Принцип Гексли (принцип сопоставления одинаковых последовательностей)

Принцип биостратиграфического расчленения и корреляции (принцип В. Смита)

По признанию большинства историков геологии, биостратиграфия или, точнее, использование палеонтологического метода в стратиграфии ведет начало от исследований В. Смита, результаты которых были опубликованы в двух его основных сочинениях; «Спои, распознаваемые по органическим ископаемым» и «Стратиграфическая система органических ископаемых». В них изложен и принцип, лежащий в основе предложенного им метода. Краткость и не всегда достаточная четкость первоначальных формулировок В. Смита явились источником расхождений между отдельными исследователями при попытке их истолкования. Возникли и значительные противоречия в оценке В.Смита как биостратиграфа.

Вот как сформулировал сам В. Смит основы своего метода. «Мой метод распределения ископаемых соответственно слоям, их содержащим, уже давно был признан всеми, кому были сообщены мои первые открытия. Лица, знающие его, смогут при помощи этой работы внести значительное усовершенствование в своих коллекциях, которое им сейчас предлагается. В нем с наибольшей пользой сочетается послойное и систематическое распределение (ископаемых). Все местонахождения каждого вида в каждом слое перечислены в порядке последовательности их залегания, что показывает, как образцы ископаемых, будучи правильно размещены, могут использоваться для распознавания «слоев». Мой оригинальный метод прослеживания слоев при помощи органических ископаемых, заключенных в них, таким образом, доведен до степени простоты, делающей нетрудным его изучение. Со времени первого письменного отчета об этом открытии, который был разослан в 1799г., он тщательно изучался моими научными коллегами в окрестностях Бата. Некоторые из них отыскивают выходы различных слоев в этом районе с такой уверенностью обнаружения в соответствующих горных породах характерных для них ископаемых, как если бы они находились на полках их коллекционных шкафов.

Эта особая отрасль геологии (стратиграфия), уже доказала, что большая часть земной поверхности кишела живыми существами и что животные и растения, так хорошо сохранившиеся в твердых частях внутренности Земли, настолько существенно отличаются от ныне существующих, что они могут рассматриваться как новое творение или, скорее, как еще неоткрытая часть старого творения. Они являются главным образом морскими (организмами), и поскольку они вообще отличаются от нынешних обитателей моря, то в отдельные периоды формирования Земли они также сильно отличались друг от друга, настолько, что каждый слой этих ископаемых органических теп должен рассматриваться как отдельный акт творения. Иначе, как Земля могла сформироваться Stratum super Stratum (слой над слоем), причем каждый из этих слоев содержит в изобилии различные расы животных и растений. Несомненно, что эти бесчисленные хорошо сохранившиеся органические ископаемые не являются результатами игры природы, помещенные туда для того, чтобы возбуждать праздное любопытство, но что они должны, как и другие произведения Великого Творца, иметь свое назначение. Шахтер давно распознавал, таким образом, положение своих отдельных выработок в шахтах, так почему же не должны делать то же самое, но более обстоятельно ученые, землевладельцы, рабочие в каменоломнях и каменотесы? В результате моих трудов установлен для этого метод, и поэтому распознавание слоев при помощи органических ископаемых становится одним из наиболее важных новейших открытий геологии. Оно дает возможность геологу отчетливо отличать один слой от другого не только на Британских островах, но также прослеживать их связь с теми же слоями на континенте. Таким образом, этот метод пригоден как для самого широкого, так и узко локального использования».

В этой же работе В. Смита имеется краткая формулировка его принципа, получившая наибольшую известность: «Сходные слои содержат сходные ископаемые» («Similar strata contain similar fossils»).

Эта краткая формулировка принципа В. Смита в интерпретации последующих авторов претерпевала подчас довольно значительную трансформацию. Наиболее точно передает первоначальный смысл краткого определения В. Смита формулировка, предложенная А. Н. Криштофовичем: «Отложения одинакового возраста содержат одинаковую фауну или флору». Приведя это определение, А. Н. Криштофович отметил, что «основной принцип стратиграфии... в самом своем существе ошибочен, если понимать это положение буквально».

Следует подчеркнуть, однако, что из формулировки В. Смита «сходные слои содержат сходные ископаемые» не ясно, вкладывал ли он в понятие «сходные слои» представление об их одновозрастности. Вероятно, поэтому некоторые авторы предпочитают более осторожное толкование принципа В. Смита как исходной концепции биостратиграфии. Между тем в приведенной выше цитате из сочинения В. Смита, содержащей развернутую характеристику сущности и оценку его метода, мы находим прямое указание на возможность использования его для корреляции отдаленных разрезов. Это позволило Д. Л. Степанову назвать принцип В Смита «принципом биостратиграфического расчленения и корреляции», предложив для него следующую формулировку: отложения можно различать и сопоставлять по заключенным в них ископаемым.

Не все авторы считают В. Смита основоположником биостратиграфии К таковым относятся Г.П. Леонов, С,В. Мейен. К числу сторонников мнения о В. Смите как об основоположнике стратиграфии и, в частности биостратиграфии, относятся И. В. Круть, Ю.В. Тесленко, Т. Николов Д.Л. Степанов и М.С. Месежников.

СВ Мейен предлагал выделять принцип Гексли (Huxley), но этот принцип, по мнению Д.Л. Степанова и М.С. Месежникова, ничем не отличается от только что рассмотренного принципа В.Смита. Но так как принцип Гексли с подачи С.В. Мейена укоренился в научной и научно-методической литературе, остановим свое внимание и на нем.

В настоящее время существует мнение о том, что принцип Смита есть частное проявление принципа Гексли и в литературе иногда фигурирует как принцип Смита—Гексли

Перед нами два разреза с одинаковыми последовательностями отложений (мощность в данном конкретном примере никакой роли не играет).

Одинаковая последовательность называется гомотаксальностью. Одинаковые последовательности очевидно можно сопоставить. А. Броньяр и др. одинаковую последовательность автоматически считали одновременностью. На самом деле, в удаленных районах одинаковые последовательности (фаун) могут быть не строго одновременными (в пределах точности метода), т. е. гомотаксальными.

Одновременность нужно доказать. Внутри регионов это делают с помощью опорных горизонтов, являющихся разновидностью маркирующих горизонтов. Опорные горизонты в масштабах геологического времени могут считаться изохронными (одновозрастными во всех своих точках). Примерами опорных горизонтов может быть слой вулканического пепла на ограниченной территории; базальный конгломерат, образовавшийся при внезапном вторжении моря (ингресии).

А.И. Жамойда предлагает следующую формулировку: «Стратиграфическая корреляция конкретных разрезов, если непосредственное прослеживание невозможно, осуществляется сопоставлением гомотаксальных, т. в. идентичных последовательностей сходных признаков, в том числе обстановок и событий прошлого».

Таким образом, смысл принципа Гексли в том, что в двух разрезах одинаковые стратиграфические последовательности сопоставляются.

По Мейену.

Для установления временных отношений "раньше"/"позже" у нас нет другого инструмента, кроме принципа Стенона в его расширенной трактовке (§8). Дальнейшая логическая процедура построения хронологических шкал такова. Сравнивая элементарные шкалы (§ 11) разных конкретных регионов мы выявляем в них тождественные события, расположенные в одинаковой последовательности. Из этих тождественных событий составляется общая для всех этих районов шкала. События, образующие в разных районах разные последовательности, во внимание не принимаются (рис.1).

Это сопоставление идентичных последовательностей мы в дальнейшем обозначать как принцип Гексли. В первоначальной трактовке этот принцип касался преимущественно сопоставления одинаковых последовательностей фаунистических комплексов (Huxley, 1862; Красилов, 1971). При этом Гексли смущало то обстоятельство, что смена комплексов в разных местах не могла происходить одновременно, поскольку перед нами следы не кратковременных катастроф, а достаточно медленна эволюционных процессов, причем на миграцию организмов из одного района в другой требуется физическое время. Поэтому Гексли выдвинул общее положение, что гомотаксальные (и одинакового состава) фауны разных мест не могут быть синхронными. Это положение, которое можно называть "постулатом Гексли".