляется плотной массой, в которую вкраплены кристаллы полевого шпата и других минералов, тогда он носит название порфира. Порфиры же переходят в трахит, когда полевой шпат замещен стекловидным шпатом. Такой переход одних плутонических пород в другие ясно доказывает одинаковое их происхождение. А так так базальты и трахиты извергаются и ныне вулканами, то ясно, что все плутонические породы образовались действием подземного огня.

Огненное происхождение плутонических пород доказывается также тем, что в них никогда не встречается органических остатков растений и животных.

Так как гранита и других упомянутых пород, кроме базальта и трахита, в продуктах вулканических извержений не встречается, то их прежде признавали самыми древнейшими породами, и полагали, что они составляют первоначальную земную кору, образовавшуюся при ее застывании. (Верн держится еще этого же мнения). Но ныне пришли к иному заключению.

Пласты, из которых состоит земля, как увидим ниже, образовались уже после появления земной коры. Между тем гранит во многих местах, как напр. в горах Гарца, прорывает эти слои и лежит сверху их, следовательно гранит и прочие сродные с ним породы появились на земле после уже образования первоначальной коры, подобно тому, как базальты и трахиты, посредством излияния их на ее поверхность.

При изучении строения высоких гор замечено, что гранит никогда не прорывает других, встречающихся с ним вместе, плутонических пород и лежит всегда сверху их, а не под ними. Это показывает, что гранит вылился на поверхность земли прежде всех других пород. Из них базальт и трахит прорывают все прочие и самый гранит, а потому они должны быть признаны вылившимися на землю после: как гранита, так и сиенита, порфира и грюнштейнов. Вследствие этого в настоящее время плутоническим породам придается общее название — изверженных пород, и они разделяются на две группы — на древнейшие и новейшие или вулканические; к последним относятся базальт и трахит, а к первым гранит и остальные.

Нептунические породы состоят из пластов глины, песчаника и известняка, а также, но в несравненно меньшем количестве, гипса, каменного угля и соли. Во всех этих пластах рассеяны ископаемые и окаменелости, т. е. проникнутые отвердевшим минеральным раствором остатки существовавших на земле, в разное время, животных и растений.

Нептунические формации, за исключением каменного угля, образовались от разрушения водою плутонических пород. Действие воды было противоположно действию огня, образовавшего плутонические породы. Огонь поднимал материки и горы, и утолщал кору земли извержением на ее поверхность новых пород. Вода же, напротив, проникая в трещины коры земной и плутонических пород, растворяла в себе их составные части в виде мелких частиц, осаждая потом их, на впадинах дна своих вместилищ, рядом слоев. Вода сравнивала, таким образом, земную поверхность и уничтожала произведенные огнем возвышения.

Разрушение водою коры земной и образование ею осадочных пластов происходило следующим образом: первые осадки из воды в то время, когда она покрывала всю поверхность земной коры, облегли кору горизонтальными слоями и образовали, таким образом, древнейшие нептунические породы. Но потом, от поднятия коры действием подземного огня при образовании материков и от извержения из внутренности земли плутонических пород, слои эти изменяли свое положение; они изгибались, прорывались и опрокидывались. Поднявшиеся при этом, из под воды, первые нептунические породы, подвергались вновь разрушению воды, которая проникала в них или падая из атмосферы в виде дождей, или снова покрывая их собою, если материки, которые составляли эти породы, снова, действием подземного огня погружались в море; от этого на первые нептунические породы ложились новые и т. д. Действуя, таким образом с самого образования коры земной до настоящего времени, вода покрыла ее целым рядом многочисленных пластов.

Вода выделяет растворенные в ней частицы твердых тел осаждением, оттого, что при известном объеме и при известной температуре она может растворять только определенное количество твердого вещества; поэтому, если это количество содержится уже в растворе, то с уменьшением объема воды, посредством испарения, или с охлаждением ее, она выделяет из раствора излишнее количество. Таким образом осели из воды: глины, песчаники, гипс, соль и некоторые известняки. Большая же часть известняков, а в том числе и мел, выделены из воды не испарением или осаждением, а посредством незаметных для невооруженного глаза микроскопических животных (инфузорий). Животные эти, развиваясь в воде, поглощают ее как пищу; при этом в организме инфузорий выделяется содержащаяся в воде известь и входит в состав твердых оболочек, покрывающих их тело. От скопления оболочек погибших инфузорий, преимущественно так называемых корненожек, образовались все громадные толщи известняков, а между тем корненожки эти так малы, что в одном кубическом дюйме помещается их тысячи миллионов! Подобным же образом действуют и полипы (кораллы), образуя целые коралловые рифы и острова.

Выше мы сказали, что нептунические пласты образовались из разрушения плутонических пород. Следовательно, составные части тех и других должны быть одни и те же. Химия действительно показывает, что глиний[3] и кремний, из которых состоят минералы, образующие плутонические породы — гранит, порфир и др., входят в состав глин и песчаников нептунических пластов. В состав же известняков, гипса и соли входят другие металлы — кальций и натрий, но их ни в одном минерале плутонических пород не встречается и каким образом известь и соль появились в воде, наука до настоящего времени объяснить не в состоянии. Что же касается до каменного угля, то он образовался от скопления и разложения растений. Это видно из того, что состав каменного угля и растений сходны между собою; при том в некоторых сортах каменного угля можно еще узнать, под микроскопом, растительную ткань, и пласты глины и песчаника, между которыми встречается обыкновенно уголь, имеют много отпечатков или оттисков листьев, а иногда содержат даже целые стволы деревьев. Самый процесс образования угля происходил так: целые леса, от понижения материка, покрылись морем, из воды на них осадились пласты глины и песка. Этим преградился свободный приток к деревьям воздуха; они пришли в тление или гниение, при котором всегда развивается теплота, часто очень значительная; от чего растительность разлагаясь, превратилась в уголь и смолистое вещество (нефть, асфальт); давление же верхних пластов придало всей массе — плотное, каменистое состояние. На этом слое развивались одна за другой новые генерации лесов, их покрывала снова вода и оседавшие из нее пласты глины и песка; процесс разложения растительности повторялся снова и т. д.