Страница:
Рис. 56. Раннетретичные хищники Арктогеи: а – креодонт Patriofelis (длина около 1,5 м); б – собакоподобная мезонихидаSynoplotherium; в – голова гигантской мезонихиды Andrewsarchus (рядом, в том же масштабе, изображена голова бурого медведя); г – диатрима (по Фентон, 1997, и Norman, 1994)
До олигоцена ситуация в травяных биомах Арктогеи и Южной Америки развивалась параллельно. И там, и там основными травоядными являлись копытные – потомки различных кондиляртр (на севере – непарно– и парнокопытные, на юге – «южноамериканские копытные»). И там, и там хищники были явно примитивнее своих жертв (на юге – сумчатые, на севере – архаичные всеядные копытные, мезонихиды) – расклад, разительно отличающий палеоген от мезозоя. И там, и там дефицит маммальных хищников возмещался за счет рептилий и птиц: сухопутных крокодилов (на юге – себекозухии, на севере – баурузухии) и гигантских нелетающих журавлеобразных (на юге – фороракосы, на севере – диатримы). Ситуация эта радикально изменилась, когда на эволюционную сцену вышли современные хищные (отряд Carnivora). Лучше всего это видно как раз по немедленному исчезновению в олигоцене всех этих «эрзац-хищников» – всеядных мезонихид, сухопутных крокодилов и диатрим, а также креодонтов (предков карнивор). Интересно, что в то же самое время исчезают и архаичные некопытные растительноядные – диноцераты.В миоцене единство территорий Северного полушария возрастает: возникает прямой транссредиземноморский контакт между Европой и Африкой, исчезновение Тургайского моря на месте Западно-Сибирской низменности облегчает миграции между Европой и Центральной Азией, а главное – возникают открытые ландшафты в чисто лесной доселе Берингии, и эта территория превращается для степных фаун Азии и Америки из «фильтра» в «коридор». С этого времени травяной биом становится фактически единым по всей Арктогее, при этом каждая из территорий вносит свой вклад в становление его фауны, обретающей уже вполне современные черты.
Из Америки приходят травоядные (в смысле не листоядные) лошади, из Азии – полорогие (быки и антилопы)[77] , из Африки – хоботные (слоны и мастодонты); вместе с еще некоторыми группами копытных, как «новыми» (жирафы и бегемоты), так и «старыми» (носороги), они формируют так называемую гиппарионовую фауну (гиппарион – одна из трехпалых лошадей). Та же картина и с входящими в гиппарионовую фауну хищными: кошки произошли в Америке, псовые – исходно – тоже, однако стайную социальную организацию (ставшую для этой группы ключевым фактором успеха) приобрели уже в Азии, гиеновые (тогда среди них были не только падалеяды, но и активные хищники типа гепарда) – в Африке. Интересно, что кошки исходно были саблезубыми. Позже, в миоцене, возникли кошки современного типа, однако возврат к саблезубости (что, очевидно, дает преимущества при охоте на крупную добычу с особо прочной шкурой) происходил у кошачьих многократно и независимо.
В начале плиоцена (3–4 млн лет назад) самой природой был поставлен грандиозный эволюционный эксперимент: установилась сухопутная связь между Северной и Южной Америкой через Панамский перешеек, и их фауны – североамериканская (являющаяся частью Арктогеи) и южноамериканская (пребывавшая весь кайнозой в условиях островной изоляции) – вступили в прямой контакт между собой. Произошло перемешивание фаун: на севере появились сумчатые, неполнозубые (броненосцы, глиптодонты и наземные ленивцы), кавиморфные грызуны и фороракосы, а на юге – высшие грызуны (хомякообразные), непарнокопытные (лошади и тапиры), парнокопытные (свинообразные, верблюды и олени), хоботные (мастодонты) и хищные (енотовые, куньи, псовые, медведи и кошки).
Окончательные результаты Великого американского обмена (как назвал эти события Дж. Симпсон, 1983) оказались для севера и юга весьма различными. Североамериканская фауна просто-напросто обогатилась тремя экзотическими «иммигрантами» – опоссумом, девятипоясным броненосцем и древесным дикобразом, тогда как на юге произошла настоящая катастрофа, почище любых астероидных импактов: здесь полностью вымер весь пастбищный комплекс из «южноамериканских копытных», гигантских кавиморфных грызунов, хищных сумчатых и фороракосов, не выдержавших конкуренции с высшими копытными и карниворными хищниками (рис 57). Надо полагать, что судьба австралийских сумчатых и однопроходных – возникни у этого континента прямой сухопутный контакт с Азией – была бы столь же незавидной... Вообще в истории Великого американского обмена легко усмотреть прямые (и печальные) аналогии с человеческой историей: вспомним, чем обернулся «контакт» с европейской цивилизацией для древних самобытных культур доколумбовой Америки и черной Африки.
Рис. 57. Великий американский обмен (по Кэрроллу, 1993, и Norman, 1994) Диаграмма замещения «южных» копытных на территории Южной Америки: в прямоугольниках – число родов, на шкале слева – ярусы южноамериканской региональной шкалы
Кстати, раз уж речь зашла о человечестве... Согласно современным взглядам, человек (как биологический вид) возник именно в травяном биоме: наши обезьяньи предки[78] входили в состав гиппарионовой фауны. Первые гоминиды появились в конце миоцена (5–6 млн лет назад) на территории Восточной Африки. В прежние годы полагали, что гоминиды обособились среди прочих человекообразных обезьян много раньше, в среднем миоцене (12–15 млн лет назад), и не в Африке, а в Азии (тогда среди прямых предков человека числили индийского рамапитека). Однако сейчас полагают, что многие крупные миоценовые приматы (азиатские рамапитек и сивапитек, африканский кениапитек, южноевропейский оранопитек) приобрели «человеческие черты» строения параллельно с гоминидами. Палеоантрополог Р. Фоули (1990) пишет: «Рамапитек, после того как ему было отказано в принадлежности к гоминидам, пополнил ряды избранного общества несостоявшихся предков человека, каждый из членов которого обладал, как поначалу полагали, какой-нибудь уникальной чертой гоминид». Очевидно, мы в очередной раз имеем дело с процессом, который (по аналогии) можно назвать гоминизацией приматов.Первые гоминиды – австралопитеки – были небольшими прямоходящими существами (весом 25–50 кг); самцы их были почти вдвое крупнее самок – этот резкий половой диморфизм наводит на мысль о том, что они, подобно многим современным приматам, передвигались стаями, не образуя постоянных семей. Около 2,5–3,0 млн лет назад среди австралопитеков обособились две ветви – робустная (с массивным скелетом, крупными зубами и сильно выступающей челюстью) и грацильная (с легким сложением и относительно большим объемом черепной коробки). Робустные виды (Australopithecus robustus, A. boiseni, A. crassidens) были почти чисто растительноядными, тогда как грацильные (A. afarensis, A. africanus) стали широко использовать животную пищу. Именно среди грацильных австралопитеков обособился 2,5 млн лет назад первый представитель рода Homo – Homo habilis, «человек умелый», названный так за способность к изготовлению каменных орудий (первые гальки со следами обработки датируются 2,5–2,7 млн лет). Он отличался от австралопитеков возросшим объемом черепной коробки и строением таза, обеспечивавшим более совершенную бипедальность и рождение более «головастых» детенышей.
Итак, человек появился в плиоценовой африканской саванне с ее сухим жарким климатом и с изобилием как копытных и хоботных, так и питающихся ими крупных хищников. От обезьян (и от прочих животных) человека отличает кожа, практически лишенная волосяного покрова, но снабженная огромным количеством потовых желез. Уровень потоотделения у человека во много раз превосходит все, что известно в животном мире, и служит чрезвычайно эффективным механизмом теплосброса (за что, правда, приходится платить жесткой связью с источниками воды). По мнению Р. Фоули (1990), именно этот терморегуляторный механизм плюс прямохождение (вертикально стоящий человек получает на треть меньше энергии от солнечных лучей, чем четвероногое животное) позволили первым людям занять в сообществе саванны совершенно уникальную экологическую нишу «полуденного хищника», выйдя из-под безнадежной конкуренции с крупными кошками, которые активны в сумерках, а днем спят.
Первые люди были, судя по всему, не столько охотниками, сколько падалеядами, вроде гиен. Впервые появившиеся каменные орудия были наиболее полезны именно для разделки туш очень крупных толстокожих млекопитающих. «Такие звери, обычно неуязвимые для хищников, часто лежат нетронутыми некоторое время после смерти, т. к. другие животные не могут разорвать их кожу и добраться до мяса. Вполне вероятно, что при помощи каменных орудий гоминиды могли первыми начать разделку таких туш и, таким образом, [...] одерживали верх в конкуренции с другими животными, питавшимися падалью» (Р. Фоули, 1990). Каменные орудия, возможно, выполняли ту же функциональную роль, что и огромные клыки саблезубых кошек, которых многие палеонтологи считают трупоедами.
Важной формой внутривидовой кооперации, отличающей человека от прочих животных (включая приматов), является способность делиться пищей. Это одна из фундаментальных черт человеческого общества, возникшая (по археологическим данным) уже у плиоценовых гоминид, видимо, как результат разделения труда: вследствие полового диморфизма самцы и самки порознь занимаются поисками пищи (первые – животной, вторые – растительной), после чего следует неким образом поделить собранную добычу. В дальнейшем возникает необходимость в специальном месте, где этот дележ и происходит – иными словами, в жилище. Судя по всему, жилище, разделение труда и дележ пищи возникают уже на самых начальных этапах эволюции человека. Другой комплекс характерных для людей поведенческих реакций связан с заботой о потомстве. Потомство человека зависит от других людей (в первую очередь от родителей) много дольше, чем у любого другого примата. Одно из следствий этого – высокая степень взаимозависимости человеческих индивидуумов; это касается не только детей, но и самих взрослых, которых объединяет присутствие малышей, нуждающихся в заботе. Доказательством замедленного созревания детенышей мог бы служить характер прорезывания зубов (ранние гоминиды действительно демонстрируют это свойство). Все это приводит к тому, что основой человеческого поведения становится кооперация между индивидуумами.
Другая (в некотором смысле зеркальная) черта, отличающая гоминид, – категорическая неспособность ужиться со своей «дальней родней»: виды рода Homo сугубо аллопатричны, т.е. не сосуществуют сколь-нибудь продолжительное время. В раннем плейстоцене (1,6 млн лет назад) на смену «человеку умелому» пришел «человек прямоходящий» – Homo erectus, которого прежде называли питекантропом; именно в это время полностью вымирают австралопитеки. Примерно 1,2–1,0 млн лет назад «человек прямоходящий» вышел за пределы Африки и заселил Южную Азию и Европу, а 400 тыс. лет назад исчез, освободив место для «человека разумного» – Homo sapiens. Термином «архаичные» Homo sapiens обозначают людей, живших в интервале 300–40 тыс. лет назад. Наиболее известны из них европейские неандертальцы (возраст 70–30 тыс. лет) – низкорослые, массивного сложения, с выступающей челюстью, но с мозгом даже более объемистым, чем у современного человека. Homo sapiens современного типа (кроманьонец) появился около 100 тыс. лет назад – и тоже в Восточной Африке. Он заселил Европу 30–40 тыс. лет назад и вытеснил неандертальца (злые языки бестактно уточняют: «съел»), практически не смешиваясь с ним.
Вопрос о разумности видов Homo, предшествующих нашему, сводится лишь к спору о терминах («А что есть разум?..»). Во всяком случае, хабилисы уже изготавливали каменные орудия (2,5 млн лет назад), поздние питекантропы пользовались огнем (500 тыс. лет назад), а неандертальцы хоронили своих умерших, совершая сложные погребальные обряды, и создавали произведения изобразительного искусства.
Вот замечательный сюжет для любителей так называемой альтернативной истории: 100 тыс. лет назад Африка оказалась начисто изолированной от остального мира (это действительно произойдет в будущем, через пару миллионов лет, когда до конца раскроется Красноморский рифт) и на планете возникли две цивилизации – кроманьонская в Африке и неандертальская в Евразии. Случись такое, флегматичные неандертальцы, может быть, создали бы что-нибудь более пристойное, чем то, что мы видим вокруг себя... Впрочем, вряд ли. Скорее всего, дело и в этом случае закончилось бы кроманьонской конкистой с «окончательным решением неандертальского вопроса».
Глава 14
Четвертичный период (антропоген): Великое оледенение. Ледниковая теория. Перигляциальные сообщества и мамонтовая фауна.
Четвертичный период, или антропоген, – самый последний отрезок кайнозоя, начавшийся около 2 млн лет назад. Наиболее существенная черта этого времени – существование в высоких широтах нашей планеты покровных оледенений; во время ледниковых эпох они распространялись на юг до 40-х широт (рис. 58), а во время межледниковий – «съеживались» до примерно нынешнего состояния (когда ими покрыта лишь Антарктида в Южном полушарии и Гренландия – в Северном). Разделение четвертичного периода на плейстоцен (Великое оледенение) и начавшийся 10–12 тыс. лет назад голоцен (время, в которое мы живем) в значительной степени условно: часто говорят, что на самом деле голоцен – это просто-напросто одно из плейстоценовых межледниковий, причем даже не самое крупное.
Вероятно, вам доводилось встречать где-нибудь на краях полей и на лесных опушках окатанные гранитные валуны, иногда с характерной «штриховкой», хотя никаких скальных выходов в окрестностях нет и в помине. По нынешнему времени любой школьник знает, что эти эрратические (т.е. блуждающие) валуны, часто достигающие размеров танка, были перенесены от мест выхода соответствующих скальных пород движением древнего ледника, покрывавшего некогда обширные территории Европы и Северной Америки. Однако в 1837 году, когда швейцарский геолог Л. Агассис выдвинул свою теорию существования в истории Земли ледникового периода, основываясь именно на сходстве между эрратическими валунами равнинной Европы и теми окатанными штрихованными булыжниками, которые на наших глазах вытаивают из-под краев альпийских ледников, его разве что не подняли на смех. Тогда не только широкая публика, но и геологи не сомневались, что все эти валуны разносились чудовищными потоками воды и грязи во время библейского Всемирного потопа.
Так, в 1821 году Бакленд исследовал найденные в одной из йоркширских пещер скелеты гигантских гиен и разрозненные кости 23 вымерших видов млекопитающих (львов, слонов, бегемотов и пр.). Он пришел к выводу, что пещера была гиеновым логовом, затопленным при Всемирном потопе. О том, что допотопные звери действительно утонули, свидетельствовало, по его мнению, положение костей, а также соотношение костей с перекрывающим их неслоистым суглинком. Изучив сталагмиты, выросшие поверх осадка, он установил, что возраст потопа – 5–6 тыс. лет, что замечательно совпадает с библейскими «датировками». Заключения Бакленда относительно конкретного седиментогенеза[79] впоследствии оказались ошибочными, однако методологически эти его построения совершенно корректны. Или другой пример. Предполагалось, что транспортировку эрратических валунов на сотни километров обеспечивали гигантские волны; они возникали лишь при Всемирном потопе, и в настоящее время ничего похожего в природе не наблюдается. Возможная динамика этих волн – их называли «волнами трансляции» – стала предметом тщательного анализа. Гидродинамические расчеты, выполненные математиками Кембриджского университета, дали точные характеристики глубин и скоростей течения водных масс потопа.[80] Кроме того, в 1833 году Ч. Лайель модифицировал классическую теорию: в рамках его дрифтовой гипотезы эрратические валуны транспортировались не текущей водой, а дрейфующими льдами и отлагались по мере их таяния; к тому времени полярным исследователям уже было известно, что айсберги иногда содержат вмерзшие в лед валуны.
Однако ни лайелева гипотеза, ни классическая концепция неспособны были объяснить целый ряд фактов. Так, из гипсометрического (высотного) распределения «дрифтовых» наносов следовало, что уровень Океана некогда повышался на 1,5 км. Но откуда же бралась вся эта вода и куда она подевалась потом? Тут уж дилювиалис-там приходилось прибегать к совершенно фантастическим допущениям: массы воды изливались у них из колоссальных подземных резервуаров, а потом столь же внезапно уходили в неведомые пустоты; гигантская комета задевала земную поверхность, порождая приливные волны, перехлестывавшие через высочайшие горы, и т.п. Неудивительно, что гляциальная теория Агассиса, наглядно демонстрировавшая, каким именно образом эрратические валуны, морены (несортированные массы гравия, камней и глины) и прочие «следы потопа» на наших глазах отлагаются горными ледниками, через некоторе время одержала решительную победу; ее приняли даже такие оппоненты Агассиса, как упомянутые выше Лайель и Бакленд (что в науке случается не так уж часто). Более того, иногда шутят, что перешедший на гляциалистские позиции Бакленд с его гигантским научным авторитетом сыграл для распространения ледниковой теории примерно такую же роль, как император Константин – для христианства.
Путем наблюдения за современными гляциальными процессами установлено, что ледники образуются из снега в местах, где он скапливается в количествах, превышающих летнее таяние. Снег слеживается в плотный фирн, а когда толщина снежного пласта достигает 30 м, нижние его слои под собственным весом начинают обращаться в чистый лед. Лед обладает замечательным свойством: под давлением он «течет», создавая водяную «смазку», понижающую трение (благодаря чему мы можем кататься на коньках). Дальнейшее увеличение толщины снежно-ледяных масс ведет к тому, что они начинают медленное движение, которое будет тем быстрее, чем толще ледник (и, соответственно, чем выше создаваемое им давление). Движущийся лед способен не только захватывать свободно лежащие обломки и мелкозем, но и отрывать целые глыбы коренных пород. Валуны, щебень и песок, вмороженные в придонные слои движущегося ледника, выполняют роль гигантского напильника, который сглаживает и шлифует (а местами, наоборот, царапает) каменные поверхности, служащие ледниковым ложем. При этом подо льдом формируются своеобразные толщи валунных суглинков и песков, отличающиеся высокой плотностью, связанной с воздействием ледниковой нагрузки, – основная, или донная, морена.
Размеры ледника определяются равновесием между количеством ежегодно выпадающего на него снега и той его долей, что успевает растаять и испариться за теплые сезоны. При потеплении климата края ледников отступают на новые (равновесные) рубежи. Концевые части ледниковых языков «мертвеют», их лед перестает двигаться и постепенно стаивает. Включенные ранее в «мертвый» лед валуны, песок и суглинок высвобождаются, образуя вал, повторяющий очертания ледника, – конечную морену; другая часть обломочного материала (в основном песок) выносится потоками талой воды и отлагается вокруг в виде флювиогляциальных равнин (зандров). Со временем геологи выяснили, что подобные потоки практически так же действуют и в глубине ледников, заполняя флювиогляциальным материалом трещины и внутриледниковые каверны. После стаивания ледниковых языков с такими заполненными пустотами на земной поверхности остаются – поверх вытаявшей донной морены – хаотические нагромождения холмов различной формы и состава: яйцевидные (при виде сверху) друмлины, вытянутые на манер железнодорожных насыпей вдоль оси ледника (и перпендикулярно конечным моренам) озы и неправильной формы камы. Замечательно четко все эти формы ледникового ландшафта представлены в Северной Америке: граница древнего оледенения маркирована здесь конечно-моренным валом с высотами до 50 м, протянувшимся поперек всего континента от восточного его побережья до западного. К северу от этой «Великой китайской стены» ледниковые отложения представлены в основном мореной, а к югу от нее – плащом флювиогляциальных песков и галечников.
Поначалу геологи полагали, что покровное оледенение возникло на Земле лишь однажды (как и Потоп): ледник надвинулся, а затем отступил в свое нынешнее положение, оставив на память о себе все эти моренные гряды, камовые холмы и зандровые поля. Впоследствии, однако, обнаружили свидетельства многократности оледенений: заключенные между разновозрастными слоями морены слои торфа и даже гумусированные почвенные горизонты. Для образования почвы подобного рода необходимы достаточно теплый климат и обильная растительность – значит, холодные ледниковые эпохи (когда отлагались морены) перемежались с теплыми межледниковьями. В 1909 году А. Пенк и А. Брюкнер установили, что изученные ими древние галечные террасы с бортов альпийских речных долин аккумулировались в ледниковые эпохи (когда интенсивное морозное выветривание и отсутствие растительности ускоряли эрозию), а в теплые межледниковья начинался их размыв. Они выделили для Центральной Европы четыре ледниковые эпохи, названные по соответствующим альпийским речкам – гюнц, миндель, рисс и вюрм. Впоследствии сходная последовательность плейстоценовых событий была установлена и для остальных территорий Северного полушария: в Восточной Европе различают окское (лихвинское), днепровское, московское и валдайское оледенения, в Северной Америке – небраскское, канзасское, иллинойсское и висконсинское.
Итак, подтвердив и развив теорию Агассиса, геологи оказались перед лицом проблемы: в чем же причина оледенений? Что вызывало рост ледниковых покровов прошлого и почему, распространившись почти на треть суши, они вдруг начинали отступать? «Астрономические» гипотезы усматривали причину этих изменений в периодическом сокращении количества тепла, поступающего на Землю от Солнца. Другая группа гипотез акцентировала внимание на том, что оледенение – лишь одно из звеньев глобальной климатической системы и что система «ледниковый щит – океан – атмосфера» работает как единая гигантская машина; суть дела, заключали они, не в количестве тепла, поступающего на Землю, а в том, насколько равномерно это тепло распределено по поверхности планеты.
Вероятно, вам доводилось встречать где-нибудь на краях полей и на лесных опушках окатанные гранитные валуны, иногда с характерной «штриховкой», хотя никаких скальных выходов в окрестностях нет и в помине. По нынешнему времени любой школьник знает, что эти эрратические (т.е. блуждающие) валуны, часто достигающие размеров танка, были перенесены от мест выхода соответствующих скальных пород движением древнего ледника, покрывавшего некогда обширные территории Европы и Северной Америки. Однако в 1837 году, когда швейцарский геолог Л. Агассис выдвинул свою теорию существования в истории Земли ледникового периода, основываясь именно на сходстве между эрратическими валунами равнинной Европы и теми окатанными штрихованными булыжниками, которые на наших глазах вытаивают из-под краев альпийских ледников, его разве что не подняли на смех. Тогда не только широкая публика, но и геологи не сомневались, что все эти валуны разносились чудовищными потоками воды и грязи во время библейского Всемирного потопа.
Рис. 58. Оледенение Северного полушария: а – в наши дни; б – в последнюю ледниковую эпоху (по Имбри, 1988)
Здесь необходимо сделать одно замечание. Читатель современных учебников и популярных книжек зачастую выносит из них впечатление, будто все геологи-дилювиалисты, считавшие эрратические валуны и другие ледниковые (как это теперь нам известно) отложения «наносами» (дилювием) Всемирнного потопа, были либо недоумками, либо религиозными мракобесами. Вот уж неправда! Да, конечно, Церковь освящала своим авторитетом теорию потопа. Да, конечно, выдающийся английский геолог У. Бакленд в торжественной лекции, открывавшей его курс в Оксфорде и названной «Объяснение связи между геологией и религией», выражал убежденность в том, что главная цель геологической науки – «подтвердить данные религии и показать, что известные ей факты согласуются с описанием Сотворения мира и Потопа, которые мы находим в заповедях Моисея». Однако в том-то и дело, что аргументация дилювиалистов была при этом именно научной, а не теологической (основанной на комментировании священных текстов).Так, в 1821 году Бакленд исследовал найденные в одной из йоркширских пещер скелеты гигантских гиен и разрозненные кости 23 вымерших видов млекопитающих (львов, слонов, бегемотов и пр.). Он пришел к выводу, что пещера была гиеновым логовом, затопленным при Всемирном потопе. О том, что допотопные звери действительно утонули, свидетельствовало, по его мнению, положение костей, а также соотношение костей с перекрывающим их неслоистым суглинком. Изучив сталагмиты, выросшие поверх осадка, он установил, что возраст потопа – 5–6 тыс. лет, что замечательно совпадает с библейскими «датировками». Заключения Бакленда относительно конкретного седиментогенеза[79] впоследствии оказались ошибочными, однако методологически эти его построения совершенно корректны. Или другой пример. Предполагалось, что транспортировку эрратических валунов на сотни километров обеспечивали гигантские волны; они возникали лишь при Всемирном потопе, и в настоящее время ничего похожего в природе не наблюдается. Возможная динамика этих волн – их называли «волнами трансляции» – стала предметом тщательного анализа. Гидродинамические расчеты, выполненные математиками Кембриджского университета, дали точные характеристики глубин и скоростей течения водных масс потопа.[80] Кроме того, в 1833 году Ч. Лайель модифицировал классическую теорию: в рамках его дрифтовой гипотезы эрратические валуны транспортировались не текущей водой, а дрейфующими льдами и отлагались по мере их таяния; к тому времени полярным исследователям уже было известно, что айсберги иногда содержат вмерзшие в лед валуны.
Однако ни лайелева гипотеза, ни классическая концепция неспособны были объяснить целый ряд фактов. Так, из гипсометрического (высотного) распределения «дрифтовых» наносов следовало, что уровень Океана некогда повышался на 1,5 км. Но откуда же бралась вся эта вода и куда она подевалась потом? Тут уж дилювиалис-там приходилось прибегать к совершенно фантастическим допущениям: массы воды изливались у них из колоссальных подземных резервуаров, а потом столь же внезапно уходили в неведомые пустоты; гигантская комета задевала земную поверхность, порождая приливные волны, перехлестывавшие через высочайшие горы, и т.п. Неудивительно, что гляциальная теория Агассиса, наглядно демонстрировавшая, каким именно образом эрратические валуны, морены (несортированные массы гравия, камней и глины) и прочие «следы потопа» на наших глазах отлагаются горными ледниками, через некоторе время одержала решительную победу; ее приняли даже такие оппоненты Агассиса, как упомянутые выше Лайель и Бакленд (что в науке случается не так уж часто). Более того, иногда шутят, что перешедший на гляциалистские позиции Бакленд с его гигантским научным авторитетом сыграл для распространения ледниковой теории примерно такую же роль, как император Константин – для христианства.
Путем наблюдения за современными гляциальными процессами установлено, что ледники образуются из снега в местах, где он скапливается в количествах, превышающих летнее таяние. Снег слеживается в плотный фирн, а когда толщина снежного пласта достигает 30 м, нижние его слои под собственным весом начинают обращаться в чистый лед. Лед обладает замечательным свойством: под давлением он «течет», создавая водяную «смазку», понижающую трение (благодаря чему мы можем кататься на коньках). Дальнейшее увеличение толщины снежно-ледяных масс ведет к тому, что они начинают медленное движение, которое будет тем быстрее, чем толще ледник (и, соответственно, чем выше создаваемое им давление). Движущийся лед способен не только захватывать свободно лежащие обломки и мелкозем, но и отрывать целые глыбы коренных пород. Валуны, щебень и песок, вмороженные в придонные слои движущегося ледника, выполняют роль гигантского напильника, который сглаживает и шлифует (а местами, наоборот, царапает) каменные поверхности, служащие ледниковым ложем. При этом подо льдом формируются своеобразные толщи валунных суглинков и песков, отличающиеся высокой плотностью, связанной с воздействием ледниковой нагрузки, – основная, или донная, морена.
Размеры ледника определяются равновесием между количеством ежегодно выпадающего на него снега и той его долей, что успевает растаять и испариться за теплые сезоны. При потеплении климата края ледников отступают на новые (равновесные) рубежи. Концевые части ледниковых языков «мертвеют», их лед перестает двигаться и постепенно стаивает. Включенные ранее в «мертвый» лед валуны, песок и суглинок высвобождаются, образуя вал, повторяющий очертания ледника, – конечную морену; другая часть обломочного материала (в основном песок) выносится потоками талой воды и отлагается вокруг в виде флювиогляциальных равнин (зандров). Со временем геологи выяснили, что подобные потоки практически так же действуют и в глубине ледников, заполняя флювиогляциальным материалом трещины и внутриледниковые каверны. После стаивания ледниковых языков с такими заполненными пустотами на земной поверхности остаются – поверх вытаявшей донной морены – хаотические нагромождения холмов различной формы и состава: яйцевидные (при виде сверху) друмлины, вытянутые на манер железнодорожных насыпей вдоль оси ледника (и перпендикулярно конечным моренам) озы и неправильной формы камы. Замечательно четко все эти формы ледникового ландшафта представлены в Северной Америке: граница древнего оледенения маркирована здесь конечно-моренным валом с высотами до 50 м, протянувшимся поперек всего континента от восточного его побережья до западного. К северу от этой «Великой китайской стены» ледниковые отложения представлены в основном мореной, а к югу от нее – плащом флювиогляциальных песков и галечников.
Поначалу геологи полагали, что покровное оледенение возникло на Земле лишь однажды (как и Потоп): ледник надвинулся, а затем отступил в свое нынешнее положение, оставив на память о себе все эти моренные гряды, камовые холмы и зандровые поля. Впоследствии, однако, обнаружили свидетельства многократности оледенений: заключенные между разновозрастными слоями морены слои торфа и даже гумусированные почвенные горизонты. Для образования почвы подобного рода необходимы достаточно теплый климат и обильная растительность – значит, холодные ледниковые эпохи (когда отлагались морены) перемежались с теплыми межледниковьями. В 1909 году А. Пенк и А. Брюкнер установили, что изученные ими древние галечные террасы с бортов альпийских речных долин аккумулировались в ледниковые эпохи (когда интенсивное морозное выветривание и отсутствие растительности ускоряли эрозию), а в теплые межледниковья начинался их размыв. Они выделили для Центральной Европы четыре ледниковые эпохи, названные по соответствующим альпийским речкам – гюнц, миндель, рисс и вюрм. Впоследствии сходная последовательность плейстоценовых событий была установлена и для остальных территорий Северного полушария: в Восточной Европе различают окское (лихвинское), днепровское, московское и валдайское оледенения, в Северной Америке – небраскское, канзасское, иллинойсское и висконсинское.
Итак, подтвердив и развив теорию Агассиса, геологи оказались перед лицом проблемы: в чем же причина оледенений? Что вызывало рост ледниковых покровов прошлого и почему, распространившись почти на треть суши, они вдруг начинали отступать? «Астрономические» гипотезы усматривали причину этих изменений в периодическом сокращении количества тепла, поступающего на Землю от Солнца. Другая группа гипотез акцентировала внимание на том, что оледенение – лишь одно из звеньев глобальной климатической системы и что система «ледниковый щит – океан – атмосфера» работает как единая гигантская машина; суть дела, заключали они, не в количестве тепла, поступающего на Землю, а в том, насколько равномерно это тепло распределено по поверхности планеты.