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

После Французской революции XVIII в. наука во Франции была реорганизована: вместо королевских академий приоритет в научных исследованиях получили более равноправные научные общества. В это время геология процветала: этот предмет рассматривался в работах таких натуралистов, как Жан Батист Ламарк (1744–1829), Жорж Кювье и Александр Броньяр (1770–1847)[85]85
  Taquet P. Geology beyond the channel // Lewis C. L. E. and Knell S. J. (eds.). The Making of the Geological Society of London. L.: Geological Society of London Special Publications, 2009. Vol. 317. № 1. P. 155–162.


[Закрыть].

Британия и континентальная Европа имеют сходное геологическое строение: осадочные горные породы откладывались в виде протяженных слоев, которые еще совсем недавно – в четвертичном периоде, 450 тыс. лет назад – были соединены сухопутным мостом. До этого времени Британия и Европейский континент представляли собой единую массу суши, которая периодически испытывала наступление океана, ответственного за отложение комплексов подстилающих горных пород Уилда в Британии и Парижского бассейна в северо-западной части Франции. Крупная складка из слоев осадочных пород, которая называется «антиклиналь Уилд-Артуа» (в антиклинали слои горных пород изогнуты таким образом, что образуют структуру, похожую на перевернутую букву U), тянется через Ла-Манш до Франции. Примерно 450 тыс. лет назад мощное наводнение (первое из двух), вызванное подъемом воды в ледниковом озере, проложило путь через относительно мягкие породы Дуврского пролива[86]86
  Gupta S., Collier J. S., Palmer-Felgate A. and Potter G. Catastrophic flooding origins of the shelf valley system in the English Channel // Nature. 2007. Vol. 448, July 19. P. 343.


[Закрыть]. Как подтвердили результаты недавно проведенного дистанционного зондирования, наводнение оставило глубокие знаки размыва и водобойные колодцы на дне современного Ла-Манша. Первые французские геологи, так же как и их британские коллеги, занимались исследованием природы отложенных осадков и связанных с ними окаменелостей.

В Парижском бассейне горняки добывали известняк лютецкого яруса и гипс Монмартра, использовавшиеся в качестве строительного камня, еще со времен, когда Франция была провинцией Римской империи. Из лютецкого известняка (называемого также calcaire grossier – грубозернистый известняк) возведены наружные конструкции многих зданий в Париже. Другие породы, добытые в месторождениях, расположенных в окрестностях, такие как песчаник Фонтенбло, использованы при строительстве парижских тротуаров, зданий и площадей. Поскольку в окрестностях Парижа проводились интенсивные горные работы, люди, интересовавшиеся осадочными горными породами и ископаемыми, имели множество возможностей для исследований без необходимости отправляться в далекие путешествия. Более того, рабочие каменоломен занимались побочным бизнесом: они извлекали окаменелости, найденные при проведении земляных работ, и продавали их коллекционерам и ученым.

Ламарк изучал и классифицировал беспозвоночных по ископаемым раковинам, извлеченным из слоев осадочных пород вокруг Парижа. Кювье стал знаменит благодаря определению и описанию ископаемых остатков позвоночных, а в 1810 г. вместе с Броньяром составил первую геологическую карту Парижского бассейна (см. цветную вклейку 1.3)[87]87
  Cuvier G. and Brongniart A. Carte geognostique des environs de Paris, 1810, scale 1:200 000.


[Закрыть]; цветная карта была переиздана в 1811 г. в виде набора из двенадцати медных гравюр[88]88
  Cuvier G. and Brongniart A. Essai sur la géographie minéralogique des environs de Paris, avec une carte géognostique, et des coupes de terrain (2 volumes). Paris: Baudouin, 1811.


[Закрыть]. Хотя на Кювье и Броньяра оказали влияние работы Смита и его карта Англии, на своей карте они представили геологические слои в стратиграфическом порядке – от самых молодых до древнейших формаций – лишь в издании 1822 г.

Жорж Кювье был известен своими исследованиями в области сравнительной анатомии, изучением ископаемых и гипотезой о вымирании видов. Кювье первым документально зафиксировал вымерший вид, связанный с ныне живущими слонами, в докладе, представленном в 1796 г. в Национальном институте наук и искусств в Париже и позднее опубликованном под названием «О видах слонов живых и ископаемых» (Memoires sur les espéces d’eléphans vivantes et fossiles)[89]89
  Cuvier G. Memoire sur les fossiles des environs de Paris (talk) (National


[Закрыть]. Однако Кювье, как и Геттон, не поддерживал теорию эволюции и считал, что виды оставались постоянными. Противоположной точки зрения придерживался Ламарк, который полагал, что виды меняются со временем и передают следующему поколению приобретенные полезные признаки. Ламарк назвал свою концепцию теорией наследования приобретенных признаков и опубликовал ее в 1801 г.[90]90
  Institute of France, 1796); Cuvier G. Mémoire sur les espèces d’éléphans vivantes et fossils // Mémoire de l’Academie des Sciences, 1799. Vol. 2. P. 1–32.


[Закрыть]. Жорж Кювье продолжал публиковать доклады по естественной истории позвоночных с 1815 по 1822 г.[91]91
  Lamarck J. B. Système des animaux sans vertèbres.. Paris: Chez Deterville, 1801. 468 p.


[Закрыть].

Подведем итог. Формирование представлений о геологии берет начало в Европе в эпоху Просвещения. Вскоре к Европе присоединилась Америка, при этом не только происходил обмен идеями через океан, но европейские геологи также принесли свои знания на обширный Североамериканский континент. По мере исследования и заселения Северной Америки началось изучение, в том числе и геологии континента. Перед исследователями встали новые проблемы, связанные с огромными пространствами, но предприимчивые геологи применяли свои знания о строении Земли в соответствии с методами, ранее разработанными в Англии и Франции, которые, как мы увидим далее, оказались весьма полезны для изучения геологии.

2
Становление геологии как науки: по другую сторону Атлантики

Научные достижения в геологии: Америка

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]92
  Halpern J. M. Thomas Jefferson and the geological sciences // Rocks and Minerals. 1951. Vol. 74. P. 601.


[Закрыть]. 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]93
  Narendra B. L. Benjamin Silliman and the Peabody Museum // Discovery. 1979. Vol. 14. № 2. P. 1–29.


[Закрыть].

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]94
  Frazer, 1888.


[Закрыть].

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.

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]95
  Agassiz L. Geological Sketches (Vol. 2). Boston: Ticknor and Fields, 1866, 311 p. (Агассис Л. Геологические очерки / Пер. с англ. В. Ковалевского. СПб.: Типография Куколь-Яснопольского, 1867.)


[Закрыть].

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:

До тех пор, пока не будет показано, что факты Природы превратно поняты теми, кто их собирал, и имеют значение, отличающееся от того, что им, как правило, приписывается, я буду считать теорию трансмутации научной ошибкой, неверной в части доказательств, ненаучной в отношении используемых методов и имеющей пагубную направленность[96]96
  Agassiz L. [Review of] On the origin of species // American Journal of Science and Arts, 1860, series 2, July 30. P. 154.


[Закрыть].

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]97
  Winsor M. P. Louis Agassiz and the species question // Studies in the History of Biology. 1979. Vol. 3. P. 89–117.


[Закрыть]. 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]98
  Irmscher C. Louis Agassiz: Creator of American Science. N. Y.: Houghton Mifflin Harcourt, 2013. P. 4.


[Закрыть]. Агассис говорил, что «расы не должны скрещиваться», что они должны оставаться «чистыми»[99]99
  Menand L. Morton, Agassiz, and the origins of scientific racism in the United States // Journal of Blacks in Higher Education. 2001. V. 34. P. 110–113.


[Закрыть], 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.

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.

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]100
  Falcon-Lang H. J. and Calder J. H. Sir William Dawson (1820–1899): A very modern paleobotanist // Atlantic Geology. 2005. Vol. 41. P. 103–114.


[Закрыть]. 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]101
  McCulloch A. W. Sir John William Dawson: A profile of a Nova Scotian scientist // Proceedings of the Nova Scotian Institute of Science. 2010. Vol. 45. № 2. P. 3–4.


[Закрыть]. 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]102
  Eakins P. R. and Eakins J. S. Dawson, Sir John William // Dictionary of Canadian Biography (Vol. 12). Toronto: University of Toronto. 1900. P. 1892.


[Закрыть]. 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]103
  Moodie R. L. The coal measures Amphibia of North America (No. 238): Carnegie Institution of Washington. 1916. Plate 9.


[Закрыть]. 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.

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]104
  Davis W. M. Biographical memoir of John Wesley Powell // National Academy of Sciences Biographical Memoirs. 1915. Vol. 83. P. 12.


[Закрыть]. 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]105
  Ibid. P. 14.


[Закрыть]. 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]106
  Rabbitt M. C., McKee E. D., Hunt C. B. and Leopold L. B. The Colorado River Region and John Wesley Powell (U. S. Geological Survey Professional Paper 669–A). Washington, D. C.: U. S. Government Printing Office. 1969. P. 3.


[Закрыть]. 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]107
  Brewer W. H. John Wesley Powell // American Journal of Science. 1902. V. 14. P. 381.


[Закрыть]. 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]108
  Aton J. M. John Wesley Powell (Western Writers Series 114). Boise: Boise State University Printing and Graphic Services, 1994. P. 12–13.


[Закрыть]. 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]109
  Rabbitt, McKee, Hunt and Leopold, 1969. P. 6.


[Закрыть].

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]110
  Powell J. W. Exploration of the Colorado River in the West and Its Tributaries; Explored in 1869, 1870, 1871 and 1872, under the Direction of the Secretary of the Smithsonian Institution (Monograph). Washington, D. C.: U. S. Government Printing Office, 1875, 291 p., 2 plates.


[Закрыть]. В следующем году он опубликовал сведения о восточной части гор Юинта и окрестностей[111]111
  Powell J. W. Report on the Geology of the Eastern Portion of the Uinta Mountains and a Region of the Country Adjacent Thereto (Monograph). Washington D. C.: U. S. Government Printing Office, 1876, 218 p., 8 atlas sheets.


[Закрыть], в 1877 г. – о геологии и географии региона Скалистых гор в целом[112]112
  Powell J. W. Report on the Geological and Geographical Survey of the Rocky Mountain Region (Monograph). Washington, D. C.: U. S. Government Printing Office, 1877, 19 p., 1 map.


[Закрыть], а в 1895 г. – вновь о реке Колорадо и ее каньонах[113]113
  Powell J. W. The Exploration of the Colorado River and Its Canyons. N. Y., Dover, 1895b, 458 p.


[Закрыть]. 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]114
  Powell J. W. Canyons of the Colorado River. Meadville: Flood & Vincent, 1895a, 127 p.


[Закрыть].

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]115
  Aton, 1994. P. 23.


[Закрыть]. 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.