CC BY
57
А СТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№2 (40) 2017. с. 121-130.
Персоналии
УДК 551.2
ВКЛАД ВЕЛИКОГО РУССКОГО УЧЕНОГО АЛЕКСАНДРА ПЕТРОВИЧА КАРПИНСКОГО (1847-1936) В ГЕОМОРФОЛОГИЮ
Валерий Павлович Чичагов Институт географии РАН chichagov@mail.ru
геоморфологические закономерности рельефа Земли, рельеф и колебательные движения земной коры, морские террасы, классификация мега- и макроформ земной поверхности.
А.П. Карпинский оставил большое научное наследие в области палеонтологии, тектоники, стратиграфии, петрографии и учении о рудных полезных ископаемых. Его труды содержат также большой и весьма интересный материал по геоморфологии, который представляет предмет предлагаемой работы.
GREAT RUSSIAN SCIENTIST A.P. KARPINSKIY AND GEOMORPHOLOGY
Valery Pavlovich Chichagov Institute of Geography Russian Academy of Sciencec chichagov@mail. ru
geomorphological laws of a relief of the Earth, a relief and earth crust oscillative motions, sea terraces, classification mega- and macroforms of a terrestrial surface.
A.P.Karpinsky has left the big scientific heritage in the field of paleontology, tectonics, stratigraphy, petrography and the doctrine about ore minerals. Its works contain also the big and rather interesting material on geomorphology which represents a subject of offered work.
В 2017 г. исполнилось 170 лет со дня рождения великого русского ученого, геолога, первого избранного учеными президента Академии наук Советского Союза, Александра Петровича Карпинского (фото). Он оставил большое научное наследие в различных областях науки: палеонтологии, тектонике, стратиграфии, петрографии, в учении о рудных ископаемых.
Наряду с этими отраслями геологической науки его труды содержат большой и весьма интересный материал по геоморфологии, о котором написано гораздо меньше и менее выразительно, в целом бледнее, чем о геологическом. Первые работы, содержащие анализ результатов геоморфологических исследований ученого, принадлежат Б.Л. Личкову [1] и К.К. Маркову [2]. Обстоятельный анализ его палеогеоморфологических работ провел Д.В. Наливкин [3]. Характеристики, данные этими учеными трудам великого ученого, не потеряли своего значения до сих пор.
Исследования А.П. Карпинского в области геоморфологии относятся в основном к раннему периоду его научной деятельности - 80-90-ым годам XIX в. «А.П. Карпинский способствовал развитию основных геоморфологических идей в то самое время, которое и в зарубежной геоморфологии явилось самым существенным. Это годы появления работ Поуэля, Джильберта, Дэвиса, Пенка, Рихтгофена, Зюсса» [2, с. 35]. Основные геоморфологические направления исследований ученого: 1) Попытки подметить общие географические закономерности земной поверхности, 2) Формулировка основных рельефообразующих процессов, создающих рельеф Земли, 3) Колебательные движения земной коры и их роль в создании современного рельефа. 4) Создание представления о
древности Тихого океана. 5) Разработка идеи о том, что первичные ядра материков определяют очертания материковых структур. 6) Складкообразование представляет явление, производное от материка и его структуры: «чем больше материк, тем горная цепь его сложнее», писал А.П. Карипнский.
«Геология росла, можно сказать, на глазах Карпинского, и он являлся до конца жизни и живым свидетелем, и участником ее роста и создания. Когда слагались общие идеи Карпинского в области геологии..., господствующее ныне (написано в 1946 г. - В.Ч.), учение о геосинклиналях и платформах не было еще сформулировано, не была еще развита в полном объеме и теория эпирогенических движений. Он дал одну из первых формулировок этой теории и дал первую оценку значения эпирогенезиса, его роли в развитии рельефа, введя почти одновременно с Эд. Зюссом в обиход геологии представления о колебательных движениях земной коры и особых пологих впадинах как структурах самостоятельного значения. Понятие эпирогенеза было ведено в науку Джильбертом, который отметил вертикальные подвижки материков - вверх и вниз. Эпирогенческим движениям противопоставлялись движения эйстатические, т.е. поднятия уровня вод от увеличения их в Мировом океане. Почти одновременно с Зюссом в работе, до сих пор мало понятой и почти не привлекшей внимания [4], потому что современники до нее не доросли (выделено нами -В.Ч.), Карпинский изложил основные черты общего плана строения земли, которое связано у него с введенным им представлением о колебательных движениях, отличных от складчатости. Этой своей работой Карпинский вместе с Зюссом создал новую эпоху в развитии геологии» [1, с. 13]. Именно ее он положил в фундамент русской геоморфологии. В этом исследовании ученый противопоставил два типа «дислоцированных районов» на поверхности земли: «пликативные районы» и «площади дизъюнктивные», в первых преобладают складки, во вторых - сдвиги и опускания. Дислоцированным районам он противопоставил площади «спокойные». Исходя из работы [5] Карпинского. можно считать, что дизъюнктивные и пликативные районы - это горные страны, а спокойные площади -страны «столовые» или платформенные, в целом равнинные. По мнению Карпинского в условиях понижения земной коры происходят трансгрессии моря, т.е «должна существовать связь между перемещениями береговой линии и колебаниями земной коры, причем известное осложняющее действие должны ввести сюда. морская абразия и наземная денудация, отклоняющие береговую линию от полного соответствия с движениями коры. В основном все-таки изменения в береговой линии обуславливаются, прежде всего движениями поверхности земли» [1. с. 14-15]. Этот вопрос в ту эпоху был особенно важен, так как по мнению главным образом французских геоморфологов Депере, Ламотта и других, в четвертичное время происходит регрессия уровня Средиземного моря. Они исходили из того, что самые древние террасы, расположенные на наиболее высоких гипсометрических отметках, оказались там благодаря регрессиям - уменьшению количества воды в океанах, т.е. с колебаниями уровня Мирового океана. А.П. Карпинский вел представления о морских трансгрессиях, характерных для четвертичного времени, понимая под ними сложное явление, связанное как с поднятиями береговой линии, так и увеличением объема воды в Мировом океане. Мнение А.П. Карпинского и мысль Ф.Ю. Левинсона-Лессинга [6], о том, что изменения береговой линии моря вызываются движениями земной коры, оказалось верным и ныне широко используется в практике геологических и геоморфологических работ. Эту идею поддержал крупнейший французский геолог того времени Э. Ог. Он полемизировал с представителями французской геоморфологической школы, высказывался против идей Депере и советовал им присоединиться к взглядам Карпинского и Левинсона-Лессинга по этому вопросу.
А.П. Карпинский еще в работе 1887 г. об изменении природных условий Европейской России в прошлом сформулировал идею о том, что кряжеообразовательные и вообще дислокационные процессы имеют прямое отношение к распределению поверхностных вод и
являются его (распределения) главной причиной [7]. Эти вопросы продолжали интересовать Карпинского по 1919 год, когда вышла его последняя работа по этой проблеме [8].
В упоминавшейся выше работе [4] ученый установил правильность и закономерность направлений кряжеобразовательных процессов, а также подчеркнул, что колебания имеют лишь местный характер, «хотя относятся к значительной части земной поверхности и. по -видимому, аналогичным образом повторяются и в других странах» [8]. Одновременно Карпинский указал на то, что на Земле формируются нарушения иного, большего масштаба, такие, как создание впадины Тихого океана и Средиземноморского пояса «изломов» и других. Учитывая все сказанное, Б.Л. Личков создал на основе его указаний схему классификации «тектонических форм и форм рельефа. а равно форм движений» [1, с. 19].
Рис.1. Классификация форм рельефа[8] «Этой схематической формулировкой, представляющей классификацию мега- и макроформ рельефа, классификацией, которая вытекает из изложенных выше воззрений Карпинского мы воспользовались для того, чтобы оттенить, что в них нет пропасти между местными структурно-рельефными формами в пределах материка и теми формами, которые, отделяя материк от океанов, получают у него название всеземных, универсальных. И те и другие формы объединяются видом (т.е. морфологией - В.Ч.), направлением и генезисом создавших их движений» [1, с.20]. Структуры и «всеземные» движения А.П. Карпинский проанализировал в замечательной работе о правильности в очертаниях, распределении строении континентов [4]. Из содержания этого труда видно, что ученый вывел закономерность: «понижения земной коры, вызывающие... распределение бассейнов в широтном направлении, обнимают среднюю и южную части Европейской России, меридиональные располагаются в ее восточной части», т.е. «направление колебаний почти всегда оказывается параллельным хребтам Кавказскому и Уральскому» [4, с. 135]. Другими словами, процессы, протекающие в этих хребтах, оказывают главное влияние на процессы колебательных движений на Русской равнине или, что «кряжеобразовательные» или складчато-образовательные процессы имеют главное, направляющее влияние на проявление поднятий и опусканий в рельефе равнины.
Б.Л. Личков писал, что А.П. Карпинский вплотную подошел к идее о том, что «направляющее влияние на опускание плиты (Русской плиты - В.Ч.) играли поднятия массивов горного характера по ее краям - Кавказа. Крыма, Урала, Финляндского горста. Ведущая роль краевых п о д н я т и й в процессе формирования рельефа - вот мысль, вытекающая из исследований Карпинского; что касается тангенциального складкообразования, то в «кряжеобразовательном» процессе оно играло роль совершенно ограниченную» [1, с. 25]. Большой интерес для геоморфологов представляют воззрения А.П. Карпинского о правильности в очертаниях, распределении и строении материков [4]. В
основу этих представлений была положена мысль об относительном постоянстве или известной устойчивости материков. По представлениям ученого на протяжении геологического времени материки испытали изменения очертаний своих береговых линий и части материков опустились в пределы смежных областей океанов. Полностью согласен с мнением Б.Л. Личкова о том, что эта статья Карпинского «до сих пор исключительно захватывает читателя и производит. ошеломляющее впечатление; вызывается это, главным образом тремя рисунками в его работе» [1, с.26]. Приведем эти рисунки 2,3,4 из рассматриваемой работы Карпинского. Содержание рис. 2 свидетельствует о сходстве очертаний огромной Евразии, Австралии и Африки с Северной Америкой. Не менее поразительно сходство очертаний Южной Америки с Антарктидой (рис.3).
Рис.2.Распределение материков на Земле [8]
Рис.З.Схема расположения горных кряжей на материках. а- Гималаи, Ь -Куэнь-лунь, с - Тянь-Шань, ё - Алтай, е - Саяны - Становой, { - Урал, g -
Аппалачские горы.
Рис.4. Трансгрессии и их положение на материках.
«Наконец, бросается в глаза, что Антарктика и Южная Америка, несмотря на отличие их е д и н с т в а о т е д и н с т в а верхней части рисунка, в основе все же имеют сходство с этой верхней частью в закономерностях плана» [1, с.28]. При изображении материков в такой перспективе наряду со сходством очертаний материков и общего сходства в их орогенических отношениях «имеются еще аналогии в их геологическом строении, именно сосредоточение на всех материках на чертеже архейских древних ядер справа, тогда как более молодые хребты расположены на чертеже слева» [там же]. Ученый как бы намекнул о том, что хотя при образовании континентов преобладают внутренние процессы Земли, но на это образование могут оказывать также ее вращательное движение или внешняя причина [8. с.48]. Роли оси вращения в жизни Земли Карпинский придавал большое значение. Он подчеркивал, «что у нашей Земли как планеты есть известное законное соотношение между очертаниями, сложением и ростом материков, с одной стороны, и осью вращения планеты, -с другой» [1. с.29]. По видимому, эту же идею Карпинский распространял и на трансгрессии, наступление которых на материки, зависит по его мнению от характера вращения Земли, «чем и объясняется определенная аналогия в расположении трансгрессивных районов во всех частях материкового остова в той перспективе, в какой этот остов изображен на рис.2 и 3» [1, с.29]. Левая сторона обоих рисунков, вдоль которой вытянуты главные горные хребты Земли, «представляют собой несколько деформированный круг, «косвенный к меридиану и не проходящий через центр Земли» [8, с.37, 45]. Как подчеркивал А.П. Карпинский, это «тихоокеанская граница материков». На чертеже вдоль этой границы все складки в сторону океана, т.е. «тангенциальное смещение на запад по одну сторону океана и на восток по другую. На запад материки смещены вдоль берегов Америки, на восток вдоль берегов Азии и Австралии» [1, с.30-31].
А.П. Карпинский сформулировал представление о большой древности Тихого океана: «о наибольшей древности тихоокеанской границы материков» [8, с.33]. Ученый наметил закономерность, что первичные ядра материков имеют определяющее значение на очертания местных материковых структур, о закономерном положении «больших линий излома,
ограничивающих столовые части континентов... Линии излома на древнейшем и важнейшем тихоокеанском направлении имеют одинаковое направление с горными хребтами» [8, с.34-35].
Рис.5. Нижнесилурийский бассейн Рис.6. Нижнедевонский бассейн
Рис.7. Конец среднедевонской эпохи. Рис.8 Нижнекаменноугольный бассейн
А.П. Карпинский считал, что современный рельеф земли создается не орогенией, а колебательными движениями и по праву «войдет в историю науки.. как один из первых провозвестников творческой роли колебательных движений в создании рельефа» [1, с.37]. А.П. Карпинский создал первую геологическую карту Европейской части Советского Союза и серию тектонических карт (рис. 5-8) на этот огромный регион.
В этих работах ученому принадлежат представления о знаменитых двух «линиях Карпинского», как их называл Зюсс, северной и южной. Если существование северной ставится под сомнение, то южная подтверждена последующими геологическим и геофизическим исследованиями. Она пользуется наибольшей известностью, т.к. определила геологическое строение и рельеф юга Русской платформы. Эта линия простирается от Каратау Мангышлака через Донецкий кряж к Келецко-Сандомирскому кряжу в Польше (рис.9).
_<7 400_Sep
Рис. Зачаточный кряж Карпинского и параллельная ему линия Кавказ — Копет-даг.
------ и---линия Карпинского (зачаточный кряж),
-Кавказ — Копет-даг.
Точками покрыты территории Украинского и Азовского древних щитов кристаллических пород. Значки с номерами вне лйний Карпинского — мелкие дислокации в пределах Русской платформы.
А.П. Карпинский подробно рассматривал особенности геотектоники и рельефа Западной и Восточной Европы, считая, что первую характеризует необычайное разнообразие форм, образно говоря, в ней каждый километр имеет свою геологическую историю, тогда, как вторая, отличается чрезвычайно простой и однообразной картиной геологического строения. Огромные массивы лесов, необъятные степи и гигантские тундры характерны для Восточной Европы, их в Западной Европе нет. «Предпосылкой зональности, открытой В.В. Докучаевым, ведением к ней является «равнинная» геология Карпинского с его зачаточными кряжами «линий Карпинского», материковыми колебательными движениями, огромными трансгрессиями в прошлом и пр. Никто никогда не называл Карпинского при жизни геоморфологом, но, несомненно, он был геоморфологом и притом широкого профиля. Он смог отличие судеб огромной Восточной платформы и Западной «брекчии трения» (в свое время Дееке образно - «очень картинно» по словам Б.Л. Личкова - назвал Западную Европу «брекчией трения в широком масштабе - В.Ч.) выразить в различиях рельефа, т.е. в различиях геоморфологических, в различиях ландшафта. И понятно, что на этой же его основе уясняется своеобразие русского пейзажа в сравнении с европейским в описаниях наших художников кисти и пера - Тургенева, Левитана и др.» [1, с.44].
Чрезвычайно интересны первые указания А.П. Карпинского о возможной связи Уральской складчатой системы со Среднеазиатской. «По мнению Карпинского, поворот
типичных азиатских складок к Уральским произошел, по-видимому, в районе кряжей Каратау и Улу-тау, Нура-тау и Султан-уиз-дага или параллельных им теперь скрытых складках. Уральская складчатая система ныне орографически выражена, согласно Карпинскому, только Западною ее частью - современным Уралом и Восточной -небольшими кряжами Улу-тау и др. «На промежуточных пространствах уралиды абрадированы, погружены и покрыты главным образом третичными и послетретичными отложениями; и, быть может, на этом пространстве существовало несколько параллельных дуг» [6, с.178]. Поворот складок Карпинский объяснял прохождением их у восточного края Русской плиты, делающей здесь тоже изгиб. Что касается ветви этой Среднеазиатской виргации (разветвления) южнее, то она шла дальше на северо-запад, соединяя по линии «зачаточного кряжа», согласно более ранними идеям Карпинского, Мангышлак, через Каспий с Донецкими складками. Еще южнее, по его мнению, проходит другая линия, соединяющая Копетдаг с Кавказом. Зачаточный кряж ей параллелен (рис.4)» [1, с.45,46].
В заключение невозможно не вспомнить вклад А.П. Карпинского в анализ тектоники любимого им Урала, в частности, о выделенном им Уфимском горсте, как о причине изгиба складок Урала, а также об очерченных им контурах ядра этого подземного горста, контролирующего этот изгиб и «расположенного между главными складками хребта и складкой меридиана Красноуфимска» [1. с.46].
В небольшой работе можно лишь наметить контуры основных проблем и направлений великого русского ученого А.П. Карпинского в области общей и структурной геоморфологии. По прошествии более века содержание его трудов заставляет вернуться к вопросам палеогеографии и глобальной геоморфологии, что представляется особенно своевременным ныне. А.П. Карпинскому не только удалось восстановить распределение континентов и морских бассейнов на территории Русской равнины, но и впервые применить фациальный анализ для выяснения характера этих бассейнов, в которых, в частности, отлагалась огромная толща угленосных осадков Донецкого бассейна.
В многочисленных работах геологов и геохимиков: В.А. Обручева, А.А. Борисяка, А.Е. Ферсмана, Д.В. Наливкина, Б.Л. Личкова и других обстоятельно рассмотрен вклад А.П. Карпинского в развитие геологической науки и ее отраслей. В.А. Обручев выделял заслуги в развитии отечественной геологии двух великих ученых: И.В. Мушкетова и А.П. Карпинского. Д.В. Наливкин писал, что научные сводки через шестьдесят лет безнадежно стареют, но бывают исключения, правда, очень и очень редкие. «Среди сонма теней, безмолвно уходящих в прошлое, они сияют, как одинокие звезды в небе» [3, с.14]. К ним он относил две небольшие работы А.П. Карпинского: очерк физико-географических условий Европейской России 1887 г. [5] и характер колебаний земной коры 1919 г. [6]. Лучшей работой о вкладе А.П. Карпинского в геоморфологию я считаю небольшую, но очень яркую и содержательную монографию замечательного русского ученого - талантливого геолога и геоморфолога Б.Л. Личкова [1], о научном творчестве которого можно судить по специальной работе [9].
Выше я пытался показать рол трудов этого ученого в развитии геоморфологии в нашей стране. Она безусловно велика, намного больше, чем принято считать в геологической литературе. Хочется надеяться на продолжение этой темы современными, молодыми учеными. Она безусловно заслуживает этого. Мы справедливо можем гордиться Александром Павловичем Карпинским - нашим могучим предшественником!
Литература
1. Личков Б.Л. Карпинский и современность. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1946. 73 с.
2. Марков К.К. Основные проблемы геоморфологии. М.: ОГИЗ-Географгиз. 1948. 343 с.
3. Наливкин Д.В. Палеогеография Русской платформы и работы А.П. Карпинского // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1947. №1. С. 13-21.
4. Карпинский А.П. О правильности в очертаниях, распределении и строении континентов. 1888. Цитируем по: М.- Л.: Изд-во АН СССР. Соч. Т. II.
5. Карпинский А.П. Очерк физико-географических условий Европейской России в минувшие геологические периоды. 1887. М.-Л.: Изд-во АН СССР. Соч., т. II.
6. Карпинский А.П. К тектонике Европейской России. 1919. . М.- Л.: Изд-во АН СССР. Соч. Т.II.
7. Карпинский А.П. Очерки геологического прошлого Европейской России. Цитируем по: М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1947. 206с..
8.Карпинский А.П. Общий характер колебаний земной коры в пределах Европейской России. 1894. Цитируем по: М.- Л.: Изд-во АН СССР. Соч. Т.П.
9. Чичагов В.П. Геоморфологическое наследие выдающегося российского ученого Б.Л. Личкова (1888 -1966) // Геоморфология. 2017. №2. С. 72-78.
