Zadania geologii historycznej nie kończą się jeszcze na tem, co się dotychczas powiedziało. Poznajem y rozkład osadów morskich, słodkowodnych i lądowych w ciągu poszczególnych okresów, poznajemy rozprzestrzenienie organizmów, a stąd w nioskow ać m ożem y o g e o g r a f i i f i z y c z n e j poszczególnych okresów historyi ziemi. Usiłować będziemy rozwiązać trudne zagadnienie rekonstrukcyi lądów i mórz z czasów powstawania określonych kompleksów warstw i oznaczenia sto
sunków klim atycznych, które wówczas na powierzchni ziemi panowały. W chwili obecnej zaledwie pierwsze kroki na tej drodze stawiamy; kwestya ta jednak za
sługuje na najpilniejszą uwagę i przy wszelkich badaniach na pierwszym planie stawiana być winna, zważywszy, że wszelkie na tej drodze osiągnięte wyniki posia
dają wielkie, w najrozmaitszych dziedzinach geologii zasadnicze znaczenie.
W iele ju ż postawiono hipotez, tyczących się temperatur okresów ubiegłych;
przez długie lata opierano się wyłącznie na organizmach lądowych i słodkowodnych.
■24 1. W stęp do geologii historycznej.
W najstarszych mianowicie utworach, zawierających obfitszą florę lądową, znale
ziono w najrozmaitszych miejscowościach wraz z zupełnie w ygasłym i typami paprocie drzewiaste i sagowce, które obecnie tylko w krajach gorących żyć mogą.
Te same typy są bardzo rozpowszechnione również później, w erze mezozoicznej;
w dolnej zaś kredzie, gdzie pierwsze rośliny kwiatowe się pojawiają, znajdujemy przeważnie formy, obecnie okolicom podzwrotnikowym właściwe. Owady okre
sów dawniejszych przeważnie są pokrewne typom pasów gorących, pośród zwie
rząt morskich podobneż widzimy zjawiska, np. występowanie korali rafowych w okolicach arktycznych. W początkach okresu trzeciorzędowego znajdujemy w Europie np świat organiczny typu wyraźnie podzw rotnikow ego; w tym okre
sie wszakże widocznym jest dokładnie podział na strefy klimatyczne, w ciągu zaś okresu trzeciorzędowego form y podrównikowe ustępują stale miejsca typom strefy umiarkowanej. Dla sprawy tej były wielce doniosłe Heerowskie badania flory kopalnej okolic podbiegunowych; Heer dow iódł mianowicie, że na dalekiej północy podczas trzeciorzędu zachodziły zmiany w tym samym, co i w Europie kierunku, z tą tylko różnicą, że w Grenlandyi i t. p. te typy, których najbliższe krewniaki obecnie żyją w krainach chłodniejszych, borealnych, pojawiają się zawsze w warstwach nieco starszych, niż w Europie.
Bardzo doniosłe ze zjawisk pow yższych w yciągnięto wnioski. Przypuszcza
no, że od chwili pojawienia się organizmów na ziemi aż do końca okresu kredo
wego, na całej kuli ziemskiej, od biegunów do równika, panował klimat gorący, i że dopiero podczas okresu trzeciorzędowego zaczęło się stopniowe ochładzanie się i podział na strefy klimatyczne, aż do ustalenia się stosunków obecnych.
Przez czas dłuższy poglądy powyższe panowały prawie niepodzielnie, lecz naturalnie zbudziły one poważne wątpliwości. Trudno zrozumieć, jakie czynniki m ogłyby przed okresem trzeciorzędowym być przyczyną równomierności tempera
tury od biegunów do równika, choć oczywiście wówczas jak i dzisiaj okolice pod
biegunowe mniej niż kraje podrównikowe musiały otrzym ywać ciepła od słońca, więcej niż one natomiast traciły go skutkiem promieniowania podczas długich nocy polarnych. Sądzono, że wówczas wewnętrzne ciepło ziemi było tak znaczne, iż podziemne to ogrzewanie wyrów nyw ać m ogło różnice klimatyczne. Później nieco dowiemy się, z jakiemi trudnościami przypuszczenie podobne walczyć musi.
Tymczasem zbyt mało jeszcze znamy same fakty, które należy objaśniać, abyśmy szerzej o przyczynach stosunków klimatycznych przeszłości traktować mogli; tutaj zaś tylko postaramy się poznać kilka zjawisk zasadniczych i zbadać metody.
Pierwszy i najcięższy cios hipotezie o powszechnem niegdyś panowaniu w y
sokiej temperatury zadało odkrycie, że pomiędzy okresem trzeciorzędowym o g o rącym prawdopodobnie klimacie i czasem obecnym istniał okres oziębienia, znana powszechnie e p o k a l o d o w a . G dyby wewnętrzne ciepło ziemi było rzeczy
wiście przyczyną wyższej temperatury w okresach starszych, to od czasów naj
dawniejszych aż do chwili obecnej musiałoby zachodzić równomierne i stopniowe chłodnięcie; niepodobnaby zatem z hipotezą tą pogodzić faktu, iż po epoce lo
dowcowej, w okresie obecnym nastąpił pow rót cieplejszego klimatu. Co prawda, jak to później zobaczymy, argument ten nie jest tak dalece przekonywający, jak na pierwszy rzut oka się wydaje, lecz wywarł on w każdym razie wptyw wielki.
Klim at okresów dawniejszych. 25 Przypuszczano nawet przecie, iż w dawniejszych okresach dziejów ziemi podobne okresy zimna powtarzały się nieraz peryodycznie, naprzemian z okresami klimatu Cieplejszego. Choć przypuszczenie to jest bezpodstawne, niewątpliwie wszakże z ostatnich faz ery paleozoicznej znamy zjawiska, które dają się wyjaśnić tylko działaniem wielkich mas lodowych.
Badając bliżej zagadnienie powyższe, musimy przedewszystkiem wyodrębnić dwa pytania: chodzi mianowicie, popierwsze, o równomierność klimatu od bieguna do równika, po wtóre, o wysokość temperatury ówczesnej. Najpierw tą ostatnią zajmiemy się sprawą. Metoda jest bardzo prosta: szukamy najbliższych żyjących krewniaków form kopalnych i przypuszczamy, że geologicznie starsze typy w tych sam ych żyły warunkach klimatycznych, co obecnie żyjące analogiczne im form y.
Często okazuje się, że form y właściwe okolicom zwrotnikowym, zwłaszcza z pośród istot lądowych, znajdują się w utworach starszych strefy umiarkowanej lub nawet podbiegunow ej. W nioskujem y stąd o wyższej wogóle temperaturze; niektórzy jednakże posuwają się niekiedy i dalej, usiłując na podstawie charakteru flory i fauny oznaczyć średnią temperaturę roczną, która panowała w danej m iejscowo
ści podczas tej lub innej z dawnych epok geologicznych.
W artość wszystkich tych wniosków zależy od słuszności przypuszczenia, że blizko spokrewnione form y żyć muszą w identycznych lub bardzo zbliżonych wa
runkach klim atycznych i że w ciągu długich okresów geologicznych niemożliwą je st aklimatyzacya. O ile przypuszczenia powyższe są błędne lub też ściśle się d o
wieść nie dają, wszystkie wnioski tracą wszelką podstawę. Istotnie, przy bliższem;
badaniu przypuszczeń powyższych natychmiast znajdujemy wiele rażących sprzecz
ności. Słonia i nosorożca ńaprzykład wobec ich dzisiejszego znajdowania się w A fry ce i w Indyach uważać musimy za zwierzęta charakterystyczne strefy g o rącej, a przecież wiemy, że podczas epoki dyluwialnej pokrewne tym rodzajom zwierzęta żyły w klimacie zimnym. Szczątki ich znajdujemy w zmarzłej wiekuiście glebie syberyjskiej, a resztki pokarmu w zębach zachowane składają się z roślin, dalekiej północy właściwych. W iem y również, że obecnie jeden i ten sam gatunek doskonale żyć może w rozmaitych strefach klimatycznych, a form y bardzo blizko z sobą spokrewnione żyją w rozmaitych, nieraz wręcz przeciwnych warunkach zewnętrznych; ńaprzykład, rozmaite, lecz nader zbliżone do siebie gatunki lisów zamieszkują zarówno najzimniejsze, jak i najcieplejsze okolice ziemi.
Przedewszystkiem ważnem jest dla nas spostrzeżenie, że jakkolwiek w starych form acyach typy zwrotnikowe zajmują stanowisko bardzo wybitne, to jednak zarazem obok nich występują rośliny i zwierzęta, właściwe obecnie stref om zimniej- szvm. W e florze czeskich utworów kredowych obok szeregu form zwrotnikowych znajdują się również wiśnie, wierzby, bluszcz. Małże z rodzaju A s t a r t e , bardzo rozpowszechnione w utworach starszych i dla nich charakterystyczne, obecnie znajdują się prawie wyłącznie tylko w morzach arktycznych; to samo dotyczy się rodzaju C y p r i n a . Trigonie, należące do najbardziej charakterystycznych mał
żów ju ry i kredy, trafiają się obecnie na południowych wybrzeżach Australii;
rekiny grupy S e l a c h ę z europejskich utworów kredowych dzisiaj najpospo
litsze są w morzach, oblewających brzegi G-renlandyi. Z pośród zwierząt morskich korale rafowe są przytaczane jako najbardziej uderzający dowód wysokiej tem
26 1. W stęp do geologii historycznej.
peratury dawnych okresów; obecnie potrzebna jest dla nich do bujnego rozwoju temperatura wody nigdy poniżej 20° C . nie spadająca, a pi’zecież paleozoiczne ko
rale rafowe znajdujemy powyżej 70° szerokości północnej. Znam y atoli inny fakt analogiczny, z którego jednak zupełnie przeciwne w ypływ ają wnioski; mianowicie, mszywioły kopalne do dwóch należą działów: Chilostomata, znajdowane prze
ważnie w utworach młodszych, i Cyklostomata, które panują niepodzielnie w utwo
rach starszych, obecnie zaś zamieszkują tylko m orza z i m n e .
Przykłady powyższe dowodzą, że aklimatyzacya odbywała się na wielką skalę organizmy stref cieplejszych przj^zwyczajały się do zimna, lub odwrotnie. W ogóle okazuje się nieraz przy szczegółowem badaniu, że przytaczane w kwestyi powyż
szej dowody wobec krytyki ostać się nie mogą. Często spotykamy np. twuerdze- nie, że występowanie t. zw. amonitów w utworach mezozoicznych przemawia za temperaturą zwrotnikową. Am onity były to mięczaki z klasy głow onogów , do której należą kałamarnice, łodziki i wiele innych. Ponieważ atoli łodzik (Nautilus) żyje obecnie tylko w ciepłych morzach, zastosowano to samo do amonitów, jako dowód podnosząc jeszcze wielkie wym iary pewnych amonitów. A le łodzik należy do innego działu głow onogów niż amonity, a wielkość niektórych amonitów jesz
cze mniej za dowód służyć może: w naszych morzach, co prawda bardzo rzadko, znajdują się olbrzymie głow onogi, potwory, mierzące wraz z wyciągniętemi ramio
nami do 12 to. Ogromne te zwierzęta występują jednak przeważnie w morzach strefy umiarkowanej, najczęściej w Atlantyku północnym.
Choć wszakże bezpodstawnymi są liczne i najczęściej używane argumenty, jednakże fakt, iż w utworach starszych, przede wszy stkiem wśród organizmów lądo
wych, bardzo są rozpowszechnione typy zwrotnikowe, pozostaje niewzruszonym.
Chodzi o to, co za wnioski z tego faktu wyprowadzić się dają i w jaki sposób objaśnićby go można. A b y pojąć znaczenie tych zjawisk, musimy poznać warunki współzawodnictwa między organizmami rozmaitych obszarów. R ośliny i zwierzęta wielkich lądów, przeniesione na małe wysepki oceaniczne, wszędzie dowiodły swej przewagi nad miejscową florą i fauną. Chwasty, zawleczone z Europy i z Ameryki, mnożąc się szybko i rozprzestrzeniając coraz bardziej, jak zaraza w y
tępiają miejscową florę małych wysepek oceanicznych i Nowej Zelandyi; zarazem giną liczne zwierzęta, które karmiły się miejscowemi roślinami. Pochodzi to stąd, że organizmy wielkich lądów toczą między sobą zażartą walkę o byt, wobec ogrom
nego współzawodnictwa. Zahartowane w tej szkole form y łatwo wypierają małe flory i fauny wyspowe, które toczyły nierównie mniej zaciętą walkę o byt; tak samo biały człowiek z łatwością pokonał dzikich mieszkańców Tasmanii, Nowej Zelan
dyi i t. d., i częściowo ich wytępił, częściowo zaś doprowadzi! do wymierania.
Wielkie masy lądowe, na których wzrastają ci wytrwali i zwycięzcy zapaśnicy w walce o byt, skupiają się obecnie przeważnie w umiarkowanej i w zimnej części półkuli północnej; tu leży Europa, Azya północna i środkowa, Ameryka północna.
W ielu badaczów podnosi wielką .,siłę zaczepną" organizmów, pochodzących z pół
nocnych umiarkowanych krajów; siły tej dow ody złożyły one nie tylko na wyspach oceanicznych, lecz wszędzie, dokąd je losy zaniosły. Nagromadzenie lądów na pół
kuli północnej nie jest właściwością wyłączną chwili obecnej; od zamierzchłej przeszłości, od okresu węglowego istniały tu potężne cokoły lądowe. Czasowo
Rozprzestrzenienie dawnych typów zwierzęcych.
i częściow o zalewało je morze, lecz od karbonu nigdy (przekonamy się o tern później nie zatarł się na półkuli północnej charakter wielkiego nagromadzenia lą
dów. Od pradawnych zatem czasów m ógł tu osiąść świat organizmów, zahartowa- ny w zażartej walce o byt. i wytwarzać coraz to nowe trp y . które stopniowo za czy - nały pochód zaborczy ku południowi. Tam tvpv te m ogły się aklimatyzować.
utrzym yw ały się. niewieściejąc jednak potrosze. tymczasem zaś na lądach północ
nych pow staw ały typy nowe.
D w ojak o tedy objaśniać można r u c h o r g a n i z m ó w o d b i e g u n ó w k u r ó w n i k o w i : albo osiedlone pierwotnie i na północy organizmy klimatu ciepłe
g o w ym ierały lub usuwały się na południe przed stopniowem oziębianiem, m iej
sce zas ich zajm owały inne. do zimna przystosowane forn ir: albo też te same zja
wiska b yły następstwem stałego parcia w pewnym kierunku organizmów wielkich mas lądowych skutkiem ich odp rnośei w walce o b v t: dla tego drugiego objaśnienia przypuszczenie o obniżaniu się temperatury jest zbyteczne.
Obecne rozprzestrzenienie organizmów daje nam krv tery urn do rozstrzygnię
cia pow yższego zagadnienia. Jeżeli przyczyną rnchn organizmów od bieguna jest stopniowe oziębianie się klimatu ziemi, to geologicznie najstarsi mieszkańcy lądu ż y ć muszą w strefach najcieplejszych: jeżeli natomiast słuszny jest drugi pogląd, to form y najstarsze zachować się powinny na południe od zwrotników, na wyspach południow ej strefy umiarkowanej lub na południow ych końcach lądów. Tak jest w istocie: z większych obszarów lądow ych ziemi Nowa Zelandya posiada faunę niewątpliwie najstarszego typu: brak tam zwierząt ssących, miejsce, ich aż do ostatnich czasów zajm owały liczne wielkie ptaki podobne do strusi D i n o r n i s . H a t t e r i a zaś z gadów jest pośród istot obecnie żyjących formą obcą i odosobnio
ną. którą tylko z geologicznie najstarszymi gadami porów nyw ać możemy. Obszar australijski pod względem starożytnego charakteru fauny najbardziej zbliża się do Nowej Zelandyi B iak tu jeszcze ssaków wyższy ch, łożyskow ych Placentalia), istnieją tylko stekowce dziobak i t. p ó i torbacze: jest to stadynm rozwojowe, równorzędne przed trzeciorzędowej faunie Europy. Eauna powyższa rozwinęła się specyalnie na obszarach m iędzy 10 i 40° szerokości południowej, lecz na Tasmanii, jeszcze dalej na południe wysuniętej, znajdujem y jej najbardziej krańcowy i najpeł
niejszy wvraz. Madagaskar również wyróżnia się starożytną fauną ssaków.
Faktv pow yższe wskazują, że przyczyną posuwania się gatunków północnych ku południow i nie było stałe obniżanie się temperatury i że zjawiska powyżej przytoczone nie m ogą służyć, jako dow ód podobnych zmian klimatycznych. Nie należy wszakże wpadać w przeciwną krańców ość i odmawiać wszelkiej doniosłości charakterowi faunv i flory. Aklimatyzaeya odbyw a się w każdym razie bardzo pow oli i dlatego metoda sądzenia o klimacie z cech fauny i flory staje się nadzw y
czaj niepewna dla form acvi starszych i bardzo starych. Natomiast w utworach m łodszych z typem organizm ów bardzo poważnie liczyć się należy. G dy np. w ja kim utworze dyluwialnym znajdujem y szczątki brzozy karłowatej, rena. wolu piżm owego, rosomaka północnego, leminga, lisa białego i może kilku ślimaków lą
dow ych, żyjących obecnie w pobliżu koła biegunow ego lub w wyższych regionach gór alpejskich, to wówczas mamy prawo wnosić o zimnym klimacie. W arstwy trzecio
rzędowe są również dość jeszcze blizkie do chwili obecnej, abyśmy ze szczątków
28 1. W stęp do geologii historycznej.
kopalnych mogli wnioskować o bardzo gorącym klimacie, k tó ij panował w po
czątku okresu trzeciorzędowego i stopniowo oziębiał się później. Za daleko wszakże posuwają się ci, którzy na podstawie flory trzeciorzędowej jakiejś miejscowości sta
rają się oznaczyć jej ówczesną średnią temperaturę roczną.
Szczególnie problematyczną jest wartość powyższej m etody dla formacyi da
wniejszych; bardzo ryzykownem przedsięwzięciem jest wysnuwanie tutaj jakichkol
wiek wniosków z charakteru fauny i flory. Znacznie ważniejszy jest inny rodzaj badania, wyjaśniający rozprzestrzenienie poszczególnych typów w obrębie rozmai
tych formacyi. Pomijamy tu pytanie, czy najbliższe żyjące krewniaki form badanych przebywają obecnie w klimacie zimnym czy ciepłym, staramy się tylko wykryć, czy w starych okresach są jakie różnice w rozprzestrzenieniu geograficznem orga
nizmów, zależne od większej lub mniejszej odległości od bieguna. W ten sposób stwierdzamy przedewszystkiem, czy w pewnym okresie istniał podział na strefy klimatyczne czy też nie; chociaż zadanie takie jest dość ograniczone, wielkim wszakże byłoby postępem, gdyby można było je rozwiązać dla wszystkich rozdzia
łów historyi ziemi. Dopiero gdy tego dokonamy, gdy mniej więcej ustalone będą dla wszystkich okresów granice uwarunkowanych temperaturą morza „pasów hom oiozoicznych“ , czyli stref z analogiczną fauną morską, możliwym będzie dal
szy postęp. Dopiero wtedy podjąć będzie można pytanie, czy dawniej w ogóle pa
nował klimat cieplejszy, czy też naprzemian następowały peryody cieplejsze i zim
niejsze, i które okresy z historyi ziemi do jednej lub drugiej kategoryi zali
czyć należy.
Rzecz prosta, dla badań tego rodzaju przedewszystkiem konieczną jest nader rozległa znajomość rozprzestrzenienia i rozwoju rozmaitych formacyi. Ostatnie czasy na szczęście w tym właśnie kierunku ogromnie rozszerzyły nasze wiadomo
ści. Coraz częstsze bywają podróże do odległych krajów, coraz nowe obszary otwie
rają się dla nauki; wśród śmiałych pionierów w obcych częściach świata i wśród tych, co podróże planują i organizują, coraz bardziej utrwala się przekonanie, że nie dość jest wzdłuż i wszerz przebiedz wielkie obszary i przywieźć mapy i notatki geogra
ficzne, lecz że należy zarazem zbierać materyały użyteczne dla historyi naturalnej przejechanych krajów.
Z posiadanych przez nas faktów nie odrazu wyłania się przejrzysty obraz, da
jący z łatwością poznać w pływ warunków klimatycznych. Niepodobna prawie po
równywać z sobą utworów, występujących w bardzo rozmaitych typach facyal- nych; zboczenia, wywołane przez rozdział geograficzny, przez przynależność do rozmaitych mórz lądami przegrodzonych lub do odmiennych mas lądowych, nale
ży odróżnić od zmian, które zależeć mogą od warunków klimatycznych. W ogóle koniecznie potrzeba w yrobić sobie pojęcie o rozmieszczeniu lądów i mórz podczas poszczególnych okresów.
Doszliśmy w ten sposób do nowego, najtrudniejszego zadania geologii histo
rycznej — o d tw ar z a ni a s t a r y c h l ą d ó w i m ó rz . Choć na pierwszy rzut oka bardzo prostem się wydaje zobaczyć na mapie geologicznej, w których okoli
cach dla każdej poszczególnej form acyi zaznaczono utwory morskie, i okolice te za ówczesne morza uważać, wszakże pobieżne nawet zastanowienie się dowiedzie zu
pełnej nieprzydatności podobnej metody. Nie uwzględnilibyśmy przytem olbrzy
Odtwarzanie starych lądów i mórz. 29 m iego działania denudacyi, która burzy potężne szeregi warstw, a co do wszystkich obszarów, obecnie przez morza zalanych, w ogóle żadne nawet kombinacye nie b yły
by możliwe. Tu znowu kierować się musimy rozprzestrzenieniem rozmaitych form zwierzęcych i roślinnych; należy następnie baczną zwracać uwagę na cechy po
szczególnych utworów, które wykazują, czy utwory te powstały w pobliżu wybrze- ża, czy też wśród otwartego morza. Naturalnie, nie uda się nigdy ułożyć choćby mniej więcej ścisłych map rozkładu lądu i morza podczas poszczególnych okresów;
w przeważnej części nie poznamy nigdy rozczłonkowania lądów, położenia wysp, które w każdej epoce, jak i dziś, z pewnością w ogromnej istniały ilości; możemy oznaczyć zaledwie przybliżone położenie lądów i mórz, a tylko w w yjątkowych przy
padkach wniknąć bardziej w szczegóły. I tu stoimy dopiero u progu poznania, ch oć liczyć m ożem y na szybki postęp wobec pośpiesznego wzrostu wiadomości o za
wierających skamieniałości utworach odległych krajów; o ile zaś trudnem jest roz
wiązanie ow ego zadania, o tyle doniosłem jest jego znaczenie. G dy poznamy roz
kład lądów i mórz podczas większej ilości okresów historyi ziemi, sam przez się niemal rozjaśni się cały szereg najtrudniejszych zagadnień geologii dynamicznej.
Natychmiast odpowiedzieć będziemy m ogli na pytanie o stałości lub zmienności cok ołów lądowych i zagłębi morskich; będziemy mogli osądzić, czy przy zmianach stanu w ody i lądu głów ną odgrywają rolę wahania poziomu morza, czy też w zno
szenie się i opadanie ziemi; czy zachodzi kolejny przypływ w ody od biegunów do równika i odwrotnie, czy też woda naprzemian nagromadza się to na półkuli p o
łudniowej, to znowu na północnej. Na niektóre z tych kwestyi już nasze obecne wiadomości rzucają nieco, acz bardzo słabego światła, lecz pozostaje do zrobienia nierównie więcej.