Большая кульмская впадина Девона и урегулирование вопроса о ее истинном геологическом положении являются ключом к [геологическому] строению двух графств в целом; и никто не обладал этим ключом, пока в 1836 г. мы не представили его Британской ассоциации в Бристоле[153].

Ученые далее предположили, что несогласие отделяло девонскую систему от залегающих ниже горных пород кульма, а также утверждали, что термин «граувакка» принадлежит «мрачной, неясной эпохе» и его использование настолько же абсурдно, как применение вернеровского термина «флецевые породы». «Вредные» граувакки были добавлены в выделенный Седжвиком и Мурчисоном новый период, когда они обнаружили корреляцию этих горных пород с древним красным песчаником. Верхний отдел кульма определили как относящийся к каменноугольному периоду, поскольку содержащиеся в нем ископаемые были родственны похожим организмам, обнаруженным в горных породах, которые с помощью биостратиграфических методов были датированы карбоном.

Лайель говорил, что проблема, связанная с кульмом, была одной из самых важных, когда-либо обсуждавшихся в Геологическом обществе[154]. Благодаря ей не только широко стал применяться смитсоновский принцип последовательности фауны, но и подтвердилась роль биостратиграфии как необходимого инструмента для определения относительного возраста и соотношения пластов. Таким образом, использование ископаемых утвердилось в качестве важного стратиграфического маркера.

Существовавшие разногласия между геологами представляли собой нечто большее, чем просто разные академические точки зрения, касающиеся формаций: они имели также экономическое значение. Мурчисон был глубоко убежден в том, что никаких сухопутных растений, указывающих на угленосные свиты, используемые для обеспечения отопления в большинстве домов и городов Англии, нельзя обнаружить в граувакках или переходных горных породах, залегающих под древним красным песчаником. В последующие несколько лет новые находки ископаемых подтвердили выделение отделов между периодами, в том числе добавление верхней части кульма к каменноугольному периоду.

В конце концов спор относительно девона был разрешен геологами, которые подтвердили, что он является самостоятельным периодом, содержащим древний красный песчаник, первоначально отнесенный к залегающим выше отложениям каменноугольного периода[155]. Древний красный песчаник стал важным маркирующим горизонтом в стратиграфии Британии не только из-за своего ярко-красного цвета, но и потому, что в нем содержалось незначительное число очевидных ископаемых и его легко было отличить от других пластов[156].

Каменноугольный период был одним из самых первых периодов, выделенных британским викарием и геологом Уильямом Конибиром и геологом Уильямом Филлипсом в 1822 г. из-за его экономической важности[157]. Выделение пород этого периода было гораздо менее спорным по сравнению с некоторыми другими, отчасти из-за того, что их было легче отличить благодаря цвету – от темного до черного, – это результат высокого содержания углерода. Конибир и Филлипс поместили каменноугольную систему среди переходных горных пород Вернера, обратив внимание на то, что пласты погружаются и искривляются, в отличие от горизонтально залегающих над ними «флецевых» горных пород, и несогласие указывает на утраченные геологические пласты между ними. Горные породы этого периода (иногда их называют угленосными свитами) содержат уголь с высоким содержанием углерода и состоят из нижних толщ глины и «гравия», известняка и песчаника. Песчаник, о котором упоминали Конибир и Филлипс, – это древний красный песчаник. Позже выяснилось, что он старше, и Мурчисон в 1839 г. отнес его к девонскому периоду[158]. С угленосными свитами были ассоциированы залежи железной руды, тоже имеющей промышленную ценность. Конибир и Филлипс исследовали огромное разнообразие растительного материала, представленного всего несколькими родами, но при этом включавшими более четырехсот видов. Ученые почти не отмечали наличие останков животных[159]. Большая часть пластов угля отлагалась в болотистых условиях в озерах или по краям водоемов с большим количеством растительного материала.

В Соединенных Штатах каменноугольный период был разделен дальше на миссисипский и пенсильванский подпериоды. Нижний отдел каменноугольного периода, как выяснил в 1839 г. американский геолог Дэвид Дейл Оуэн, который работал на Главное управление кадастровых съемок США и проводил разведку полезных ископаемых, был представлен широкими пластами известняка и известкового сланца, простиравшимися на территорию нескольких штатов, но не содержавшими угля. Оуэн назвал эти слои подкарбоновыми, отделив их от угленосных слоев каменноугольного периода. Александр Уинчелл, профессор геологии и палеонтологии Мичиганского университета, в 1870 г. назвал нижние слои каменноугольного периода миссисипской известняковой серией (группой Миссисипи). В 1891 г. Генри Шейлер Уильямс, геолог из Нью-Йорка, выполнял для Геологической службы США исследование по корреляции пластов, целью которого была систематизация множества вводящих в заблуждение названий, данных различным комплексам горных пород. Уильямс выделил верхний отдел карбона в пенсильванскую серию и немного модифицировал терминологию Уинчелла в отношении пород каменноугольного периода, назвав их миссисипской серией[160]. В 1906 г. серии были возведены в ранг периодов. Геологическая служба США в 1953 г. наконец признала названия для этих периодов[161].

Мурчисон дал название пермскому периоду в честь города Пермь в 1841 г. после посещения России для изучения стратиграфии и проведения полевых исследований совместно с Эдуардом де Вернейлем, французским палеонтологом, Александром фон Кейзельрингом, немецко-русским горным инженером, и Николаем Кокшаровым, русским минералогом[162]. До того, как выделить пермский период, Мурчисон исследовал отложения девонского периода в России, которые стратиграфически соответствовали отложениям в Англии того же возраста. Мурчисон путешествовал с де Вернейлем и во время этого путешествия идентифицировал силурийские, девонские и каменноугольные слои, изучая ископаемые в горных породах России. Для древнего красного песчаника России была характерна та же фауна, что и в Британии, что подтверждало точку зрения Мурчисона о его принадлежности к девонскому периоду. Во время экспедиции 1841 г. Мурчисон идентифицировал пласты более молодого возраста, чем каменноугольные, которые по биостратиграфическим параметрам соответствовали формации в Германии, названной цехштейн, нем. Zechstein (zech – твердый, stein – камень). Эта формация представляла собой карбонатный комплекс, образовавшийся в результате поднятия и снижения уровня моря, которое привело к появлению богатых нефтью слоев. Отложения цехштейна в Британии были ассоциированы с известняковым комплексом (магнезиальным известняком), залегающим над каменноугольными пластами. Возник спор относительно того, к какому периоду принадлежат выделенные Мурчисоном в России слои – к нижнему триасу или к пермскому периоду[163], но, исходя из данных об ископаемых, Мурчисон назвал эту новую формацию с ее уникальной флорой и фауной пермской, в честь города Пермь на Среднем Урале.

Периоды мезозойской эры

Первый период мезозойской эры – это триас. Триасовые слои (стратиграфически более молодые, чем пермские) были выделены немецким геологом Августом фон Альберти в 1834 г. на основе формации в Германии, состоящей из пластов пестрого песчаника, ракушечного известняка и радужных мергелей, или кейпера (представляющих подошвенное налегание при подъеме уровня моря)[164]. Альберти назвал формацию триасом в честь трех пластов. Вернер и другие первые геологи первоначально относили эти слои к нижней части вторичных, или «флецевых», пластов. Обильные ископаемые в верхних отделах вторичных пластов позволяли более легко классифицировать толщу. Обнаруженные Альберти месторождения соли, горные