Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

История геологии в Америке сама по себе представляет историю метаморфоза: это был синтез и преобразование существующих и новых идей, ворвавшихся в исследования Нового Света и его геологических ресурсов. Западные знания о природе Земли, новые теории геологии поздно появились в Северной Америке: когда земли были колонизированы европейцами. Кроме того, в геологических исследованиях в Америке наблюдалось значительное отставание от Западной Европы из-за Войны за независимость и других проблем, которые Соединенные Штаты должны были решать, став самостоятельным государством. Как и во многих остальных сферах американской жизни на раннем этапе становления государства, проблемы в области геологии были связаны с тем, что страна занимала обширную и все еще неосвоенную территорию.

Вероятно, для историков, занимающихся этим периодом, не будет неожиданностью, что первым сторонником развития теоретической и прикладной геологии был Томас Джефферсон, третий президент Соединенных Штатов, родившийся в 1743 г. в Виргинии. Джефферсона не очень волновали теоретические споры в геологии, например о происхождении горных пород, но он серьезно интересовался окаменелостями и палеонтологией. Говорят, когда Джефферсон принимал должностную присягу в качестве второго вице-президента страны, он принес с собой в кармане кости ископаемого позвоночного, вид которого хотел определить[92]. Помимо окаменелостей, Джефферсона также интересовали минералы и разведка полезных ископаемых. Во время своего президентства он спонсировал несколько знаменитых экспедиций. Одна из таких экспедиций под руководством Мериуэзера Льюиса и Уильяма Кларка отправилась в 1804–1806 гг. исследовать земли к западу от Миссисипи, приобретенные в результате покупки Луизианы, в поисках северо-западного водотока к Тихому океану. Джефферсон также финансово поддерживал экспедицию 1806–1807 гг., которую возглавил Зебулон Пайк (по имени которого был назван Пайкс-Пик (пик Пайка) в Колорадо) и целью которой было определение истоков рек Миссисипи и Арканзас. И хотя Пайку не удалось достичь вершины горы, названной в его честь, в результате путешествия он исследовал юго-запад Америки, Великие равнины и районы Скалистых гор.

В 1802 г. Йельский университет принял юриста Бенджамина Силлимана на новую должность профессора химии и естествознания, которое включает геологию, минералогию, ботанику и зоологию, и ни один из этих предметов он подробно не изучал. Тем не менее Силлиман, который будет способствовать официальному включению геологии в систему американского высшего образования в начале XIX в., с увлечением занялся изучением химии в Пенсильванском университете, а затем геологии и естественных наук в Англии и Шотландии в Эдинбургском университете в 1805–1806 гг. Силлиман стал инициатором покупки коллекций минералов для Йельского университета, таких как кабинет Перкинса, приобретенный в 1807 г. и состоящий из двух тысяч образцов минералов из Англии и материковой Европы, и кабинет Гиббса, купленный в 1811–1812 гг. и состоящий из образцов, собранных в Европе американцем Джорджем Гиббсом III (1776–1833) из Ньюпорта, Род-Айленд. Эти коллекции позднее стали основополагающими материалами при создании музея Пибоди[93].

В американских колледжах и университетах геологию стали преподавать как самостоятельный предмет лишь с 1840 г.; в этом же году было основано первое геологическое общество, Ассоциация американских геологов. Эта группа с 1888 г. стала издавать журнал American Geologist, самое первое периодическое издание в США, целиком посвященное геологии[94].

Геология вошла в моду в 1830–1840-х гг., когда по этому предмету и другим естественным наукам стали читать научно-популярные лекции, как отдельные, так и целые курсы. Именно приглашение прочитать такой курс лекций и привело Луи Агассиса в США в 1846 г.

Луи Агассис в Соединенных Штатах

После удачно проведенного лекционного тура 1846 г. Луи Агассис, геолог и гляциолог (см. главу 1), решил остаться в Соединенных Штатах. Бостонский институт Лоуэлла пригласил его преподавать в том же году. Двумя годами позже Агассис стал профессором геологии и зоологии в Гарвардском университете, где он основал Гарвардский музей сравнительной зоологии. В 1864 г. Агассис занялся изучением ледниковых наносов в штате Мэн, исследуя их от горы Катадин до Бангора. Результаты исследований были представлены публике в статье в Atlantic Magazine и позднее в книге Агассиса «Геологические очерки», опубликованной в 1866 г.[95].

Находясь в Америке, несмотря на свои позже подтвержденные догадки о существовании ледниковых периодов, Агассис стал противником дарвиновской теории эволюции. В статье в American Journal of Science, вышедшей в 1860 г., Агассис отреагировал на книгу Дарвина «Происхождение видов», опубликованную годом ранее:

Агассис считал, что виды не изменялись со временем, но, как и Кювье, был сторонником идеи о вымирании видов и утверждал, что биологические виды создаются вновь после каждого вымирания. Агассис твердо выступал против эволюции. Некоторые авторы указывают, что он не желал, чтобы его считали неправым хоть в каком-нибудь вопросе[97]. Поэтому, возможно, свойственный Агассису догматизм, бросающий тень на его наследие, был не логически обоснован, а связан с его личными предубеждениями, несмотря на то что коллеги побуждали ученого взглянуть на теорию Дарвина с другой точки зрения.

После приезда в Соединенные Штаты Агассис познакомился с Сэмюэлем Джорджем Мортоном, чьи исследования черепов представителей различных рас якобы свидетельствовали о различиях между ними (этот вывод позже был опровергнут гарвардским палеонтологом Стивеном Джеем Гулдом и другими учеными). Ободренный также работой Джосайи Нотта, врача-хирурга и писателя, считавшего, что расы вообще представляют разные виды, Агассис на своих лекциях излагал подобные представления, а со временем его расистские взгляды только укрепились, наряду с убеждением, что Америка должна принадлежать только белым[98]. Агассис говорил, что «расы не должны скрещиваться», что они должны оставаться «чистыми»[99], и тому подобное, в духе оскорбительных, отвратительных идей.

Рис. 2.1. Статуя Агассиса, Стэнфордский университет, апрель 1906 г., после землетрясения в Сан-Франциско (USGC, Walter Curran Mendenhall)

Любопытно, что в 1906 г. во время Великого землетрясения в Сан-Франциско мраморная статуя Агассиса упала со здания факультета зоологии Стэнфордского университета и пробила головой дорожное покрытие из бетона. На знаменитой фотографии (рис. 2.1) запечатлено это историческое землетрясение и, возможно, подобающий исход для профессора.

Джеймс Дуайт Дана

Еще одним незаменимым американским геологом был Джеймс Дуайт Дана (1813–1895), родившийся в Ютике, штат Нью-Йорк. Дана, студент Бенджамина Силлимана, знаменит исследованиями в области минералогии, а также тем, что стал автором одного из первых учебников по геологии. В 1836 г. Силлиман предложил Джеймсу занять должность его ассистента в химической лаборатории Йельского университета, где Дана изучал образцы из коллекции минералов, и это оказало серьезное влияние на минералогию в Соединенных Штатах. Дана подробно описал свои открытия в фундаментальном труде «Система минералогии», опираясь на данные химии и кристаллографии и линнеевскую систему классификации, которую впервые применил по отношению к минералам немецкий минералог Фридрих Моос в 1837 г. К 1844 г. Джеймс Дана женился на дочери профессора Силлимана, Генриетте, и этот союз дал миру еще одного ведущего американского геолога: их сын, Эдвард Солсбери Дана (1849–1935), стал знаменитым минералогом. Именно в этот период жизни Дана-старший создал целый ряд важных, признанных работ по геологии.

В 1848 г. Джеймс Дана написал «Руководство по минералогии» (The Manual of Mineralogy), работу настолько всеобъемлющую, что в наши дни вышло уже 21-е издание. После ухода Силлимана на пенсию в 1853 г. Дана стал профессором Йельского университета и куратором коллекции минералов. В следующем году он опубликовал четвертое издание «Системы минералогии» и впервые детализировал использующуюся и сегодня химическую классификацию минералов (в соответствии с ней выделяют самородные элементы, оксиды, карбонаты, фосфаты, сульфиды, сульфаты, галогениды и силикаты). После нескольких лет преподавания Дана понял, что ему следует опубликовать более современную работу, которая помогла бы студентам разбираться в геологии и минералогии, и в 1863 г. вышло в свет его «Руководство по минералогии». Два года спустя он написал более сжатый вариант для менее продвинутой аудитории под названием «Учебник геологии» (Text-book of Geology).

Новые издания «Системы минералогии» продолжали выходить под редакцией сына Джеймса Даны, минералога Эдварда Солсбери Даны, и других ученых, пока публикации не прервались из-за начала Второй мировой войны. Примечательно, что в наши дни по-прежнему доступно восемнадцатое издание этого сочинения с правками, дополнениями и новыми минералами. Джеймс Дана, ученик и зять Бенджамина Силлимана, умер в 1895 г. в возрасте восьмидесяти двух лет после долгих лет активной деятельности, передав знания от своего учителя своему сыну – таким образом, в семье Джеймса Даны было представлено три поколения минералогов.

Сэр Джон Уильям Доусон

Одна из самых примечательных, но мало известных геологических особенностей встречается в Новой Шотландии. Осадочные месторождения каменноугольного периода палеозойской эры, которые в разговорном языке называют угленосными свитами (устаревший термин для обозначения богатых углем геологических комплексов верхнего карбона), являются источником угля и остатков ископаемых лесов. В частности, в Новой Шотландии в Джоггинсе, относящемся к объектам Всемирного наследия ЮНЕСКО, находятся уникальные месторождения угля с ископаемыми деревьями и другими растениями, сохранившими то же положение, которое они занимали при жизни (на своем месте в пластах, которые впоследствии наклонились) (рис. 2.2). Берег залива Фанди знаменит самыми большими в мире интервалами между приливом и отливом, и под таким тяжелым влиянием эрозии формировались скалы, которые со временем размывались, разрушались и сползали в воду, открывая заключенные в них ископаемые растения. Именно неподалеку от этих мест вырос знаменитый канадский палеоботаник сэр Джон Уильям Доусон (1820–1899), и здесь же он многие десятилетия занимался изучением ископаемых.

Благодаря знаниям, полученным во время обучения в Эдинбургском университете в Шотландии, Доусон мог идентифицировать древнюю лесную экосистему, которая со временем, оказавшись под землей, привела к формированию угленосных свит. В отличие от некоторых современников, изучавших образцы, вырванные из их окружения, только в музеях, Доусон в своей работе руководствовался опытом полевых исследований (он отправлялся исследовать горные породы, ископаемые и другие характеристики в том виде, в котором они были обнаружены в природе), изучая обнажения горных пород[100]. Добиться успеха Доусону помогли не только его работа в полевых условиях, но и внимание к деталям, тщательное наблюдение и настойчивость. То же самое можно сказать почти про каждого выдающегося ученого.

Джон Уильям Доусон родился в Пикту, Новая Шотландия, в семье пресвитериан со строгими взглядами. Как и многие первые геологи, Доусон был глубоко религиозным человеком и активным прихожанином пресвитерианской церкви. Это сформировало взгляды, касающиеся мира природы, и в конечном итоге привело (как и Агассиса) к отрицанию дарвинизма. В детстве Доусон интересовался природой и исследовал окрестности Пикту, включая карьеры каменноугольного бассейна Альбион. Он читал и хорошо знал опубликованные в 1830 г. «Основные начала геологии» Лайеля. В середине 1820-х гг. семья Доусон оказалась в трудном финансовом положении, поскольку из-за экономической депрессии их доход от импорта и экспорта серьезно уменьшился, а после потери нескольких торговых кораблей у отца Джона остались огромные долги[101]. Эти долги послужили мотивом для юного Доусона, который десятилетиями тяжело трудился, чтобы погасить все займы, взятые его отцом, до тех пор, пока наконец к 1850 г. обязательства не были выполнены. Несмотря на все трудности, Доусон посещал местные школы, а в 1840 г. его отправили в Эдинбургский университет, где он изучал химию, ботанику и геологию. В следующем году ему пришлось вернуться, чтобы финансово помогать своей семье. Тем не менее возвращение оказалось удачным, поскольку Доусону посчастливилось познакомиться со своим героем, Чарлзом Лайелем, когда тот приехал в Пикту, чтобы увидеть угленосные свиты в карьерах Альбиона[102]. Доусон был проводником Лайеля по окрестностям, и между ними завязалась крепкая дружба, которая продлилась всю жизнь. Лайель также стал наставником Доусона. В 1847 г. Джон Доусон вернулся в Шотландию и закончил свое обучение в Эдинбурге, а в 1852 г. возвратился в Новую Шотландию и вместе с Лайелем исследовал скалы с окаменелостями в Джоггинсе. Здесь ученые не только изучали ископаемые леса каменноугольного периода, но и обнаружили внутри некоторых стволов деревьев уникальные ископаемые остатки рептилий, гилонома, Hylonomus lyelli (древняя сухопутная рептилия) (см. цветную вклейку 2.1)[103]. Велись ожесточенные споры о том, каким образом эти существа попали внутрь стволов: случайно упали туда, были занесены наводнениями или устраивали свое жилище среди корней. Спор разрешился годы спустя, когда данные показали, что эти пресмыкающиеся обитали внутри старых пней и корней деревьев.

Рис. 2.2. Представитель ископаемых древовидных плаунов, сохранившийся на месте произрастания. Скалы с окаменелостями в Джоггинсе, Новая Шотландия (Michael C. Rygel, 2010)

Джон Доусон также занимался преподаванием: сначала в провинции Новая Шотландия, а потом, до 1893 г., он был ректором Университета Макгилла, который под его руководством стал ведущим международным университетом. Кроме того, Доусон был плодовитым писателем, и среди его наиболее известных работ – «Геология Акадии» (Acadian Geology), впервые опубликованная в 1855 г. и выдержавшая четыре издания. На позднем этапе своей деятельности Доусон отошел от главенствующих в то время в геологии взглядов и вступил в полемику по целому ряду вопросов. Он не поддерживал ледниковую теорию Агассиса, согласно которой ледниковые щиты покрывали землю, а предполагал, что лед наслаивался в результате дрейфа отдельных кусков; позже было доказано, что это невозможно. Несмотря на то что представления Доусона об обледенении и эволюции в конечном итоге были опровергнуты, его совместная работа с Лайелем и обучение будущих геологов помогли выстроить мост между европейскими геологами и их коллегами в Новом Свете.

Джон Уэсли Пауэлл

Современник Джона Доусона, американец Джон Уэсли Пауэлл (1834–1902) родился на западе штата Нью-Йорк и был четвертым из девяти детей в семье священника-методиста. Семья переехала сначала в Огайо, потом в Висконсин и наконец обосновалась в Иллинойсе. В школе одноклассники издевались над Пауэллом, потому что его отец был стойким аболиционистом. Гувернер Джона, Джордж Крукэм, натуралист-самоучка, взял на себя обучение мальчика, и именно благодаря Крукэму Пауэлл проводил время в занятиях на природе и познакомился с естествознанием и ботаникой.

В Иллинойсе Пауэлл в шестнадцать лет уже управлял фермой, поскольку его отца по большей части не было дома, и занимался обучением школьников младших классов в округе Мейкон. Пауэл стремился получить высшее образование: он окончил Уитонский колледж в Иллинойсе в 1855 г., а затем Оберлинский колледж, где проходил курсы ботаники, латыни и греческого языка. К 1861 г. Пауэлл уже несколько лет преподавал в Хеннепине, штат Иллинойс, и стал главным инспектором школ штата, когда началась Гражданская война[104]. Джон Пауэлл вступил в Иллинойский 20-й пехотный полк и в сражении при Шайло в апреле 1862 г. был ранен. Он лишился части правой руки ниже локтя, и ему пришлось делать операцию по пересечению задетых нервов (травма в результате ампутации беспокоила его время от времени на протяжении всей жизни)[105]. Пауэлл в звании майора прослужил в Армии Союза еще три года, находясь в тесном сотрудничестве с генералом Улиссом Грантом, и стал начальником артиллерии. Известно, что он собирал окаменелости из траншей на поле боя при Виксберге.

Пауэлл собрал огромную коллекцию ископаемых моллюсков (моллюски – второй по величине тип беспозвоночных) и в 1854 г. вступил в Общество естественной истории штата Иллинойс. До войны, в 1856 г., он в одиночку путешествовал вниз по Миссисипи, а потом спускался вниз по течению рек Огайо, Иллинойс и Де-Мойн. Эти путешествия и увлечение природой положили начало еще более известным исследованиям Пауэлла в западной части Соединенных Штатов.

Конечно, самую большую известность Пауэллу принесли его экспедиции вниз по Большому каньону реки Колорадо в 1869 и 1871–1872 гг., во время которых он изучал геологию и природный ландшафт. Однако Пауэлл вместе со студентами еще до своих великих экспедиций совершил несколько рискованных вылазок для оценки этого района[106]. Например, в 1867 г. при финансовой поддержке Общества естественной истории Иллинойса и за счет снабжения, обеспечиваемого благодаря контактам с армией, Пауэлл вместе с женой и группой студентов провел предварительную разведку в высокогорных парках – Южном и Среднем парках Колорадо. В следующем году Пауэлл вернулся в Колорадо и разработал план путешествия по реке Грин-Ривер до реки Колорадо, о которой было известно, что ей свойственно падение высот на 3–4,5 м каждые 1,5 км и значительные изменения угла наклона. Коллега Пауэлла, профессор ботаники Йельского университета Уильям Брюэр, позже писал, что при такой степени уклона реки Пауэлл должен был столкнуться с водопадами и порогами, и он, Брюэр, выражал беспокойство относительно столь смелого предприятия[107]. Однако Джон Пауэлл выяснил, что река несет значительное количество осадков (твердых частиц), поэтому предположил, что, стремясь к своему базису эрозии, река размывает любые водопады, и хотя Пауэлл прогнозировал наличие порогов, он верно предсказал, что водопадов будет немного.

Экспедиция 1869 г. состояла из десяти человек; они отправились в путь на четырех маленьких деревянных лодках с запасом провианта, которого должно было хватить на десять месяцев[108]. Путешествие по каньону оказалось сложным: людям приходилось преодолевать множество порогов, испытывать нехватку продовольствия и усталость; когда лодки перевернулись, было утрачено ценное научное оборудование; к тому же среди участников возникли разногласия, и четверо отказались от путешествия в самом начале экспедиции. Трое других участников экспедиции выбрались из каньона на участке, который стал известен как Сепарейшен-Рапид («Порог раздела»), и о них больше никогда не слышали – возможно, они умерли своей смертью или их убили. Троим оставшимся участникам предстояло выдержать еще два дня, полных неизвестности, до окончания путешествия в месте слияния с рекой Верджин. С точки зрения научных результатов экспедиция оказалась малоплодотворной. Группа не составила карту, а если таковая и существовала, то была утрачена. Картограф группы был среди тех троих, что оставили экспедицию и выбрались из каньона в районе Сепарейшен-Рапид. И все же это был важный первый шаг к пониманию геологии и естественной истории региона. Заметки Пауэлла и журнал, в котором описывалось течение реки и то, каким образом оно выточило каньон, заложили основу для его второй экспедиции 1871–1872 гг., которая прошла более гладко, хотя и закончилась рано: ниже по течению от каньона Марбл рядом с Канаб-Уош[109].

Джон Пауэлл опубликовал несколько отчетов о вышеперечисленных и других путешествиях. В 1875 г. он написал о результатах, полученных в ходе двух экспедиций по реке Колорадо[110]. В следующем году он опубликовал сведения о восточной части гор Юинта и окрестностей[111], в 1877 г. – о геологии и географии региона Скалистых гор в целом[112], а в 1895 г. – вновь о реке Колорадо и ее каньонах[113]. Геологические исследования Пауэлла раскрыли детали медленного формирования Большого каньона в результате врезания реки и постепенной эволюции ландшафта. Пауэлл был последователем Дарвина и выдвинул гипотезу, что на протяжении больших периодов времени в ходе эволюционных процессов формировались не только биологические виды, но и горные породы и геологические условия. Благодаря своему опыту Пауэлл выполнил иллюстрации, которые поражают и сегодня (рис. 2.3)^[[114].

Джон Пауэлл также отважился проводить этнографические исследования племен американских коренных народов, населяющих Запад. Пауэлл стал высокоавторитетным ученым в этой области и автором работ по антропологии, а также опубликовал несколько этнографических отчетов и словарей языков племен, работая вместе с племенами, жившими в тех местах, которые ученый посещал и где его глубоко уважали.

Рис. 2.3. Изгибы Большого каньона с острыми выступами стен. Иллюстрация Джона Уэсли Пауэлла, 1895 г. (из коллекции карт Дэвида Рамзи; с любезного разрешения Центра карт Дэвида Рамзи, библиотеки Стэнфордского университета, https://purl.stanford.edu/dy316pc6530)

Постепенно, благодаря четырем крупным геологическим съемкам, которыми руководили соответственно Джон Пауэлл, исследователь Йеллоустона Фердинанд Вандевир Хайден, исследователь Сьерра-Невады и студент Джеймса Даны Кларенс Кинг и картограф Джордж Монтегю Уилер, будут проведены картографирование и оценка Дикого Запада. Между руководителями этих четырех исследований неизбежно возникали конкуренция и разногласия, в том числе и в отношении полученных результатов[115]. Поэтому сенатор из Нью-Йорка Абрам Хьюит предложил законопроект, призванный объединить результаты и внести ясность в этой области и который привел к созданию Геологической службы США и Бюро этнологии при Смитсоновском институте в 1879 г. Пауэлл возглавил Бюро этнологии, а Кинг стал первым директором Геологической службы, что вызвало большую тревогу у Хайдена. Однако, проработав чуть больше года, Кинг ушел в отставку, чтобы заниматься горной промышленностью, и Пауэлл стал вторым директором Геологической службы. Под его руководством в период с 1881 по 1894 г. Геологическая служба стала ведущей научной организацией мира. Служба печатала огромное количество публикаций и отчетов о геологических исследованиях, в том числе и полевых. Джон Пауэлл дал указание специалистам Геологической службы составить топографическую карту смежных штатов и разработал стандартные условные обозначения на карте, которые используются и сегодня. Пауэлл также работал над проектами по орошению земель и проблемам земледелия и строительства дамб в аридных районах Запада. В 1894 г. Пауэлл уволился из Геологической службы, но остался директором Бюро этнологии. Его книга «Исследования реки Колорадо и ее каньонов» (The Exploration of the Colorado River and Its Canyons), впервые опубликованная в 1895 г., до сих пор переиздается и имеется в продаже. Джон Уэсли Пауэлл скончался от инсульта в возрасте шестидесяти восьми лет, в 1902 г.

Кларенс Кинг

Как уже отмечалось, первый директор Геологической службы США Кларенс Кинг (1842–1901) был современником Джона Уэсли Пауэлла и одним из самых колоритных мошенников в истории американской геологии. Кинг родился в штате Род-Айленд в богатой религиозной семье. Его отец умер, когда Кларенс был еще маленьким, но мать поддерживала интерес мальчика к ископаемым и естествознанию[116]. Отчим Кинга финансово обеспечил его обучение в Йельском университете, и Кинг стал одним из первых абитуриентов Шеффилдской научной школы Йельского университета, которую он окончил в 1862 г. Во время обучения в колледже в течение одного зимнего семестра Кинг посещал курсы лекций Агассиса по геологии ледников в Гарварде, и это отчасти повлияло на его страсть к проведению работ в полевых условиях.

Увлеченный работой Джосайи Уитни, который занимался созданием геологической службы Калифорнии, Кларенс Кинг в 1863 г. отправился на запад, чтобы встретиться с Уитни. Кинг убедил Уитни разрешить ему работать на Геологическую службу Калифорнии в качестве помощника геолога на добровольных началах и вместе с другими геологами впервые совершил восхождение на множество пиков горного хребта Сьерра-Невада. По пути они дали названия некоторым из гор, включая Маунт-Брюэр, Маунт-Лайель и Маунт-Уитни. С 1871 г. Кинг публиковал свои воспоминания об экспедициях и восхождениях в журнале Atlantic Monthly. Эту серию рассказов Кинг собрал в книгу, вышедшую в 1872 г. под названием «Альпинизм в горах Сьерра-Невада» (Mountaineering in the Sierra Nevada). Позднее он переиздал эту книгу с несколькими картами и примечанием о том, что название горы, на которую он совершил восхождение и описание которой приводилось ранее, было указано неправильно[117].

Вклад Кларенса Кинга в четыре масштабные геологические съемки Запада заключался в предложенной им концепции изучения района площадью около 260 тыс. км² вдоль Центральной и трансконтинентальной железной дороги «Юнион Пасифик». Кинг предложил двигаться вдоль сороковой параллели по полосе шириной 160 км, пролегающей через Вайоминг, Колорадо, Юту и Неваду, чтобы связать данные двух из трех геологических съемок, подходивших к тому времени к завершению (ими руководили Хайден и Уитни). Кинг убедил Конгресс профинансировать план, отчасти благодаря тому, что его одобрил бывший преподаватель Кинга и конгрессмен от штата Калифорния Джон Коннесс, в честь которого Кинг назвал один из горных пиков Сьерра-Невады. «Отчет о геологическом исследовании 40-й параллели» (Report of the Geological Exploration of the Fortieth Parallel), написанный Кингом, был опубликован в семи томах в 1870–1880 гг. Том 1, «Системная геология» (Systematic Geology), считался и по-прежнему считается важным исследованием процессов горообразования. Кинг и его группа были отличными картографами, использовавшими масштаб 1:250000 (4 мили в 1 дюйме), который впоследствии был взят на вооружение и другими исследователями. Кинг также первым использовал топографическую карту в качестве основы для геологических карт – эта практика используется сегодня в геологическом картировании. Таблицы к отчету (см. цветную вклейку 2.2) состояли из цветных больших карт атласа, типы горных пород были перечислены в стратиграфическом порядке (самые молодые – вверху, древнейшие – внизу), а подробные поперечные разрезы были представлены внизу листа за рамками карты. Кинг и члены его команды, проводившей геологическую съемку, выполнили еще шесть дополнительных томов серии[118].

Кинг принадлежал к сторонникам катастрофизма в геологии. По его мнению, особенности, которые он наблюдал на картографируемых участках – в частности, вулканические структуры позднего кайнозоя на плато реки Колумбия и ледниковые системы стоков, – не могли быть результатом постепенных процессов. Он также полагал, что биологическая эволюция не происходила постепенно[119]. Не он один придерживался подобной точки зрения. Множество геологов и других ученых того времени переменили свое мнение относительно градуализма в геологии и предполагали, что скорость и интенсивность геологических процессов менялись более значительно, чем считал Лайель.

В качестве первого директора Геологической службы США Кинг установил высокие стандарты в сфере картографии и разведки минералов, он также основал лабораторию для исследования влияния температуры и давления на точку плавления различных образцов горных пород. Однако в 1881 г. он покинул пост, чтобы попытать счастья в горном деле. Кинг, возможно, имел склонность к экстравагантности, высокому уровню жизни, коллекционированию предметов искусства и путешествиям[120]. В связи с ухудшением своего финансового положения Кинг закончил научные исследования, но оставался членом сообщества, лучшим другом личного секретаря Авраама Линкольна и будущего госсекретаря Джона Хэя и был принят королем Англии во время своего тура по Европе в 1882–1884 гг. Бо́льшую часть своих денег он тратил на дорогие произведения искусства и поверхностно занимался горным делом и продажей скота. В конце концов в 1894 г. он оказался на Кубе, поддерживая свержение испанского колониального правления.

Многие годы Кларенс Кинг вел двойную жизнь. Он был женат гражданским браком на афроамериканке Аде Коупленд, которая родилась в рабстве в 1864 г., а поскольку межрасовые браки были незаконны, то Кинг выдавал себя (даже перед женой) за чернокожего со светлым оттенком кожи. Днем он был Кларенсом Кингом, живущим на Манхэттене старателем и геологом; вечером переходил через Бруклинский мост, чтобы быть дома со своей женой и пятью детьми в качестве Джеймса Тодда, проводника пульмановского спального вагона[121]. Правду о себе Кинг раскрыл только в письме Аде Коупленд, которое он написал из Аризоны в 1901 г., умирая от туберкулеза. Ада Коупленд прожила достаточно долгую жизнь (она умерла в 103 года), чтобы увидеть, как другой Кинг рассказывает о своей мечте со ступенек Мемориала Линкольна, сделанных из мрамора Джорджии.

Флоренс Баском

Флоренс Баском (1862–1945), вторая женщина в США, которая получила докторскую степень по геологии, была дочерью школьной учительницы-суфражистки из Массачусетса и профессора колледжа Уильямса. Во время учебы в докторантуре Университета Джонса Хопкинса[122] Флоренс должна была находиться за ширмой, чтобы ее присутствие не беспокоило студентов-мужчин[123]. Отец Флоренс, который потом стал президентом Висконсинского университета, поощрял ее стремление добиваться своей цели, и в 1893 г. Баском получила докторскую степень. Флоренс Баском преподавала в нескольких колледжах, прежде чем ее приняли на работу в колледж Брин-Мор, где вскоре она основала факультет геологии.

Баском стала первой женщиной-геологом, которую приняли на работу в Геологическую службу США (в 1896 г.). Она была редактором журнала American Geologist с 1896 по 1905 г., а в 1930-м стала первой женщиной, занявшей пост вице-президента Геологического общества Америки. В течение тридцати трех лет Флоренс Баском преподавала и руководила научной работой студентов, в том числе возглавляла студенческие группы, выезжавшие на полевую практику. В то же время она занималась составлением карты плато Пидмонт и других районов Пенсильвании и прилегающих территорий.

Баском была не только полевым геологом и петрологом (ученый, занимающийся изучением процессов формирования и элементов горных пород), но и специалистом по кристаллографии и минералогии. Важно, что Флоренс Баском поддерживала и поощряла женщин вести полевые работы так же, как их коллеги-мужчины. Флоренс Баском выполнила несколько комплектов карт Геологического общества (в масштабе 1:62500) для «Геологического атласа Соединенных Штатов» (Geologic Atlas of the United States), в том числе лист с Филадельфией 1909 г.[124]. Геологическое картирование, выполненное Баском, было настолько точным и высококачественным, что составленными ею картами пользуются и сегодня.

Основоположников геологии проще всего понять в контексте их времени. XVI и XVII столетия, например, были эпохой открытий: научная революция привела к эпохе Просвещения, указавшей путь к развитию рационализма, научного метода и представлений о правах человека. Ученые и первые геологи стали рассматривать природу по-новому, с точки зрения совершенно иных пространственно-временных взаимоотношений[125].

Многие представители только зарождавшейся науки геологии были специалистами в других областях – медицине, биологии, химии, философии, юриспруденции и логике. Наличие такого разнообразного опыта подпадает под определение эрудита. Тем не менее по мере развития науки все больше прослеживается тенденция к специализации (особенно в XXI в.), что, возможно, не очень полезно для этой области науки в целом. Истоки современной геологии и тот факт, что первые геологи пришли в эту науку из разных областей, могли бы послужить напоминанием о том, что всеобъемлющие знания основ наук и философии настолько же ценны, как и специализация, а возможно, и более ценны.

Первые теории катастрофизма и униформизма, гипотезы о возрасте Земли и о том, как биологические виды формировались и менялись со временем – и как это согласуется с религией, – не только активно обсуждались, но и формировали представления о геологическом времени и физическом преобразовании. Уильям Робертсон в своей отредактированной версии предисловия Геттона утверждал:

Биографии первых геологов служат наглядной иллюстрацией того, как взаимосвязаны индивидуальные достижения с построением общего знания. Современный мир находится в неоплатном долгу перед основоположниками геологии за их вклад и знания, доставшиеся тяжелым трудом. Во всяком случае, основой в жизни и работе ученых и первых геологов, о которых рассказывалось в этих главах, служила любовь к природе, наблюдательность и желание знать и учиться.

Теория униформизма восторжествовала, но в современное понимание геологии также включены элементы первых теорий, такие как важность катастрофических событий, подтвержденных доказательствами. Например, катастрофисты предполагали, что наводнения, которые наблюдаются на протяжении последних ста лет, ускоряют крупномасштабные геологические изменения. На самом деле в период с XVII по XIX в. были выработаны главные принципы, благодаря которым геология появилась как самостоятельная наука. Эта основа обеспечила науку прочными корнями, а ключевые идеи развились в крепкий ствол геологического древа. В XX в. выделились три главных направления, составляющие основу геологии: концепции геологического времени, тектоники плит и эволюции.

Эти три основных элемента характеризуют Землю с точки зрения времени и пространства и являются основой для объединяющих понятий и ключевых правил, с помощью которых можно объяснить многие явления, происходящие на нашей планете. И все же, как мы уже видели и увидим дальше, философские, научные и технические достижения, которые формируют геологию в наши дни, тесно переплетены с историями жизни и философскими взглядами геологов и других ученых, сформулировавших и развивавших эти теории.