На чём стоит Петроград

На чем стоит Петроград? Наглядный материал для ответа на этот вопрос дает геологическая прогулка по окрестностям столицы.

Правда, ближайшие к Петрограду местности не слишком богаты обнажениями, на которых можно было бы во всей полноте и последовательности проследить геологическое строение северного угла Петроградской губернии. Наибольшей известностью для экскурсионных целей пользуются разрезы на речке Поповке близ Павловска и по течению реки Тосны около ст. Саблино.

И та и другая местности, действительно, дают много материала, подготовляющего ответ на вопрос о геологическом строении окрестностей невской долины. Поповка, как место экскурсий, пользуется большей популярностью, вероятно, в силу ее большей доступности. Однако обнажения реки Тосны, более мощные и обширные, чем разрезы Поповки, также могут быть плодотворно использованы в экскурсионных целях.

Следует заметить, что Поповка требует от экскурсантов большей подготовки, чем Тосна; на Тосне породы залегают очень спокойно, почти горизонтально; на Поповке, мы имеем более сложную, порою прямотаки спорную картину, благодаря сбросам, складкам, нарушившим горизонтальное положение пластов и даже перевернувшим их так, что слои располагаются в обратном порядке. Вот почему, при возможности совершить две или несколько геологических экскурсии в окрестностях Петрограда, я бы рекомендовал начать с посещения р. Тосны, а затем, приобретая некоторый опыт, ехать в Павловск [1]).

Прежде чем перейти, однако, к описанию примерных экскурсий на геологические обнажения реки Тосны и реки Поповки, необходимо дать небольшой общий очерк происхождения и жизни тех древнейших осадочных образований, на которых раскинулся наш родной город со своими историческими окрестностями. Этот очерк даст нам ключ к пониманию того, что мы увидим на берегах Поповки и Тосны.

Для ответа на поставленный в заголовке вопрос нам придется перенестись мысленно к весьма отдаленным эпохам существования земного шара – периодам, известным в науке под названием кембрийского и силурийского.

Именно к этим периодам относятся по времени своего возникновения те слоистые толщи известняков, песчанников и глин, на которых ныне красуются парки Павловска, Детского (Царского) Села, Дудергофа, растянулись многочисленные – дачные поселки вдоль линий ближайших железных дорог.

Если бы житель современного Петрограда мог каким-нибудь чудом побывать в этих местностях во времена кембрийского и силурийского периодов, он был бы, вероятно поражен зрелищем, которое теперь воскресает перед умственным взором ученых.

На месте хорошо ему знакомой слегка волнистой равнины расстилалось обширное первобытное море. Оно не только покрывало всю нынешнюю Петроградскую губернию, но катило свои прозрачные волны и далее – к югу и востоку, покрывая значительную часть Европейской России, которая представляла собою в то время безбрежное водное пространство.

Среди этого однообразного моря лишь местами виднелись редкие гранитные острова; например, на севере, как думают некоторые геологи, вставал из вод, в виде скалистого острова, мощный гнейсовый массив Финляндии.

Человеческому существу открывшаяся картина показалась бы, вероятно, в высшей степени суровой и мрачной. Пространства суши были почти лишены растительности. Наземная животная жизнь почти не появилась еще на земле. Ни одна птица не мелькала в воздухе, ни одна ящерица не оживляла голые неприветливые скалы. В волнах кембрийского моря не было даже рыб. Там жили, главньм образом, губки, – огочисленные плеченогие, моллюски, иглокожие и – игинальные давно уже вымершие ракообразные – трилобиты, достигавшие в палеозойскую эру значительного развития.

Сколько лет тому назад существовало кембрийское море? Давно – очень давно. Но это определение ничего не поясняет, так как слово: «давно» – в устах историка и в устах геолога имеет совершенно различное значение. Постройка египетских пирамид, династии фараонов, культура древнего Вавилона – с точки зрения исторической хронологии – были «очень давно»; а для геологии это – даже не вчерашний, а сегодняшний день...

Весь огромный исторический период существования человечества, от древнейших следов сумерийской и акаднйской культуры в Вавилонии до наших дней, обнимает менее 10.000 лет (4.000–6.000 лет до Р. X.). Между тем один лишь послетретичный период, т.е. самый молодой член кайнозойской эры, согласно исчислениям проф. А. П. Павлова, равен, примерно, одному мильону лет, т.е. по крайней мере во сто раз длиннее всей человеческой истории. Но послетретичный период в свою очередь очень быстротечен по сравнению с продолжительностью всей кайнозойской эры, которая, по мнению того же ученого, равна приблизительно 40 миллионам лет. Для наглядности приравняем длину всего исторического периода длине одного человеческого шага. В таком случае относительная продолжительность, всей кайнозойской эры будет равна приблизительной длине Невского проспекта.

Однако кайнозойская эра лишь позднейший этап жизни земли. Ей предшествовала гораздо более длительная мезозойская эра, которая охватывает меловой, юрский и триасовый периоды и которая, по крайней мере, в десять раз продолжительнее кайнозойской (около 400 милл. лет). Остается, наконец, еще более древняя эпоха существования земли – палеозойская эра, с периодами пермским, каменноугольным, девонским, силурийским и кембрийским. Длительность этой эры геологи круглым счетом исчисляют в 700 миллионов лет.

Сложите эти цифры, которые по мнению проф. А. П. Павлова скорее преуменьшены, чем преувеличены [2] – и вы получите время, которое протекло от начала кембрия до наших дней: 1.140 миллионов лет.

То древнее кембрийское море, о котором идет речь, существовало – не много не мало – как один миллиард лет тому назад. Что такое археологические древности – все эти каменные ножи и бронзовые топоры – по сравнению с древностью окаменелых остатков какого-нибудь кембрийского трилобита? Один миллиард лет! Эта цифра пугает, кажется сказочной, невероятной. Тем не менее это не шутка и не вымысел.

«Мы видим собственными глазами, говорит по этому поводу известный геолог А. П. Павлов, мы отбиваем молотком и кладем в дорожную сумку окаменелые формы давно угасшей жизни. Мы видим пески пустынь, по которым бродили изумительные формы звереподобных пресмыкающихся, и находим в этих песках их полные скелеты, мы влагаем персты в трещины сбросов, по которым воздвигались могучие цепи гор, украшавшие мир за миллионы лет до существования на земле человека, мы стучим молотком по лавам, изливавшимся на нашу землю еще тогда, когда на ней не было ничего живого, и смотрим в микроскоп на кристаллы, уже тогда проявлявшие свою особую минеральную жизнь. Все это – наши документы, в подлинности которых никто не усомнится. Опираясь на них, мы чувствуем, что стоим на твердой почве положительного знания, а не догадок и вымыслов».

Таким образом, мы можем не только констатировать существование древнего палеозойского бассейна, покрывавшего в бесконечно далекие времена интересующую нас местность, но подробно изучать его осадки, составить ясное представление о тех организмах, которые в нем водились, и рассказать даже кое-что о дальнейшей судьбе этого моря.

Можно по некоторым признакам судить, что вначале палеозойское море было очень глубоким, но впоследствии стало мелеть все более и более, то обнажая сушу, то вновь наступая на нее. Эти процессы периодического обмеления были связаны, конечно, с постепенными поднятиями и опусканиями морского дна, вследствие глубоких тектонических движений, происходивших внутри земной коры.

Древнейшее дно первобытного моря состояло из твердого кристаллического гнейса, вроде того, из которого сложены массивные горные породы Финляндии.

В настоящее время под Петербургом мы нигде уж не можем наблюдать этого древнего дна непосредственно, так как оно всюду покрыто многими десятками метров различных осадочных пород позднейшего происхождения, отложившихся впоследствии на поверхности древнего гнейса. Однако существование такого гранитного фундамента давно подозревалось геологами. Еще в 1863 г., при заложении в Петрограде первой буровой скважины в Экспедиции Заготовления Государственных Бумаг, на глубине 657 фут. была встречена какая-то твердая порода, которой не мог взять обыкновенный бур: в нее углубились всего на 1 ф. 6 д. и прекратили бурение. Характер породы остался невыясненным и подал повод к самым разнообразным предположениям.

Заложенные позднее, в 1884 г., буровые скважины на стеариновом заводе Жукова (на Боровой улице) и в банях Воронина (близ Мойки) были недостаточно глубоки, чтобы решить вопрос о древнем фундаменте дна Петрограда. Окончательный ответ дала в 1895 г. буровая скважина Калинкинского завода, что близ Екатерингофа. Наткнувшись на глубине 640 ф. 6 дюйм. на твердую породу, производители работ применили алмазное бурение и прошли с большими усилиями эту породу еще на 17 фут., при диаметре скважины 2,5 дюйма. Извлеченный на поверхность цилиндрический образец оказался серым гнейсом, вначале мелкозернистым, глубже– среднего зерна, с кварцевыми прожилками. Составные части породы: светлосерый или зеленоватый полевой шпат, черная слюда и светло–дымчатый кварц; местами рассеяны зерна малинового альмандина. Итак, на глубине 91 сажени, пройдя мощную толщу песков и глин, буровой инструмент ударился в твердую породу, которая оказалась серым гнейсом.

Это был только один из многих случаев, когда человек алмазным наконечником своего бура нащупал под Петроградом древнее ложе первобытного моря. Впоследствии аналогичные результаты дали и другие бурения. Та же самая твердая порода была встречена, например, при заложении артезианских скважин на заводе Петрова (на Загородном проспекте) на глубине 692 фут., на Городской бойне – на глубине 687 фут. и проч. Различие в глубине залегания гнейса показывает, что его поверхность неровна и сильно размыта.

Какая же причина тому, что первичное гнейсовое дно, когда-то составлявшее земную поверхность и доступное процессам размывания, теперь скрыто от наших глаз так глубоко? Ответ на этот вопрос может быть только один: его погребла деятельность того же самого первобытного моря.

В водах этого моря в течение огромных периодов времени происходил тот медленный и постепенный процесс образования донных осадков, который хорошо знаком нам по современным морям. Измельченный, обработанный водой материал – остатки разрушенных ее деятельностью горных пород – беспрерывно выносится реками в море, в виде тонких взвешенных в воде частичек. Эти частички постепенно опускаются в спокойные глубины, отлагаясь горизонтальными наслоениями по морскому дну. Морские животные, главным образом, одноклетные формы – микроскопические корненожки – тоже играют немаловажную роль в образовании осадков. Панцири и раковины отмерших организмов образуют на дне морей огромные скопления углекислой извести, из которой формируются толщи известняков.

Первобытное море, о котором идет наша речь, в древнейшую эпоху своего существования, во время, так называемого, кембрийского периода, отлагало, главным образом, тонкий глинистый осадок, в нижних слоях переслоенный с песками. Эти осадки, непосредственно ложившиеся на гнейсовую породу, накопились огромными толщами и образовали тот пласт синей глины, которая обнаруживается повсюду в окрестностях Петрограда.

Поражает мощность отложений синей глины. Для окрестностей Петрограда толщина ее пласта превышает 200 метров. Сколько же длился тот период времени, в течение которого из мельчайших осадков могла образоваться подобная толща?

Для ответа на этот вопрос у нас есть некоторый материал. Процесс образования донных осадков идет и в современных морях, и приблизительная скорость этого процесса может быть высчитана. По данным океанографических экспедиций на образование одного метра известкового осадка потребно от 1 до 3 миллионов лет. Если мы примем подобную же скорость для накопления глинистого осадка в кембрийском море, то окажется, что пласт голубой глины потребовал для своего образования не менее 300 миллионов лет. Но на самом деле образование известкового осадка в современных морях идет вероятно много быстрее, чем осаждались донные осадки палеозойского моря.

Синяя глина является результатом древнейшего периода деятельности первобытного моря. В дальнейшем существовании характер отложений его изменяется. В работе моря произошел какой-то перерыв, образовался затем более мелкий бассейн, и на синюю глину начинают откладываться более крупные осадки – главным образом, зерна кварца, которые впоследствии образовали слои песчаников.

Геологи присвоили этому песчанику наименование оболового (унгулитового), так как в нем захоронены раковинные створки небольшого морского животного Obolus Apollinis, во множестве населявшего когда-то древнее море. Мощность оболового песчаника во много раз уступает мощности нижележащей синей глины.

Песчаник прикрывается сравнительно тонким пластом черного глинистого сланца, называемого диктионемовым сланцем. Диктионемовый сланец заключает органические вещества, и в некоторых местностях настолько насыщен ими, что обладает даже способностью гореть, почему его называют также горючим глинистым сланцем. Ко времени образования горючего сланца в характере морского бассейна произошли большие изменения. Можно предположить, как это делает Вальтер, что древнее море к этому времени представило благоприятные условия для образование мертвых участков, где обмен воды был затруднителен, где собирались плавучие водоросли и трупы животных; они гнили, заражали дно, убивали жизнь, но способствовали накоплению на дне черного слоя богатого органическими веществами ила.

Отложив материал, послуживший для образования диктионемового сланца, древний бассейн вновь потерпел какие-то изменения в характере своей деятельности, о чем можно с уверенностью заключить, руководствуясь характером отложений, прикрывающих сланец. Выше этого последнего мы находим довольно пестрые слои песков и глин, получивших общее название глауконитовой толщи. Эта порода в пределах Петроградской губ. состоит из зеленого песчаника, или из рыхлого глинистого песка, или даже из глин – зеленого, бурого или желтоватого оттенков, переслоенных песком; иногда же содержит прослои, мергеля или глинистого известняка.

Название свое порода получила благодаря присутствию в ней зерен минерала глауконита, придающего ей зеленоватый цвет.

Есть основание думать, что ко времени образования отложений, содержащих глауконит, силурийское море значительно обмелело. Образование глауконита наблюдается и в современных морях, подобно тому как оно совершалось некогда в нижнесилурийском море. При этом замечено, что наиболее обильно глауконит образуется в спокойных водах и на сравнительно небольшой глубине (от 360 до 550 метров), притом вблизи материков. Такой характер вероятно, имел в данную эпоху и нижнесилурийский бассейн.

На глауконитовую толщу древнее море отложило известковые осадки, из которых сложились мощные слои силурийских известняков, широко развитых в окрестностях Петроградской губернии.

Самый нижний ярус, непосредственно налегающий на глауконитовую толщу, носит название глауконитового известняка: выше лежат слои ортоцератитового, иначе – вагинатового известняка, названного так по характерной для него окаменелости – остаткам крупного головоногого моллюска Orthoceras vaginatum.

Еще выше ортоцератитовый известняк прикрывают слои эхиносферитового известняка, с погребенными в нем, наряду с прочими окаменелостями, остатками древних жителей силурийского моря – эхиносферитов, иглокожих животных, близких к современным морским лилиям (криноидеям).

В эпоху образования известковых отложений силурийское море вновь и вновь подвергалось постоянным изменениям. Оно то отступало с запада на восток, оставляя целые участки суши открытыми, то вновь надвигалось на сушу, чтобы опять обмелеть и оставить многочисленные острова и обширные лагуны. В общем, это было плоское и скорее мелкое море, с постоянными колебаниями уровня морского дна.

Внимательное изучение всей силурийской известковой толщи дало возможность геологам установить даже приблизительную последовательность этих отступаний и наступаний (трансгрессий) моря.

В эпоху, которая характеризуется образованием отложений глауконитовой толщи, произошло, вероятно, обширное наступление моря, которое заливало тогда всю Скандинаво-Русскую область. Ко времени образования глауконитового известняка началось обмеление моря, усиливавшееся более и более, пока между Россией и Норвегией не образовалось обширного выступа суши. Затем, в эпоху образования ортоцератитового и эхиносферитового известняков – наступила новая трансгрессия и т.д.

Это колебание уровня моря можно поставить в вероятную связь с теми могучими горообразовательными процессами, которые в конце силурийского периода имели место в соседней Скандинавии. Образование Скандинавского кряжа сопровождалось бурными вулканическими извержениями и колебательными движениями земной коры, которые не могли не отражаться на всем силурийском бассейне. При этом рыхлые вулканические продукты и насыщавшие воздух газы отравляли соседние участки моря и истребляли жившие там организмы, что служит возможным объяснением того, почему так бедны ископаемыми животными соответствующие отложения западной фации.

Отложением мощной толщи известняков и закончилась в общих чертах творческая деятельность интересующаго нас силурийского моря. Еще задолго до конца силурийского периода, вследствие дальнейшего обмеления и отступания моря к востоку и югу, интересующие нас части Петроградской губернии вышли из под волн морских.

Однако часть Петербургской губернии, именно южная ее часть, после значительного континентального перерыва, продолжавшегося все верхне-силурийское и нижне-девонское время, вновь покрылась морем, которое продолжало откладывать глинисто-известковистый осадок. Этот осадок местами покрыл более древние силурийские породы и образовал девонские пестрые мергели или рухляки, которые мы встречаем, например, на р. Поповке, а также отчасти и на р. Тосне (выше дер. Б. Гертово).

Затем, вследствие дальнейшего подъема страны, девонское море отступило, его ложе обнажилось, образование осадков прекратилось, и интересующая нас местность с тех пор на многие миллионы лет сделалась сушей.

И вот, спустя неизмеримо огромные периоды времени, когда возникла человеческая культура, развилась наука и на речных обрывах застучал, наконец, молоток геолога, древние кембрийские, силурийские и девонские породы оказались в пределах интересующей нас местности доступными взору исследователя, тогда как в остальных частях России, где продолжалась работа позднейших морей, палеозойские породы погребены на большой глубине, под многими сотнями метров более новых осадков.

Как же представить себе, на основании нашего предыдущего рассказа, геологическое сложение этих местностей в совокупности?

В общем, осадочные породы, их слагающие, налегают друг на друга в виде листов огромной книги, причем основным фундаментом, на котором покоятся все листы этой книги, является твердая кристаллическая порода – серый гнейс.

Этот гнейс принято относить к верхнему отделу архейских отложений.

Покоящиеся на нем отложения переименованы в последовательном порядке:

4. Девонская. D – пестрый мергель;

3. Силурийская С1 – эхикосферитовыи известняк;

В3 – ортоцератитовый (вагинатовый) известняк;

В2 – глауконитовый известняк;

В1 – глауконитовая толща;

А3 – диктионемовый сланец;

2. Кембрийская А2 – унгулитовый (оболовый) песчаник;

А1 – синяя глина.

1. Архейская серый гнейс.

Нижние члены ряда – синяя глина и унгулитовый песчаник – относятся к кембриискои системе, вышележащие слои составляют силурийскую и девонскую системы [3]).

Системы распадаются на отделы и ярусы, обозначаемые условными буквами (А, В, С). Ярусы делятся на подъярусы (В1, В2, В3), которые в свою очередь распадаются на отдельные зоны или горизонты.

Сложенные таким образом силурийские и кембрийские отложения занимают всю северную часть Петроградской губернии и отсюда, в виде возвышенного плато, простираются непрерывно к западу, по направлению к Ревелю и Балтийскому порту. В южной же части Петербургской губернии силурийские породы прикрыты девонскими отложениями.

Вдоль южного побережья Финского залива силурийское плато близко подходит к морю и обрывается к воде крутым уступом, известным в Прибалтийском крае под именем глинта. Силурийские отложения Скандинавского полуострова также представляют непосредственное продолжение наших и стоят с ними в очевидной связи.

Продолжается силурийское плато и в восточном направлении, отходя к р. Волхову и р. Сяси, вдоль южного побережья Ладожского озера [4]).

Реки, текущие с юга на север и впадающие в Финский залив, Неву и Ладожское озеро, прорезывают силурийское плато в поперечном направлении и, размывая слагающие его породы, дают на своих береговых обрывах довольно много «обнажений», на которых и возможно наглядно ознакомиться со строением местности. Такими реками является и рр. Тосна и Поповка.

Нами изложена пока лишь часть той длинной истории, которую рассказывают древние отложения Петроградской губернии на своем безмолвном языке.

[1] Еще более сложную картину представляют из себя обнажения по р. Пулковке, также очень доступные для экскурсантов, но сравнительно еще мало изученные. Описание их автор намерен включить в следующее издание этой книги. (Вернуться к тексту).

[2] Проф. А. П. Павлов. Представление о времени в истории, археологии и геологии. Л1. 1920. (Вернуться к тексту).

[3] Диктионемовый сланец, а также связанные с ним верхние слои унгулитовых песчанников, принимавшиеся за верхние члены кембрийской системы, теперь, вследствии выяснения тесной связи их с вышележащими слоями, некоторые геологи относят, согласно предложению Моберга, к силурийским отложениям. (Вернуться к тексту).

[4] Диктионемовый сланец, а также связанные с ним верхние слон унгулитовых песчаников, принимавшиеся за верхние члены кембрийской системы, теперь, вследствие выяснения тесной связи их с вышележащими слоями, некоторые геологи относят, согласно предложению Моберга, к силурийским отложениям. Изучение отложений Петроградской губ. и Прибалтийского края и сведение фактического материала в стройную систему потребовало почти столетия работы нескольких поколений ученых. Ученый XVIII века, академик Севергин, правда, знал уже в общих чертах строение силурийского плато, когда писал в 1809 г., что почва близ Ревеля состоит «из глин с редко вкрапленным колчеданом, потом следует песчаный камень, выше – горючий шифер, а на вершине – камень известной слоистой». Однако, первым исследователем нашего глинта был англичанин Странгвейс (1830), Пандер (1830), позднее – русский геолог Куторга (1852). Обстоятельное изучение русского силура сделалось возможным только после памятного 1839 г., когда в Лондоне вышло капитальное исследование знаменитого Мурчисона, установившего самый термин: «силурийская система» и ее подразделения на отделы. Вскоре после этого Мурчисон сам приехал в Петроград и предпринял свое известное путешествие по России, оставившее крупный след в истории изучения русского силура (1845). Из трудов позднейших исследователей следует отметить работы акад. Ф. Б. Шмидта (1881–1897), И. И. Бока (1868) и В. В. Ламанского (1900–1905). В особенности большое значение имеют многочисленные работы Ф. Б. Шмидта, который установил подразделения силурийских отложений северо–западной России на ярусы и подъярусы н дал их параллелизацию со скандинавскими отложениями. Из позднейших работ назовем работу В. В. Ламанского (1905), который устанавливает более детально подразделения и параллелизацию древнейших слоев силурийской системы России, а в последнее время исследования проф. М. Э. Янишевского (1921). Послетретичные отложения Петроградской губернии изучены преимущественно трудами С. А. Яковлева и Аилио (1915). (Вернуться к тексту).

окончание статьи...