Происхождение. Как Земля создала нас

Итак, с середины каменноугольного периода Земля постепенно превращалась в морозильник. Колебания глобальных температур и, следовательно, количество воды, заключенной в ледниковых шапках (регулируемые, как мы знаем из главы 2, колебаниями земной орбиты), вызвали циклы повышения и понижения уровня моря, как и во время ледниковых периодов в последние 2,5 миллиона лет. Океан каменноугольного периода вздымался и опадал и при этом то покрывал большие участки низинных болот, то отступал снова. В процессе вегетативный материал регулярно оказывался погребенным под слоем морских осадков, а в дальнейшем превращался в угольные пласты. И сегодня, если взглянуть на обнаженные слои пород в разрезе угленосной формации, легко видеть вертикальное чередование угольного пласта, морских осадков – аргиллитов, лагунных осадков, – глинистых сланцев, а затем песчаника из речной дельты, на которой сформировался слой новой почвы, за которым следует очередной угольный пласт. Эти слои в разрезе читаются словно геологический манускрипт, рассказывающий историю периодического затопления болотных бассейнов.

В местах вроде Южного Уэльса или центральных районов Англии, где уголь находят рядом с бурым железняком, в одном месте можно добывать и топливо, и руду для плавки: как будто планета предлагает акцию «два в одном». Иногда удается получить даже «три в одном». Сразу под угольными пластами часто залегают известняки, сформировавшиеся в начале каменноугольного периода, когда уровень Мирового океана был высок и сушу заливали теплые мелкие моря; местами этот известняк проступает на поверхность и виден в окружающем пейзаже. Как мы знаем из главы 6, известняк применяется как флюс при плавлении железа – вещество, которое помогает металлу плавиться и удаляет примеси. Более того, «подстилающие пласты» глины под каждым угольным пластом, где зачастую много ископаемых остатков корней болотных деревьев, часто бывают богаты гидросиликатами алюминия. Эти минералы делают слой глины особенно стойким и придают ему способность выдерживать высокие температуры, 1500 °C и выше, так что природа снабжает нас еще и идеальным строительным материалом для внутренней поверхности доменных печей и плавильных котлов[609]

. Так изменения в окружающей среде в каменноугольный период иногда обеспечивали нам все необходимое для Промышленной революции сырье в одном и том же регионе, только в виде нескольких слоев.

Периодическое затопление низинных болот и погребение их под слоем осадков и обеспечило сохранность торфа, который спрессовался под новыми породами и превратился в уголь. А перепады уровня моря, высокого в ледниковый период и низкого в межледниковье, отражающие тогдашнее похолодание, были прямым следствием тектоники плит и конфигурации континентов на планете. Однако у нашей планеты в каменноугольный период была и вторая необычная особенность, которая внесла свой вклад в образование каменного угля: массивы суши не просто образовали скопление между Северным и Южным полюсом, но еще и активно надвигались друг на друга.

На протяжении каменноугольного периода полным ходом шло создание сверхконтинента Пангея: огромный северный континент Лавразия (содержащий Северную Америку и части Северной и Западной Евразии) столкнулся с Гондваной (Южная Америка, Африка, Индия, Антарктика и Австралия) по экватору. Медленное сминание тектонических плит на границе получило название «эпоха варисцийской складчатости»: столкновение континентов привело к орогенезу[610]

. В ходе него возникла широкая полоса горных хребтов, в том числе Аппалачские горы вдоль Восточного побережья США и Канады, а также Антиатласские горы в Марокко, которые были продолжением Аппалачей до того, как этот исполинский кряж оказался разделен Атлантическим океаном, и многие другие горы в Европе, например Пиренеи между современной Францией и Испанией[611]. Затем, уже в конце каменноугольного периода, в эту континентальную кучу-малу с северо-востока врезалась Сибирь, вклинившись в Восточную Европу, и в месте их соединения образовались Уральские горы.

Крупнейшие каменноугольные бассейны в период возникновения сверхконтинента Пангея

Изображение создано автором этой книги в программе Mathematica

11.0 на основании данных из Ulmishek (1999) Plate 3, Veevers (2004), Thomas (2013) (Figure 3.2), а также British Geological Society (http://earthwise.bgs.ac.uk/index.php/Regional_structure_of_the_Carboniferous,_Southern_Uplands).

Как мы уже знаем, столкновение континентов не просто воздвигает цепи высоких гор, но и создает вдоль них низменности, поскольку там земная кора прогибается вниз. Хороший пример – бассейн Ганга, проходящий у подножия Гималайских гор и сформировавшийся при столкновении Индийской и Евразийской тектонических плит; в этом бассейне протекают реки Инд и Ганг, берущие начало в горах и сбегающие к морю.