Kitobni o'qish: «История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие»

Знак информационной продукции (Федеральный закон № 436-ФЗ от 29.12.2010 г.)

Переводчик: Евгений Поникаров

Научный редактор: Михаил Гирфанов, канд. геол. – минерал. наук

Редактор: Виктория Сагалова

Научный консультант: Ольга Смирнова

Издатель: Павел Подкосов

Руководитель проекта: Мария Ведюшкина

Арт-директор: Юрий Буга

Дизайн обложки: Алина Лоскутова

Корректоры: Татьяна Мёдингер, Юлия Сысоева

Верстка: Андрей Ларионов

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Donald R. Prothero, 2018

This Russian language edition is a complete translation of the U.S. edition, specially authorized by the original publisher, Columbia University Press

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2025

* * *

Я ПОСВЯЩАЮ КНИГУ ПОТРЯСАЮЩИМ ГЕОЛОГАМ, СДЕЛАВШИМ ЭТИ ОТКРЫТИЯ. ТЕМ, КТО ВДОХНОВЛЯЛ МЕНЯ В МОЕЙ РАБОТЕ. ЭТО:

Альфред Вегенер

Джеймс Хаттон

Чарльз Лайель

Уильям Смит

Артур Холмс

Джерри Вассербург

Юджин Шумейкер

Клэр Паттерсон

Чарльз Дулиттл Уолкотт

Джозеф Киршвинк

Томас Генри Гексли

Аллан Кокс

Гэри Брент Далримпл

Кеннет Сюй

Гэри Эрнст

Билл Райан

Уолтер Манк

Луи Агассис

* Пенсильваний и миссисипий – стратиграфические подразделения североамериканской стратиграфической шкалы, принятые Международным стратиграфическим комитетом (ICS) для использования в Международной стратиграфической шкале (МСШ). В российской Общей стратиграфической шкале (ОСШ) этому интервалу соответствует каменноугольная система (карбон), включающая три отдела (верхний, средний, нижний). ОСШ не противопоставляется МСШ, но отражает специфику геологического строения и истории развития Евразийского региона.

На рисунке выше отражены геологические эры (кайнозой, мезозой, палеозой, протерозой, архей) и входящие в них периоды. Однако кайнозой подразделяется здесь не не на периоды, а на эпохи (палеоцен, эоцен и т. д.), на которые периоды делятся. Общую стратиграфическую шкалу см. здесь. – Прим. науч. ред.

Предисловие

Каждая горная порода или окаменелость рассказывает какую-нибудь историю. Для большинства людей камни – это просто камни, но для опытного геолога это ключ, ценные свидетельства, которые можно ясно прочитать, если только знать, как это делается. Я часто говорю студентам, что геология похожа на телесериал «C.S.I.: Место преступления». Геологи и палеонтологи действуют как эксперты-криминалисты, собирая воедино малозаметные улики, чтобы реконструировать «место преступления» в прошлом – зачастую с невероятными подробностями.

Я постарался написать точную и при этом увлекательную книгу, которая стала бы логическим продолжением предыдущей – «Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты» – и была бы интересна как любителям, так и профессионалам. Как и в «Отпечатках жизни…», каждая глава посвящена конкретной горной породе, знаменитому обнажению или важному геологическому явлению. Я рассказываю о завораживающем историческом и культурном контексте, который определяет значимость этих камней или явлений, и о том, как они изменили представление людей о Земле и о работе определенных земных процессов. Кроме того, я пытался вплести в повествование истории об удивительных людях, сделавших эти открытия, и о том, как это произошло. В большинстве случаев понимание приходило постепенно, когда отдельные небольшие необъясненные находки казались фрагментами головоломки. Когда все части собрали вместе, картина стала ясной. Тема необъясненных фрагментов и решения в конце концов этих головоломок будет прослеживаться во многих главах.

01. Гнев вулкана: извержение Везувия
Вулканический туф

Живите в опасности! Стройте свои города у Везувия!¹

Фридрих Ницше

Огонь богов

Извержение вулкана может ужасать. И в древние времена, и даже сегодня во многих культурах извержения считаются знаком гнева богов или карой за нарушение божественных велений. Их колоссальная мощь, грохот и разрушительные возможности страшат сильнее, чем любое другое геологическое явление, за исключением землетрясений. Римляне полагали, что под вулканом Этна на Сицилии расположена кузница бога огня Вулкана (у греков – Гефест). Он использует подземный жар, чтобы ковать для богов различные доспехи, утварь, оружие (и даже те молнии, которые мечет Юпитер/Зевс). Когда извергалась Этна, люди говорили, что Вулкан злится из-за измен своей жены Венеры (у греков – Афродита). Везувий, возвышавшийся над Неаполитанским заливом, римляне считали священной горой Геркулеса (у греков – Геракл), и некоторые ученые полагают, что название «Везувий» происходит от греческих слов, означающих «сын Зевса» (поскольку Зевс был отцом Геракла).

Тем не менее еще в античные времена появились первые по-настоящему научные представления о том, что такое вулкан и как он извергается. В каком-то смысле именно извержение Везувия в 79 г. н. э. можно считать началом нашего современного понимания Земли и тем событием, которое привело к рождению геологии как науки.

В то время поселения вокруг Везувия росли и процветали. Неаполитанский залив был богат рыбой, а виноград рос буквально повсюду, включая склоны самой горы. Вулканические почвы вокруг Везувия были слишком плодородными, чтобы ими можно было пренебрегать, поэтому на них выращивали зерновые культуры и виноград. Многие знатные римляне владели здесь собственными домами, а на соседнем острове Капри находилась большая вилла римских императоров. В Помпеях жило свыше 20 000 человек, а вокруг было разбросано множество более мелких поселений.

С 217 г. до н. э. Везувий не извергался, и поэтому большинство римлян считали его потухшим. Однако в 62 г. серьезное землетрясение разрушило Помпеи, Геркуланум и Неаполис, а в последующие 17 лет эти стихийные бедствия вновь и вновь повторялись. Еще в 30 г. до н. э. историк Диодор Сицилийский описывал Кампанскую равнину как «выжженную»², поскольку на Везувии были видны следы давних пожаров.

К августу 79 г. н. э. землетрясения участились, а многие колодцы и водные источники пересохли. 23 августа римляне отмечали ежегодный праздник Вулканалии, посвященный Вулкану. Как ни странно, на следующий день бог ответил людям: после мощного взрыва небо потемнело от пепла, а дождь из пемзы продолжался 20 часов (рис. 1.1). Некоторые жители Геркуланума и Помпеев немедленно покинули свои города, однако многие остались: одни не желали оставлять дома, другие не могли, поскольку в гавани не хватало судов, дороги были забиты, а слой пепла и пемзы достигал высоты 2,8 м. Трудно было не только сбежать, но и просто дышать: в легкие людей и животных набивался пепел. Однако это была только «разминка». Через день Везувий выбросил массу nuées ardentes (в переводе с французского «раскаленные облака»), или пирокластических потоков. Эти жгучие (до 850 ℃) смеси вулканических газов и пепла с ревом неслись по склонам горы со скоростью 160 км в час, сжигая все на своем пути. Они накрыли Геркуланум многометровым слоем вулканических отложений, известных как туф.

Рис. 1.1 Извержение Везувия в 1944 г. Источник: Wikimedia Сommons

Историк катастрофы

Очевидцы извержения в основном погибли или не оставили письменных свидетельств, и потому их мысли покрыты туманом истории. К счастью, у нас есть один прекрасный отчет свидетеля, написанный историком Плинием Младшим. В ту пору ему было 17 лет, и он бежал со своей семьей на судне в городок Мизен, расположенный на другой стороне залива в 35 км от вулкана. В письме своему другу, известному историку Корнелию Тациту, юноша рассказал, как его 56-летний дядя Плиний Старший, один из ведущих римских флотоводцев, мыслителей и естествоиспытателей, решил подплыть к извергающемуся вулкану, чтобы спасти своих друзей. Я прочитал письмо в оригинале на уроке латыни в школе, и с тех пор это один из моих любимых рассказов об извержениях.

Плиний Тациту, привет.

Ты просишь описать тебе гибель моего дяди; хочешь точнее передать о нем будущим поколениям. Благодарю; я знаю, что смерть его будет навеки прославлена, если ты расскажешь о ней людям [в твоей «Истории»]³. Он, правда, умер во время катастрофы, уничтожившей прекрасный край с городами и населением их, и это памятное событие сохранит навсегда и его имя; он сам создал много трудов, но твои бессмертные произведения очень продлят память о нем. Я считаю счастливыми людей, которым боги дали или свершить подвиги, достойные записи, или написать книги, достойные чтения; самыми же счастливыми – тех, кому даровано и то и другое. В числе их будет и мой дядя – благодаря своим книгам и твоим. Тем охотнее берусь я за твое поручение и даже прошу дать его мне.

Дядя был в Мизене и лично командовал флотом. В девятый день до сентябрьских календ, часов около семи [24 августа 79 года, между 2 и 3 часами дня], мать моя показывает ему на облако, необычное по величине и по виду. Дядя уже погрелся на солнце, облился холодной водой, закусил и лежа занимался; он требует сандалии и поднимается на такое место, откуда лучше всего можно было разглядеть это удивительное явление. Облако (глядевшие издали не могли определить, над какой горой оно возникало; что это был Везувий, признали позже) по своей форме больше всего походило на пинию [сегодня мы бы сказали о «грибовидном облаке»]. Вверх поднимался как бы высокий ствол, и от него во все стороны расходились как бы ветви. Я думаю, что его выбросило током воздуха, но потом ток ослабел, и облако от собственной тяжести стало расходиться в ширину; местами оно было яркого белого цвета, местами в грязных пятнах, словно от земли и пепла, поднятых кверху. Явление это показалось дяде, человеку ученому, значительным и заслуживающим ближайшего ознакомления. [Такой тип извержения с выброшенным облаком пепла и пемзы теперь в его честь называется плинианским.] Он велит приготовить либурнику и предлагает мне, если хочу, ехать вместе с ним. Я ответил, что предпочитаю заниматься; он сам еще раньше дал мне тему для сочинения. Дядя собирался выйти из дому, когда получил письмо от Ректины, жены Тасция: перепуганная нависшей опасностью (вилла ее лежала под горой, и спастись можно было только морем), она просила дядю вывести ее из этого ужасного положения. Он изменил свой план: и то, что предпринял ученый, закончил человек великой души; он велел вывести квадриремы и сам поднялся на корабль, собираясь подать помощь не только Ректине, но и многим другим (это прекрасное побережье было очень заселено). Он спешит туда, откуда другие бегут, держит прямой путь, стремится прямо в опасность и до того свободен от страха, что, уловив любое изменение в очертаниях этого страшного явления, велит отметить и записать его.

На суда уже падал пепел, и чем ближе они подъезжали, тем горячее и гуще; уже куски пемзы и черные обожженные обломки камней, уже внезапно отмель и берег, доступ к которому прегражден обвалом. Немного поколебавшись, не повернуть ли назад, как уговаривал кормщик, он говорит ему: «Смелым в подмогу судьба⁴: правь к Помпониану». Тот находился в Стабиях, на противоположном берегу (море вдается в землю, образуя постепенно закругляющуюся, искривленную линию берега). Опасность, еще не близкая, была очевидна и при возрастании оказалась бы рядом. Помпониан погрузил на суда свои вещи, уверенный, что отплывет, если стихнет противный ветер. Дядя прибыл с ним: для него он был благоприятнейшим. Он обнимает струсившего, утешает его, уговаривает; желая ослабить его страх своим спокойствием, велит отнести себя в баню; вымывшись, располагается на ложе и обедает – весело или притворяясь веселым – это одинаково высоко.

Тем временем во многих местах из Везувия широко разлился, взметываясь кверху, огонь, особенно яркий в ночной темноте. Дядя твердил, стараясь успокоить перепуганных людей, что селяне впопыхах забыли погасить огонь и в покинутых усадьбах занялся пожар. Затем он отправился на покой и заснул самым настоящим сном: дыхание у него, человека крупного, вырывалось с тяжелым храпом, и люди, проходившие мимо его комнаты, его храп слышали. Площадка, с которой входили во флигель, была уже так засыпана пеплом и кусками пемзы, что человеку, задержавшемуся в спальне, выйти было бы невозможно. Дядю разбудили, и он присоединился к Помпониану и остальным, уже давно бодрствовавшим. Все советуются, оставаться ли в помещении или выйти на открытое место: от частых и сильных толчков здания шатались; их словно сдвинуло с мест, и они шли туда-сюда и возвращались обратно. Под открытым же небом было страшно от падавших кусков пемзы, хотя легких и пористых; выбрали все-таки последнее, сравнив одну и другую опасность. У дяди один разумный довод возобладал над другим, у остальных – один страх над другим страхом. В защиту от падающих камней кладут на головы подушки и привязывают их полотенцами.

По другим местам день, здесь ночь чернее и плотнее всех ночей, хотя темноту и разгоняли многочисленные факелы и разные огни. Решили выйти на берег и посмотреть вблизи, можно ли выйти в море: оно было по-прежнему бурным и враждебным. Дядя лег на подостланный парус, попросил раз-другой холодной воды и глотнул ее. Огонь и запах серы, возвещающий о приближении огня, обращают других в бегство, а его подымают на ноги. Он встал, опираясь на двух рабов, и тут же упал, думаю, потому что от густых испарений ему перехватило дыхание и закрыло дыхательное горло: оно у него от природы было слабым, узким и часто побаливало. Когда вернулся дневной свет (на третий день после того, который он видел в последний раз), тело его нашли в полной сохранности, одетым как он был; походил он скорее на спящего, чем на умершего⁵.

Во втором письме Тациту спустя несколько дней Плиний писал:

‹…› Уже первый час дня [около 6–7 утра], а свет неверный, словно больной. Дома вокруг трясет; на открытой узкой площадке очень страшно; вот-вот они рухнут. Решено, наконец, уходить из города; за нами идет толпа людей, потерявших голову и предпочитающих чужое решение своему; с перепугу это кажется разумным; нас давят и толкают в этом скопище уходящих. Выйдя за город, мы останавливаемся. Сколько удивительного и сколько страшного мы пережили! Повозки, которым было приказано нас сопровождать, на совершенно ровном месте кидало в разные стороны; несмотря на подложенные камни, они не могли устоять на одном и том же месте. Мы видели, как море отходит назад; земля, сотрясаясь, как бы отталкивала его. Берег явно продвигался вперед; много морских животных застряло в сухом песке. С другой стороны черная страшная туча, которую прорывали в разных местах перебегающие огненные зигзаги; она разверзалась широкими полыхающими полосами, похожими на молнии, но большими.

Тогда тот же испанский знакомец обращается к нам с речью настоятельной: «Если твой брат и твой дядя жив, он хочет, чтобы вы спаслись; если он погиб, он хотел, чтобы вы уцелели. Почему вы медлите и не убегаете?» Мы ответили, что не допустим и мысли о своем спасении, не зная, жив ли дядя. Не медля больше, он кидается вперед, стремясь убежать от опасности.

‹…› Вскоре эта туча опускается к земле и накрывает море. Она опоясала и скрыла Капри, унесла из виду Мизенский мыс. Тогда мать просит, уговаривает, приказывает, чтобы я убежал: для юноши это возможно; она, отягощенная годами и болезнями, спокойно умрет, зная, что не была причиной моей смерти. Я ответил, что спасусь только вместе с ней; беру ее под руку и заставляю прибавить шагу. Она повинуется неохотно и упрекает себя за то, что задерживает меня.

Падает пепел, еще редкий. Я оглядываюсь назад: густой черный туман, потоком расстилающийся по земле, настигал нас. «Свернем в сторону, – говорю я, – пока видно, чтобы нас, если мы упадем на дороге, не раздавила идущая сзади толпа». Мы не успели оглянуться – вокруг наступила ночь, не похожая на безлунную или облачную: так темно бывает только в запертом помещении при потушенных огнях. Слышны были женские вопли, детский писк и крик мужчин; одни окликали родителей, другие детей или жен и старались узнать их по голосам. Одни оплакивали свою гибель, другие гибель близких; некоторые в страхе перед смертью молили о смерти; многие воздевали руки к богам; большинство объясняло, что нигде и никаких богов нет и для мира это последняя вечная ночь. Были люди, которые добавляли к действительной опасности вымышленные, мнимые ужасы. Говорили, что в Мизене то-то рухнуло, то-то горит. Это была неправда, но вестям верили. Немного посветлело, но это был не рассвет, а отблеск приближавшегося огня. Огонь остановился вдали; опять темнота, опять пепел, густой и тяжелый. Мы все время вставали и стряхивали его; иначе нас засыпало бы и раздавило под его тяжестью. Могу похвалиться: среди такой опасности у меня не вырвалось ни одного стона, ни одного жалкого слова; я только думал, что я гибну вместе со всеми и все со мной, бедным, гибнет: великое утешение в смертной участи.

Туман стал рассеиваться, расходясь как бы дымным облаком; наступил настоящий день и даже блеснуло солнце, но такое бледное, какое бывает при затмении. Глазам все еще дрожавших людей все предстало в измененном виде; все, словно снегом, было засыпано толстым слоем пепла. Вернувшись в Мизен и кое-как приведя себя в порядок, мы провели тревожную ночь, колеблясь между страхом и надеждой. Осилил страх: землетрясение продолжалось, множество людей, обезумев от страха, изрекали страшные предсказания, забавляясь своими и чужими бедствиями. Но и тогда, после пережитых опасностей и в ожидании новых, нам и в голову не приходило уехать, пока не будет известий о дяде⁶.

Последствия

Шестая и самая мощная волна пеплопада накрыла корабль в гавани, так что у Плиния Старшего не было шансов спастись. Позднее суда вернулись в Помпеи и нашли ученого мертвым: по-видимому, он задохнулся от пепла или вулканической пыли. Плиний стал одной из многих тысяч жертв: мало кому из 20 000 жителей Помпеев удалось спастись. Город был похоронен так глубоко – почти под 20-метровым слоем пепла, – что его забросили и со временем забыли (рис. 1.2). Помпеи обнаружили только в 1748 г., когда при постройке колодца нашли первые за почти 1700 лет следы города. Сейчас практически весь он раскопан, и перед нами открылось замечательное окно в жизнь Римской империи. Хорошо сохранились не только дома и природные объекты: фрески на стенах сияют первоначальными яркими цветами, мозаичные панно целы, а предметы из негорючих материалов остались на удивление невредимыми. Самое поразительное открытие – полости в отложениях пепла, заполненные воздухом. Когда эти полости залили гипсом, ученые увидели тела римлян (и их собак), задохнувшихся от газов, свернувшихся в позе эмбриона или уткнувших лицо в землю и погребенных в пепле (рис. 1.3). Тела их испарились и исчезли, но полости сохранились.

Раскопать Геркуланум оказалось труднее: его покрывал 23-метровый слой твердых отложений вулканических грязевых потоков. Несмотря на то что город нашли еще в 1709 г., а раскопки начали в 1738-м, он до сих пор раскрыт миру только частично. В отличие от Помпеев, Геркуланум был небольшим прибрежным курортным поселением, насчитывающим примерно 5000 человек. О богатстве свидетельствуют виллы, найденные украшения и другие артефакты. Как и в Помпеях, археологи обнаружили полости от исчезнувших тел, а также 300 скелетов – по ним видно, в каких позах людей застала смерть. Большинство из них найдены в помещениях у берега, где люди ожидали спасения, но были убиты вулканическими газами и высокой температурой, а затем погребены под осаждениями.

Рис. 1.2 Развалины Помпеев. На заднем плане Везувий. Источник: Wikimedia Сommons

Рис. 1.3 Гипсовые слепки тел, замурованных в пепле в Помпеях. Источник: Shutterstock

После того как Везувий в 79 г. стер Помпеи и Геркуланум с карты (а позднее также из памяти римлян), он еще долго оставался активным. Серьезное извержение произошло в 203 г., затем в 472-м, когда пепел достиг даже Константинополя. Вулкан извергался и в последующие столетия, а в 1906 г. крупные потоки убили свыше 100 человек. Он снова проснулся в 1944 г., уничтожив множество деревень, а кроме того, 88 американских бомбардировщиков B-25 Mitchell, которые участвовали в высадке союзников в Италии⁷. Последние 80 лет гора над Неаполем относительно спокойна, однако история Везувия показывает, что он по-прежнему является одним из самых активных и опасных вулканов планеты. При этом на его склонах проживает более миллиона человек, а около подножия – свыше 3 млн, так что следующее извержение, если оно будет сколь-нибудь похоже на событие 79 г., принесет гораздо больше смертей.

История Везувия и Помпеев мало чем отличается от других крупных вулканических катастроф. Ее выделяют наблюдения Плиния Старшего и его племянника, сделанные во время извержения. Вместо того чтобы считать событие актом божественного возмездия, оба подошли к нему с научной точки зрения, постаравшись описать его как природное явление. Это вполне согласуется со знаменитой 37-томной «Естественной историей», созданной Плинием Старшим – одним из первых энциклопедических естественно-научных трудов. Сравнение столба пепла с пинией и рассказ Плиния Младшего о последующих стадиях извержения – самое раннее подробное, достоверное с научной точки зрения, а не мифологическое, описание извержения вулкана. Таким образом, отчеты двух Плиниев (один из которых при этом погиб) знаменуют собой начало естественно-научных наблюдений за земными процессами – то есть зарождение специальной сферы знаний, которую мы сейчас называем геологией.