Из рассмотрения этих фактов Эренберг еще в 1839 году пришел к выводу, что горные породы, совершенно подобные тем, которые составляют большую часть земной коры, должны формироваться в наши дни на дне моря; и он выдвинул предположение, что даже там, где в более старых породах не обнаруживается следов органической структуры, она могла быть утрачена в результате метаморфоза[4].
[Сноска 4: Ueber die noch jetzt zahlreich lebende Thierarten der Kreidebildung und den Organismus der Polythalamien. Abhandlungen der Kön. Akad. der Wissenschaften. 1839. Berlin. 1841. Боюсь, что эта замечательная работа была несколько упущена из виду в недавних дискуссиях о связи древних пород с современными отложениями.]
Результаты антарктической экспедиции, как они изложены доктором Хукером в «Ботанике антарктического плавания» и в статье, которую он прочитал перед Британской ассоциацией в 1847 году, имеют величайшее значение в связи с этими взглядами, и они так ясно изложены в первой работе, которая является несколько труднодоступной, что я не приношу извинений за то, что цитирую их полностью —
«Воды и лед Южного полярного океана оказались одинаково изобилующими микроскопическими растениями, принадлежащими к отряду Diatomaceae. Хотя они слишком малы, чтобы быть различимыми невооруженным глазом, они встречались в таких бесчисленных мириадах, что окрашивали айсберги и паковый лед везде, где их омывала морская зыбь; и, будучи заключенными в замерзающую поверхность воды, они придавали ледяной каше и блинчатому льду бледно-охристый цвет. В открытом океане, к северу от ледяной зоны, этот отряд, хотя, несомненно, присутствует почти повсеместно, обычно ускользает от внимания натуралиста; за исключением случаев, когда его виды собираются среди той слизистой пены, которую иногда можно увидеть плавающей на волнах и о чьей истинной природе мы не знаем; или когда исследуется окрашенное содержимое морских животных, питающихся этими водорослями. Однако к югу от пояса льда, который опоясывает земной шар между параллелями 50° и 70° ю.ш., и в водах, заключенных между этим поясом и самой высокой широтой, когда-либо достигнутой человеком, эта растительность очень заметна из-за контраста между ее цветом и белым снегом и льдом, в которые она вкраплена. Настолько, что на восьмидесятом градусе весь поверхностный лед, переносимый течениями, бока каждого айсберга и основание самого великого Барьера Виктории, в пределах досягаемости зыби, были окрашены в коричневый цвет, как если бы полярные воды были насыщены оксидом железа».
«Поскольку большинство этих растений состоит из очень простых растительных клеток, заключенных в неразрушимый кремнезем (как другие водоросли — в карбонат кальция), очевидно, что смерть и разложение таких множеств должны образовывать осадочные отложения, пропорциональные по своей протяженности длине и открытости побережья, о которое они омываются, по толщине — силе таких агентов, как ветры, течения и море, которые более энергично сметают их в определенные позиции, и по чистоте — глубине воды и характеру дна. Поэтому мы обнаруживали их остатки вдоль каждого скованного льдом берега, в глубинах прилегающего океана, между 80 и 400 морскими саженями. У Барьера Виктории (перпендикулярная стена льда высотой от ста до двухсот футов над уровнем моря) дно океана было покрыто слоем чистого белого или зеленого ила, состоящего главным образом из кремневых панцирей Diatomaceae. Они при помещении в воду делали ее мутной, как молоко, и требовали много часов, чтобы осесть. В очень глубокой воде у Земли Виктории и Земли Грейама этот ил был особенно чистым и мелким; но по направлению к мелководным берегам существовала большая или меньшая примесь разрушенной породы и песка; так что органические соединения дна часто составляли лишь малую долю по сравнению с неорганическими»...
«Универсальное существование такой невидимой растительности, как растительность Антарктического океана, является поистине удивительным фактом, и тем более удивительным, что она не сопровождается растениями высокого порядка. В течение лет, которые мы провели там, я привык рассматривать явления жизни как совершенно отличающиеся от того, что наблюдается во всех других широтах, ибо все живое казалось животного происхождения. Океан кишел моллюсками и особенно энтомостраковыми ракообразными, маленькими китами и морскими свиньями; море изобиловало пингвинами и тюленями, а воздух — птицами; животное царство присутствовало всегда, более крупные существа охотились на меньших, а те, в свою очередь, на еще меньших; все казалось плотоядным. Травоядные не были распознаны, потому что питались микроскопической растительностью, о чьей истинной природе у меня сложилось ошибочное впечатление. Поэтому с немалым удовлетворением я теперь отношу Diatomaceae к растениям, вероятно, поддерживающим в Южном полярном океане тот баланс между растительным и животным царствами, который преобладает на поверхности нашего земного шара. И не только питание животного царства является единственной функцией, которую могут выполнять эти мельчайшие продукты; они могут также быть очистителями испорченного воздуха и, таким образом, выполнять в антарктических широтах роль наших деревьев и травяного покрова в умеренных регионах, а также широких листьев пальм и т.д. в тропиках»...
Что касается распределения Diatomaceae, доктор Хукер отмечает:
«Вероятно, нет такой широты между Шпицбергеном и Землей Виктории, где не существовали бы некоторые виды той или другой страны: Исландия, Британия, Средиземное море, Северная и Южная Америка, а также острова Южного моря — все обладают антарктическими Diatomaceae. Кремневые панцири видов, известных только как живущие в водах Южного полярного океана, в течение прошлых веков способствовали формированию горных пород; и таким образом они переживают несколько последовательных творений организованных существ. Фонолитовые камни Рейна и триполи содержат виды, идентичные тем, которые сейчас способствуют формированию осадочных отложений (и, возможно, в будущем — пласта породы), простирающихся непрерывным слоем на 400 измеренных миль. Я имею в виду берега Барьера Виктории, вдоль побережья которого исследованные пробы грунта неизменно были насыщены диатомовыми остатками, образующими банку, которая простирается на 200 миль к северу от основания Барьера Виктории, в то время как средняя глубина воды над ней составляет 300 морских саженей, или 1800 футов. Опять же, некоторые из антарктических видов были обнаружены плавающими в атмосфере, которая нависает над широким океаном между Африкой и Америкой. Знанием этого поразительного факта мы обязаны г-ну Дарвину, который, находясь в море у островов Зеленого Мыса, собрал невидимый порошок, выпавший на корабль капитана Фицроя. Он передал эту пыль Эренбергу, который установил, что она состоит из кремневых панцирей, главным образом американских Diatomaceae, которые переносились через верхний слой воздуха, когда какие-то метеорологические явления остановили их в пути и осадили на корабль и поверхность океана.
«Существование остатков многих видов этого отряда (и среди них некоторых антарктических) в вулканическом пепле, пемзе и шлаках действующих и потухших вулканов (например, Средиземного моря и острова Вознесения) — это факт, имеющий непосредственное отношение к настоящему предмету. Гора Эребус, вулкан высотой 12 400 футов, первого класса по размерам и энергичности действия, поднимается прямо из океана на семьдесят восьмом градусе южной широты, напротив банки Diatomaceae, которая покоится частично на его основании. Поэтому может не показаться нелепым заключить, что, как Везувий принимает воды Средиземного моря с его рыбой, чтобы извергнуть их через свой кратер, так и подземные и подводные силы, поддерживающие активность горы Эребус, могут время от времени получать органический материал из банки и извергать его вместе с этими вулканическими продуктами, пеплом и пемзой.
«Вдоль берегов Земли Грейама и Южных Шетландских островов мы имеем параллельное сочетание магматического и водного действия, сопровождающееся столь же обильным запасом Diatomaceae. В заливе Эребус и Террор, в пятнадцати градусах к северу от Земли Виктории и расположенном на противоположной стороне земного шара, пробы грунта были того же характера, что и у Земли Виктории и Барьера, а море и лед — столь же полны Diatomaceae. Это было доказано не только глубоководным лотом, но и исследованием айсбергов, которые, однажды сев на мель, всплыли и перевернулись, обнажив скопление белого рыхлого ила, примерзшего к их основаниям, который изобиловал этими растительными остатками».
«Челленджер» исследовал антарктические моря в регионе, промежуточном между теми, что были изучены экспедицией сэра Джеймса Росса; и наблюдения, сделанные доктором Уайвиллом Томсоном и его коллегами, во всех отношениях подтверждают наблюдения доктора Хукера:
«11 февраля, 60° 52' ю.ш., 80° 20' в.д., и 3 марта, 53° 55' ю.ш., 108° 35' в.д., лот поднялся, будучи наполненным очень мелкой кремового цвета пастой, которая почти не вскипала с кислотой и высыхала в очень легкий, невидимый, белый порошок. При исследовании под микроскопом было обнаружено, что он состоит почти целиком из фрустул диатомей, некоторые из них удивительно совершенны во всех деталях своего орнамента, а многие разбиты. Виды диатомей, входящие в состав этого отложения, еще не были изучены, но они, по-видимому, относятся главным образом к родам Fragillaria, Coscinodiscus, Chaetoceros, Asteromphalus и Dictyocha, с фрагментами разделенных палочек своеобразного кремневого организма, с которым мы были не знакомы и который составлял большую часть более мелкого вещества этого отложения. В смеси с диатомеями было несколько маленьких глобигерин, некоторые тесты и спикулы радиолярий и несколько песчинок; но эти инородные тела были в слишком малой пропорции, чтобы повлиять на то, что образование практически состоит только из диатомей. 4 февраля, на 52° 29' ю.ш., 71° 36' в.д., немного севернее островов Херд, буксировочная сеть, проходящая на несколько морских саженей ниже поверхности, поднялась почти заполненной бледно-желтой желатинообразной массой. Было обнаружено, что она состоит целиком из диатомей тех же видов, что и найденные на дне. Безусловно, наиболее обильным был маленький пучок кремневых палочек, слабо скрепленных на одном конце, расходящихся друг от друга на другом конце, и весь пучок был слабо скручен в веретено. Палочки полые и содержат характерный эндохром Diatomaceae. Таким образом, подобно глобигериновому илу, который сменяет его к югу в полосе, по-видимому, небольшой ширины, материалы этого кремневого отложения происходят целиком с поверхности и промежуточных глубин. Несколько странно, что диатомеи не казались в таком большом количестве на поверхности над диатомовым илом, как они были немного севернее. Это, возможно, можно объяснить тем, что мы не попали нашей буксировочной сетью в их пояс глубины; или возможно, что когда мы обнаружили его 11 февраля, донное отложение было действительно немного смещено к югу теплым течением, так как чрезвычайно мелкий хлопьевидный детрит диатомей требует определенного времени, чтобы опуститься. Пояс диатомового ила, безусловно, находится немного дальше к югу на 83° в.д., на пути обратного течения Игольного мыса, чем на 108° в.д.
«Вдоль всего края ледяного пака — повсюду, по сути, к югу от двух станций — 11 февраля во время нашего плавания на юг и 3 марта во время нашего возвращения мы поднимали мелкий песок и сероватый ил с маленькими гальками кварца и полевого шпата, а также маленькими фрагментами слюдяного сланца, хлоритового сланца, глинистого сланца, гнейса и гранита. Это отложение, я не сомневаюсь, было получено с поверхности, как и другие, но в данном случае путем таяния айсбергов и осаждения инородного материала, содержащегося во льду.
«Мы никогда не видели никаких следов гравия или песка, или какого-либо материала, обязательно происходящего с суши, на айсберге. Несколько из них показывали вертикальные или нерегулярные трещины, заполненные обесцвеченным льдом или снегом; но при внимательном рассмотрении обесцвечивание обычно оказывалось очень незначительным, а эффект на расстоянии обычно был связан с тем, что инородный материал, заполняющий трещину, отражал свет менее совершенно, чем общая поверхность айсберга. Я полагаю, что верхняя поверхность одного из этих великих таблитчатых южных айсбергов, включающая большую часть его объема и достигающая кульминации в части, открытой над поверхностью моря, была сформирована путем нагромождения последовательных слоев снега в течение периода, составляющего, возможно, несколько столетий, в течение которого ледяной щит медленно проталкивался над низменностью и в море на большом протяжении пологого склона, пока не достиг глубины значительно более 200 морских саженей, когда меньший удельный вес льда вызвал направленное вверх напряжение, которое в конце концов преодолело сцепление массы, и части были оторваны и уплыли. Если это истинная история формирования этих айсбергов, отсутствие какого-либо сухопутного детрита в части, открытой над поверхностью моря, легко объяснимо. Если таковой существует, он должен быть ограничен нижней частью айсберга, той частью, которая когда-то двигалась по дну ледяного щита.
«Айсберги, когда они впервые рассеиваются, плавают на глубине от 200 до 250 морских саженей. Поэтому, когда их уносит в широты 65° или 64° ю.ш., дно айсберга как раз достигает слоя, в котором температура воды отчетливо повышается, и он быстро тает, а ил и галька, которыми он более или менее заряжен, осаждаются. Что это осаждение происходит по всей области, где айсберги разрушаются, постоянно и в значительной степени, очевидно из того факта, что пробы грунта целиком состоят из таких отложений; ибо диатомеи, глобигерины и радиолярии присутствуют на поверхности в больших количествах; и если бы отложения изо льда не были обильными, они вскоре были бы покрыты и замаскированы слоем экзувиев поверхностных организмов».
Проведенные наблюдения не оставляют сомнений в том, что дно Антарктического океана, начиная с широты чуть южнее пятидесятой параллели и вплоть до 80° ю. ш., покрыто тонким слоем кремнистого ила, местами в той или иной степени смешанного с принесенными льдами обломками полярных земель и вулканическими выбросами. Кремнистые частицы, составляющие этот ил, частично происходят от диатомовых водорослей и радиолярий, обитающих в поверхностных водах, а частично — от спикул губок, живущих на дне. Данные относительно соответствующей Арктической области менее полны, однако их достаточно, чтобы обосновать вывод о том, что вокруг северного полюса формируется по существу аналогичный кремнистый покров.
Нет сомнений в том, что составляющие этот ил частицы могут уплотняться в твердую породу, подобную той, что образовалась в Оране на побережье Средиземного моря и состоит из схожих материалов. Более того, в случае с пресноводными отложениями такого рода несомненно, что действие просачивающейся воды может превратить изначально мягкий и рыхлый мелкозернистый песчаник в плотный, полупрозрачный опаловый камень, при этом кремнистые скелеты организмов растворяются, а кремнезем переотлагается в аморфном состоянии. Происходит ли подобный метаморфоз в морских отложениях, так же как и в пресноводных, неясно, но нет оснований сомневаться, что это возможно. А следовательно, можно без особого риска предположить, что самые обычные метаморфические процессы способны превратить эти полярные отложения в разновидность кварцита.
В обширной промежуточной зоне, занимающей около 110° широты и отделяющей приполярные Арктическую и Антарктическую области кремнистых отложений, диатомеи и радиолярии поверхностных вод, а также губки со дна не исчезают, и, насколько можно судить по некоторым формам, их общее количество даже не уменьшается; хотя, по грубой оценке, доля радиолярий по отношению к диатомеям значительно выше, чем в более холодных морях. Тем не менее состав глубоководного ила этой промежуточной зоны совершенно отличен от состава ила приполярных областей.
Первые точные сведения о природе этого ила на глубинах более 1000 морских саженей были представлены Эренбергом в отчете, опубликованном им в «Monatsberichte» Берлинской академии за 1853 год, по результатам промеров глубин, выполненных лейтенантом Берриманом из ВМС США в северной части Атлантического океана между Ньюфаундлендом и Азорскими островами.
Наблюдения, подтверждающие данные Эренберга во всех существенных аспектах, были проведены профессором Бейли, мною, доктором Уолличем, доктором Карпентером и профессором Уайвиллом Томсоном во время их ранних экспедиций; а распространение глобигеринового ила в южной части Тихого океана было доказано недавними работами судна H.M.S. «Челленджер», которые также впервые показали, что при движении от экватора к высоким южным широтам количество и разнообразие фораминифер уменьшается, и даже глобигерины становятся мельче. И этот результат, как можно заметить, полностью согласуется с уже упомянутым фактом, что в Камчатском море глубоководный ил, согласно исследованиям Бейли, не содержит известковых организмов.
Таким образом, во всей «промежуточной зоне» кремнистые отложения, формирующиеся там, как и везде, в результате накопления спикул губок, радиолярий и диатомей, оказываются скрыты и подавлены значительно большим количеством известкового осадка, возникающего при скоплении скелетов погибших фораминифер. Сходство этого отложения, состоящего из высокого процента карбоната кальция и малого процента кремнезема, с мелом, если рассматривать его просто как разновидность горной породы, на что впервые указал Эренберг[5], в настоящее время признано всеми; и нельзя разумно сомневаться в том, что обычные метаморфические процессы способны превратить «современный мел» в твердый известняк или даже в кристаллический мрамор.
[Сноска 5: Следующие отрывки из мемуара Эренберга «Органические остатки в мелу, которые существуют и поныне» (1839) являются исчерпывающими:—
«7. Период зарождения существующего ныне органического мира, если такой период вообще можно выделить (что сомнительно), можно предположить лишь как существовавший по другую сторону и ниже меловых отложений; и таким образом, либо мел с его обширными и мощными пластами должен быть включен в ряд более новых формаций, либо некоторые из принятых четырех великих геологических периодов — четвертичный, третичный и вторичный — содержат организмы, которые живут и по сей день. Вероятнее в пропорции 3 к 1, что переходный или первичный период не является чем-то иным, а лишь более труден для изучения и понимания вследствие постепенного и длительного химического разложения и метаморфоза многих его органических составляющих».