Александр фон Гумбольдт. Вестник Европы
Шрифт:
Характер растительности разных стран обусловливается, подобно распределению теплоты, не только географической долготой и широтой местности, но и возвышением ее над поверхностью моря. Определяя на собранных им растениях высоту, на которой они встречаются, Гумбольдт оказал этим большую услугу науке. Благодаря ему мы узнали, как растения сменяются одно другим, какой высоте они свойственны, как широк пояс, в котором они встречаются. Графический метод, о котором мы имели уже случай упомянуть по поводу изотермических линий, представляет нам необыкновенно наглядно картину растительности под тропами. На таблице, изображающей вертикальный разрез Чимборасо и Котопахи, разделенный на пояса различной высоты и ширины, мы имеем возможность по именам характеристических каждому поясу растений проследить распределение растительности, начиная от поверхности моря до самых высших оконечностей гор. Но кроме этих данных мы имеем возможность на этом же разрезе познакомиться с множеством других явлений, которые Гумбольдт исследовал: с очертанием горных вершин, их высотой, возвышением облаков, границами вечного снега, даже с вышиною клубов дыма, исходящих из Котопахи. Таблица, помещенная на краях, показывает изменения, происходящие в разных физических явлениях от изменений высоты над поверхностью моря. Таким образом, это графическое изображение знакомит нас не только с растениями, но и с животными, теплотой, сухостью воздуха,
К этому изображению распределения растений под тропиками Гумбольдт присовокупил еще распространение их в поясе умеренном и холодном. Этим он положил основание растительной географии, которая до него не существовала. Из разрозненных камней он стал возводить здание новой науки и ему суждено было дожить до времени, когда оно при посредстве его последователей получило окончательную отделку.
Изложив в поименованных выше сочинениях общие впечатления, которые производят на путешественника флора известной местности, Гумбольдт в монографии своей De distributione geographica plantarum secundum coeli temperiem et altitudinem montium prolegomena [1817.2] занимается больше частностями этого вопроса. Здесь мы находим изображение распределения растений на земном шаре в той полноте, какую делали возможной ботанические исследования до 1817 г. Тут исчисляются растения разных стран. Гумбольдт принимает следующий окончательный результат: он считал вероятным, что число дикорастущих видов на пространствах одинаковой величины, под 0°, 45° и 68° широты относится как 12 к 4 и к 1, между тем как средняя температура этих местностей составляет 27,5°, 13° и 0,2°, а средняя температура лета равна 28°, 21° и 12°. Таким образом, разнообразие форм уменьшается по мере приближения к полюсам и потому число видов, растущих колониями, занимающими огромные пространства, должно увеличиваться. Затем он исчисляет виды всех тогда известных растений (около 44 000) по странам; показывает, в каком отношении находятся между ними одно– и дву-семядольные растения, и проч. Словом, кладет основание растительной арифметике и ее применению.
Не останавливаясь на этих частностях, упомянем еще, что Гумбольдт знакомит нас и с различными поясами земного шара, их физическими свойствами, распределением в них растительности. В жарком поясе произрастают, конечно, растения, требующие самой высокой температуры. Подвигаясь к полюсу и поднимаясь на высоту, характер растительности изменяется одинаковым образом, так что житель стран тропических, взбираясь на высокие горы, встречает те же растительные формы, которые он увидал бы, направляясь в долине от экватора к полюсу. В поясе умеренном повторяется то же явление, но, конечно, только отчасти, так как здесь внизу встречаются растения высших широт и растения холодного пояса достигаются скорее. Притом картина здесь неполна; здесь не встречаются растения, произрастающие у экватора в равнинах. Этот дефицит нижней части картины повторяется постоянно и в холодном поясе мы встречаем представителей тех растений, которые мы видели под тропами на высочайших горах. В подтверждение изложенных здесь законов Гумбольдт приводит для тропического пояса – Мексику, для умеренного – среднюю Европу, для холодного – Лапландию как страны, в ту пору лучше других исследованные.
Гумбольдт обращает внимание и на связь между температурой и растительной жизнью. Каждое растение, как известно, нуждается в известном количестве теплоты. Если последняя найдена, то из факта, что такое-то растение встречается в известной местности, мы вправе заключить, что она представляет и необходимую для его произрастания температуру. При этом мы прежде всего может заключить, что местность эта представляет minimum температуры, при которой развивается данное растение; но есть и такие растения, в особенности между представителями умеренного и холодного пояса, которые страдали от того, если температура превышает известные пределы так, что из того обстоятельства, что известное растение произрастает в данной местности, мы можем далее заключить, что температура его не превзошла крайних пределов, при которых растение это преуспевает. Здесь следует в особенности обратить внимание на те растения, которые с умеренного пояса уменьшаются в обоих направлениях. Но некоторые растения не только показывают нам, что средняя температура оставалась в известных пределах; по ним мы имеем даже возможность заключить о крайностях ее. Так, некоторые деревья необыкновенно чувствительны к холоду, и если мы их встречаем в какой-нибудь местности, мы вправе заключить, что зимой холод не падает ниже известного предела. Небольшие растения, покрываемые зимой снегом, не могут, конечно, дать нам ответ насчет зимней температуры, но для того, чтобы они произрастали в известной местности, необходимо, чтобы местная температура ее достигала известного maximum’а, иначе они не могут принести плодов и семя не может созреть. Таким образом, по присутствию в известной местности этих растений мы можем заключить о летней температуре ее. Это соотношение между растением и теплотой не всегда, однако, так постоянно, и мы не всегда имеем право смотреть на первое, как на термометр. Тут представляются иногда исключения, которые Гумбольдт объясняет тем, что солнечные лучи, падающие непосредственно на растение на такой высоте, на которой они еще незначительно ослаблены, оказывают более сильное влияние, чем тогда, когда действие их уменьшено облаками. Понятно, что здесь идет речь о растениях, расположенных в вертикальном направлении и представляющих некоторые исключения из упомянутого выше закона, найденного Гумбольдтом.
Не менее важны заслуги его по отысканию условий, необходимых для преуспеяния и существования некоторых растений. Он определил их: для шоколадного дерева, для индиго, бананов, сахарного тростника, кофейного дерева, хлопчатника, финиковой пальмы, лимонного дерева, оливкового, каштанового, винограда, хлебных растений. При этом он определял: среднюю годичную и летнюю температуру, сухость или влажность воздуха и степень их, влияние водяных метеоров, возвышение места произрастания над поверхностью моря, влияние ветров, градусы широты, в пределах которых эти растения преуспевают.
ХI
Строение земной коры и изучение горных пород
Необыкновенное разнообразие изумительной деятельности Гумбольдта поведет нас теперь в совершенно иную область естествознания.
Плотная кора земного шара состоит, как известно, из различных горных пород, отличающихся между собой не только минералогическим составом, но и самым способом строения. Это строение, по общепринятому в науке делению, бывает: аморфным, волокнистым, неопределенным, слоистым и проч. Cамым отличительным строением можно считать последнее – слоистое, которое замечательно тем, что породы, его представляющие, ограничены двумя параллельными плоскостями, которых взаимное расстояние по отношению к их протяжению очень незначительно. Строение это можно сравнить с листами громадной книги. Слои бывают
Так как все слоистые породы суть осадки ила морского, то естественно, что осаждаясь из воды, они должны были отлагаться горизонтально. Между тем мы видим, что во многих местах слои наклонены под различными углами к горизонту. Это казалось вулканистам несоответствующим происхождению этих пород, хотя представитель нептунизма Вернер утверждал, что слои могут осаждаться непосредственно из воды и при наклонении их до 30°; если же встречаются более сильные наклонения, то это происходит, по его мнению, от того, что под этими слоями провалились существовавшие под ними пещеры. Хаттон же, а с ним и другие вулканисты объясняли эти явления тем, что прежде горизонтальные слои были после их образования подняты снизу подземными силами – неравномерно. Это факт, не подлежащий теперь сомнению и который мы имеем случай видеть как в малых, так и в больших размерах. В местах, где это поднятие совершилось на небольшом пространстве, мы можем тут же, по обеим сторонам перелома, видеть соответствующие части земной коры, бывшие прежде сплошным слоем, теперь разорванным. Если же приподнятое место не гора, а значительное по протяжению пространство земли, то мы можем, проезжая через нее, встречать, конечно, на значительных друг от друга расстояниях такие же слои, как в первом случае на небольшом. Конечно, не каждая страна одинаково удобна для подобных наблюдений; в иных местах пласты перекрестились при поднятии – чем разрешение вопроса запутывается и усложняется. Необыкновенно наглядно представляет это напластование в больших размерах Англия. Направляясь по этой стране от востока на запад, каждый бывает поражен правильностью смены пластов. Чем дальше на запад – тем больше встречаем пластов, которые на востоке Англии находятся на значительной глубине под поверхностью земли. Эта особенность геологического строения Англии и была причиной, почему в стране этой впервые обратили на нее внимание.
Не менее важен и самый порядок напластования слоев, так как он дает нам возможность судить об относительной древности последних. Если мы встречаем в данной местности два слоя, то естественно, что первый должен был уже существовать в то время, когда лег на него второй; иными словами – первый, т. е. нижний, древнее второго, верхнего. Эти друг над другом лежащие слои, хотя и состоят по преимуществу из глины, извести и кремнезема, отличаются, однако, один от другого различными химическими примесями и физическими отличиями: цветом, плотностью и т. п.
Вернер, исходя из положения, что земная кора представляет везде такие же явления, как в Саксонии, принимал, что самая древняя порода, кристаллизационное ядро земного шара, состоит главным образом из гранита, гнейса и сиенита. За ними следуют промежуточные породы – глинистый сланец, конгломераты; над ними – вторичные формации, и наконец – наносная земля. Впоследствии Кювье и Броньяр отделили еще третичную, и в новейшее время еще более юную формацию.
Из изложенного сам собой вытекает вопрос: свойствен ли этот порядок формаций одной только Саксонии или только одной Европе или же он представляет общераспространенное явление по всему земному шару? Предположив даже, что вопрос этот был бы разрешен утвердительным ответом, затем являются новые, не менее важные, как напр.: совершалось ли образование одинаковых формаций везде одновременно или же разновременно? Не случилось ли так, что в то время, когда в Европе отлагалась одна порода, в Америке совершалось отложение другой? Между тем как для разрешения первой части вопроса необходимо непосредственное наблюдение, для разрешения второй части наука воспользовалась как необыкновенно важным вспомогательным средством остатками прежних органических существ, окаменелостями. В ту пору, когда горные породы были еще мягким илом, животные, тогда жившие, попадали в него случайно или были занесены песком во время наводнения и т. п. Окружавшая их тело или остатки вода, заключающая всегда большее или меньшее количество солей растворенными, отлагала их понемногу в теле животного, так что, наконец, прежние составные части его заменены были неорганическими и вместо животного мы находим теперь камень, представляющий его форму, словом – окаменелость. Некоторые животные, отличающиеся неорганическими покровами, как напр. раковины, оставили нам только эти покровы, между тем как тело их сгнило. Жившие целыми колониями, например устрицы, залегли в остатках своих целыми пластами. Молодые животные, ложась на старых, умиравших и оставлявших свои раковины, в свою очередь служили почвой прикрепления для последующих поколений. Таким образом, в некоторых местах образовались целые отмели, скалы, залежи из остатков таких животных. Растения большей частью несколько обугливались и дошли до нас в виде разных видов каменного угля. Когда мягкий ил ложился на растение, то принимал, конечно, форму его. Отвердев, он сохранял совершенно верный отпечаток растения, которое, может быть, давно уже и не существовало. При посредстве этих-то остатков мы имеем возможность составить себе понятие о фауне и флоре того периода, когда образовалась осадочная формация.
Окаменелости обращали издавна на себя внимание, но прежде никто не подозревал, какое влияние изучение их может оказать на историю нашей планеты. На них смотрели, как на игру природы, lusus naturae. Только в начале XVIII в. Гук, вооружаясь против подобного ребяческого воззрения современных ученых, стал утверждать, что различие окаменелостей следует объяснять различными периодами разрушения организмов.
Каждая горная порода отличается ей свойственными окаменелостями; между тем как они почти одинаковы в одной и той же как отдалены бы ни были местности, в которых они встречаются. Чем глубже пласты, т. е. чем древнее они, тем резче отличаются формы тогдашних животных и растений от теперь живущих. Мало-помалу, по мере приближения к верхним слоям, мы постепенно встречаем формы, приближающиеся к современным нам, а в слоях новейших мы имеем даже возможность заметить и климатические влияния. При посредстве этих-то жетонов природы мы в состоянии с большой вероятностью отвечать на вторую половину предложенного выше вопроса. Если мы замечаем, что в Америке пласты следуют один за другим в том же порядке как и в Европе; если в той же породе, где бы мы ее ни находили, встречаются окаменелости, представляющие одинаковый тип, то мы имеем право заключить, что они образовались при одинаковых условиях; что одна и та же горная порода везде соответствует одним и тем же эпохам образования земной коры. На эту связь впервые обратил внимание в конце XVIII в. Смит.