Труды Геологического общества, 1875 г.
Рис. 31. Ацервулиновая разновидность Эозоона, Сен-Пьер.
(a.) Общая форма, половина натуральной величины. (b.) Часть клеточного внутреннего пространства, увеличенная, показывающая ход тубул.
Все это, однако, не имеет отношения к слоям фрагментов Эозоона, которые разбросаны по лаврентийским известнякам. В них ископаемое иногда сохраняется обычным образом, с полостями, заполненными серпентином, а более толстые части скелета имеют каналы, заполненные этим веществом. В этом случае камеры могли быть заняты серпентином до того, как они были разрушены. В Сен-Пьере имеются отчетливые слои такого рода, толщиной от половины дюйма до нескольких дюймов, регулярно переслаивающиеся с обычным известняком. В других слоях серпентин отсутствует, но промежутки между фрагментами заполнены кристаллическим доломитом или магнезиальным известняком, который также проник в каналы; и есть признаки, хотя и менее явные, того, что некоторые, по крайней мере, слои чистого известняка состоят из фрагментарного Эозоона. В лаврентийском известняке Уэнтуорта, принадлежащем, по-видимому, к той же полосе, что и известняк Сен-Пьера, есть много мелких округлых кусков известняка, очевидно, обломков какой-то более древней породы, разбитых и округленных в результате истирания. В некоторых из этих фрагментов можно отчетливо разглядеть структуру Эозоона. Это показывает, что еще более древние известняки, состоящие из Эозоона, в то время подвергались разрушению, и переносит наш взгляд на существование этого ископаемого к самому началу лаврентийского периода.
Что касается органических фрагментов, не показывающих структуру Эозоона, я пока не смог отнести их к какому-либо определенному происхождению. Некоторые из них могут быть просто толстыми частями раковины Эозоона, поры которых заполнены кальцитом, что придает им однородный вид. Другие имеют вид, очень похожий на фрагменты таких примордиальных форм, как Archæocyathus, которые будут описаны далее; но после тщательных поисков я до сих пор не могу сказать больше, чем мог сказать в 1865 году.
Рис. 32. Archæospherinæ из Сен-Пьера.
(a.) Образцы, извлеченные путем растворения в кислоте. Нижний показывает внутренние перегородки. (b.) Образцы в разрезе.
Рис. 33. Archæospherinæ из Эозоона из Берджесса.
Увеличено.
Рис. 34. Archæospherinæ из известняка Уэнтуорта.
Увеличено.
Иначе обстоит дело с круглыми ячейками, инфильтрированными серпентином, и с кремнистыми зернами, включенными в логанит. Я уже упоминал и изобразил (рис. 18) примечательные округлые тела, встречающиеся у Лонг-Лейк. Теперь я изображаю подобные тела, найденные в смеси с фрагментарным Эозооном и в отдельных тонких слоях в Сен-Пьере (рис. 32), а также некоторые из необычных зерен, найденных в логаните, занимающем камеры Эозоона из Берджесса (рис. 33), и четкообразное тело, освобожденное кислотой, вместе с другими неправильными формами из известняка Уэнтуорта (рис. 34). Все они, я думаю, по сути, одной природы, а именно: камеры, первоначально окруженные трубчатой стенкой, подобно Эозоону, и собранные в группы, иногда линейным образом, иногда спирально, подобно тем Globigerinæ, которые составляют массу современных глубоководных отложений, а также мела. Эти тела встречаются рассеянными в известняке, расположенными тонкими слоями, параллельными напластованию, или иногда в крупных камерных полостях Эозоона. Они настолько изменчивы по размеру и форме, что вполне вероятно, что они могут иметь различное происхождение. Наиболее вероятные из них можно сформулировать следующим образом. Во-первых, в некоторых случаях это могут быть более рыхлые поверхностные части Эозоона, разбитые на небольшие группы ячеек. Во-вторых, это могут быть малоклеточные зародыши или почки, отделяющиеся от Эозоона. В-третьих, это могут быть более мелкие фораминиферы, структурно родственные Эозоону, но по характеру роста напоминающие те маленькие шарообразные формы, которые, как уже упоминалось, в изобилии встречаются в мелу и в современном океане. Последнюю точку зрения я считаю весьма вероятной в случае многих из них; и поэтому, в качестве удобного названия, я предложил для них Archæospherinæ, или древние сферические животные.
Углеродистое вещество редко встречается в настоящих известняках Эозоона, и, как уже было сказано, я отношу лаврентийский графит или плюмбаго главным образом к растениям. Что касается червоточин, упомянутых в 1865 году, то в их природе нет сомнений, но есть некоторые сомнения относительно того, являются ли слои, содержащие их, действительно нижнелаврентийскими. Они могут быть верхнелаврентийскими или гуронскими. Я привожу здесь рисунки этих нор, как они были опубликованы в 1866 году (рис. 35). Породы, которые их содержат, также содержат фрагменты Эозоона и, насколько известно, не содержат других ископаемых.
Журнал Геологического общества.
Рис. 35. Норы аннелид, лаврентийские или гуронские.
Рис. 1. Поперечный разрез червоточины — увеличен, как прозрачный объект. (a.) Известково-кремнистая порода. (b.) Пространство, заполненное известковым шпатом. (c.) Песок, сцементированный и окрашенный в черный цвет. (d.) Песок менее сцементированный и неокрашенный. Рис. 2. Поперечный разрез червоточины на выветренной поверхности, натуральная величина. Рис. 3. То же самое, увеличенное.
Если мы теперь обратимся к другим странам в поисках современников Эозоона, я могу сначала сослаться на некоторые образцы, найденные моим другом доктором Ханиманом в Арисейге, в Новой Шотландии, в слоях, подстилающих силурийские породы этой местности, но в остальном неопределенного возраста. Я не ручаюсь за них как за лаврентийские, и если они того же возраста, они, по-видимому, указывают на вид, отличный от вида из собственно Канады. Они отличаются более грубой тубуляцией, а также тем, что их каналы крупные, четкообразные и менее расходящиеся. Я предложил для этих образцов, в некоторых заметках, представленных для обзора Канады, название Eozoon Acadianum.
Доктор Гюмбель, директор Геологической службы Баварии, является одним из самых активных и широко информированных европейских геологов, сочетающим европейские знания с обширным знакомством с более крупными и в некотором отношении более типичными областями древних пород в Америке, а также стратиграфическую геологию с восторженным интересом к микроскопическим структурам ископаемых. Он сразу и весьма умело взялся за вопрос о применении открытий в Канаде к породам Баварии. Дух, в котором он это сделал, можно понять из следующего отрывка:
«Открытие органических остатков в кристаллических известняках древнего гнейса Канады, которым мы обязаны исследованиям сэра Уильяма Логана и его коллег, а также тщательным микроскопическим исследованиям докторов Доусона и Карпентера, должно рассматриваться как открытие новой эры в геологической науке.
«Это открытие сразу опрокидывает представления, до сих пор обычно разделяемые относительно происхождения стратифицированных первичных известняков и сопровождающих их гнейсовых и кварцевых пластов, включенных под общим названием первичных кристаллических сланцев. Оно показывает нам, что эти кристаллические стратифицированные породы так называемой первичной системы являются лишь продолжением назад цепи ископаемых пластов; элементы которых отлагались как океанический осадок, подобно глинистым сланцам, известнякам и песчаникам палеозойских формаций, и в подобных условиях, хотя и в гораздо более отдаленное время, более благоприятное для образования кристаллических минеральных соединений.
«В этом открытии органических остатков в первичных породах мы с радостью приветствуем рассвет новой эпохи в критической истории этих более ранних формаций. Уже в ее свете первобытное геологическое время представляется повсюду оживленным и населенным новыми животными формами, о самом существовании которых мы ранее не подозревали. Жизнь, которая, как предполагалось до сих пор, впервые появилась в примордиальном отделе силурийского периода, теперь видится неизмеримо удлиненной за пределы своего прежнего предела и охватывающей в своей области самые древние известные части земной коры. Почти кажется, что органическая жизнь пробудилась одновременно с затвердеванием земной коры.
«Великое значение этого открытия не может быть ясно понято, если мы сначала не рассмотрим различные и противоречивые мнения и теории, которые до сих пор поддерживались относительно происхождения этих первичных пород. Так, некоторые, кто считает их первой сформировавшейся корой ранее расплавленного земного шара, рассматривают их кажущуюся стратификацию как своего рода концентрическую параллельную структуру, развившуюся при прогрессивном охлаждении массы снаружи. Другие, допуская подобное происхождение этих пород, предполагают, что их разделение на параллельные слои обусловлено, подобно расслоению глинистых сланцев, боковым давлением. Если мы допустим такие взгляды, то магматическое происхождение сланцевых пород становится мыслимым и, по сути, поддерживается многими.
«С другой стороны, у нас есть школа, которая, признавая осадочное происхождение этих кристаллических сланцев, предполагает, что они были метаморфизованы в более поздний период; либо внутренним теплом, действующим в глубоко погребенных пластах; близостью изверженных пород; или, наконец, посредством воздействия просачивающихся вод, заряженных определенными минеральными солями.
«Лишь немногие геологи до сих пор склонялись к мнению, что эти кристаллические сланцы, обладая реальной стратификацией и будучи осадочными по происхождению, сформировались в период, когда условия были более благоприятными для производства кристаллических материалов, чем в настоящее время. Согласно этому взгляду, кристаллическая структура этих пород является первоначальным состоянием, а не наведенным в более поздний период метаморфизмом. Однако для того, чтобы упорядочить и классифицировать эти древние кристаллические породы, становится необходимым установить путем суперпозиции или другими доказательствами различия в возрасте, подобные тем, которые признаются в более поздних стратифицированных отложениях. Открытие подобных органических остатков, занимающих определенное положение в стратификации в различных и отдаленных частях этих первичных пород, служит мощным аргументом в пользу последнего взгляда, в противовес представлению, которое поддерживает метаморфическое происхождение различных минералов и пород этих древних формаций; так что мы можем рассматривать прямое образование этих минеральных элементов, по крайней мере, в том, что касается этих ископаемых первичных известняков, как установленный факт».
Его первое открытие записано таким образом, в выражениях, которые показывают очень близкое сходство баварского и канадского эозоика.
«Мое открытие подобных органических остатков в серпентиновом известняке из окрестностей Пассау было сделано в 1865 году, когда я вернулся со своих геологических работ летом и получил недавно опубликованные описания господ Логана, Доусона и др. Небольшие части этой породы, собранные в ходе Геологической съемки в 1854 году и с тех пор хранившиеся в моей коллекции, будучи подвергнуты микроскопическому исследованию, самым блестящим образом подтвердили проницательное суждение канадских геологов и предоставили палеонтологические доказательства того, что, несмотря на огромное расстояние, отделяющее Канаду от Баварии, эквивалентные первичные породы двух регионов характеризуются сходными органическими остатками; показывая в то же время, что закон, управляющий определенной последовательностью органической жизни на Земле, поддерживается даже в этих самых древних формациях. Фрагменты серпентинового известняка, или офикальцита, в которых я впервые обнаружил существование Эозоона, были подобны тем, что описаны в Канаде, в которых отсутствует пластинчатая структура, и предлагают только то, что доктор Карпентер назвал ацервулиновой структурой. Для дальнейшего подтверждения моих наблюдений я счел целесообразным, благодаря любезности сэра Чарльза Лайеля, представить образцы баварской породы на экспертизу этому выдающемуся авторитету, доктору Карпентеру, который без всяких колебаний объявил, что они содержат Эозоон.
«Этот факт был установлен, я добыл из карьеров близ Пассау столько образцов известняка, сколько позволяло позднее время года; и, при помощи моих прилежных и искусных помощников, господ Ребера и Швагера, исследовал их методами, указанными господами Доусоном и Карпентером. Таким образом, я вскоре убедился в общем сходстве наших органических остатков с таковыми из Канады. Наши исследования проводились на полированных срезах и на частях, протравленных разбавленной азотной кислотой, или, что лучше, теплой уксусной кислотой. Самые красивые результаты, однако, были получены путем травления умеренно тонких срезов, так что образцы можно исследовать по желанию либо в отраженном, либо в проходящем свете.
«Образцы, в которых я впервые обнаружил Эозоон, происходили из карьера в Штайнхаге, близ Обернцелля, на Дунае, недалеко от Пассау. Кристаллический известняк здесь образует массу толщиной от пятидесяти до семидесяти футов, разделенную на несколько пластов, включенных в гнейс, общее простирание которого в этом регионе — северо-западное, с падением 40°-60° на северо-восток. Известняковые пласты Штайнхага имеют падение 45° на северо-восток. Гнейс этой местности преимущественно серый и очень кремнистый, содержащий дихроит, и относится к разновидности, известной как дихроитовый гнейс; и я полагаю, что он принадлежит, подобно гнейсу Боденмайса и Арбера, к тому более молодому отделу системы первичного гнейса, который я обозначил как герцинская гнейсовая формация; которая, как к северу, между Тишенройтом и Марингом, так и к югу на северо-западе от гор Осса, непосредственно перекрывается формацией слюдяных сланцев. Литологически этот более новый отдел гнейса характеризуется преобладанием серой разновидности, богатой кварцем, с черной магнезиальной слюдой и ортоклазом, кроме того, никогда не отсутствует небольшое количество олигоклаза. Дальнейшей характеристикой этого герцинского гнейса является частое включение пластов пород, богатых роговой обманкой, таких как роговообманковый сланец, амфиболит, диорит, сиенит и сиенитовый гранит, а также серпентина и гранулита. Пласты зернистого известняка или известковых сланцев также никогда не отсутствуют полностью; в то время как железный колчедан и графит в виде линзовидных масс или локальных пластов, согласных с основной массой гнейсовых пластов, присутствуют очень часто.
«В большом карьере Штайнхага, откуда я впервые получил Эозоон, вмещающей породой является серый роговообманковый гнейс, который иногда переходит в роговообманковый сланец. Известняк во многих местах перекрыт пластом роговообманкового сланца, иногда толщиной в пять футов, который отделяет его от нормального гнейса. Во многих местах пласт серпентина толщиной три или четыре фута прослоен между известняком и роговообманковым сланцем; и в некоторых случаях зона, состоящая главным образом из скаполита, кристаллического и почти плотного, однако с примесью роговой обманки и хлорита. Ниже серпентиновой полосы кристаллический известняк кажется разделенным на отдельные пласты и заключает в себе различные случайные минералы, среди которых красновато-белая слюда, хлорит, роговая обманка, тремолит, хондродит, розелланит, гранат и скаполит, расположенные полосами. В нескольких местах известь смешана с серпентином, зерна или части которого, часто размером с горошину, разбросаны по известняку с кажущейся нерегулярностью, что приводит к образованию красивой разновидности офикальцита или серпентинового мрамора. Эти части, которые заключены в известняке, лишенном серпентина, всегда имеют округлые очертания. В одном случае на высокой обнаженной стене известняка без серпентина появляется очертание массы офикальцита, около шестнадцати футов в длину и двадцати пяти футов в высоту, которая, поднимаясь от широкого основания, заканчивается острием и отделена от вмещающего известняка волнистой, но четко определенной границей, как это уже хорошо описал Вайнбергер. Эта масса офикальцита живо напоминает рифоподобную структуру. Внутри этой и подобных масс офикальцита в кристаллическом известняке, насколько простираются мои наблюдения 1854 года, не наблюдается непрерывных линий или концентрических слоев серпентина, этот минерал всегда распределен мелкими зернами и пятнами. Те немногие, казалось бы, правильные слои, которые можно наблюдать, вскоре прерываются, и вся агрегация является нерегулярной».
Следует заметить, что этот ацервулиновый Эозоон из Штайнхага, по-видимому, существует в виде крупных рифов и что отсутствием ламинации он отличается от канадских образцов. У ископаемых с низкой организацией, таких как фораминиферы, такие различия часто случайны и совместимы с видовым единством, но все же может существовать видовое различие у баварского Эозоона по сравнению с канадским.
Гюмбель также обнаружил в финских и баварских известняках узловатые камеры, подобные вышеупомянутым из Уэнтуорта (рис. 36), которые он считает принадлежащими какому-то другому организму, нежели Эозоон; и хлопья, имеющие трубки, поры и ретикуляции, которые, по-видимому, указывают на наличие структур, родственных губкам или, возможно, остаткам морских водорослей. Эти наблюдения Гюмбель распространил на другие местности в Баварии и Богемии, а также в Силезии и Швеции, установив существование ископаемых Эозоона во всех лаврентийских известняках средней и северной Европы.
Рис. 36. Archæospherinæ из Паргаса в Финляндии. (По Гюмбелю.)
Увеличено.
Гюмбель далее обнаружил в пластах, перекрывающих более древнюю эозойскую серию и, вероятно, того же возраста, что и канадский гуронский период, другой вид Эозоона, с более мелкими и более сжатыми камерами, а также еще более тонкими и скученными каналами. Это, что следует рассматривать как отдельный вид или, по крайней мере, как хорошо выраженную вариативную форму, он назвал Eozoon Bavaricum (рис. 37). Таким образом, это раннее появление жизни не является особенностью того старого континента, который мы иногда называем Новым Светом, но относится и к Европе, и Европа предоставила преемника Эозоону в более поздний эозойский или гуронский период. В породах этого возраста в Америке, после долгих поисков и большого количества распилов известняков, мне до сих пор не удалось найти каких-либо определенных органических остатков, кроме образцов Эозоона из Тюдора и Мэдока. Если они действительно гуронские, а не лаврентийские, то Эозоон из этого горизонта заметно не отличается от такового из нижнего лаврентийского периода. Любопытные объекты, похожие на блюдечки, из Ньюфаундленда, обнаруженные Мюрреем и описанные Биллингсом под названием Aspidella, считаются гуронскими, но они не имеют связи с Эозооном и поэтому не должны нас здесь задерживать.