Результаты д-ра Доусона тем более примечательны, что многочисленные образцы британского угля из различных местностей, которые я исследовал, говорят об одном и том же относительно преобладания элемента спор и спорангиев в их составе; и поскольку именно в самых тонких и чистых углях, таких как уголь «Better-Bed» из Лоумура, споры и спорангии, очевидно, составляют почти всю массу отложений.
Уголь, подобный описанному, всегда находится в пластах, или «швах», варьирующихся от доли дюйма до многих футов в толщину, заключенных в недрах земли на самых разных глубинах, между пластами горных пород различных видов. Как правило, каждый пласт угля покоится на более или менее толстом слое глины, который известен как «подстилающая глина». Эти чередования пластов угля, глины и породы могут повторяться много раз и известны как «угольные меры»; и в некоторых регионах, таких как Южный Уэльс и Новая Шотландия, угольные меры достигают толщины двенадцать или четырнадцать тысяч футов и включают восемьдесят или сто пластов угля, каждый со своей подстилающей глиной, отделенных от тех, что выше и ниже, пластами песчаника и сланца.
Положение пластов, составляющих угольные меры, бесконечно разнообразно. Иногда они наклонены вертикально, иногда горизонтальны, иногда изогнуты в большие бассейны; иногда они выходят на поверхность, иногда покрыты тысячами футов породы. Но, каково бы ни было их нынешнее положение, существуют обильные и убедительные доказательства того, что каждая подстилающая глина когда-то была поверхностной почвой. В этих подстилающих глинах часто встречаются не только обугленные корневые волокна; но и пни деревьев, стволы которых сломаны и смешаны с пластом угля, неоднократно находили переходящими в радиальные корни, все еще внедренные в подстилающую глину. На многих участках побережья Англии то, что обычно называют «подводными лесами», можно увидеть во время отлива. Они состоят, по большей части, из коротких пней дуба, бука и елей, все еще закрепленных своими длинными корнями в слое голубой глины, в которой они изначально росли. Если бы один из этих пластов подводного леса постепенно опустился и был покрыт новыми отложениями, он представлял бы точно такие же характеристики, как подстилающая глина угля, если бы сигиллярии и лепидодендроны древнего мира были заменены дубом или буком нашего времени.
В тропическом лесу в наши дни стволы упавших деревьев и пни таких деревьев, которые могли быть сломаны силой штормов, остаются целыми лишь короткое время. Вопреки тому, что можно было ожидать, плотная древесина дерева гниет и страдает от нашествия насекомых быстрее, чем кора. И путешественник, ступая на поваленный ствол, обнаруживает, что это лишь оболочка, которая ломается под его весом и опускает его ногу среди насекомых или рептилий, которые искали пищу или убежище внутри.
Деревья угольных лесов представляют параллельные условия. Когда упавшие стволы, вошедшие в состав пласта угля, поддаются идентификации, они представляют собой лишь двойные оболочки коры, сплющенные вместе вследствие разрушения древесной сердцевины; и сэр Чарльз Лайель и директор Доусон обнаружили в полых пнях угольных деревьев Новой Шотландии остатки улиток, многоножек и существ, похожих на саламандр, внедренных в отложения иного характера, чем те, что окружали внешнюю часть деревьев. Таким образом, пытаясь понять образование пласта угля, мы должны попытаться представить себе густой лес, состоящий по большей части из деревьев, похожих на гигантские плауны, хвощи и древовидные папоротники, с некоторыми деревьями здесь и там, которые имели больше сходства с нашими существующими тисами и елями. Мы должны предположить, что по мере смены времен года растения росли и развивали свои споры и семена; что они сбрасывали их в огромных количествах, которые накапливались на земле внизу; и что время от времени они добавляли мертвую ветку или лист; или, через более длительные промежутки времени, гнилую ветку или мертвый ствол к этой массе.
Определенная часть спор и семян, несомненно, выполняла свою очевидную функцию и, переносимая ветром в незанятые регионы, расширяла границы леса; многие могли быть смыты дождем в ручьи и потеряны; но большая часть должна была остаться, чтобы накапливаться, подобно буковым орешкам или желудям, под деревьями современного леса.
Но в этом случае можно спросить, почему наш английский уголь не состоит из стеблей и листьев в гораздо большей степени, чем это есть на самом деле? В чем причина преобладания в нем спор и споровых капсул?
Готовый ответ на этот вопрос дает изучение живого взрослого плауна. Встряхните его над листом бумаги, и он испустит облако мелкой пыли, которая падает на бумагу и является хорошо известным порошком ликоподия. Теперь этот порошок использовался, и, я полагаю, до сих пор используется, для двух целей, которые, на первый взгляд, не имеют никакой особой связи друг с другом. Он используется, или использовался, для создания молнии и для изготовления таблеток. Оболочки спор содержат так много смолистого вещества, что щепотка порошка ликоподия, брошенная через пламя свечи, сгорает с мгновенной вспышкой, которая долгое время служила молнией на сцене. И та же характеристика делает его отличным покрытием для таблеток; ибо смолистый порошок предотвращает намокание лекарства слюной и, таким образом, преграждает путь тошнотворному вкусу к чувствительным сосочкам языка.
Но это смолистое вещество, которое находится в стенках спор и спорангиев, — это вещество, которое нелегко изменяется под воздействием воздуха и воды, и поэтому стремится сохранить эти тела, точно так же, как битуминизированная погребальная ткань сохраняет египетскую мумию; в то время как, с другой стороны, просто древесный стебель и листья стремятся гнить так же быстро, как сгнила древесина гроба мумии. Таким образом, смешанная куча спор, листьев и стеблей в угольном лесу постоянно подвергалась бы воздействию воздуха и дождя; листья и стебли постепенно сводились бы к малому, кроме их углерода, или, другими словами, к состоянию минерального угля, в котором мы их находим; в то время как споры и спорангии оставались бы сравнительно неизмененным и компактным остатком.
Существуют, действительно, довольно ясные доказательства того, что уголь должен был, при некоторых обстоятельствах, превратиться в вещество, достаточно твердое, чтобы скататься в гальку, пока он еще лежал на поверхности земли; ибо в некоторых пластах угля в руслах ручьев, которые должны были быть живой водой, пока пласт, в котором найдены их остатки, был еще на поверхности, наблюдались скатанные гальки того самого угля, через который проложил себе путь поток.
Структурные факты таковы, что не оставляют иного выбора, кроме как принять точку зрения на происхождение такого угля, как я описал, которая была только что изложена; но, к счастью, этот процесс имеет аналогию в наши дни. У меня есть образец того, что называется «белым углем» из Австралии. Это воспламеняющийся материал, горящий ярким пламенем и имеющий консистенцию и вид овсяной лепешки, который, как мне сообщили, покрывает значительную площадь. Он состоит почти полностью из спрессованной массы спор и споровых капсул. Но мелкие частицы нанесенного песка, которые разбросаны по нему, показывают, что он должен был накапливаться субаэрально на поверхности почвы, покрытой лесом тайнобрачных растений, вероятно, древовидных папоротников.
Что касается этого важного пункта субаэрального региона угля, я рад обнаружить, что полностью согласен с директором Доусоном, который основывает свои выводы на других, но не менее убедительных соображениях. В отрывке, который является продолжением уже процитированного, он пишет:—
(3) Микроскопическая структура и химический состав пластов кеннель-угля и землистого битума, а также более высокобитуминозного и углеродистого сланца показывают, что они были по своей природе тонким растительным илом, который накапливается в прудах и мелководных озерах современных болот. Когда такой тонкий растительный осадок смешивается, как это часто бывает, с глиной, он становится похожим на битуминозный известняк и известково-битуминозные сланцы угольных мер. (4) Немногие из подстилающих глин, которые поддерживают пласты угля, имеют природу растительного ила, упомянутого выше; но большая часть имеет аргиллито-песчанистый состав, с небольшим количеством растительного вещества, и обесцвечена дренажем из них воды, содержащей продукты растительного распада. Они, короче говоря, суглинистые или глинистые почвы и должны были находиться достаточно высоко над водой, чтобы допускать дренаж. Отсутствие сульфуретов и наличие карбоната железа в связи с ними доказывают, что, когда они существовали как почвы, их просачивала дождевая вода, а не морская. (5) Уголь и ископаемые леса представляют много доказательств субаэральных условий. Большинство прямостоячих и поваленных деревьев стали полыми оболочками коры, прежде чем они были окончательно внедрены, и их древесина разбилась на кубические куски минерального угля. Наземные улитки и многоножки (Xylobius) заползали в них, и они становились логовищами или ловушками для рептилий. Большое количество минерального угля встречается на поверхности всех крупных пластов угля. Ни одно из этих явлений не могло быть вызвано субаквальным действием. (6) Хотя корни Sigillaria имеют больше сходства с корневищами некоторых водных растений, структурно они абсолютно идентичны корням саговников, которые также напоминают стволы. Далее, Sigillarioe росли на тех же почвах, которые поддерживали хвойные, лепидодендроны, кордаиты и папоротники — растения, которые не могли расти в воде. Опять же, за исключением, возможно, некоторых Pinnularioe и Asterophyllites, в угольных мерах заметно отсутствие какой-либо формы собственно водной растительности. (7) Наличие морских или солоноватоводных животных в кровлях угольных пластов или даже в самом угле не дает доказательств субаквального накопления, поскольку то же самое происходит в случае современных подводных лесов. По этим и другим причинам, некоторые из которых более полно изложены в уже упомянутых статьях, хотя я признаю, что области накопления угля часто были затоплены, я должен настаивать на том, что настоящий уголь — это субаэральное накопление путем роста растений на почвах, влажных и болотистых, это правда, но не затопленных.
Я почти склонен сомневаться, необходимо ли делать уступку в пользу «влажных и болотистых»; в остальном нет ничего, что я знаю, что можно было бы сказать против этого превосходного обзора причин верить в субаэральное происхождение угля.
Но уголь, накопленный на территории, покрытой одним из великих лесов каменноугольной эпохи, с течением времени был бы разрушен малым, но постоянным износом от дождя и ручьев, если бы земля, которая его поддерживала, оставалась на том же уровне или была постепенно поднята на большую высоту. И, несомненно, столько же угля, сколько существует сейчас, было уничтожено после его образования таким образом. То, что сейчас известно как угольные районы, обязано своей важностью тому факту, что они были областями медленного опускания в течение большей или меньшей части каменноугольной эпохи; и что в силу этого обстоятельства Мать-Земля смогла покрыть свои растительные сокровища и сохранить их от разрушения.
Везде, где сейчас существует угольный бассейн, раньше должен был быть свободный доступ для большой реки или мелководного моря, несущего осадки в виде песка и ила. Когда область угольного леса медленно опускалась, воды должны были распространиться по ней и отложить свой груз на поверхность пласта угля в виде слоев, которые теперь превратились в сланец или песчаник. Затем последовал период покоя, в который налегающие мелководные воды полностью заполнились и, наконец, заменились тонким илом, который осел в новую подстилающую глину и обеспечил почву для роста нового леса. Он процветал и накапливал свои споры и древесину в уголь, пока не возобновилась стадия медленного опускания. И в некоторых местностях, как я упоминал, процесс повторялся до тех пор, пока первый из чередующихся пластов не опустился почти на три мили ниже своего первоначального уровня на поверхности земли.
При размышлении над изложенным таким образом кратким изложением основных фактов, связанных с происхождением угля, образовавшегося в каменноугольную эпоху, возникают два или три соображения.
Во-первых, великий призрак геологического времени встает перед исследователем этого, как и всех других, фрагментов истории нашей земли — неудержимо вырываясь из фактов, как джинн из кувшина, который рыбаки так неосторожно открыли; и, опять же, как джинн, будучи парообразным, изменчивым и неопределимым, но несомненно гигантским. Какими бы скромными ни были основы чьих-либо расчетов, минимум времени, отводимый на угольный период, остается чем-то ошеломляющим.
Директор Доусон — последний человек, склонный к преувеличению в этом вопросе, и будет хорошо рассмотреть, что он имеет сказать по этому поводу:—
«Скорость накопления угля была очень медленной. Климат того периода в северной умеренной зоне был такого характера, что настоящие хвойные деревья показывают кольца роста, не большие и не намного менее отчетливые, чем у многих их современных сородичей. Сигиллярии и каламиты не были, как часто полагают, составлены полностью или даже главным образом из рыхлых и мягких тканей, или обязательно короткоживущими. У первых, правда, была очень толстая внутренняя кора; но их плотная древесная ось, их толстая и почти неразрушимая внешняя кора и их скудная и жесткая листва не указывали бы на очень быстрый рост или распад. В случае с сигилляриями вариации в листовых рубцах в разных частях ствола, интеркаляция новых гребней на поверхности, представляющая таковую новых древесных клиньев в оси, поперечные отметки, оставленные стадиями роста вверх, — все указывает на то, что для роста стволов умеренного размера требовалось несколько лет. Огромные корни этих деревьев и состояние угольных болот должны были избавить их от опасности быть опрокинутыми насилием. Они, вероятно, падали в последовательных поколениях от естественного распада; и, делая всякую скидку на другие материалы, мы можем с уверенностью утверждать, что каждый фут толщины чистого битуминозного угля подразумевает спокойный рост и падение по крайней мере пятидесяти поколений сигиллярий, и, следовательно, ненарушенное состояние лесного роста, длящееся на протяжении многих столетий. Далее, есть доказательства того, что огромное количество рыхлой паренхиматозной ткани и даже древесины погибло от распада, и мы не знаем, до какой степени даже самые прочные ткани могли исчезнуть таким образом; так что во многих угольных пластах мы можем иметь лишь очень малую часть произведенного растительного вещества».
Несомненно, сила этих размышлений не уменьшается, когда битуминозный уголь, как в Британии, состоит из накопленных спор и споровых капсул, а не из стеблей. Но предположим, что мы примем предположение директора Доусона, что один фут угля представляет пятьдесят поколений угольных растений; и, далее, сделаем умеренное предположение, что каждое поколение угольных растений требовало десять лет для достижения зрелости — тогда каждый фут толщины угля представляет пятьсот лет. Наложенные друг на друга пласты угля в одном угольном бассейне могут составлять толщину пятьдесят или шестьдесят футов, и поэтому только уголь в этом бассейне представляет 500 x 50 = 25 000 лет. Но фактический уголь — это лишь незначительная часть общего отложения, которое, как было видно, может составлять от двух до трех миль вертикальной толщины. Предположим, это 12 000 футов — что в 240 раз больше толщины фактического угля — есть ли какая-либо причина, по которой мы должны верить, что на его формирование могло уйти не в 240 раз больше времени? Я не знаю ни одной. Но в этом случае время, которое представляет угольный бассейн, составило бы 25 000 x 240 = 6 000 000 лет. Как дающие определенную хронологию, конечно, такие расчеты не имеют никакой ценности; но они очень полезны для фиксации внимания на возможном минимуме. Человека может озадачить вопрос, сколько времени строился Рим; но он пословично в безопасности, если утверждает, что он не был построен за один день; и наши геологические расчеты все в настоящее время находятся примерно на этой основе.
Второе соображение, которое изучение угля выдвигает на первый план перед умом любого, кто знаком с палеонтологией, заключается в том, что угольная флора, рассматриваемая в отношении огромного периода времени, который она длилась, и еще более обширного периода, прошедшего с тех пор, как она процветала, претерпела мало изменений, пока она существовала, и по своим своеобразным характеристикам странно мало отличается от той, которая существует в настоящее время.
Одни и те же виды растений встречаются на протяжении всей толщины угольного бассейна, и самые молодые не ощутимо отличаются от самых старых. Но более того. Несмотря на то, что каменноугольный период отделен от нас большим временем, чем все время, представленное вторичными и третичными формациями, великие типы растительности были столь же отчетливы тогда, как и сейчас. Структура современного плауна дает полное объяснение ископаемых остатков лепидодендронов, а листья некоторых древних папоротников трудно отличить от существующих. В то же время следует помнить, что нигде в мире в настоящее время нет леса, который имел бы более чем грубую аналогию с угольным лесом. Типы могут оставаться, но детали их формы, их относительные пропорции, их спутники — все изменено. И лес древовидных папоротников Тасмании или Новой Зеландии дает лишь слабое и отдаленное изображение растительности древнего мира.
Еще раз, неизменно повторяющийся урок геологической истории, в какой бы точке ни было начато его изучение: урок почти бесконечной медленности модификации живых форм. Линии родословных живых существ обрываются почти до того, как они начинают сходиться.
Наконец, еще одно любопытное соображение. Давайте предположим, что один из глупых, похожих на саламандр лабиринтодонтов, которые ковыляли, с большим брюхом и короткими ногами, как Фальстаф в старости, среди угольных лесов, мог иметь достаточно мыслительной силы в своем маленьком мозгу, чтобы размышлять о ливнях спор, которые продолжали падать годами и столетиями, в то время как, возможно, ни одна из десяти миллионов не выполнила свою кажущуюся цель и не воспроизвела организм, который дал ей жизнь: конечно, его можно было бы извинить за морализаторство по поводу бездумного и бессмысленного расточительства, которое Природа проявляла в своих операциях.