Геологическая дисциплина как отдельная отрасль науки началась со стратиграфии - изучения слоистых осадочных пород. Но обнажения горных пород прерывисты; эрозия стирает слои, и почва и растительность часто затеняют их, оставляя лишь глазок из каменистых подземных архивов. Около 1800 года Уильям Смит (1769-1839) обнаружил, что характерные окаменелости встречались в той же вертикальной последовательности при раскопках обрывов от Сомерсета до Кента, как номера страниц, которые позволяют реконструировать расколотую рукопись. Это позволило сопоставить страты в Англии и Уэльсе со стратами на Канале и, в конечном счете, по всему земному шару.
В Соединенных Штатах геологическое картирование продолжалось на запад с неумолимым расширением белых поселений в начале 19-го века. Геологи восточного побережья отметили, что стратиграфические единицы в срединно-атлантических штатах могут быть прослежены на сотни миль вглубь страны. Например, золотые песчаники, добываемые в Висконсине на Среднем Западе для богато украшенных горгулий зданий, когда-то назывались «Потсдамской свитой», потому что они явно коррелировали со скалами, найденными возле Потсдама в штате Нью-Йорк. Но эти бродячие ранние стратиграфы обнаружили, что по мере следования отдельных слоев на восток от среднего континента произошло важное изменение: их толщина увеличилась на порядок. На Среднем Западе, где слои были плоскими, они были тонкими, а в Аппалачах, где они были сложены и искривлены, они были очень толстыми.
Джеймс Холл (1811–1898 гг.), Государственный палеонтолог Нью-Йорка, первый президент Геологического общества Америки и почетный иностранный член Лондонского геологического общества, впервые высказал в 1857 году идею о том, что здесь могут быть причинно-следственные связи между толстыми нагромождениями отложений и образованием горных поясов. Холл отказался объяснить какие-либо подробности, почему груды отложений обязательно свернутся, но он сослался на гравитационную неустойчивость в дрожащей массе водянистой глины, ила и песка. Идея Холла была принята и расширена Джеймсом Дуайтом (1813-95), профессором Йельского университета и автором окончательной энциклопедии по минералам, «Данского руководства по минералогии» (1848), которое все еще печатается сегодня, в своем 21-м издании.
Он вызвал феномен и дал ему громоздкое имя, но был неясен в отношении механизма, стоящего за ним.
Он ввел термины «геосинклиналь» и «синклинорий» для глубоких впадин, в которые попали осадки, которые станут смятыми слоями в горных поясах. Термин «синклиналь» уже использовался для U-образных складок в породах, а его антоним «антиклиналь» - для аркообразных складок. Неологизмы предполагают понижение масштаба, которое может охватывать более мелкие пряжки и извилины в горном поясе. Он также признал, что первоначальная концепция Холла о горах, спонтанно порождающих себя из неустойчивых нагромождений отложений в углублениях земной коры, не полностью объясняла их определяющую характеристику: их высокие возвышенности. Каким-то образом, геосинклинали должны были быть подняты на высокие высоты, которые по аналогии он назвал неуверенно «геантиклинали» или «антиклинории», без каких-либо предположений о том, как они могут возникать.
Как и Холл, Джеймс создал феномен и дал ему громоздкое название, но не знала, какой физический механизм стоит за ним, оставляя меньшим геологам ломать голову над тем, как именно идеи великого Джеймса могут проявляться в конкретных горных поясах, которые они изучали. Несмотря на свои пробелы, к 1895 году геосинклинальная теория стала основной геологической догмой, а «Руководство по геологии» (1863), еще один бестселлером и авторитетным учебником дня, оказавшим влияние на поколения обучающихся геологов. В четвертом издании 1895 года написано:
«Важные факты, которые должны быть объяснены в теории горного дела, касаются:
- подготовительной геосинклинали и ее нагрузки на слои для структуры горы;
- к событиям, связанным с горным делом - подъем, изгиб и разрушение пластов.
Tом второй «великий факт» отражает появление в 1880 - х годах новой субдисциплины структурной геологии, который развивал свои собственные методы и терминологию для описания геометрии деформированных пород.
Продолжение в следующей статье...