— Геология, — говорил Иван Васильевич, — наука историческая. Это история Земли, ее коры. Цель геологии — познать строение нашей планеты и историю ее изменений в разные эпохи существования. Землю изучают и астрономы, они определяют ее положение относительно других планет. Физики исследуют свойства Земли как физического тела. Но задача геологии иная. Эта наука занята выяснением вещественного состава земной коры. Она изучает формы и условия существования живых организмов в минувшие эпохи.

В том объеме, в каком мы знаем ее теперь, геология существует сравнительно недавно. Как самостоятельная дисциплина, она определилась гораздо позднее, чем родственная ей наука минералогия, изучающая минералы — продукты химических реакций Земли — и зародившаяся в глубокой древности.

Мушкетов рассказывал о гениальном живописце и ученом шестнадцатого века Леонардо да Винчи. Это он и врач Фракасторо впервые обратили внимание на камушки разнообразной формы, встречающиеся в пластах Земли. Художник и медик внимательно эти камушки исследовали и определили их как «игру природы».

Однако прошло больше двухсот лет, пока ученые поняли, что такие «камушки» не что иное, как остатки когда-то живших существ. Эти существа были погребены в земных пластах в разное время, а вовсе не погибли из-за грандиозной катастрофы — единого всемирного потопа, — как думали в средние века, когда люди судили о прошлом по религиозным сказаниям. Если и встречались единичные здравые суждения, основанные на верных наблюдениях природы, то они разбивались реакционными и религиозными доктринами и не имели успеха. И все-таки развитие геологических идей хоть и медленно, но шло вперед.

Основателем научной геологии был живший в восемнадцатом веке профессор Фрейбергской горной академии Вернер[3]. Он первый отделил геологию от минералогии и указал на ее важное практическое значение в рудничном деле. Конечно, его научные взгляды были очень ограниченны и односторонни, ведь Вернер производил наблюдения только на своей родине — Саксонии.

Гораздо больший вклад в науку внесли ученики Вернера. Александр фон Гумбольдт много путешествовал, побывал в Южной Америке, в России. Леопольд фон Бух ездил на Канарские острова.

Эти ученые выявили новые различные виды горных пород, их изменения, или, как говорят геологи, метаморфизм[4], под влиянием различных физических процессов, а также изучали вулканические явления как свойства глубинных частей Земли.

Постепенно геологии стали придавать такое большое значение, что в Англии, где сильно развилась промышленность и возникла большая потребность в рудах, было основано специальное геологическое общество; Уильям Смит сделал замечательные геологические наблюдения.

Геология — одна из наук, построенных на обобщениях конкретных наблюдений в природе. Это впервые обосновал Чарльз Лайелль, выпустив в 1833 году свои «Основные начала геологии». Он доказал, что в теперешней деятельности природы можно найти объяснение минувшим явлениям, что познать их можно «без насилия, без вымыслов, без гипотез, без чудес».

Чарльз Дарвин в своем учении о происхождении и развитии видов подтвердил идеи Лайелля. Он считал совершенно правильным мнение о постепенности развития органического и неорганического миров. Вера в катастрофы и внезапное зарождение живых существ по велению неведомого творца вселенной была сильно подорвана.

— Для того чтобы понять прошедшее, надо изучать настоящее, идти от известного к неизвестному, говорил Мушкетов. — Мы хотим определить условия образования вулканических пород в древние эпохи, значит нужно изучать характер современных вулканических извержений. Чтобы выяснить распространение древних ледников, мы должны исследовать современные ледники. Этому учил Лайелль. Он вооружил геологию специальным методом исследования, названным онтологическим[5].

В наше время геология получила такое широкое практическое применение, что во многих странах организовали специальные геологические учреждений не только для научных целей, но и для удовлетворения потребностей разных отраслей промышленности. Вы знаете, что у нас в России Геологический комитет основан при Горном департаменте в 1882 году.

Иван Васильевич объяснил студентам, на что они должны обращать внимание и как вести наблюдения в природе.

— Это прежде всего — горные породы, те минеральные массы, которые в основном составляют земную кору и доступны нашему непосредственному наблюдению лишь в своей небольшой части. Горные породы иногда состоят из одного минерального вида, как, например, мрамор — агрегат известкового шпата. Такие породы мы называем простыми. А если они сформированы несколькими минералами, их именуют сложными. Таков гранит — он состоит из кварца, полевого шпата и слюды.

И простые и сложные горные породы бывают вулканическими, или изверженными, и осадочными. Вулканические произошли из расплавленных масс, поднявшихся из недр под влиянием внутреннего тепла Земли. Те вулканические породы, которые не достигают земной поверхности и медленно застывают на глубине под сильным давлением, называют интрузивными. У них равномерное зернисто-кристаллическое сложение. Они образуют подземные тела — массивы, штоки, лакколиты — и выступают на поверхности после размыва и разрушения их кровли. Противоположны им другие вулканические породы — эффузивные. Они изливаются на поверхность и затвердевают при атмосферном давлении или под водой.

Изверженные породы массивны, в них нет слоистости. В них не встретишь окаменелостей. Они сопровождаются туфами — рыхлыми продуктами извержения. Вы не устали, господа?

— Нет, нет!

— Что вы, Иван Васильевич!

— Продолжайте! Просим!

«Ведь совсем недавно они умирали от жары и усталости, куда все это делось? — думал Владимир. — А Иван Васильевич усмехается, точно он заранее знал, какое действие произведет его рассказ».

Обручев слушал историю происхождения осадочных пород. Они существенно отличаются от изверженных, так как образовались на дне океанов и морей или на поверхности Земли под действием ветра, воды, ледников. Они залегают в виде пластов или слоев, образуют мощные свиты, покрывают большие площади. Именно в осадочных породах находятся остатки животных и растений — окаменелости. И это позволяет установить относительную геохронологию[6], выяснить геологическую историю Земли.

— Существует промежуточный тип между вулканическими и осадочными породами. Образовавшиеся на глубине и постепенно изменившиеся под влиянием нагревания и давления изверженные и осадочные породы называются метаморфическими.

Профессор продолжает:

— И в древних и в современных отложениях слои первоначально были расположены одинаково — горизонтально. Значит, лежащий выше пласт отложился позже — он новее, моложе нижнего. Если горизонтальное положение слоев нарушено, то это влияние землетрясений — тектонических движений или иных процессов, происшедших внутри земного шара.

Окаменелые остатки растительных и животных организмов попали в тот или иной слой в то время, когда он формировался. Благодаря этому по древности организмов можно судить и о древности слоев.

Изучение окаменелостей показало, что организмы развивались постепенно, от самых низших к высшим, кончая человеком. Чем древнее слои, тем их окаменелости меньше похожи на организмы, живущие ныне, и тем больше в них остатков вымерших видов. Только в новых отложениях встречаются формы, близкие к современным.

На всей Земле слои одинаковой древности содержат сходные окаменелости и обнаруживают одну и ту же последовательность в смене фауны и флоры, погребенных в слоях. Все формы окаменелостей — виды, роды и семейства — существовали в определенные сроки. Они развивались, хирели, вымирал и и больше никогда не возобновлялись.

Изменения организмов протекали так, что геологическое время можно разделить на периоды. В каждом периоде одни типы организмов появлялись, другие развивались и преобладали, а третьи, те, что главенствовали прежде, вымирали. Каждому периоду геологического времени соответствует определенная группа слоев.