16. Возникновение направлений геологии и развитие ее методологии к 80-м годам XVIII века

К концу подпериода уже достаточно конкретно поставлены важные для геологии проблемы и сделаны попытки их решения; были намечены генетические и историческая задачи. Как бы итоговыми работами можно считать работы Далласа и Бюффона 70-х годов. После Декарта и Ньютона в геологии активизировалась (Лейбниц, Бюффон и др.) мысль о возникновении Земли из раскаленной массы. Наметилась идея о роли ее остаточного тепла, Бюффон связал с ним эволюцию Земли.

В 1755 г. И. Кант опубликовал «Всеобщую естественную теорию Земли и неба». Однако тираж этой работы вследствие банкротства издателя не поступил в продажу и почти весь погиб. До начала 90-х годов, когда работа была издана вновь, она практически была неизвестна и не оказала влияния на геологию середины века, характеризуя лишь «дух эпохи». По Канту, сотворенная, вначале неподвижная и холодная материя из мельчайших разнообразных элементов в силу заложенных в нее творцом свойств, сразу же стала образовывать сгущения — зародыши космических тел. Действующими силами были притяжение и отталкивание. Гипотеза Канта учитывала законы Кеплера и Ньютона, наследуя и некоторые идеи Декарта (мельчайшие движущиеся элементы, отталкивание и т. п.). Кант первый указал на влияние морских приливов на вращение Земли. Он писал об огромной длительности истории Земли. В 1796 г. астроном и математик Лаплас, исходя из тех же астрономических предпосылок, предложил концепцию, получившую название гипотезы Канта—Лапласа. Он| рассматривал образование лишь солнечной системы, принимая горячую первичную материю как постулат — это его «граничное условие», как у Геттона) в чем сказался дух эпохи. Лаплас иллюстрировал свою теорию изящным моделированием — вращением капли оливкового масла в смеси спирта и воды равного удельного веса. Гипотеза Канта—Лапласа пользовалась признанием до начала XX в.

Земля в глобальном масштабе изучалась и в других направлениях. В 1737 г. М. Бюаш составил и в 1745 г. опубликовал карту горных цепей земного шара, охватывающую и дно морей (статья опубликована позже [249]). В работе главенствует идея единства структуры континентов и дна океана, ранее высказанная также Бурже и положенная в основу гипотезы происхождения гор Бюффона, окончательно оставленная лишь в XIX в. Позже Бюаш [250] указал на параллельность рек разных континентов. Идеи о глобальных закономерностях с тех пор существовали в геологии и в новых формах оживают сейчас (линеаменты, рифты, общие морфометрические закономерности и т. п.).

В области генезиса горных пород были выдвинуты идеи ведущего вулканогенного (Моро), биогенного (Линней) или хемогенного (Линней, Бергман) фактора. Граниты считались кластогенными (Линней, Бюффон), затем эта идея сменилась мыслью о их происхождении из расплава (Паллас, Бюффон). Возникновение базальта становится с 60-х годов предметом дискуссии. Были высказаны мысли о метаморфизме (Ломоносов, Паллас).

Вулканизм и нептунизм наметились как направления, признающие ведущую роль в геологических процессах внутренних или внешних сил.

Генотипом нептунизма считается учение Вернера — химический нептунизм. Оно, с одной стороны, преемственно от нептунизма XVII—XVIII в. (первой половины), а с другой — имеет генетическую связь с зародившимся в Швеции химическим нептунизмом, возникшим под непосредственным влиянием химии и кристаллографии.

К началу рассматриваемого подпериода относится появление двух полярных концепций — Моро и Линнея, еще связанных библейским летосчислением, но уже отвергавших всемирный потоп в качестве решающего геологического фактора. Затем появляются гипотезы, почти свободные от влияния религии, более универсальные и постулирующие идею геологического времени (Кант, Ломоносов, Паллас, Бюффон). К ним нельзя безоговорочно применять принятые исторические обозначения идейного содержания (вулканизм, нептунизм, катастрофам); они многосторонни. Поляризация наступает позже, в конце XVIII—начале XIX веков, когда появляются «классические» нептунизм и вулканизм.

В возникавших представлениях о прошлом подчеркнем высказывания в направлении униформизма (Моро, Бюффон, Демаре и др.), катастрофизма (аспекты у Моро, Ломоносова, идея у Далласа), необратимого развития (Линней, Бюффон). Существуют высказывания об эволюции организмов (например, К. Вольф, 1759; Бюффон). Для Палласа история Земли — в основном результат катастроф, действия сил, неизвестных количественно в современности, хотя эти события не одноактны и не всеобщи. Некоторые аспекты катастрофизма имеются и у Бюффона, хотя развитие у него обусловливается постепенной убылью тепловой энергии Земли. У Бюффона ярко выражена направленность развития Земли. У Палласа развитие случайно — циклично, хотя при этом естественно, что повторяющиеся вулканические пароксизмы необратимо меняют структуру земной коры. Подчеркнем, что катастрофы Палласа познаваемы, в общем, актуалистическим путем.

Идея вулканического поднятия гор принадлежит Моро, а гипотеза — Палласу. Последний указывает на соответствующие «существующие мнения». Живет еще «теория обрушения» в сочетании с поднятиями (Ломоносов, Бюффон, де Люк и др.). Прогресс в объяснении нарушений пород был незначительным. С середины 50-х годов началось систематическое изучение ископаемых вулканов, зарождается вулканология.

Среди факторов рельефообразования были рассмотрены морские течения, и эта гипотеза заняла ведущее место, хотя идея о речной эрозии продолжала существовать. Уделялось внимание эоловым процессам и их роли. В 1760 г. Г. Грюнер [261] в работе о ледниках Швейцарии указал на их скольжение по ложу. В 70-х годах Г. Бессон и А. Бордье сочли причиной их движения течение льда (Гефели, 1960). В 1777 г. Бессон для конечной морены предложил название «maréme». У Г. Соссюра это уже «moraine», что с 30-х годов распространилось на все виды морены.

Ведущим методом при интерпретации следов прошлого и установления генезиса геологических образований был актуализм. Он приобрел ясное методологическое значение. У Бюффона можно проследить две категории современных явлений, служащих для раскрытия прошлого. Это процессы и остаточные явления — следы прошлых изменений (ископаемая фауна, породы и т. п.). Между ними в сущности нет принципиальной разницы, так как современные процессы охватывают и остаточные явления. Методическое использование тех и других взаимосвязано, хотя и различно.

Зачатки сравнительно-исторического метода можно указать у Бюффона, как и эксперимента и моделирования в геологии. В рассматриваемую эпоху начал эксперименты в области петрографии Д. Холл. Бюффона автор считает выразившим идею, а Холла — основоположником геологического эксперимента. Среди рабочих и специальных методов геологии решающее значение имело возникновение и развитие геологического картирования и стратиграфического метода. Прогресс последнего характеризуется появлением ряда стратиграфических названий, дошедших до конца XIX в. или существующих и сейчас. Леман [292] ввел в литературу из практики горного дела термины «каменноугольная формация», «красный (мертвый) лежень», цехштейy. Ардуино (1760) указал на третичные породы, отделив от них современные. В том же году Д. Мичелом упоминаются лейас, портланд и гольт. У Фюкселя встречаем «раковинный известняк», а позже у Вернера — «пестрый» и «квадерный» песчаники.

«Минералогический» метод делится на собственно минералогический, петрографический и кристаллографический методы. У Палласа встречается ясная мысль о биостратономическом методе как аспекте палеонтологического метода, который уже существует. Появляется идея геоморфологического метода (Линней, затем Бюффон и Ломоносов). Пока почти не развивается зародившийся еще ранее (Стенон и др.) структурный метод, хотя его элементы видны у вулканистов: Ломоносова, Палласа. Возник, но еще слабо намечен палеогеографический метод (Бюффон). Гравиметрия зародилась в 1770—1780 гг. [124].

Прогресс наблюдается в изучении рудообразования. В 1746 г. С. Циммерман указал на превращение в жилах вещества, аналогичного вмещающим породам, солевыми растворами в руду. Это — идея латераль-секрециоиного рудогеиеза. В 1749 г. Оппель повторяет идею о заполнении рудой трещин, образовавшихся при движении земной коры или ее усыхании. Прогрессивны были идеи Ломоносова. В 1770 г. К. Делиус [291] изложил представление о рудообразующих растворах, насыщенных СО₂ и другими активными веществами³⁵. |Бюффон [253] считал, что руды металлов могут расти. Этот «архаичный» взгляд, впрочем, не столь наивен, ибо понятие роста можно применить и к современным представлениям, например, о пневматогенном образовании руд, натечным их формам и т. п.

Леман в 1753 г. воскресил идею «золотого дерева»: пары и газы из недр земли поднимаются по тончайшим трещинам, «соответствующим сосудистой системе дерева» (спонтанное моделирование). Он излагает также возникшую ранее теорию «матриц», якобы, находящихся во вмещающих породах и заполняющихся парами, которые отлагают руды. Существуют еще «теории», основанные на идеях Аристотеля; о них иронически упоминает Ломоносов — на «задворках науки», как обычно бывает, сохраняются и отживающие взгляды.

В 1778—1806 гг. ценные описания жил опубликовал Ж. Шарпантье [236, 261]. Рудообразование он связывал с «каким-то» изменением первоначальных пород, существовавших на месте залежей. Основа этой идеи лежит в наблюдениях за контактным метаморфизмом (термина еще нет), рудными брекчиями, метасоматозом (пример — окремнение дерева) и переходами в боковые породы. Агенты рудообразования, по его мнению,— растворы или пары, проникающие в породы по мельчайшим трещинам снизу. Он диаметрально расходился во взглядах с Вернером.

В 1778 г. де Люк употребил термин «геология» примерно в современном смысле. Ее развитие, как и ранее, связано с актуализмом — прогресс слабее в областях, в которых современные явления дают меньше возможностей длят представления о прошлом. Структура геологии усложнялась, обогащалась ее методологическая база, что изменяло и предмет науки.

Б. НЕПТУНИЗМ И ПЛУТОНИЗМ (1780—1810 гг.)

17. Химический нептунизм А. Вернера

К 1780 г. идея химического осаждения «первичных» пород из жидкости первобытного океана (Бергман) уже имела сторонников. Развернутую гипотезу нептунизма разработал Вернер. Его учение, почти господствовавшее даже впервые десятилетия XIX в., оценивается по-разному. Иногда его называют «реакционным». Возникает вопрос, каким образом в прогрессивное «героическое время геологии» (конец XVIII — начало XIX вв.) господствовало реакционное учение? Указывают также, что Вернер поднял геологию до настоящей; науки. Горняк и минералог, мало путешествовавший, Вернер был внимательным наблюдателем, блестящим классификатором и преподавателем. Его учениками были крупнейшие геологи — Гумбольдт, Бух, Ф. Шлотгейм, К. Ф. Наумаии и многие другие. Он мало писал [235] (преимущественно мелкие работы), но его идеи популяризировали его ученики. После него остался большой архив.. Любопытно, что Вернер, о котором писали, что он стремился примирить геологию с религией, не был дилювианистом и очень редко посещал церковь ссылаясь на плохое здоровье. С догматами церкви в его учении мало общего.

Приняв идею о хемогенном происхождении древних пород и отсутствии в современности соответствующих факторов породообразования, Вернер использовал актуализм в ограниченной форме, но соответствующие формулировки у него совершенно ясны. Он изучал современные соотношения пород, ввел в свою теорию ряд наблюдающихся сейчас процессов, наряду с некоторыми положениями, принятыми в науке той эпохи. Его полевые исследования в основном происходили в Саксонии; он работал больше с образцами. Гофф писал о нем: «Чувство превосходства сделало его столь смелым, что он вообразил, что сделанные им в Рудных горах наблюдения открыли ему всеобщие формы всех геогностических отношений». Но Гофф говорит и о вулканистах: «Их гипотезы настолько опережали опытные положения естествознания, что... нептунисты, несмотря на ограниченность их точки зрения, частью боролись, лучшим оружием, привлекая наблюдения, поставленные продуманно, но не всегда на должном месте. Они обходились менее расточительно с естественными силами. Поэтому победа склонилась вначале на сторону нептунистов...» [144, № 8, с. 72].

Уже в первой работе Вернера (1774) предлагались новые методы описания минералов. Во Фрейберге, где он преподавал с 1775 г., он впервые ввел практические занятия по курсу минералогии и по тому времени четко разделял минералогию от науки о породах — геогнозии. Последнее деление он изложил в докладе в 1780 г. [261]. Термин «геогнозия», принадлежащий Фюкселю, широко применялся Вернером. Геогнозия — эмпирическая часть геологии, не допускающая спекуляций, наука о породах и полезных ископаемых, их: происхождении и соотношениях в масштабе Земли. Вернер, тем не менее, сам выдвинул достаточно фантастическую гипотезу возникновения Земли. Как и ряд других ученых, декларировавших эмпиризм, он не был последовательным. Вернер считал, что Земля вначале составляла «...жидкую круглую массу» [178, с. 55] и в ее постепенном развитии основную роль сыграла вода — процессы экзогенные, в особенности химические. Вулканизм («экзогенный» — горение угля и др.) имел второстепенное значение.

Вернер привел и признаки для определения «сухого» или водного происхождения пород и минералов. Первичная жидкость стояла выше всех гор, ее состав отличался от состава современной океанической воды и из нее последовательно выпадали осадки первичных (химические), вторичных (химические и механические) и флецовых (полумехаиические, но и базальт) пород. К намывным породам он относил лишь «механические» молодые породы. В особую группу выделялись им вулканические образования.

Вернер в 1781 г. ввел термин «формация», развивая учение Фюкселя [143, с. 5—35]. Изучение архива Вернера показало, что вопреки существовавшему на его счет мнению, он большое значение придавал окаменелостям. В 1790 г. он сформулировал по современной терминологии «биостратиграфический принцип», рассматривая окаменелости с биостратономической и палеогеографической сторон и связывая происхождение и изменение организмов с историей Земли.

По аналогии с лабораторным процессом кристаллизации, он допускал облекание осадками неровностей даже при значительных углах наклона; иногда отложение сопровождалось соскальзыванием осадков (напомним, что подводные оползни сейчас хорошо изучены также в разрезах). Долины, по Вернеру,— результат работы морских течений. Большие натяжки связаны у него с вулканическими породами, которые якобы появились не в самом начале истории Земли, а также в вопросе о том, куда ушла вода первичного океана. Последнее принималось «де факто».

В числе наибольших заслуг Вернера — четкая систематика минералов и пород. Он различал (что не было новым) простые и сложные породы, а среди составляющих их минералов существенные и примеси (акцессорные). Вернер ввел описание пород по текстуре, положению, отдельности, возрасту и т. п. Существовавшие в горном деле понятия «простирание» и «падение» он стал применять в петрографии (литологии), ввел понятие о согласном, несогласном и трансгрессивном залеганиях. С той же точностью Вернер систематизировал рудные жилы и их соотношения, хотя предложил неверную концепцию заполнения трещин сверху из раствора или взвеси (все жилы считал «нептуническими дайками»). Гуммель [282] называет Вернера «Линнеем геологии».

Учение Вернера — это развитие некоторых идей Бюффона и идеи Линнея — Бергмана о хемогенном происхождении пород. Вернер детерминист, Как и у Бюффона, развитие Земли у Вернера необратимо. Подчеркнем, что идеи Вернера связаны с успехами химии и кристаллографии. Влияние кристаллографии можно иллюстрировать любопытным примером. Нептунист Ж. О. Ламетри считал небольшие гребни и холмы на поверхности Земли кристаллами, Эту точку зрения упоминает Г. Б. Соссюр в 90-х годах XVIII в.

Как можно заключить, идеи Вернера гораздо сложнее и научнее, чем они освещались ранее. Заметим, что идея о сложном составе вод первичного «океана» сейчас почти общепризнана (Н. М. Страхов, В. Руби и др.).