«Климат и время в их геологических отношениях»

Степень погружения при гипотезе о том, что Земля внутри жидкая. — Но мы исходили из предположения, что Земля твердая до самого центра. Если мы предположим, однако, что является общим мнением среди геологов, что она состоит из жидкого ядра, окруженного толстой и жесткой корой или оболочкой, то степень погружения, возникающая в результате смещения центра тяжести для данной толщины льда, должна быть намного больше, чем я оценил. Это очевидно, потому что, если внутренность земного шара находится в жидком состоянии, она, по всей вероятности, состоит из материалов, различающихся по плотности. Самые плотные материалы будут в центре, а наименее плотные — снаружи или на поверхности. Теперь перенос ледяного щита с одного полюса на другой не просто вытеснит океан — жидкую массу снаружи оболочки, — но он также вытеснит более тяжелые жидкие материалы внутри оболочки. Другими словами, более тяжелые материалы будут притягиваться ледяным щитом сильнее, чем более легкие, следовательно, они будут приближаться к щиту до определенной степени, погружаясь, так сказать, в более легкие материалы и вытесняя их к противоположному полюсу. Это смещение, конечно, будет стремиться сдвинуть центр тяжести Земли в направлении ледяного щита, потому что более тяжелые материалы смещаются в этом направлении, а более легкие материалы — в противоположном. Этот процесс, возможно, будет лучше понят из следующих рисунков.

Fig. 8. Fig. 9.

O. The Ocean. S. Solid Crust or Shell.

F, F1, F2, F3. The various concentric layers of the fluid interior. The layers increase in density towards the centre.

I. The Ice-cap. C. Centre of gravity.

C1. The displaced centre of gravity.

На рис. 8, где нет ледяного щита, центр тяжести Земли совпадает с центром концентрических слоев жидкого ядра. На рис. 9, где ледяной щит помещен на один полюс, концентрический слой F1, будучи плотнее слоя F, притягивается к щиту сильнее, чем F, и, следовательно, погружается на определенную глубину в F. Опять же, F2, будучи плотнее F1, также погружается до определенной степени в F1. И опять же F3, масса в центре, будучи плотнее F2, также погружается в F2. Все это, будучи объединенным с эффектами ледяного щита и вытесненного океана снаружи оболочки, центр тяжести всего земного шара будет уже не в C, а в C1, на значительном расстоянии ближе к стороне оболочки, на которой покоится щит, чем C, а также на значительном расстоянии ближе, чем он был бы, если бы внутренность земного шара была твердой. Здесь есть три причины, стремящиеся сдвинуть центр тяжести: (1) ледяной щит, (2) вытесненный океан и (3) вытесненные материалы внутри. Две из трех причин взаимно реагируют друг на друга таким образом, что усиливают эффект друг друга. Таким образом, чем больше океан притягивается в направлении ледяного щита, тем больше эффект он оказывает на притягивание более тяжелых материалов внутри в том же направлении; и, в свою очередь, чем больше более тяжелые материалы внутри притягиваются к щиту, тем больше смещение центра тяжести Земли, и, конечно, как следствие, тем больше смещение океана. Можно заметить также, что при прочих равных условиях, чем тоньше твердая кора или оболочка и чем больше разница в плотности жидких материалов внутри, тем больше будет степень смещения океана, потому что тем больше будет смещение центра тяжести.

Отсюда следует, что если бы мы знали (1) степень общего погружения ледникового периода и (2) нынешнее количество льда в южном полушарии, мы могли бы определить, является ли Земля жидкой внутри или нет.

ГЛАВА XXV. ВЛИЯНИЕ НАКЛОНА ЭКЛИПТИКИ НА КЛИМАТ И НА УРОВЕНЬ МОРЯ.

The direct Effect of Change of Obliquity on Climate.—Mr. Stockwell on the maximum Change of Obliquity.—How Obliquity affects the Distribution of Heat over the Globe.—Increase of Obliquity diminishes the Heat at the Equator and increases that at the Poles.—Influence of Change of Obliquity on the Level of the Sea.—When the Obliquity was last at its superior Limit.—Probable Date of the 25-foot raised Beach.—Probable Extent of Rise of Sea-level resulting from Increase of Obliquity.—Lieutenant-Colonel Drayson’s and Mr. Belt’s Theories.—Sir Charles Lyell on Influence of Obliquity.

Прямое влияние изменения наклона эклиптики на климат. — Существует еще одна причина, которая, я убежден, должна была в очень значительной степени повлиять на климат в прошлые геологические эпохи. Я имею в виду изменение наклона эклиптики. Эта причина давно привлекает внимание геологов и физиков, и вывод, к которому обычно приходят, заключается в том, что ей нельзя приписать большого эффекта. Уделив особое внимание этому вопросу, я пришел к прямо противоположному выводу. Совершенно верно, как утверждалось, что изменения наклона эклиптики не могут заметно повлиять на климат умеренных регионов; но это произведет небольшое изменение климата тропических широт и очень значительный эффект на климат полярных регионов, особенно на самих полюсах. Теперь мы кратко рассмотрим этот вопрос.

Лапласом было обнаружено, что наклон эклиптики будет колебаться в пределах 1° 22′ 34″ по обе стороны от 23° 28′, наклона в 1801 году. Этот вопрос недавно был изучен г-ном Стоквеллом, и результаты, к которым он пришел, почти идентичны результатам Лапласа. «Среднее значение наклона», — говорит он, — «как кажущейся, так и фиксированной эклиптики к экватору составляет 23° 17′ 17″. Пределы наклона кажущейся эклиптики к экватору составляют 24° 35′ 58″ и 21° 58′ 36″; откуда следует, что наибольшее и наименьшее склонения Солнца в солнцестояния никогда не могут отличаться друг от друга более чем на 2° 37′ 22″».

Это изменение лишь незначительно повлияет на климат умеренных регионов, но оно окажет очень значительное влияние на климат полярных регионов. Согласно г-ну Мичу, если 365,24 тепловых дня представляют нынешнее общее годовое количество тепла, получаемого на экваторе от Солнца, то 151,59 тепловых дня будут представлять количество, получаемое на полюсах. Принимая его метод расчета, оказывается, что когда наклон эклиптики находится на максимуме, установленном Лапласом, количество, получаемое на экваторе, составило бы 363,51 тепловых дня, а на полюсах — 160,04 тепловых дня. Таким образом, экватор получал бы на 1,73 тепловых дня меньше тепла, а полюса — на 8,45 тепловых дня больше тепла, чем в настоящее время.

ANNUAL AMOUNT OF SUN’S HEAT.

Amount in 1801.

Obliquity 23° 28′. Amount at maximum,

24° 50′ 34″. Difference.

Latitude.

Thermal days.

Thermal days.

Thermal days.

0

365·24

363·51

−1·73

40

288·55

288·32

−0·23

70

173·04

179·14

+6·10

80

156·63

164·63

+8·00

90

151·59

160·04

+8·45

Когда наклон был на максимуме, полюса, следовательно, получали бы 19 лучей на каждые 18, которые они получают в настоящее время. Полюса тогда получали бы почти столько же тепла, сколько получает в настоящее время 76° широты.

Увеличение наклона не будет заметно влиять на полярную зиму. Правда, это немного увеличило бы ширину фригидной зоны, но продолжительность зимы на полюсах осталась бы неизменной. После того как Солнце исчезает за горизонтом, его лучи полностью отсекаются, так что дальнейшее опускание на 1° 22′ 34″ не внесло бы существенной разницы в климат. В умеренных регионах высота Солнца в зимнее солнцестояние была бы на 1° 22′ 34″ меньше, чем в настоящее время. Это немного увеличило бы холод зимы в этих регионах. Но увеличение количества тепла, получаемого полярными регионами, существенно повлияло бы на состояние полярного лета. Каков же тогда подъем температуры на полюсах, который возник бы в результате увеличения на 8,45 тепловых дня в общем количестве, получаемом от Солнца?

Увеличение на 8,45 тепловых дня, или 1/18 часть от общего количества, получаемого от Солнца, согласно методу расчета, принятому в гл. II, произвело бы, при прочих равных условиях, повышение средней годовой температуры, равное 14° или 15°.

Согласно профессору Дове, существует разница в 7,6° между средней годовой температурой 76° широты и полюсом; температура первого составляет 9,8°, а второго — 2,2°. Поскольку следует, что когда наклон эклиптики находится на максимуме, полюса получали бы в год примерно столько же тепла, сколько получает в настоящее время 76° широты, можно предположить, что температура полюсов в тот период не должна быть выше, чем температура 76° широты в настоящее время. Небольшое размышление, однако, покажет, что это отнюдь не следует. Таблицы профессора Дове правильно представляют среднюю годовую температуру, соответствующую каждому десятому градусу широты от экватора до полюса. Но следует заметить, что скорость, с которой температура уменьшается от экватора к полюсу, не пропорциональна уменьшению общего количества тепла, получаемого от Солнца по мере нашего продвижения от экватора к полюсу. Если бы средняя годовая температура различных широт была пропорциональна количеству прямого тепла, получаемого от Солнца, экватор был бы намного теплее, чем он есть на самом деле в настоящее время, а полюса — намного холоднее. Причина этого, как было показано в главе II, совершенно очевидна. Существует постоянный перенос тепла от экватора к полюсам и холода от полюсов к экватору. Теплая вода экватора постоянно течет к полюсам, а холодная вода на полюсах постоянно течет к экватору. То же самое происходит и в отношении воздушных потоков. Следовательно, большая часть прямого тепла Солнца идет не на повышение температуры экватора, а на нагревание полюсов. И, с другой стороны, холодные материалы на полюсах переносятся к экватору и тем самым в значительной степени понижают температуру этой части земного шара. Нынешняя разница температур между 76° широты и полюсом, определенная в соответствии со скоростью, с которой температура уменьшается между экватором и полюсом, составляет всего около 7° или 8°. Но если бы не было взаимного переноса теплых и холодных материалов между экваториальными и полярными регионами и если бы температура каждой широты зависела исключительно от прямых лучей Солнца, разница намного превысила бы эту величину.

Теперь, когда наклон эклиптики был на своем верхнем пределе, а полюса получали примерно на 1/18 больше прямого тепла от Солнца, чем в настоящее время, повышение температуры, обусловленное этим увеличением тепла, было бы намного больше, чем 7° или 8°. Оно, вероятно, было бы почти вдвое больше этой величины.

«Мы можем, следовательно, заключить, что когда наклон эклиптики был на максимуме, а полюса получали на 1/18 больше тепла, чем в настоящее время, температура полюсов должна была быть примерно на 14° или 15° теплее, чем в настоящее время, при условии, конечно, что это дополнительное тепло использовалось полностью на повышение температуры. Если бы полярные регионы были свободны от снега и льда, большая часть дополнительного тепла пошла бы на повышение температуры. Но так как эти регионы покрыты снегом и льдом, дополнительное тепло не оказало бы никакого эффекта на повышение температуры, а просто растопило бы снег и лед. Покрытая льдом поверхность, на которую падали лучи, никогда не могла бы подняться выше 32°. В рассматриваемый период общее годовое количество льда, растаявшего на полюсах, было бы на 1/18 больше, чем в настоящее время».

Общий эффект, который изменение наклона эклиптики оказало бы на климат полярных регионов в сочетании с эффектами, возникающими в результате эксцентриситета земной орбиты, был бы таким: — Когда эксцентриситет имел очень высокое значение, полушарие, чья зима приходилась на афелий (по физическим причинам, которые уже обсуждались), находилось бы в состоянии оледенения, в то время как другое полушарие, имеющее зиму в перигелии, наслаждалось бы теплым и ровным климатом. Когда наклон эклиптики был на максимуме, и на полюса падало на 1/18 больше тепла, чем в настоящее время, эффект заключался бы в том, чтобы в значительной степени смягчить суровость оледенения в полярной зоне полушария, находящегося в ледниковом состоянии, и, с другой стороны, произвести более быстрое таяние льда в другом полушарии, наслаждающемся ровным климатом. Эффекты эксцентриситета и наклона, объединенные таким образом, вероятно, полностью удалили бы полярный ледяной щит с последнего полушария, и на полюсе могли бы расти лесные деревья. Опять же, когда наклон был в минимальном состоянии и до полюсов доходило меньше тепла, чем в настоящее время, оледенение первого полушария увеличилось бы, а тепло второго — уменьшилось.

Влияние изменения наклона эклиптики на уровень моря. — Один очень примечательный эффект, который, по-видимому, косвенно возникает в результате изменения наклона при определенных условиях, — это влияние на уровень моря. Поскольку это, вероятно, могло иметь некоторое отношение к тем недавним изменениям уровня моря, с которыми история подводных лесов и поднятых пляжей сделала нас всех такими знакомыми, может быть интересно подробно остановиться на этой части данного предмета.

Представляется почти несомненным, что в то время, когда северное зимнее солнцестояние было в афелии в последний раз, должен был произойти подъем моря в северном полушарии на значительное количество футов из-за комбинированного эффекта эксцентриситета и наклона. Около 11 700 лет назад северное зимнее солнцестояние было в афелии. Эксцентриситет в то время составлял 0,0187, будучи несколько больше, чем сейчас; но поскольку зимы приходились на афелий, а не, как сейчас, на перигелий, они по этой причине были бы, вероятно, на 10° или 15° холоднее, чем в настоящее время. Вероятно также, по причинам, изложенным в предыдущей главе, что Гольфстрим в то время был бы значительно меньше, чем сейчас. Это стремилось бы понизить температуру еще в большей степени. Поскольку снег вместо дождя должен был выпадать зимой в большей степени, чем в настоящее время, это, несомненно, должно было произвести небольшое увеличение количества льда в северном полушарии, если бы не вступила в действие никакая другая причина. Но состояние вещей, у нас есть все основания полагать, должно было быть затронуто большим наклоном эклиптики в тот период. У нас нет формулы, кроме, пожалуй, той, что дана г-ном Стоквеллом, из которой можно было бы с полной точностью определить степень наклона в период, столь отдаленный, как рассматриваемый. Если мы примем формулу, данную Струве и Петерсом, которая довольно близко согласуется с той, что получена из формулы г-на Стоквелла, мы получим наклон на максимуме примерно в то время, когда точка солнцестояния была в афелии. Формула, данная Леверье, помещает максимум несколько позже. Во всяком случае, мы не можем быть далеки от истины, предполагая, что в то время, когда северное зимнее солнцестояние было в афелии, наклон эклиптики был бы примерно на максимуме, и что с тех пор он постепенно уменьшался. Очевидно, тогда, что ежегодное количество тепла, получаемое арктическими регионами, и особенно около полюса, было бы значительно больше, чем в настоящее время. А поскольку тепло, получаемое в этих регионах, главным образом используется на таяние льда, вероятно, что дополнительное количество льда, которое тогда растаяло бы в арктических регионах, предотвратило бы то небольшое увеличение льда, которое в противном случае возникло бы в результате того, что зима приходилась на афелий. Зимы в тот период были бы холоднее, чем в настоящее время, но общее количество льда в северном полушарии, вероятно, не было бы больше.

Обратимся теперь к южному полушарию. Поскольку южная зима в то время приходилась бы на перигелий, это способствовало бы некоторому уменьшению количества льда в южном полушарии. Однако в этом полушарии воздействие эксцентриситета не компенсировалось бы, как в северном полушарии, влиянием наклона эклиптики; ибо обе причины здесь действовали бы в одном направлении, а именно: способствовали бы таянию льда в антарктических регионах.

Вероятно, в это время количество теплой воды, поступающей из экваториальных областей в Южный океан, было бы значительно больше, чем в настоящее время. Это способствовало бы повышению температуры воздуха в антарктических регионах и, таким образом, помогало бы таянию льда. Эти причины в сочетании со значительным увеличением тепла, вызванным изменением наклона эклиптики, привели бы к существенному уменьшению количества льда в южном полушарии. Я полагаю, мы можем допустить, что небольшое увеличение эксцентриситета в тот период, наступление южной зимы в перигелии и дополнительное количество теплой воды, поступающей из экваториальных в антарктические регионы, оказали бы на южную полярную ледяную шапку воздействие, равное воздействию, вызванному увеличением наклона эклиптики. Следовательно, из этого следует, что на каждые восемнадцать фунтов льда, ежегодно тающего в настоящее время на Южном полюсе, тогда таяло бы двадцать фунтов.

Рассмотрим теперь влияние, которое это состояние вещей оказало бы на уровень моря. Очевидно, это способствовало бы повышению уровня моря в северном полушарии двумя путями. 1-е. Приток воды в море, вызванный таянием льда с антарктической суши, способствовал бы повышению общего уровня моря. 2-е. Удаление льда также способствовало бы смещению центра тяжести Земли к северу от его нынешнего положения — и, поскольку море должно смещаться вместе с центром, неизбежно произошло бы повышение уровня моря в северном полушарии.

Естественно возникает вопрос: не могло ли последнее повышение уровня моря относительно суши быть следствием этой причины? Мы знаем, что в период 25-футовой террасы, когда отлагался эстуарный ил, образующий ныне плодородную почву в долинах Форта и Тея, море по отношению к суше стояло по меньшей мере на 20 или 30 футов выше, чем в настоящее время. Но непосредственно перед этим периодом мы наблюдаем эпоху подводных лесов и торфяников, когда море относительно суши стояло ниже, чем сейчас. Мы также знаем, что эти изменения уровня не были чисто местными явлениями. Есть все основания полагать, что наша глинистая почва долин, как утверждает г-н Фишер, является эквивалентом морского ила с Scrobicularia, который покрывает подводные леса Англии. С другой стороны, эти подводные леса не ограничиваются одной местностью. «Их можно проследить, — говорит г-н Джеймисон, — вокруг всей Британии и Ирландии, от Оркнейских островов до Корнуолла, от Мейо до берегов Файфа и, по-видимому, даже вдоль значительной части западного побережья Европы, как если бы они свидетельствовали о периоде повсеместного поднятия, когда Ирландия и Британия со всеми их многочисленными островами составляли единый массив суши, соединенный с континентом и простирающийся в Атлантику». «Эти подводные леса, — отмечает также Де ла Беш, — встречаются при тех же общих условиях от берегов Скандинавии до берегов Испании и Португалии и вокруг Британских островов». Эти погребенные леса не ограничиваются Европой, но встречаются в долине Миссисипи, в Новой Шотландии и других частях Северной Америки. И опять же, пласты, подстилающие эти леса и торфяники, свидетельствуют о факте предшествующего повышения уровня моря. Короче говоря, у нас есть свидетельства ряда колебаний уровня моря в посттретичное время.

Если бы имело место только одно поднятие суши относительно уровня моря или одно опускание, это можно было бы вполне обоснованно, как уже отмечалось, приписать поднятию или опусканию земной поверхности, вызванному каким-либо вулканическим, химическим или иным воздействием. Но, безусловно, эти повторяющиеся колебания уровня моря, охватывающие столь обширную территорию, выглядят скорее как повышение и понижение уровня моря, чем суши. Но как бы то ни было, поскольку сейчас, я полагаю, вне всяких споров установлено, что старое представление о том, что общий уровень моря остается неизменным, а все изменения должны быть приписаны суше, совершенно неверно, и что море, как и суша, подвержено изменениям уровня, то вполне правомерно рассмотреть, не могло ли последнее повышение уровня моря относительно суши быть следствием поднятия моря, а не опускания суши, короче говоря, не может ли оно быть приписано причине, которую мы сейчас рассматриваем. Тот факт, что эти поднятые пляжи и террасы встречаются на столь многих различных высотах, а также столь прерывисто вдоль наших побережий, может быть выдвинут в качестве возражения против мнения, что они были обусловлены изменениями уровня самого моря. Место не позволяет мне вдаваться в обсуждение этого вопроса в настоящее время; но можно сказать, что это возражение более кажущееся, чем реальное. Из этого вовсе не следует, что пляжи одного возраста должны находиться на одном уровне. Это было очень ясно показано г-ном У. Пенгелли в докладе о «Поднятых пляжах», прочитанном перед Британской ассоциацией в Ноттингеме в 1866 году.

У нас есть, как я полагаю, доказательства, граничащие с абсолютной уверенностью, что 11 700 лет назад общий уровень моря в северном полушарии должен был быть выше, чем в настоящее время. И чтобы решить вопрос о 25-футовой террасе, нам нужно лишь рассмотреть, могло ли повышение примерно до такой степени произойти в рассматриваемый период. У нас в настоящее время нет средств для определения точной величины повышения, которое должно было произойти в тот период, ибо мы не можем сказать, какое количество льда было тогда растоплено в антарктических регионах. Но у нас есть средства для проведения весьма приблизительной оценки, которая, по крайней мере, может позволить нам определить, не могло ли возможно произойти повышение на какие-то 20 или 30 футов.

Если мы предположим, что южная ледяная шапка простирается в среднем до 70° широты, мы получим площадь, равную 1/33 163 всей поверхности земного шара. Соотношение суши и воды, с учетом антарктического континента, составляет 526 к 1272. Таким образом, южная ледяная шапка будет равна 1/23,46 площади, покрытой водой. Принимая плотность льда по отношению к воде за 0,92 к 1, следует, что 25 футов 6 дюймов льда, растаявшего с поверхности антарктического континента, подняли бы уровень океана на один фут. Если бы растаяло 470 футов — а это отнюдь не чрезмерное предположение, если учесть, что на каждые 18 фунтов льда, тающего в настоящее время, тогда таял бы дополнительный фунт или два фунта, а может быть, и больше, и так в течение многих веков подряд, — то вода, образовавшаяся таким образом из растаявшего льда, подняла бы уровень моря на 18 футов 5 дюймов. Удаление 470 футов твердого льда — что должно составлять лишь очень малую часть общего количества льда, лежащего на антарктическом континенте, — сместило бы центр тяжести Земли примерно на 7 футов к северу от его нынешнего положения. Смещение центра тяжести вызвало бы понижение уровня моря в южном полушарии и повышение в северном. И количество воды, перенесенное таким образом из южного полушария в северное, сместило бы центр тяжести еще примерно на один фут, что дало бы общее смещение центра примерно на 8 футов. Таким образом, уровень моря поднялся бы примерно на 8 футов на Северном полюсе и примерно на 6 футов 7 дюймов на широте Эдинбурга. Это, добавленное к повышению на 18 футов 5 дюймов, вызванному таянием льда, дало бы 25 футов в качестве общего повышения на широте Шотландии 11 700 лет назад.

Каждый квадратный фут поверхности на полюсах 11 700 лет назад ежегодно получал бы на 18 223 100 футо-фунтов тепла больше, чем в настоящее время. Если мы вычтем 22 процента как количество, поглощенное при прохождении через атмосферу, мы получим 14 214 000 футо-фунтов. Этого было бы достаточно, чтобы растопить 2,26 фута льда. Но если бы было отсечено 50 процентов вместо 22, растаяло бы 1,45 кубических фута. В этом случае 470 футов льда растаяли бы, независимо от влияния эксцентриситета, примерно за 320 лет. И если предположить, что только одна четвертая часть дополнительного тепла достигала земли, 470 футов льда исчезли бы примерно за 640 лет.

Что касается точного времени, когда наклон эклиптики был максимальным до периода 11 700 лет назад, наша неопределенность еще больше. Если нам позволено предположить, что эклиптика переходит из своего максимального состояния в минимальное и обратно в максимальное с какой-либо равномерностью, со скоростью, приписанной Леверье и другими, то наклон был бы близок к максимуму около 60 000 лет назад. Принимая скорость прецессии за 50″,21129 и предполагая ее равномерной — что, вероятно, не так, — зимнее солнцестояние приходилось бы на афелий около 61 300 лет назад. Короче говоря, кажется совсем не невероятным, что в то время, когда точка солнцестояния находилась в афелии, наклон эклиптики был бы близок к своему максимальному состоянию. Но в то время значение эксцентриситета составляло 0,023, а не 0,0187, как в последний период. Следовательно, повышение уровня моря было бы, вероятно, несколько больше, чем 11 700 лет назад. Не мог ли это быть период 40-футовой террасы? В этом случае 11 000 или 12 000 лет были бы возрастом 25-футовой террасы, а 60 000 лет — возрастом 40-футовой террасы.

Около 22 000 лет назад зимнее солнцестояние приходилось на перигелий, и, поскольку эксцентриситет тогда был несколько больше, чем в настоящее время, зимы были бы немного теплее, а климат — более умеренным, чем в наши дни. Возможно, это был период подводных лесов и нижних торфяников, которые подстилают глины долин, ил с Scrobicularia и другие отложения, относящиеся к эпохе 25-футовой террасы. Во всяком случае, совершенно точно, что в этот период преобладали климатические условия, чрезвычайно благоприятные для роста торфа. Из этого также следует, что в это время, вследствие большего накопления льда в южном полушарии, уровень моря был бы на несколько футов ниже, чем в настоящее время, и что леса и торф могли тогда расти в местах, которые сейчас находятся под уровнем моря.

В течение нескольких тысяч лет до и после 11 700 лет назад, когда зимнее солнцестояние, очевидно, было недалеко от афелия, а море стояло значительно выше своего нынешнего уровня, вероятно, как мы уже заявляли, было временем, когда сформировались глины долин и другие недавние отложения, лежащие выше нынешнего уровня реки. И также является примечательным фактом, что состояние вещей в тот период должно было быть чрезвычайно благоприятным для формирования таких эстуарных отложений; ибо в то время зимняя температура нашего острова, как уже было показано, была бы значительно ниже, чем в настоящее время, и, следовательно, в этот сезон вместо дождя выпадал бы снег в гораздо больших количествах, чем сейчас. Таяние зимнего накопления снега с приближением лета неизбежно вызывало бы сильные наводнения, подобные тем, что происходят в северных частях Азии и Америки в настоящее время по этой же самой причине. Рыхлая верхняя почва уносилась бы этими наводнениями и отлагалась в эстуариях наших рек.

Вышеизложенное представляет собой грубый и несовершенный очерк истории климата и физических условий нашего земного шара за последние 60 000 лет, насколько физические и космические соображения, по-видимому, дают нам информацию по этому вопросу, и его поразительное согласие с данными, полученными из геологических источников, является дополнительным доказательством в пользу мнения, что геологические и космические явления физически связаны узами причинности.

Теория подполковника Дрейсона о причине ледниковой эпохи. — В докладе, прочитанном перед Геологическим обществом подполковником Дрейсоном, R.A., 22 февраля 1871 года, этот автор заявляет, что после расчетов, основанных на зафиксированных положениях полюса мира за последние 2000 лет, он обнаружил, что полюс эклиптики не является центром круга, описываемого полюсом мира. Полюс мира, по его мнению, описывает круг вокруг точки, находящейся на расстоянии 6° от полюса эклиптики и 29° 25′ 47″ от полюса мира, и что около 13 700 года до н.э. угловое расстояние между двумя полюсами составляло 35° 25′ 47″. Это привело бы к смещению Полярного круга до 54° 34′ 13″ с.ш. Боюсь, что это вывод, который не будет принят в целом теми, кто знаком с небесной механикой. Но как бы то ни было, моя нынешняя цель — не обсуждать астрономическую часть теории полковника Дрейсона, а рассмотреть, являются ли выводы, которые он делает из своей теории относительно причины ледниковой эпохи, правомерными или нет. Предполагая ради аргументации, что наклон эклиптики может достигать 35° или 36°, так что Полярный круг сместится к центру Англии, объяснило бы это ледниковую эпоху? Полковник Дрейсон приходит к выводу, что смещение Полярного круга до широты Англии вызвало бы здесь климатические условия, подобные тем, что существуют в арктических регионах. Это, по-видимому, является коренной ошибкой теории. Совершенно верно, что если бы Полярный круг был смещен до 54° 35′ широты, часть нашего острова находилась бы в арктических регионах, но из этого вовсе не следует, что наш остров подвергся бы воздействию арктического климата.

Полярные регионы обязаны своим холодом не наклону эклиптики, а своему удалению от экватора. Действительно, если бы не наклон, эти регионы были бы намного холоднее, чем они есть на самом деле, и увеличение наклона, вместо того чтобы усиливать их холод, на самом деле сделало бы их теплее. Общий эффект наклона, как мы видели, заключается в уменьшении количества тепла, получаемого в экваториальных и тропических регионах, и увеличении его в полярных и умеренных регионах. Чем больше наклон и, следовательно, чем дальше солнце отходит от экватора, тем меньше количество тепла, получаемого экваториальными регионами, и тем больше количество, достающееся полярным и умеренным регионам. Если, например, мы примем нынешнее количество тепла, получаемого от солнца на экваторе на данной поверхности, за 100 частей, то 42,47 части будут тогда представлять количество, получаемое на полюсах на той же данной поверхности. Но если бы наклон увеличился до 35°, количество, получаемое на экваторе, сократилось бы до 94,93 частей, а на полюсах увеличилось бы до 59,81; что составляет увеличение на полюсах почти наполовину. На широте 60° нынешнее количество равно 57 частям; но около 63 частей было бы получено, если бы наклон увеличился до 35°. Следовательно, из этого следует, что, хотя Полярный круг был бы смещен до широты Лондона, так что Британские острова стали бы частью арктических регионов, средняя температура этих островов не понизилась бы, а наоборот. Зимы, несомненно, были бы холоднее, чем они есть в настоящее время, но холод зимы был бы более чем компенсирован теплом лета. Это не является справедливым представлением о состоянии вещей — просто сказать, что увеличение наклона имеет тенденцию делать зимы холоднее, а лето жарче, ибо это влияет на летнее тепло гораздо сильнее, чем на зимний холод. И чем больше наклон, тем больше увеличение тепла летом превышает уменьшение зимой. Это очевидно, потому что чем больше наклон, тем больше общее годовое количество получаемого тепла.

Если бы увеличение наклона имело тенденцию к увеличению льда в умеренных и полярных регионах и, таким образом, приводило бы к ледниковой эпохе, то чем больше был бы наклон, тем больше была бы тенденция к такому эффекту. Представьте себе, что наклон продолжает увеличиваться, пока в конечном итоге не достигнет своего абсолютного предела, 90°, и ось Земли не совпадет с плоскостью эклиптики. Полярный круг тогда простирался бы до экватора. Вызвало бы это ледниковую эпоху? Конечно, нет. Квадратный фут поверхности на полюсах тогда получал бы в год столько же тепла, сколько квадратный фут на экваторе в настоящее время, если предположить, что солнце оставалось бы на экваторе в течение всего года. Однако экваториальные регионы получали бы меньше тепла, чем сейчас. В настоящее время, как мы только что видели, годовое количество тепла, получаемого на любом полюсе, относится к количеству, получаемому на экваторе, как 42,47 к 100; но в рассматриваемый период полюса фактически получали бы на одну половину больше тепла, чем экватор. Количество, получаемое на квадратный фут на полюсах, по отношению к количеству, получаемому на квадратный фут на экваторе, было бы в соотношении половины окружности круга к его диаметру, или как 1,5708 к 1. Но просто сказать, что полюса получали бы больше тепла в год, чем экватор в настоящее время, не дает правильного представления о чрезмерной жаре, которую полюсам пришлось бы тогда выносить; ибо следует помнить, что тепло, достигающее экватора, распределяется по всему году, тогда как полюса получили бы свое общее количество в течение шести месяцев своего лета. Следовательно, в течение шести месяцев в году полюса получали бы гораздо больше, чем двойное количество тепла, получаемого в настоящее время экватором за тот же промежуток времени, и более чем в три раза больше количества, получаемого тогда экватором. Количество, достигающее полюса в течение шести месяцев, по отношению к количеству, достигающему экватора, было бы как 3,1416 к 1.

На экваторе двенадцать часов темноты чередуются с двенадцатью часами солнечного света, и это предотвращает чрезмерно высокое повышение температуры; но на полюсах это был бы непрерывный солнечный свет в течение шести месяцев, без возможности для земли охладиться хотя бы на один час. В день летнего солнцестояния, когда солнце находилось бы в зените полюса, количество тепла, получаемого там каждые двадцать четыре часа, было бы фактически почти в три с четвертью раза больше, чем то, которое в настоящее время получает экватор. Теперь то, что справедливо в отношении полюсов, было бы в равной степени справедливо, хотя и в меньшей степени, для полярных и умеренных регионов. Мы можем составить лишь весьма неадекватное представление о состоянии вещей, которое возникло бы в результате такого огромного увеличения тепла. Ничто живое на поверхности земного шара не могло бы существовать в полярных регионах при столь страшной температуре, какая преобладала бы тогда в летние месяцы. Как абсурдно было бы предполагать, что это состояние вещей имело бы тенденцию к возникновению ледниковой эпохи! Не только каждая частица льда в полярных регионах была бы рассеяна, но и сами моря вокруг полюса в течение нескольких месяцев в году были бы при температуре кипения.

Если бы можно было показать на основе физических принципов — что, по меньшей мере, крайне маловероятно, — что наклон эклиптики когда-либо мог быть таким большим, как 35°, это в значительной степени объяснило бы относительное отсутствие льда в Гренландии и других регионах в высоких широтах, как мы знаем, это было в каменноугольный, миоценовый и другие периоды. Но хотя значительное увеличение наклона могло бы вызвать таяние льда, оно не могло бы создать те мягкие климатические условия, которые, как мы знаем, преобладали в высоких широтах в те периоды; в то время как никакое увеличение наклона, каким бы большим оно ни было, не могло бы никоим образом способствовать возникновению ледниковой эпохи.

Полковник Дрейсон, однако, по-видимому, признает, что это значительное увеличение наклона сделало бы наше лето намного теплее, чем оно есть в настоящее время. Как же тогда, согласно его теории, объясняется ледниковая эпоха? Ниже приводится объяснение автора, изложенное его собственными словами:—

«На дату 13 700 г. до н.э. те же условия, по-видимому, преобладали до широты около 54° зимой, поскольку солнце находилось всего на несколько градусов над горизонтом. Мы, следовательно, вправе заключить, что тот же климат преобладал до широты 54°, какой сейчас существует зимой до широты 67°».

«Таким образом, в большей части Англии и Уэльса, и во всей Шотландии, айсберги больших размеров формировались бы каждую зиму; каждая река и ручей были бы заморожены и заблокированы льдом, вся страна была бы покрыта мантией снега и льда, и те существа, которые не могли ни мигрировать, ни выносить холод арктического климата, были бы истреблены». — «Последняя ледниковая эпоха», стр. 146.

«В день летнего солнцестояния полуденная высота солнца для широты 54° составляла бы около 71½°, высота, равная той, которую солнце сейчас достигает на юге Италии, юге Испании и во всех местностях, имеющих широту около 40°».

«Однако было бы это странное отличие от нынешних условий, что на широте 54° солнце в период летнего солнцестояния оставалось бы все двадцать четыре часа над горизонтом; факт, который дал бы экстремальную жару тем самым регионам, которые шестью месяцами ранее подвергались воздействию арктического холода. Не только эта значительно возросшая жара преобладала бы на широте 54°, но высота солнца была бы на 12° больше в полдень в середине лета, а также на 12° больше в полночь в высоких северных широтах, чем она достигает сейчас; следовательно, жара была бы гораздо сильнее, чем в настоящее время, и высокие северные регионы, даже вокруг самого полюса, подвергались бы воздействию жары летом гораздо большей, чем любая, которая сейчас существует в этих местностях. Естественным следствием было бы то, что айсберги и лед, которые накопились в течение суровой зимы в высоких широтах, быстро оттаивали бы от этой жары» (стр. 148).

«Каждую зиму все северное и южное полушария были бы одной массой льда; каждое лето почти весь лед каждого полушария был бы растоплен и рассеян» (стр. 150).

Согласно этой теории, не только вся страна покрывается каждую зиму сплошной массой льда, но и крупные айсберги формируются в течение этого короткого сезона, а когда наступает летняя жара, все тает. Здесь мы имеем неправильное представление не только о фактическом состоянии вещей во время ледниковой эпохи, но даже о том, как формируются айсберги и материковый лед. Айсберги формируются из материкового льда, но материковый лед не формируется в течение одной зимы, тем более массой, достаточной толщины для образования айсбергов. Материковый лед такой толщины требует для своего образования накопленных снегов столетий. Все, что мы могли бы реально иметь, согласно этой теории, — это толстый снежный покров зимой, который полностью исчезал бы летом, так что не могло бы быть никакого материкового льда.

Теория г-на Томаса Белта. — Теория о том, что ледниковая эпоха возникла в результате значительного увеличения наклона эклиптики, была недавно поддержана г-ном Томасом Белтом. Его концепции по этому вопросу, однако, кажутся мне еще более несовместимыми с физикой, чем те, которые мы рассматривали. Подполковник Дрейсон признает, что увеличение тепла в полярных регионах, возникающее в результате значительного увеличения наклона, рассеяло бы там лед, но г-н Белт даже не признает, что увеличение наклона принесло бы с собой увеличение тепла, тем более что оно растопило бы полярный лед. Напротив, он утверждает, что тенденция наклона заключается в увеличении суровости полярного климата, и что это причина, «почему сейчас вокруг полюсов некоторые земли подвергаются оледенению, ибо, если бы не этот наклон, снег и лед не накапливались бы, за исключением горных цепей». «Таким образом, — говорит он, — в настоящее время вокруг полюсов существуют ледниковые условия, обусловленные прежде всего наклоном эклиптики». И он также утверждает, что если бы не было наклона и ось Земли была бы перпендикулярна плоскости ее орбиты, вечная «весна царила бы вокруг арктического круга», и что «при таких обстоятельствах нагромождение снега или даже его образование на уровне моря было бы невозможным, за исключением, возможно, непосредственной близости полюсов, где лучи солнца имели бы лишь небольшую нагревательную способность из-за своей малой высоты».

Г-н Белт, по-видимому, был приведен к этим странным выводам следующим своеобразным неправильным пониманием влияния наклона на распределение солнечного тепла по земному шару. «Наклон эклиптики, — отмечает он, — не влияет на среднее количество тепла, получаемого в любой одной точке от солнца, но он заставляет тепло и холод преобладать в разные сезоны года».

Нет необходимости далее останавливаться на абсурдности предположения, что увеличение наклона может объяснить ледниковую эпоху, но мы можем в нескольких словах рассмотреть, смягчило бы уменьшение наклона климат и удалило бы снег из полярных регионов. Предполагая, что наклон исчезает и ось Земли становится перпендикулярной плоскости ее орбиты, совершенно верно, что день и ночь были бы равны по всему земному шару, но тогда количество тепла, получаемого полярными регионами, было бы гораздо меньше, чем в настоящее время. Хорошо известно, что в настоящее время в равноденствия, когда день и ночь равны, в арктических регионах преобладает снег, а не дождь, и можем ли мы предположить, что в рассматриваемом случае могло бы быть иначе? Как, мы можем справедливо спросить, могли бы эти регионы, лишенные своего лета, избавиться от своего снега и льда?

Но даже если предположить, что можно было бы показать, что изменение наклона эклиптики в степени, предполагаемой г-ном Белтом и подполковником Дрейсоном, вызвало бы ледниковую эпоху, все равно допущение такого изменения является тем, чего физическая астрономия не позволит. Г-н Белт, по-видимому, не оспаривает точность методов, с помощью которых доказано, что вариации наклона ограничены узкими пределами; но он утверждает, что физики-астрономы при проведении своих расчетов упустили из виду некоторые обстоятельства, которые существенно влияют на проблему. Это, согласно г-ну Белту, следующее: (1) Поднятия и опускания суши, которые могли иметь место в прошлые эпохи. (2) Неравномерное распределение моря и суши на земном шаре. (3) Тот факт, что экваториальное вздутие не является правильным, «но приближается в общих чертах к эллипсу, у которого больший диаметр на две мили длиннее другого». (4) Нагромождение льда вокруг полюсов в ледниковый период.

Мы можем кратко рассмотреть, могут ли какие-либо или все из них заметно повлиять на рассматриваемый вопрос. В отношении последнего упомянутого элемента, несомненно, верно, что если бы огромное количество воды было удалено из океана и помещено вокруг полюсов в виде льда, это повлияло бы на наклон эклиптики; но это элемент изменения, который недоступен г-ну Белту, потому что, согласно его теории, нагромождение льда является эффектом, который возникает в результате изменения наклона.

В отношении разницы в две мили в экваториальных диаметрах Земли необходимо помнить тот факт, что больший диаметр проходит почти через центр великой депрессии Тихого океана, тогда как меньший диаметр проходит через противоположные континенты Азии и Америки. Теперь, когда мы принимаем во внимание тот факт, что эти континенты не только в два с половиной раза плотнее океана, но и имеют среднюю высоту около 1000 футов над уровнем моря, становится совершенно очевидным, что масса Земли должна быть довольно равномерно распределена вокруг своей оси вращения, и что, следовательно, разница в экваториальных диаметрах не может оказывать никакого заметного влияния на изменение наклона. Из этого также следует, что нынешнее расположение моря и суши является наилучшим из возможных для предотвращения нарушения движения.

То, что когда-либо происходили поднятия и опускания суши столь огромной величины, чтобы привести к изменению наклона в степени, предполагаемой подполковником Дрейсоном и г-ном Белтом, — это то, что, я полагаю, немногие геологи были бы готовы признать. Предположим, что великое плоскогорье Тибета вместе с Гималайскими горами опустилось бы под море, это вряд ли произвело бы какой-либо заметный эффект на наклон эклиптики. Более того, предположим, что вся суша на земном шаре была бы погружена под уровень моря или ложа океанов превращены в сушу, все равно это не повлияло бы существенно на наклон. Причина очень очевидна. Экваториальное вздутие настолько огромно, что эти поднятия и опускания не изменили бы в значительной степени сплюснутую форму Земли. Единственной причиной, которая могла бы произвести какой-либо заметный эффект на наклон, как уже было замечено, было бы удаление воды океана и нагромождение ее в виде льда вокруг полюсов; но это причина, которая недоступна г-ну Белту.

Теория сэра Чарльза Лайеля. — Я также не могу согласиться с выводами сэра Чарльза Лайеля относительно влияния наклона эклиптики на климат. Сэр Чарльз говорит: «Можно заметить, что если бы наклон эклиптики когда-либо мог быть уменьшен до степени четырех градусов ниже его нынешнего наклона, такое отклонение представляло бы геологический интерес, поскольку оно вызвало бы распространение солнечного света по более широкой зоне внутри арктического и антарктического кругов. Действительно, если бы дату его возникновения в прошлом можно было установить, это большее распространение солнечных лучей, подразумевающее сокращение полярной ночи, могло бы в некоторой степени помочь объяснить растительность, подобную той, которая сейчас характеризует более низкие широты, имевшую в миоценовый и каменноугольный периоды гораздо более широкий ареал по направлению к полюсу».

Эффекты, как мы видели, были бы прямо противоположны тому, что здесь сказано, а именно: чем больше уменьшался наклон, тем меньше солнечные лучи распространялись бы по арктическим и антарктическим регионам, и, наоборот, чем больше увеличивался наклон, тем больше было бы количество тепла, распространяемого по полярным широтам. Чем дальше солнце отходит от экватора, тем больше становится количество тепла, рассеиваемого по полярным регионам; и если бы наклон мог достичь своего абсолютного предела (90°), очевидно, что полюса тогда получали бы больше тепла, чем экватор сейчас.

ГЛАВА XXVI. УГОЛЬ КАК МЕЖЛЕДНИКОВОЕ ОБРАЗОВАНИЕ.

Climate of Coal Period Inter-glacial in Character.—Coal Plants indicate an Equable, not a Tropical Climate.—Conditions necessary for Preservation of Coal Plants.—Oscillations of Sea-level necessarily implied.—Why our Coal-fields contain more than One Coal-seam.—Time required to form a Bed of Coal.—Why Coal Strata contain so little evidence of Ice-action.—Land Flat during Coal Period.—Leading Idea of the Theory.—Carboniferous Limestones.

Межледниковый климат — наиболее подходящий для роста угольных растений. — Ни одно утверждение, пожалуй, не могло бы показаться более невероятным или более противоречащим всем до сих пор принятым теориям, чем то, что растения, образующие наш уголь, росли во время ледниковой эпохи. Но, тем не менее, если теория вековых изменений климата, обсуждавшаяся в предыдущих главах, верна, то мы имеем в теплые межледниковые периоды (как было указано несколько лет назад) те самые климатические условия, которые лучше всего подходят для роста тех видов деревьев и растительности, из которых состоит наш уголь. Среди геологов и ботаников общепринято мнение, что флора каменноугольного периода указывает не на существование тропического, а на влажный, умеренный и ровный климат. «По-видимому, — говорит сэр Чарльз Лайель, — становится все более принятым мнение, что угольные растения в целом не указывают на климат, напоминающий тот, который сейчас существует в экваториальной зоне. Древовидные папоротники простираются так далеко на юг, как южные части Новой Зеландии, а араукариевые сосны встречаются на острове Норфолк. Большое преобладание папоротников и плаунов указывает на влажность, равномерность температуры и отсутствие морозов, а не на сильную жару».

Г-н Роберт Браун, выдающийся ботаник, считает, что быстрый и значительный рост многих угольных растений показывает, что они росли в болотах и на мелководье с равномерной и мягкой температурой.

«Вообще говоря, — говорит профессор Пейдж, — мы находим их напоминающими хвощи, болотные травы, тростники, плауны, древовидные папоротники и хвойные деревья; и они в существующей природе достигают своего максимального развития в теплых, умеренных и субтропических, а не в экваториальных регионах. Веллингтонии Калифорнии и сосны острова Норфолк более гигантские, чем самое большое хвойное дерево, обнаруженное до сих пор в каменноугольных пластах».

Каменноугольный период характеризовался не только большим преобладанием по сравнению с настоящим временем количества растущих папоротников, но и числом различных видов. Наш остров обладает только около 50 видами, в то время как не менее 140 видов были перечислены как обитавшие в тех немногих изолированных местах в Англии, где добывался уголь. И Гумбольдт показал, что не в жарких, а в горных, влажных и тенистых частях экваториальных регионов семейство папоротников производит наибольшее количество видов.

«Д-р Хукер считает, что климат, более теплый, чем наш сейчас, вероятно, был бы обозначен присутствием увеличенного количества цветковых растений, которые, несомненно, были бы фоссилизированы вместе с папоротниками; в то время как более низкая температура, равная среднему значению преобладающих сейчас сезонов, ассимилировала бы наш климат с климатом таких более прохладных стран, которые характеризуются несоразмерным количеством папоротников».

«Общее мнение высших авторитетов, — говорит профессор Халл, — по-видимому, заключается в том, что климат не напоминал климат экваториальных регионов, а был таким, в котором температура была свободна от крайностей; атмосфера была теплой и влажной, несколько напоминая климат Новой Зеландии и окружающих островов, который мы пытаемся имитировать искусственно в наших теплицах».

Огромное количество каменноугольной растительности показывает также, что климат, в котором она росла, не мог быть тропического характера, иначе она была бы разложена жарой. Торф, столь обильный в умеренных регионах, не встречается в тропиках.

Условием, наиболее благоприятным для сохранения растительных остатков, по крайней мере в форме торфа, является прохладный, влажный и ровный климат, подобный тому, который преобладает на Фолклендских островах в настоящее время. «На этих островах, — говорит г-н Дарвин, — почти каждый вид растений, даже грубая трава, которая покрывает всю поверхность земли, превращается в это вещество».

Из данных геологии мы можем разумно предположить, что если бы разница между нашей летней и зимней температурой была почти уничтожена и если бы мы наслаждались ровным климатом, равным или, возможно, немного выше нынешней средней годовой температуры нашего острова, мы имели бы тогда климат, подобный тому, который преобладал в каменноугольную эпоху.

Но мы уже видели, что таким должен был быть характер нашего климата в то время, когда эксцентриситет орбиты Земли был максимальным, а зима приходилась на время, когда Земля находилась в перигелии своей орбиты. Ибо, как мы уже показали, Земля в таком случае была бы на 14 212 700 миль ближе к солнцу зимой, чем летом. Эта огромная разница, наряду с другими причинами, которые обсуждались, почти уничтожила бы разницу между летней и зимней температурой. Почти полное, если не полное, отсутствие льда и снега, возникающее в результате этого состояния вещей, как уже было показано, способствовало бы повышению средней годовой температуры климата выше, чем она есть в настоящее время.

Условия, необходимые для сохранения угольных растений. — Но для формирования угля необходимо не просто иметь климатические условия, подходящие для роста, но также и для сохранения пышной растительности. Само существование угля в такой же степени обязано последнему обстоятельству, как и первому; более того, как мы еще увидим, тот факт, что большее количество угля относится к каменноугольному периоду, чем к любому другому, был явно обусловлен не столько более обширным ростом растительности в ту эпоху, подходящей для формирования угля, сколько тем фактом, что эта флора была лучше сохранена. Теперь, как будет показано в настоящее время, мы имеем не только в теплые периоды ледниковой эпохи климатические условия, наиболее подходящие для роста угольных растений, но мы имеем также в холодные периоды такой эпохи условия, наиболее благоприятные для сохранения этих растений.

Одним обстоятельством, необходимым для сохранения растений, является то, что они должны были быть покрыты толстым слоем песка, ила или глины, и для этой цели необходимо, чтобы область, на которой росли растения, была погружена под воду. Очевидно, что если бы область не была погружена под воду, растения не могли бы быть покрыты толстым слоем отложений; и даже если предположить, что они были покрыты, они не могли бы избежать разрушения от субаэральной денудации, если бы все это не находилось под водой. Другим условием, благоприятным, если не существенным, для сохранения растений является то, что они должны были быть погружены в холодное, а не в теплое море. Предполагая, что угольные растения росли во время теплого периода ледниковой эпохи, мы имеем в холодном периоде, который последовал, все вышеуказанные условия, обязательно обеспеченными.

Сейчас общепризнано, что угольные деревья росли вблизи широких эстуариев и на огромных плоских равнинах, лишь немного возвышавшихся над уровнем моря. Но то, что Lepidodendra, Sigillariæ и другие деревья, из которых наш уголь почти полностью состоит, росли на сухой почве, возвышавшейся над уровнем моря, а не в болотах и на мелководье, как когда-то предполагалось, было окончательно установлено исследованиями директора Доусона и других. После роста многих поколений деревьев равнина в конечном итоге погружается под море, и все это с течением времени покрывается толстыми слоями песка, гравия и других отложений, принесенных потоками с прилегающей суши. После этого погруженная равнина снова поднимается над уровнем моря и становится местом второго леса, который, продолжая процветать долгие века, в свою очередь уничтожается погружением и, подобно предыдущему, покрывается отложениями с суши. Этот попеременный процесс погружения и поднятия продолжается до тех пор, пока мы не получим последовательность погребенных лесов один над другим, с огромными стратифицированными отложениями между ними. Эти погребенные леса в конечном итоге превращаются в пласты угля. Это, я полагаю, справедливое представление об общепринятом способе, которым возникли наши угольные пласты. Также стоит отметить, что стратифицированные пласты между угольными пластами имеют морское, а не озерное происхождение. По этому вопросу я могу процитировать мнение профессора Халла, известного авторитета в этой области: «Признавая, — говорит он, — случайное присутствие озерных пластов, связанных с каменноугольными отложениями, я думаю, мы можем заключить, что вся формация была по существу морского и эстуарного происхождения».

Угольные пласты неизбежно подразумевают колебания уровня моря. — Можно также заметить, что каждый угольный пласт указывает как на поднятие, так и на опускание суши. Если, например, есть шесть угольных пластов, один над другим, это доказывает, что суша должна была быть, по крайней мере, шесть раз ниже и шесть раз выше уровня моря. Это повторяющееся колебание суши рассматривалось как несколько озадачивающее и странное обстоятельство. Но если мы предположим, что уголь является межледниковым образованием, эта трудность не только исчезает, но и все различные обстоятельства, которые мы подробно описывали, легко объясняются. Мы должны начать с теплого межледникового периода, с климатом, специально подходящим для роста угольных деревьев. В течение этого периода, как было показано в главе о погружении, море стояло бы на более низком уровне, чем в настоящее время, обнажая большие участки морского дна, на которых процветала бы угольная растительность. Это состояние вещей продолжалось бы в течение периода от 8000 до 10 000 лет, позволяя рост многих поколений деревьев. Когда теплый период подходил к концу и наступали холодные и ледниковые условия, климат становился неподходящим для роста угольных растений. Море начинало бы подниматься, и старые морские дна, на которых в течение столь долгого периода росли леса, были бы погружены и покрыты осадочными отложениями, принесенными с суши. Эти леса, погружаясь в холодное море и будучи погребенными под огромной массой отложений, были тогда защищены от разрушения и находились в положении, позволяющем превратиться в уголь. Холод, продолжающийся в течение периода около 10 000 лет или около того, сменился бы другим теплым периодом, в течение которого погруженные области снова становились поверхностью суши, на которой процветал второй лес в течение еще 10 000 лет, который в свою очередь погружался и погребался под ледниковыми отложениями с приближением второго холодного периода. Этот попеременный процесс погружения и поднятия суши, соответствующий повышению и понижению уровня моря в течение холодных и теплых периодов, продолжался бы до тех пор, пока эксцентриситет орбиты Земли оставался бы на высоком значении, пока мы могли бы иметь, возможно, пять или шесть погруженных лесов, один над другим, разделенных большой толщиной стратифицированных отложений, причем эти погруженные леса являются угольными пластами наших дней.