ЭОЦЕНОВЫЙ ПЕРИОД.
Швейцария. — В грубом конгломерате, принадлежащем к «флишу» Швейцарии, эоценовой формации, найдены определенные огромные глыбы, некоторые из которых состоят из разновидности гранита, которая, как не известно, встречается in situ в какой-либо части Альп. Некоторые из глыб имеют 10 футов и более в длину, а одна в Халекерене, на озере Тун, имеет 105 футов в длину, 90 футов в ширину и 45 футов в высоту. Подобные глыбы найдены в Апеннинах. Они недвусмысленно указывают на присутствие ледников или плавающего льда. Этот вывод далее подтверждается тем фактом, что «флиш» лишен органических остатков. Но гипотеза о том, что эти огромные массы были перенесены на их нынешние места ледниками или плавающим льдом, всегда оспаривалась, говорит сэр Чарльз Лайель, «на том основании, что эоценовые пласты нуммулитового возраста в Швейцарии, так же как и в других частях Европы, содержат роды ископаемых растений и животных, характерные для теплого климата. И было особенно отмечено, — продолжает он, — М. Дезором, что пласты, наиболее тесно связанные с «флишем» в Альпах, богаты иглокожими семейства Spatangus, которые имеют решительно тропический вид».
Но согласно теории вековых изменений климата, сам факт того, что «флиш» непосредственно связан со слоями, указывающими на теплое или даже тропическое состояние климата, является одним из самых сильных доказательств, которые можно привести в пользу его ледникового характера, ибо чем суровее холодный период ледниковой эпохи, тем теплее будут периоды, которые непосредственно предшествуют и следуют за ним. Эти крокодилы, черепахи и тропическая флора, вероятно, принадлежат к теплому эоценовому межледниковому периоду.
МИОЦЕНОВЫЙ ПЕРИОД.
Италия. — У нас есть сильные свидетельства в пользу мнения, что ледниковая эпоха существовала в течение миоценового периода. Было показано М. Гастальди, что в течение того века альпийские ледники достигали уровня моря.
Близ Турина находится серия холмов, поднимающихся примерно на 500 или 600 футов над долинами, состоящих из слоев миоценового песчаника, мергеля и гравия, а также рыхлого конгломерата. Эти слои были тщательно исследованы и описаны М. Гастальди. Холм Луперга был особенно отмечен им. Многие из камней в этих слоях исчерчены подобно тем, что найдены в истинном тилле или валунной глине этой страны. Но что наиболее примечательно, так это факт, что крупные эрратические глыбы известняка, многие из них от 10 до 15 футов в диаметре, найдены в изобилии в этих слоях. Было показано Гастальди, что эти глыбы все происходят из внешнего хребта Альп на итальянской стороне, а именно из хребта, простирающегося от Ивреи до Лаго-Маджоре, и, следовательно, они должны были пропутешествовать от двадцати до восьмидесяти миль. Настолько обильны эти крупные глыбы, что в холмах были открыты обширные карьеры ради их добычи. Эти факты доказывают не только существование ледников на Альпах в течение миоценового периода, но и ледников, достигающих моря и распадающихся на айсберги; стратификация слоев, среди которых встречаются глыбы, достаточно указывает на водное воздействие и прежнее присутствие моря.
Тот факт, что ледники Южных Альп фактически достигали моря и отправляли айсберги в дрейф над тем, что сейчас является солнечными равнинами Северной Италии, служит достаточным доказательством того, что в холодный период миоценовой эпохи климат должен был быть очень суровым. Действительно, он вполне мог быть таким же суровым, если не более экстремальным, чем величайшая суровость климата, испытанная во время последней великой ледниковой эпохи.
Гренландия. — О существовании теплых условий в миоценовую эпоху геология дает нам обильные свидетельства. Я процитирую мнение сэра Чарльза Лайеля по этому вопросу:—
«Мы знаем, — говорит сэр Чарльз, — что Гренландия не всегда была покрыта снегом и льдом; ибо, когда мы исследуем третичные пласты острова Диско (верхнемиоценового периода), мы обнаруживаем там множество ископаемых растений, которые доказывают, что, подобно многим другим частям арктических регионов, она прежде наслаждалась мягким и приятным климатом. Среди окаменелостей, привезенных с этого острова, расположенного на 70° с. ш., профессор Хеер распознал Sequoia Landsdorfii, хвойный вид, который процветал на большей части Европы в миоценовый период. То же самое растение было найдено в ископаемом состоянии сэром Джоном Ричардсоном за Полярным кругом, далеко на западе, на реке Маккензи, недалеко от устья реки Медвежьей; а также некоторыми датскими натуралистами в Исландии, на востоке. Исландский суртубранд, или лигнит, этого возраста также дал богатый урожай растений, более тридцати одного из них, согласно Стинструпу и Хееру, в хорошем состоянии сохранности, и не менее пятнадцати видов, идентичных миоценовым растениям Европы. Тринадцать из них являются древовидными; и среди прочих есть тюльпанное дерево (Liriodendron) с его плодами и характерными листьями, платан (Platanus), грецкий орех и виноград, что дает неопровержимое доказательство климата на параллели Полярного круга, который исключает предположение о существовании тогда ледников в окрестностях, и тем более какой-либо общей корки континентального льда, подобной гренландской».
На заседании Британской ассоциации, состоявшемся в Ноттингеме в августе 1866 года, профессор Хеер зачитал ценный доклад о «Миоценовой флоре Северной Гренландии». В этом докладе были приведены некоторые примечательные выводы относительно вероятной температуры Гренландии в миоценовую эпоху.
Более шестидесяти различных видов, привезенных из Атанекердлука, места на Вайгате напротив Диско, на 70° с. ш., были исследованы им.
На побережье возвышается крутой холм высотой 1080 футов, и на этом уровне найдены ископаемые растения. Вокруг лежит большое количество древесины в окаменелом или обугленном состоянии. Капитан Инглфилд наблюдал один ствол толще человеческого тела, стоящий вертикально. Листья, однако, являются наиболее важной частью отложений. Порода, в которой они найдены, представляет собой шпатовую железную руду, которая при воздействии атмосферных явлений приобретает красновато-коричневый цвет. В этой породе листья встречаются местами плотно прижатыми друг к другу, и многие из них находятся в очень хорошем состоянии. Они дают нам ценнейшее представление о характере растительности, которая сформировала этот первобытный лес.
Он приходит к следующим выводам:—
1. Ископаемые растения Атанекердлука не могли быть принесены с большого расстояния. Они должны были расти на том месте, где были найдены.
Это доказывается—
(a) Тем фактом, что капитан Инглфилд и доктор Руик наблюдали стволы деревьев, стоящие вертикально.
(b) Большим обилием листьев и идеальным состоянием сохранности, в котором они найдены.
(c) Тем фактом, что мы находим в камне как плоды, так и семена деревьев, чьи листья также там найдены.
(d) Наличием остатков насекомых вместе с листьями.
2. Флора Атанекердлука является миоценовой.
3. Флора богата видами.
4. Флора доказывает без сомнения, что Северная Гренландия в миоценовую эпоху имела климат гораздо более теплый, чем нынешний. Разница должна составлять не менее 29° по Фаренгейту.
Профессор Хеер довольно подробно обсуждает это положение. Он говорит, что свидетельства из Гренландии дают окончательный ответ тем, кто возражал против выводов относительно миоценового климата Европы, сделанных им ранее. Совершенно невозможно, чтобы деревья, найденные в Атанекердлуке, могли когда-либо процветать там, если бы температура не была намного выше, чем сейчас. Это ясно из многих видов, ближайшего живого представителя которых мы находим на 10° или даже 20° широты к югу от рассматриваемой местности.
Деревья Атанекердлука, говорит он, не все находились на крайнем северном пределе своего ареала, ибо в миоценовой флоре Шпицбергена, 78° с. ш., мы находим бук, платан, лещину и некоторые другие виды, идентичные гренландским, и мы можем заключить, полагает он, что ели и тополя, которые мы встречаем в Атанекердлуке и Белл-Зунде на Шпицбергене, должны были достигать Северного полюса, если бы там существовала суша в третичный период.
«Холмы ископаемой древесины, — добавляет он, — найденные МакКлюром и его спутниками на Земле Банкса (74° 27′ с. ш.), являются поэтому открытиями, которые не должны нас удивлять; они лишь подтверждают свидетельства об исходной растительности полярных регионов, которые мы получили из других источников».
Sequoia landsdorfii — самое распространенное из деревьев Атанекердлука. Sequoia sempervirens является его современным представителем. Это дерево имеет свой крайний северный предел около 53° с. ш. Для своего существования оно требует летней температуры 59° или 61° по Фаренгейту. Его плодам для созревания требуется температура 64°. Зимняя температура не должна опускаться ниже 34°, а температура всего года должна быть не менее 49°. Температура Атанекердлука в то время, когда росла миоценовая флора, не могла быть ниже указанной.
Профессор Хеер завершает свой доклад следующим образом:—
«Я думаю, что эти факты убедительны, и тем более, что они не изолированы, а подтверждаются свидетельствами, полученными из миоценовой флоры Исландии, Шпицбергена и Северной Канады. Эти выводы также являются лишь звеньями в великой цепи доказательств, полученных в результате изучения миоценовой флоры всей Европы. Они доказывают нам, что мы не могли бы путем какой-либо перестановки относительного положения суши и воды создать для северного полушария климат, который объяснил бы эти явления удовлетворительным образом. Мы должны лишь признать, что стоим перед проблемой, решение которой, по всей вероятности, должно быть предпринято и, мы не сомневаемся, завершено астрономом».
ГЛАВА XIX. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ. — ВЕРОЯТНАЯ ДАТА ЛЕДНИКОВОЙ ЭПОХИ.
Geological Time measurable from Astronomical Data.—M. Leverrier’s Formulæ.—Tables of Eccentricity for 3,000,000 Years in the Past and 1,000,000 Years in the Future.—How the Tables have been computed.—Why the Glacial Epoch is more recent than had been supposed.—Figures convey a very inadequate Conception of immense Duration.—Mode of representing a Million of Years.—Probable Date of the Glacial Epoch.
Если те великие вековые изменения климата, которые мы рассматривали, являются косвенным результатом изменений эксцентриситета земной орбиты, то у нас есть средство определить, по крайней мере в том, что касается недавних эпох, когда эти изменения происходили. Если ледниковая эпоха обусловлена указанными причинами, у нас есть средство установить с достаточной точностью не только дату ее начала, но и продолжительность. Урбен Леверье не только определил верхний предел эксцентриситета земной орбиты, но и дал формулы, с помощью которых можно вычислить величину эксцентриситета для любого периода, прошлого или будущего.
Известный астроном и математик, специально исследовавший этот вопрос, придерживается мнения, что эти формулы дают результаты, на которые можно положиться как на приблизительно верные для четырех миллионов лет в прошлом и будущем. Однако выдающийся физик выразил мне свои сомнения относительно того, можно ли полагаться на результаты для столь огромного периода. Урбен Леверье в своих мемуарах привел таблицу эксцентриситета за 100 000 лет до и после 1800 года н. э., вычисленную с интервалами в 10 000 лет. Эта таблица, несомненно, охватывает период, достаточно большой для обычных астрономических целей, но она слишком ограничена, чтобы дать информацию относительно геологических эпох.
С целью установления вероятной даты ледниковой эпохи, а также характера климата в течение долгого периода времени, была вычислена Таблица I по формулам Урбена Леверье. Она показывает эксцентриситет земной орбиты и долготу перигелия за 3 000 000 лет назад и 1 000 000 лет вперед с интервалами в 50 000 лет.
При просмотре таблицы видно, что существуют три основных периода, когда эксцентриситет поднимался до очень высокого значения, с несколькими второстепенными максимумами между ними. Также можно заметить, что в течение каждого из этих периодов эксцентриситет не остается на одном и том же равномерном значении, а повышается и понижается: в одном случае дважды, а в двух других случаях — трижды. Около 2 650 000 лет назад эксцентриситет был почти на своем нижнем пределе. Затем он начинает расти, и пятьдесят тысяч лет спустя, а именно 2 600 000 лет назад, он достигает 0,0660; через пятьдесят тысяч лет после этого периода он уменьшается до 0,0167, что составляет примерно его нынешнее значение. Затем он начинает расти, и еще через пятьдесят тысяч лет, а именно 2 500 000 лет назад, он приближается почти к верхнему пределу, составляя тогда 0,0721. Затем он начинает уменьшаться, и 2 450 000 лет назад он снижается до 0,0252. Эти два максимума, разделенные минимумом и охватывающие период в 200 000 лет, составляют первый великий период высокого эксцентриситета. Затем мы переходим на полтора миллиона лет вперед и подходим ко второму великому периоду. Он состоит из трех максимумов, разделенных двумя минимумами. Первый максимум произошел 950 000 лет назад, второй, или средний, — 850 000 лет назад, а третий и последний — 750 000 лет назад; все это охватывает период почти в 300 000 лет. Переходя еще на полтора миллиона лет вперед, или примерно на 800 000 лет в будущее, мы подходим к третьему великому периоду. Он также состоит из трех максимумов с интервалом в сто тысяч лет. Они происходят в периоды 800 000, 900 000 и 1 000 000 лет в будущем соответственно, также разделенные двумя минимумами. Таким образом, эти три великих периода, два из которых в прошлом и один в будущем, включенные в Таблицу, отделены друг от друга интервалом более чем в 1 700 000 лет.
PLATE IV
W. & A. K. Johnston, Edinbr. and London.
DIAGRAM REPRESENTING THE VARIATIONS IN THE ECCENTRICITY OF THE EARTH’S ORBIT FOR THREE MILLION OF YEARS BEFORE 1800 A.D. ONE MILLION OF YEARS AFTER IT.
The Ordinates are joined by straight lines where the values, at intervals of 10,000 years, between them have not been determined.
В этой Таблице есть семь периодов, когда земная орбита становится почти круговой: четыре в прошлом и три в будущем.
Таблица также показывает четыре или пять второстепенных периодов высокого эксцентриситета, основной из которых произошел 200 000 лет назад.
Изменения эксцентриситета в течение четырех миллионов лет представлены наглядно в виде диаграммы на Таблице IV.
Чтобы с большей точностью определить состояние земной орбиты в течение трех периодов высокого эксцентриситета, включенных в Таблицу I, я вычислил значения для периодов с интервалом в десять тысяч лет, и результаты включены в Таблицы II, III и IV.
Существуют еще выдающиеся астрономы и физики, которые придерживаются мнения, что климат земного шара никогда не мог быть серьезно затронут изменениями эксцентриситета его орбиты. Это мнение, несомненно, проистекает из рассмотрения вопроса как чисто астрономического. С астрономической точки зрения, как уже было отмечено, на самом деле нет ничего, из чего можно было бы с уверенностью заключить, серьезно ли повлияет изменение эксцентриситета на климат или нет. С помощью астрономии мы определяем величину эксцентриситета в любой данный период, насколько зима может превышать лето по продолжительности (или наоборот), насколько тепло солнца увеличивается или уменьшается из-за уменьшения или увеличения расстояния и так далее; но мы не получаем никакой информации относительно того, как это фактически повлияет на климат. Это, как мы уже видели, должно быть определено полностью исходя из физических соображений, и это чрезвычайно сложная проблема. Астроном, если он не уделил особого внимания физике вопроса, так же склонен прийти к неверному выводу, как и любой другой. Вопрос включает в себя определенные астрономические элементы; но когда они определены, все, что связано с этим делом, является чисто физическим. Почти все астрономические элементы вопроса охвачены прилагаемыми Таблицами.
TABLE I.
The Eccentricity and Longitude of the Perihelion of the Earth’s Orbit for 3,000,000 Years in the Past and 1,000,000 Years in the Future, computed for Intervals of 50,000 Years.
PAST TIME.
Number of years
before epoch 1800. Eccentricity. Longitude of
perihelion.
° ′
−3,000,000
0·0365
39 30
−2,950,000
0·0170
210 39
−2,900,000
0·0442
200 52
−2,850,000
0·0416
0 18
−2,800,000
0·0352
339 14
−2,750,000
0·0326
161 22
−2,700,000
0·0330
65 37
−2,650,000
0·0053
318 40
−2,600,000
0·0660
190 4
−2,550,000
0·0167
298 34
−2,500,000
0·0721
338 36
−2,450,000
0·0252
109 33
−2,400,000
0·0415
116 40
−2,350,000
0·0281
308 23
−2,300,000
0·0238
195 25
−2,250,000
0·0328
141 18
−2,200,000
0·0352
307 6
−2,150,000
0·0183
307 5
−2,100,000
0·0304
98 40
−2,050,000
0·0170
334 46
−2,000,000
0·0138
324 4
−1,950,000
0·0427
120 32
−1,900,000
0·0336
188 31
−1,850,000
0·0503
272 14
−1,800,000
0·0334
354 52
−1,750,000
0·0350
65 25
−1,700,000
0·0085
95 13
−1,650,000
0·0035
168 23
−1,600,000
0·0305
158 42
−1,550,000
0·0239
225 57
−1,500,000
0·0430
303 29
−1,450,000
0·0195
57 11
−1,400,000
0·0315
97 35
−1,350,000
0·0322
293 38
−1,300,000
0·0022
0 48
−1,250,000
0·0475
105 50
−1,200,000
0·0289
239 34
−1,150,000
0·0473
250 27
−1,100,000
0·0311
55 24
−1,050,000
0·0326
4 8
−1,000,000
0·0151
248 22
− 950,000
0·0517
97 51
− 900,000
0·0102
135 2
− 850,000
0·0747
239 28
− 800,000
0·0132
343 49
− 750,000
0·0575
27 18
− 700,000
0·0220
208 13
− 650,000
0·0226
141 29
− 600,000
0·0417
32 34
− 550,000
0·0166
251 50
− 500,000
0·0388
193 56
− 450,000
0·0308
356 52
− 400,000
0·0170
290 7
− 350,000
0·0195
182 50
− 300,000
0·0424
23 29
− 250,000
0·0258
59 39
− 200,000
0·0569
168 18
− 150,000
0·0332
242 56
− 100,000
0·0473
316 18
− 50,000
0·0131
50 14
FUTURE TIME.
Number of years
after epoch 1800. Eccentricity. Longitude of
perihelion.
° ′
a.d 1800
0·0168
99 30
+ 50,000
0·0173
38 12
+ 100,000
0·0191
114 50
+ 150,000
0·0353
201 57
+ 200,000
0·0246
279 41
+ 250,000
0·0286
350 54
+ 300,000
0·0158
172 29
+ 350,000
0·0098
201 40
+ 400,000
0·0429
6 9
+ 450,000
0·0231
98 37
+ 500,000
0·0534
157 26
+ 550,000
0·0259
287 31
+ 600,000
0·0395
285 43
+ 650,000
0·0169
144 3
+ 700,000
0·0357
17 12
+ 750,000
0·0195
0 53
+ 800,000
0·0639
140 38
+ 850,000
0·0144
176 41
+ 900,000
0·0659
291 16
+ 950,000
0·0086
115 13
+1,000,000
0·0528
57 31
TABLE II.
Eccentricity, Longitude of the Perihelion, &c., &c., for Intervals of 10,000 Years, from 2,650,000 to 2,450,000 Years ago.
the glacial epoch of the Eocene period is probably comprehended within this table.