Становление науки и проблемы терминологии

На протяжении долгого времени рыхлые горные породы, слагающие земную поверхность, не подвергались практически никаким исследованиям – их пренебрежительно называли “наносами” (по-английски – drift). Поэтому в старейших попытках использования понятия “четвертичный”, ему придавали совсем не то значение, какое вкладывается ныне. Термин “ четвертичный ” впервые появляется в геологической науке в ХVIII веке, когда Дж. Ардуино выделяет послетретичные отложения в самостоятельную группу, и называет их “четвертичным подразделением гор”. В 70-е годы ХVIII века А. Вернер вводит понятие о первозданной, вторичной, третичной, четвертичной и вулканогенной формациях, подразумевая последовательность формирования горных пород. Согласно бытовавшим тогда воззрениям, все горные породы образовались в водах Мирового Океана, который первоначально покрывал всю Землю. В первую очередь из морских вод чисто химическим путем возникли граниты, порфиры и проч. Вторыми сформировались известняки и сланцы. Третьими – различные слоистые породы: песчаники, мергеля, угли и др. Четвертыми – новейшие дилювиальные, аллювиальные пески, гравии, суглинки и др.

С развитием геологической науки, исследователи заинтересовались происхождением валунов, лежащих на поверхности равнин и удаленных от ближайших гор на сотни и даже тысячи километров. Такие валуны получили название эрратических (блуждающих). Кроме того, естествоиспытатели видели, что на огромных просторах севера Европы такие валуны залегают в мощном слое тилля, образованного хаотичным скоплением глин, песков и более крупных обломков. Соответственно, возникла необходимость объяснить, какая же сила накопила эти неотсортированные смеси. Начиная с ХVIII века, было предложено три гипотезы: дилювиальная, дрифтовая и ледниковая.

Истоки дилювиальной гипотезы (от латинского diluvium – потоп) лежат в идеях катастрофизма, господствовавших в науке ХVII–ХVIII веков. Согласно бытовавшим тогда воззрениям, накопление валунных суглинков, галечников, песков и прочих неслоистых поверхностных отложений объяснялось всемирным потопом. К 20-ым годам XIX века библейскую версию сотворения мира геологи отбросили, однако вера в исключительно мощные наводнения, затоплявшие в прошлом сушу, еще была жива. Так, утверждалось, что гигантские волны, с огромной скоростью затоплявшие континенты, переносили глыбы на сотни километров, создавали в горах цирки и U-образные долины.

XIX век ознаменовался началом полярных исследований, благодаря которым выяснилось, что айсберги способны переносить разнообразные обломки на огромные расстояния, а затем и отлагать их на морском дне. Кроме того, в поверхностных отложениях как северной, так и южной Европы были во множестве найдены кости северных оленей и полярных птиц, что свидетельствовало о сильном похолодании, охватившем сушу в недавнем прошлом. Таким образом на свет рождается дрифтовая гипотеза, в соответствии с которой утверждалось, что на последнем этапе развития Земли обширные просторы равнин северных материков затопились мелководными и холодными морями. Айсберги, дрейфовавшие в студеных водах, цеплялись за вершины возвышенностей дна, пропахивали в них борозды, а затем останавливались. По мере таяния, из айсбергов выпадали всевозможные обломки, которые и создали пестрые по составу накопления, обнажающиеся на холмах и в низинах равнин Европы и Северной Америки. Одним из апологетов дрифтовой гипотезы был знаменитый английский естествоиспытатель и геолог Чарльз Лайель, прославившийся также борьбой с катастрофизмом, и обосновавший идею униформизма. Дрифтовая гипотеза господствовала в геологии до 60–70 годов XIX века.

В начале XIX века позиции катастрофизма пошатнулись, чему в немалой степени помогла книга шотландского геолога Джеймса Геттона “Теория Земли”, изданная еще в 1795г. В этой книге впервые высказывалось предположение о гигантских массах льда, покрывавших Альпы и даже спускавшихся на окружающие равнины – до гор Юра. Именно ледники, по мнению Дж. Геттона, разнесли и отложили гранитные глыбы. Таким образом, Дж. Геттона следует считать родоначальником ледниковой гипотезы, хотя его точка зрения победила лишь к концу XIX века. Предложенная им идея получила поддержку в 1829 г, когда швейцарский инженер Игнац Венец-Зиттен выступил с докладом о том, что вся северная часть Европы некогда испытывала воздействие льдов. Следовательно, с этого времени начинают развиваться взгляды о существовании в прошлом покровных ледников. Пятью годами позже, в 1834 г, швейцарец Жан де Шарпентье подкрепил суждения Зиттена собственными полевыми наблюдениями. Первую половину XIX века вообще можно назвать революционной для четвертичной геологии: наряду с появлением новых гипотез, утверждается мнение о необходимости обособления самостоятельного стратиграфического подразделения, соответствующего последнему этапу жизни Земли. Краткий экскурс в историю развития взглядов на стратиграфическое деление квартера позволяет выделить несколько этапов.

1. В 1829 г. бельгиец Ж. Денуайе впервые придает термину “четвертичный” стратиграфическое значение. Он предлагает выделять четвертичную систему, соответствующую породам, лежащим стратиграфически выше третичных (ранее третичной системой называли тот комплекс, который ныне разделен на палеогеновую и неогеновую системы).

2. В 1833 г. англичанин Гарри Ребуль обогащает принципы выделения четвертичных отложений палеонтологическим критерием. Ребуль предлагает называть четвертичными те отложения, которые в больших количествах содержат ископаемые останки современных представителей флоры и фауны.

3. В 1839 г. англичанин Ч. Лайель уточняет палеонтологический критерий и вводит новый термин – “ плейстоценовый этап ” (от греческих pleistos – наибольший; kainos – новый). Плейстоценовыми отложениями он называет те, в которых доля останков современных моллюсков превышает 70% от общего числа находок.

4. В 1837 г. швейцарский естествоиспытатель Жан Луи Агассис, поддерживая Венец-Зиттена и Шарпантье, приводит доказательства существования в прошлом ледников на территориях Великобритании и Северной Америки. Таким образом, к сороковым годам XIX века оформилось предложение называть последний этап развития Земли ледниковым периодом. Сам термин “ ледниковый период ” впервые был использован другом Агассиса, немецким ботаником Карлом Шимпером в поэтическом произведении [23].

5. В 1846 году Е. Форбс указывает на равнозначность понятий “плейстоцен” и “ледниковый”, и вводит понятие “ голоцен ” (от греческих holos – весь, полностью; kainos – новый, современный), или послеледниковый этап.

Ко второй половине XIX века накопился большой объем фактических материалов, полученных при полевом исследовании четвертичных пород. Анализ собранных сведений позволил произвести качественный скачок в развитии науки: в 70-е годы почти одновременно выходят в свет обобщающие труды О. Торелла в Швеции, А. Гейки в Великобритании, П. А. Кропоткина в России.

В России приверженцами идеи о развитии покровных ледников были Г.Е. Щуровский, Ф. Б. Шмидт. Наибольшую роль из российских ученых в развитии гипотезы покровных оледенений сыграл П.А. Кропоткин. В 1874 г. им был сделан доклад на заседании Императорского Русского географического общества о результатах геологического и географического изучения территорий Сибири и Скандинавии. На основании проведенных исследований Кропоткин пришел к выводу, что названные регионы являются областями древнего оледенения. В 1876 году была опубликована его книга “Исследования о ледниковом периоде”, где излагались основные положения ледниковой теории.

В 1875 г. шведский геолог Отто Торелл, основываясь на гигантском объеме фактической информации по ледникам Гренландии, Исландии и Шпицбергена, сделал вывод о недавнем сплошном оледенении Северной и Центральной Европы. В настоящее время создателями ледниковой теории называют именно П. А. Кропоткина и О. Торелла.

6. В 1881 г. на международном геологическом конгрессе в Болонье принято решение о выделении четвертичного периода (системы), продолжительностью порядка 1 млн. лет. Четырьмя годами позже, в 1885 г., международный геологический конгресс утверждает термин “голоцен”, соответствующий послеледниковому этапу жизни Земли, длившемуся около 10 тыс. лет.

XIX век в развитии четвертичной геологии ознаменовался дискуссией по двум фундаментальным вопросам: во-первых, генезиса поверхностных отложений, а во-вторых – природной обстановки последнего этапа развития Земли. Сторонников ледниковой теории назвали гляциалистами, тогда как приверженцев дрифтовой идеи – антигляциалистами. К концу XIX века в мировой геологии точка зрения гляциалистов побеждает, хотя и до настоящего момента ряд ученых отрицает возможность существования покровных ледников в прошлом. Вместе с тем, последователи гляциализма разделяются на два лагеря: одни утверждали, что в четвертичном периоде северные материки подвергались многократным оледенениям, другие же настаивали на длительном развитии одного ледникового покрова, то увеличивавшего свою площадь, то сокращавшегося. Соответственно, в науке сложились два направления: полигляциализм и моногляциализм. В России сторонниками множественности ледниковых этапов были Н. И. Криштафович, А. Д. Архангельский, тогда как взгляды об однократном оледенении исповедовали П. А. Кропоткин, С. Н. Никитин, А. А. Иностранцев, П. Я. Армашевский. Следует отметить, что среди полигляциалистов также не было единого мнения о количестве ледниковых этапов, в связи с чем исследователи разделились на умеренных полигляциалистов и экстраполигляциалистов.

Утверждение в науке позиций полигляциализма вызвал к жизни целый комплекс проблем, связанных с более детальной стратиграфией квартера, и занявших умы ученых XX века. В первую очередь надо сказать о проблемах таксономического плана, связанных с малой продолжительностью четвертичного периода, охватывающего, по разным представлениям, от 0,8 до 1,8 млн. лет (крайние оценки 0,2–3,9 млн.). Указанный интервал никак не превышает продолжительности зоны (а для крайних оценок – яруса) предыдущих систем. Вместе с тем понятно, что восстановление истории развития Земли в квартере требует разделения его на еще более короткие временные отрезки. Очевидно также, что чем короче время накопления, тем сложнее обосновать выделение стратиграфического подразделения.

7. В 1909 г. вышел в свет знаменитый труд немецких ученых – географа и геоморфолога Альбрехта Пенка и климатолога Эдварда Брюкнера “Альпы в ледниковые периоды”. В этой книге была предложена первая в истории схема стратиграфического расчленения четвертичных отложений, оказавшая огромное влияние на развитие наук о Земле. В частности, была заложена методологическая основа для перехода к более подробной стратиграфии квартера: авторы выделили четыре ледниковых этапа, три разделяющих их межледниковых, и теплый доледниковый.

Примерно тогда же, в 90-е годы XIX века, трудами Д. Гейки, Т. К. Чемберлена и Т. Леверетта были заложены основы стратиграфии древнеледниковых областей Северной Америки. Итак, на рубеже XIX–XX веков большее признание получает полигляциализм.

8. В 1922 г. российский геолог А. П. Павлов, на основании обнаружения костных останков древнего человека в самых молодых породах, предлагает называть завершающий этап земной истории антропогеновым периодом (от греческого anthropos – человек).

Таким образом, менее чем за сто лет одному и тому же отрезку времени кайнозоя было дано четыре названия: четвертичный, плейстоценовый, ледниковый и антропогеновый. Примечателен тот факт, что все они находились (а местами и по сей день находятся) в использовании, причем, как правило, в качестве синонимов. Однако, в настоящее время доказано, что возраст останков предполагаемых предков современного человека значительно превышает продолжительность холодного этапа кайнозоя, поэтому термин “антропогеновый” в стратиграфическом и геохронологическом смысле используется все реже. Далее, название “плейстоцен” также приобрело более узкое значение – под ним понимают ту часть четвертичного периода, на протяжении которой чередовались этапы ледниковые и межледниковые. Соответственно, еще сильнее сузилось понятие “ледниковый этап”– это время развития одного ледникового покрова. В силу сказанного, для обозначения ныне продолжающегося периода, как правило, используют понятие “ четвертичный ”, или “ квартер ” (от английского quarter ­– четверть), хотя довольно часто применяются и иные, ранее указанные понятия – объяснить это можно, отчасти, некоторой инерцией. Подобно тому, как до сих пор специалистами нередко употребляется даже термин “третичный период”, что иллюстрируется рисунком 4 (с. 51).

9. В 1932 г. в Ленинграде, на второй конференции Ассоциации по изучению четвертичного периода Европы, образован Международный союз по изучению четвертичного периода (INQVA). В 1939 г. подготовлена Международная карта четвертичных отложений Европы. В ее легенде утверждается четырехчленное деление квартера (Q) – он дробится на четыре таксономически равноценные части: эоплейстоцен (Q₁), мезоплейстоцен (Q₂), неоплейстоцен (Q₃) и голоцен (Q₄). Внутри мезо- и неоплейстоцена выделялись ледниковые и межледниковые отложения.

10. После Второй Мировой войны началось бурное развитие геологической науки, и назрела необходимость упорядочения стратиграфических классификаций. В результате проведенных работ ранг эо-, мезо-, неоплейстоцена и голоцена приравнялся к отделам стратиграфической шкалы, а межледниковые и ледниковые слои – к ярусам. В то же время, было совершенно очевидно, что по своему объему (продолжительности накопления) они никоим образом не соответствуют отделам и ярусам всех других геологических систем. Следовательно, необходимо было либо увеличить продолжительность этих подразделений, а значит, и всего четвертичного периода, либо разработать и утвердить иные, более мелкие по рангу таксоны.

11. Решением Межведомственного стратиграфического комитета СССР в 1963 г. было упразднено использование терминов “отдел” и “ярус” для четвертичной системы. Вместо них бывшие отделы квартера предлагалось называть отложениями нижне-, средне-, верхнечетвертичными и современными. Входящие в их состав бывшие ярусы ледниковых и межледниковых пород получили название горизонтов.

Современные взгляды на историю развития Земли и стратиграфию четвертичных отложений будут изложены в последующих разделах.

Поиск по сайту: