Горные породы не сохраняются в неизменном виде. Ветер, дожди, мороз разрушают горы, продукты разрушения переносятся реками, ручьями, ледниками, ветром и морскими течениями, а потом откладываются в долинах или на дне морей. Здесь одни осадки со временем перекрываются другими, уплотняются и превращаются в осадочные горные породы, затем в процессе горообразования они вовлекаются в поднятие, и все повторяется заново. Одна из задач геолога – установить последовательность этих событий для определенной территории, а чтобы сделать это, он должен расшифровать их следы, сохранившиеся в самих породах. Этим занимается отрасль геологии – стратиграфия.

Понятие о фациях

Понятие «фация» включает в себя все специфические признаки, указывающие на условия, в которых сформировалась та или иная порода или ее слой. Сюда входят минеральный состав, форма и размер зерен, текстура, ископаемые остатки, контакт с выше- и нижележащими слоями, цвет и даже запах – иными словами, все, что определяет горную породу.
По минеральному составу узнают, образовалась ли осадочная порода в результате выпадения растворенных солей из морской воды или состоит из материала, снесенного с суши. При этом возможно установить и характер этой суши. Так, например, присутствие зерен граната свидетельствует о том, что размывались метаморфические породы, а кристаллов оливина – что это были магматические образования. По форме зерен определяется дальность переноса материала – угловатые обломки унесены недалеко, а окатанные зерна прошли длинный путь и за время путешествия сгладили свои углы и острые края. Если порода состоит из относительно однородных по размеру частиц, можно заключить, что материал перенесен и отсортирован потоком. Смесь частиц разного размера – признак быстрого движения и разгрузки.
Текстурные особенности позволяют восстановить условия отложения осадка. Рябь образуется на мелководье; следы дождевых капель и трещины усыхания говорят об осушении мелких водоемов; мелкая косая слоистость свидетельствует об отложении материала в текучей воде, а направление потока можно определить по положению слоев.

Ископаемые остатки

Живые организмы избирательны по отношению к условиям обитания, поэтому поддающиеся определению ископаемые остатки – это ключ в руках геолога, позволяющий восстановить обстановку, в которой формировалась древняя порода. Так, двустворчатый моллюск Scrobicularia живет без кислорода, и зарывшись в ил; если в сланцах обнаруживаются его ископаемые формы, значит, материал осаждался в среде лишенной кислорода. Такие организмы обычно очень чувствительны к изменениям окружающей среды, поэтому их внезапное исчезновение в разрезе свидетельствует о резких переменах условий обитания.
Большое значение имеет также характер захоронения ископаемых остатков. Если они в изломанном состоянии, а обломки хорошо отсортированы, то выводы следует делать весьма осторожно. Вероятнее всего, уже неживые остатки были размыты потоком, и вполне возможно, что они вообще принесены сюда из района с совершенно иными условиями жизнеобитания. И наоборот, если очевидно, что организмы захоронены там, где они жили, например в своей норе или прикрепленными к субстрату, то не вызывает сомнений, что осадки накапливались в тех условиях, в которых обитали эти организмы.

Сопоставление фактов

После всестороннего анализа особенностей осадочных пород геолог кропотливо собирает вместе все факты, чтобы получить общую картину условий их образования. При этом одни факты могут быть ошибочными и трудно поддаваться интерпретации, а другие весьма красноречивыми. Так, если в разрезе известняки постепенно сменяются глинистыми сланцами и песчаниками, то такая последовательность определенно указывает на вторжение речных отложений в море и на то, что на последнем этапе накопление материала происходило уже выше уровня моря. Еще один пример – четкие штрихи на горных породах остаются там, где в периоды оледенений проходили ледники, нагруженные обломочным материалом. Характерной чертой ледниковых образований являются обломки пород неправильной формы, беспорядочно включенные в более тонкий материал. Эти отложения, называемые мореной, накапливаются там, где ледник сгружает переносимый им материал.
Восстановлением бывших очертаний суши и моря, а также анализом географических условий и ландшафтов геологического прошлого занимается палеогеография, отрасль исторической геологии. Опираясь на соответствующие данные, полученные при изучении осадочных формаций, геолог составляет палеогеографические карты, отражающие картину мира в геологическом прошлом. Правда, в определенной мере такие карты являются умозрительными, поскольку разрозненность информации не всегда позволяет определять относительный возраст отдельных выходов пород, а значит, и с уверенностью проводить древние границы суши и моря. Но все же такие карты наглядно демонстрируют те огромные изменения, которые претерпел каждый регион.