Анатом земной коры

Анатом земной коры

355 лет назад Нильс Стенсен сформулировал основные законы геологической стратиграфии

В 1669 году в изданной во Флоренции «Предварительной диссертации о твердом, внутри твердого естественно содержащемся» европейски известный анатом, профессор медицины Стенсен заложил основу современной геологии. Это был его единственный труд по геологии, больше он к ней не возвращался. Не вернулся он и в медицину — стал католическим епископом, за что уже в наше время был беатифицирован Ватиканом, став «блаженным» Николаем Стено.

Нильс Стенсен

Фото: wikipedia.org

Рождение геологии

Стратиграфия (в дословном переводе с латыни — описание слоев земной коры) — основа основ современной геологии (а также палеонтологии и в известной мере археологии). Довольно часто историки науки ставят в заслугу Нильсу Стенсену открытие принципа суперпозиции, согласно которому геологические породы следуют в порядке их образования: залегающие выше — моложе, а те, которые находятся ниже по разрезу,— древнее. Иногда его так и называют — «принципом Стенона» — и считают первым принципом его стратиграфической теории. Но это не совсем так.

Принцип суперпозиции был очевиден априори не только ученым, но и неученому народу с древнейших времен, когда они откапывали следы жизнедеятельности еще более древних своих предков. В теории стратиграфии Стенсена этот принцип тоже присутствует, но у него он не первый по счету и не единственный. Первым идет более общий принцип последовательности образования геологических тел: «Если твердое тело со всех сторон окружено другим твердым телом, то из этих двух тел первым затвердело то, которое при взаимном соприкосновении дает отпечаток особенности своей поверхности на поверхности другого».

Далее следует принцип первичной горизонтальности слоев: «Что касается формы, то, очевидно, во время образования слоя его нижняя и боковые поверхности соответствовали поверхностям нижних и боковых тел; но его верхняя поверхность обычно была параллельна горизонту, и, следовательно, все слои, кроме нижнего, содержались между двумя плоскостями, параллельными горизонту. Отсюда следует, что слои, перпендикулярные к горизонту либо наклоненные к нему, в другую эпоху были параллельны этому горизонту».

Действительно, в результате подвижек земной коры наблюдаемые в реальности ее пласты обычно тем или иным образом нарушены, деформированы или смещены. Например, если они стоят вертикально, то какой слой считать верхним, а какой — нижним? Считать стратиграфическую последовательность слева направо или справа налево? Здесь в силу вступает принцип первичной горизонтальности. Источником осадочных пород, пишет Стенсен, является вода (река, морской шторм, Всемирный потоп, наконец). Порода уносится водой и в конце концов осаждается. После того как это произошло, отложения выравниваются под воздействием силы притяжения и водных течений прибойной зоны. В результате снизу они принимают форму дна, а сверху разглаживаются. При этом более крупные и тяжелые частицы, естественно, осаждаются первыми, а более мелкие и легкие — потом. Так что достаточно выяснить, в каком слое расположены самые крупные частицы. Это и будет нижний слой данной вертикально стоящей стратиграфической последовательности.

И лишь после этого следует принцип суперпозиции: «Во время образования одного из верхних слоев нижний слой уже приобрел твердую консистенцию… Во время образования какого-либо слоя лежащее наверху его вещество было целиком жидким, и, следовательно, при образовании самого нижнего слоя ни одного из верхних слоев еще не существовало».

Но это не все. Далее следует принцип латеральной непрерывности. Он гласит, что если по обеим сторонам долины имеется одинаковая последовательность слоев, то это значит, что некогда на ее месте существовала непрерывная стратиграфическая последовательность, то есть соответствующие слои двух ее сторон были соединены непрерывными отложениями, а образование долины является более поздним геологическим событием. И последний штрих: «если в каком-то месте мы находим слой, в котором обнаруживается морская соль или другие объекты, имеющие отношение к морю — в частности, зубы акулы,— это значит, что некогда на этом месте должно было быть море».

Трудно не согласиться, что с учетом всего этого геологические изыскания (а чуть позже и палеонтологические тоже) приобрели осмысленность. Далее оставался один шаг до создания геохронологической шкалы сначала для делювиальной геологии, то есть геологии Всемирного потопа или геологии Cотворения, как сейчас называют этот этап развития геологической науки, попытавшейся согласовать свои данные с библейским потопом, а затем и геохронологии в современном ее виде. И, построив само здание геологии, останется пронумеровать в нем этажи: от архея в полуподвальном помещении до мансарды голоцена.

Как и большинство ученых раннего Нового времени, свои научные труды Нильс Стенсен писал на латыни. Соответственно, и свое имя как их автора он писал в латинизированном виде: Николас (Николаус, Николай) Стено (Стенон, Стенонис). Под именем Николая Стено он и остался в истории науки.

Продромальная диссертация

Основы стратиграфии Николай Стено изложил в «Предварительной диссертации о твердом, внутри твердого естественно содержащемся» («De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus»). Этот жанр научной литературы довольно интересен. Что такое диссертация, объяснять не надо. Хотя в XVII веке это понятие было гораздо шире и может переводиться на современные языки как научный трактат, научное исследование, но в конечном итоге диссертация, как и сейчас, подразумевала защиту неких изложенных в ней тезисов для получения ученого звания или ученой степени. Соответственно, предварительная (продромальная) диссертация как бы прощупывала почву для диссертанта в научном сообществе, как оно воспримет его, соискателя, претензии на более высокую научную квалификацию. Особенно часто встречались такие продромальные диссертации в теологии.

Время для ученых-теологов было тогда непростое. Хотя столетняя кровавая резня контрреформации по всей Европе формально закончилась с окончанием Тридцатилетней войны в 1648 году, разумная осторожность была явно не лишней. Стено написал естественно-научный труд о земных слоях, а не теологический трактат, тем не менее его продромальную диссертацию рассматривали по очереди два цензора (официальных оппонента, как их называют сейчас). Первый из них, Винченцо Вивиани, придворный астроном тосканского герцога Фердинанда II Медичи, известный физик своего времени, ученик Галилея и член Французской академии наук и флорентийской Академии дель Чименто (Академии опытов), дал положительный отзыв на диссертацию Стено. Однако второй цензор, имя которого история науки не сохранила, отложил ее публикацию «до выяснения», как говорится.

Ее опубликовали только спустя полгода, и ее публикацию продавил Вивиани. Стено был на тот момент придворным медиком-анатомом того же Фердинанда II Медичи, поручившего своему лейб-анатому создать во Флоренции кунсткамеру, которые входили в моду при европейских королевских дворах. Обидеть коллегу по Академии дель Чименто отказом в публикации его труда Вивиани не мог. Коллега мог обидеться сильно и уехать из Флоренции, а это было бы неприятно герцогу, что было бы для Вивиани еще хуже. Тем более что Вивиани ничем не рисковал: в диссертации Стено ничто не выходило за рамки канонической библейской картины творения Земли.

Языки змей

Нильсу Стенсену было 28 лет, когда герцог Фердинанд II Медичи в 1666 году пригласил его в Тоскану. Довольно юный возраст для лейб-медика. Как, впрочем, и для профессора медицины и завкафедрой анатомии Падуанского университета, каковым Стенсен стал чуть раньше в том же 1666 году. Но к этому времени Стенсен был уже довольно известным в Западной Европе ученым-анатомом. Открыл выводной проток околоушной железы (слюнная железа перед ухом), который сегодня известен как проток Стенсена. Публично усомнился в теории Декарта о происхождении слез как продукта головного мозга человека. И был первым, кто счел сердце просто разновидностью мышц: «Я говорю, вы не найдете в сердце ничего, чего бы также не было найдено в каждой мышце, и в каждой мышце вы не найдете ничего, чего бы также не было найдено в сердце. Сердце — это мышца!» Всего этого было достаточно, чтобы войти в историю медицины.

Но тосканский герцог пригласил его к себе, дал должность лейб-анатома с соответствующим жалованьем и поселил в Палаццо Веккьо («Старый дворец»), где до недавнего времени жили сами тосканские герцоги, вовсе не для того, чтобы профессор Стенсен его лечил. Как уже сказано, герцогу нужна была кунсткамера, и наполнением ее экспонатами занялся Стенсен. А тут как раз подоспел весьма впечатляющий экспонат для нее — голова необычно большой белой акулы, пойманной в том же 1666 году рыбаками в Лигурийском море близ Ливорно. Стенсен должен был отпрепарировать акулью голову, сделав из нее экспонат с устрашающим оскалом.

Герцогский анатом сделал, что от него требовалось. Но попутно сам был впечатлен видом акульих зубов. Точно такие же он видел в юности в «Кабинете чудес» профессора Копенгагенского университета Оле Ворма. Студент этого университета Нильс Стенсен дружил с сыном профессора. Профессор Ворм был личным врачом датского короля Кристиана IV и для вящей славы своего монарха собрал коллекцию всяких диковин от разного рода древностей до чучел птиц из Нового Света, то есть создал очередную кунсткамеру. В ней окаменевшие акульи зубы относились к разряду древностей и назвались глоссопетрами, то есть языковыми костями. Глоссопетры были известны с античных времен, и теорий о том, что же это такое, было множество, в том числе и такая: это окаменевшие языки змей (отсюда и пошло их название).

В отчете «Canis carchariae dissectum caput» («Вскрытие головы белой акулы») 1667 года Стенсен довольно осторожно написал о том, что «глоссопетры огромных зубастых рыб вызывают любопытство», «разница между зубами и глоссопетрами невелика» и «те, кто утверждает, что глоссопетры — это зубы акулы, вероятно, недалеки от истины». Осторожничал он, вероятно, не потому, что боялся покуситься на авторитет своих коллег-ученых, начиная с Плиния Старшего, имевших собственные суждения о происхождении глоссопетр, а потому, что пока сам не очень понимал, как зубы акул из органического вещества превратились в камень и оказались глубоко под поверхностью земли.

Почему он отложил все свои занятия анатомией и занялся палеонтологией глоссопетр, а затем и геологией земных пород, можно только гадать. 1667 год вообще стал переломным в его жизни. Рожденный и воспитанный протестантом, он в этом году перешел в католическую веру. В 1669 году вышла его знаменитая «продромальная диссертация» о закономерностях образования осадочных пород, а потом он уехал из Флоренции домой в Копенгаген, где получил кафедру анатомии в здешнем университете.

Последний визит на родину

В этот университет он поступил 19 лет от роду, получил здесь степень доктора медицины, а потом прошел то, что сейчас называют постдоковской стажировкой в Ростоке, Амстердаме, Лейдене и Париже (семья у него была далеко не бедная, и он мог позволить себе научные командировки). За границей он набирался опыта у светил медицины того времени, сам стал публиковать научные труды и приобрел известность в европейском медицинском научном сообществе. По идее, пришло время вернуться в альма-матер на профессорскую должность, но для Стенсена это оказалось неосуществимой мечтой. В Копенгагенском университете при возникновении профессорской вакансии ее занимал сын старшего из профессоров, если он был уже пристроен, то сын второго по старшинству профессора и т. д. В итоге Стенсен принял приглашение тосканского герцога и переехал в Италию.

В начале 1670-х годов ситуация изменилась. Тосканский герцог Фердинанд II Медичи умер, а в Копенгагене у датского короля в силу вошел новый фаворит — Педер Шумахер, который в детстве жил на одной улице с Нильсом Стенсеном и, будучи на три года старше, покровительствовал маленькому Нильсу. Педер Шумахер стал графом Гриффенфельдом, канцлером Дании и фактическим правителем королевства. Имея такого друга детства, Стенсен без особых проблем был избран профессором и завкафедрой анатомии Копенгагенского университета. В Дании он пробыл два года.

Особого рвения к продолжению анатомических медицинских исследований он не проявил. Последний его трактат по миологии с оригинальной теорией геометрии мышечного сокращения был опубликован еще во Флоренции. Зато он прочел лекцию в Копенгагенском университете о «новой истинной философии», где предложил собственную версию миропонимания. Таких философий тогда было пруд пруди, ничего по-настоящему нового в натурфилософии Стенсена не было. Словом, налицо был творческий кризис Стенсена как ученого.

Блаженный отец геологии

В 1674 году его позвал обратно во Флоренцию новый тосканский герцог Козимо III Медичи, попросив стать наставником своих сыновей, и Стенсен уехал к нему. Правильно, кстати, сделал: спустя год его покровитель Педер Шумахер сел в тюрьму на 22 года. Во Флоренции Стенсен тоже долго не задержался. В 1675 году в возрасте 37 лет он был рукоположен в католические священники, а спустя два года стал титульным епископом Тизиопольским. Самого Тизиополя, который был расположен на территории современной Турции по соседству с Антальей, только ближе к сирийской границе, давным-давно не было.

Титульные, или викарные, епископы своих реальных епархий не имели, а выполняли отдельные поручения руководства. Епископу Николаю Стено была поручена забота об остатках католических общин в Северной Германии, Норвегии и Дании, а его резиденция была в Ганновере. За год до своей смерти, в 1685 году, он как опытный врач, вероятно, поставил самому себе диагноз и, отказавшись от сана епископа, переехал в Шверин, где был простым священником и спустя год в возрасте 48 лет умер.

По приказу Козимо III его тело перевезли во Флоренцию и похоронили в крипте (подвальном склепе) церкви флорентийской базилики Сан-Лоренцо. А в 1881 году его гробницу там посетила делегация участников 2-го Международного геологического конгресса, прибывшая сюда из Болоньи, где проходил конгресс, специально для того, чтобы почтить его память и привинтить к стене галереи во дворике соседнего здания Библиотеки Медичи Лауренцианы мраморную табличку, на которой сообщалось urbi et orbi, что здесь покоится тот, кто создал науку геологию. Так Нильс Стенсен официально стал отцом-основателем современной геологии и остается таковым поныне.

В 1953 году его тело было перенесено в персональную часовню в правом трансепте (отсеке) склепа базилики, а 23 октября 1988 года он был беатифицирован папой Иоанном Павлом II, став «блаженным», то есть кандидатом на канонизацию. Не исключено, что через какое-то время эта канонизация состоится и геологи получат «святого» отца-основателя их науки.