Структура и распределение коралловых рифов -The Structure and Distribution of Coral Reefs

вид с воздуха на небольшой атолл, окруженный темно-синим океаном, узкую полосу суши вокруг широкой области с пятнами воды в лагуне примерно продолговатой формы.
Остров Кантон олицетворяет изолированные коралловые атоллы в Тихом океане.

Структура и распределение коралловых рифов, являясь первой частью геологии рейса Beagle под командованием капитана. Фицрой, RN в годы 1832 до 1836 , был опубликован в 1842 годукак Чарльз Дарвин первым «s монографии , и изложил свою теорию образования коралловых рифов и атоллов . Он задумал эту идею во время плавания « Бигля» , еще находясь в Южной Америке, еще до того, как увидел коралловый остров, и написал ее, когда HMS Beagle пересекал Тихий океан, завершив свой набросок к ноябрю 1835 года. научный интерес к тому, как формировались коралловые рифы, иприказы Адмиралтейства капитана Роберта Фицроя включали исследование атолла в качестве важной научной цели путешествия. Фитцрой решил исследовать острова Килинг в Индийском океане. Результаты подтвердили теорию Дарвина о том, что различные типы коралловых рифов и атоллов могут быть объяснены поднятием и опусканием обширных областей земной коры под океанами.

Эта книга была первым томом из трех, которые Дарвин написал о геологии, которые он исследовал во время путешествия, и была широко признана как крупная научная работа, в которой были представлены его выводы из всех доступных наблюдений по этому важному предмету. В 1853 году Дарвин был награжден Королевской медалью Королевского общества за монографию и за свою работу по ракушкам . Теория Дарвина о том, что коралловые рифы образовались в результате проседания островов и окружающих их областей коры, была подтверждена современными исследованиями и больше не оспаривается, в то время как причина опускания и поднятия областей коры продолжает оставаться предметом обсуждения.

Теория образования коралловых атоллов

подводный вид на стайку маленьких ярко-оранжевых рыбок, плавающих вокруг кораллов.
Рифы образованы кораллами, обитающими на небольшой глубине воды.
четыре стадии в развитии коралловых рифов: образуется вулканический остров, окруженный окаймляющим коралловым рифом, по мере того, как он медленно погружается, образуется широкий барьерный риф, затем после того, как он опускается ниже уровня моря, коралл продолжает расти, образуя круглый атолл.
Теория Дарвина излагает последовательность формирования коралловых рифов вокруг потухшего вулканического острова , который становится атоллом по мере того, как остров и дно океана опускаются.
Предоставлено Геологической службой США.

Когда « Бигль» отправился в путь в 1831 году, образование коралловых атоллов было научной загадкой. В предварительном уведомлении о ее отплытии, сделанном в Атенеуме 24 декабря, исследование этой темы описывалось как «самая интересная часть исследования« Бигля » » с перспективой «множества точек для исследования научного характера, выходящего за рамки простого занятия топограф. в 1824 и 1825 годах, французские натуралисты Quoy и Gaimard наблюдали , что коралловые организмы жили на сравнительно небольших глубинах, но на островах появились в глубинах океана. в книгах , которые были взяты на Бигль как ссылки, Генри де ла Beche , Фредерик Уильям Бичи и Чарльз Лайель опубликовали мнение о том, что кораллы выросли на подводных горах или вулканах, а атоллы приняли форму лежащих под ними вулканических кратеров . В инструкциях Адмиралтейства к путешествию говорилось:

Коралловые острова круглой формы в Тихом океане иногда представляют собой отличные гавани, не имеющие выхода к морю, с достаточным входом и хорошо приспособленные для любых хороших астрономических наблюдений, которые, возможно, потребуют проведения в безмятежном спокойствии. Пока они незаметно продвигаются и оцениваются хронометры, может быть начато очень интересное расследование относительно образования этих коралловых рифов ... Была выдвинута современная и очень правдоподобная теория, согласно которой эти чудесные образования вместо того, чтобы подниматься вверх от берега. дно моря, поднялись с вершин потухших вулканов ...

Будучи студентом Эдинбургского университета в 1827 году, Дарвин узнал о морских беспозвоночных , участвуя в исследованиях анатома Роберта Эдмонда Гранта , а на последнем курсе Кембриджского университета в 1831 году он изучал геологию под руководством Адама Седжвика . Поэтому, когда ему неожиданно предложили место в экспедиции « Бигль», он , как джентльмен-натуралист, вполне соответствовал цели Фицроя - иметь товарища, способного изучать геологию на суше, в то время как экипаж корабля проводил гидрографические исследования . Фицрой передал Дарвину первый том « Принципов геологии» Лайеля . Во время их первой остановки на берегу острова Сент-Джаго в январе 1832 года Дарвин увидел геологические образования, которые он объяснил, используя униформистскую концепцию Лайелла, согласно которой силы, которые все еще действуют, заставляли землю медленно подниматься или опускаться в течение огромных периодов времени, и подумал, что может написать свою собственную книгу. по геологии. Первый том Лайеля включал краткое изложение идеи, что атоллы основаны на вулканических кратерах, а второй том, который был отправлен Дарвину во время путешествия, дал более подробную информацию. Дарвин получил его в ноябре 1832 года.

В то время как « Бигль» исследовал побережье Южной Америки с февраля 1832 года по сентябрь 1835 года, Дарвин совершил несколько путешествий вглубь суши и нашел многочисленные доказательства того, что континент постепенно поднимается. После того, как он стал свидетелем извержения вулкана с корабля, он пережил землетрясение 1835 года в Консепсьоне . В последующие месяцы он предположил, что по мере того, как земля поднималась , большие участки дна океана опускались . Ему пришло в голову, что этим можно объяснить образование атоллов.

Теория Дарвина вытекала из его понимания, что коралловые полипы процветают в чистых морях тропиков, где вода взволнована, но могут жить только в пределах ограниченной глубины воды, начиная с момента отлива. Там, где уровень подстилающей земли остается прежним, кораллы растут вокруг побережья, образуя то, что он назвал окаймляющими рифами, и в конечном итоге могут вырасти от берега, превратившись в барьерный риф. Там, где земля поднимается, окаймляющие рифы могут расти вокруг побережья, но кораллы, поднятые над уровнем моря, умирают и становятся белыми известняками. Если суша опускается медленно, окаймляющие рифы не отстают, растут вверх на основе мертвого коралла и образуют барьерный риф, окружающий лагуну между рифом и сушей. Барьерный риф может окружать остров, и как только остров опускается ниже уровня моря, примерно круглый атолл из растущих кораллов продолжает не отставать от уровня моря, образуя центральную лагуну. Если земля оседает слишком быстро или уровень моря поднимается слишком быстро, коралл умирает, поскольку находится ниже своей обитаемой глубины.

Исследования Дарвина для проверки его теории

Холмы спускаются к лагуне с лодками на якоре;  лагуна защищена широким мелким коралловым рифом от волн океана.
Дарвин видел коралловые рифы и лагуну вокруг Таити .

К тому времени, как « Бигль» 7 сентября 1835 года отправился к Галапагосским островам , Дарвин продумал основы своей теории образования атоллов. Хотя он больше не поддерживал идею о том, что атоллы формируются на затопленных вулканах, он отметил некоторые моменты на этих островах, которые подтверждали эту идею: 16 вулканических кратеров напоминали атоллы, немного приподнятые с одной стороны, а пять холмов выглядели примерно одинаковой высоты. Затем он рассмотрел тему, совместимую с любой теорией, - отсутствие коралловых рифов вокруг Галапагосских островов. Одна из возможных причин заключалась в отсутствии известкового вещества вокруг островов, но его главное предложение, которое Фицрой предложил ему, заключалось в том, что моря были слишком холодными. Пока они плыли, Дарвин делал записи о температуре моря, которые велись в судовом журнале погоды.

Он впервые увидел коралловые атоллы, когда они миновали остров Хонден 9 ноября и проплыли через Низкий или Опасный архипелаг ( Туамотус ). Прибыв на Таити 15 ноября, Дарвин увидел его «окруженным коралловым рифом, отделенным от берега каналами и бассейнами с неподвижной водой». Он поднялся на холмы Таити и был сильно впечатлен видом на остров Эймео , где «горы резко поднимаются над стеклянным озером, которое со всех сторон отделено узкой линией разломов от берега. открытое море. - Уберите центральную группу гор, и останется лагуна Исд ». Вместо того, чтобы записывать свои выводы о коралловых рифах в своих заметках об острове, он записал их как первый полный набросок своей теории, эссе под названием « Коралловые острова» , датированного 1835 годом. Они покинули Таити 3 декабря, и Дарвин, вероятно, написал свое эссе, когда они плыли в сторону Новой Зеландии, куда они прибыли 21 декабря. Он описал виды полипов, образующие коралл на барьерной стене, процветающие в сильном прибое разбивающихся волн, особенно с наветренной стороны, и высказал предположение о причинах, по которым кораллы в спокойной лагуне не росли так высоко. В заключение он заметил, что «общее горизонтальное поднятие, которое я доказал, подняло и сейчас поднимает вверх большую часть Южной Америки и, как это может показаться аналогичным образом в Северной Америке, должно быть обязательно компенсировано равным опусканием в некоторых странах». другая часть мира ".

Острова Килинг

Карта атолла примерно круглой формы с двумя большими отверстиями на севере и широкой зоной илистых отмелей в южной части лагуны.  Ниже представлен поперечный разрез рифов с крутыми стенами, окружающих мелководную лагуну.
Карта островов Килинг 1889 года, основанная на карте Адмиралтейства, включает участок атолла, показывающий крутые склоны, обнаруженные Фицроем за пределами рифа.
Фотография сверху, показывающая тот же атолл с большой лагуной, уходящей внутрь острова.
Вид с воздуха на острова Килинг.
Изображение любезно предоставлено Лабораторией исследования изображений и анализа Космического центра имени Джонсона НАСА.

Инструкции FitzRoy устанавливают подробные требования к геологическому исследованию круглого кораллового атолла, чтобы исследовать, как формировались коралловые рифы , особенно если они поднимались со дна моря или с вершин потухших вулканов, а также для оценки воздействия приливов с помощью измерений с помощью специально построенных датчики. Фитцрой выбрал острова Килинг в Индийском океане, и по прибытии туда 1 апреля 1836 года вся команда приступила к работе, сначала установив новый дизайн измерителя уровня моря, который позволял снимать показания с берега. Лодки были отправлены по всему острову для проведения исследований, и, несмотря на то, что им мешали сильные ветры, они провели многочисленные зондирования, чтобы определить глубины вокруг атолла и в лагуне. Фитцрой отметил гладкую и прочную внешнюю стену атолла, похожую на скалу, где большая часть жизни процветала там, где прибой был наиболее сильным. Ему было очень трудно определить глубину, достигаемую живыми кораллами, так как куски было трудно отломать, а маленькие якоря, крючки, кандалы и цепи, которые они использовали, ломались волной, как только они пытались их вытащить. . Он добился большего успеха при использовании звуковой лески с колоколообразным свинцовым грузом, вооруженным жиром, затвердевшим с известью ; он будет иметь отступ любой формы, по которой он ударится, чтобы создать точное впечатление от дна; он также может собирать любые осколки кораллов или песчинки.

Эти зондирования проводились лично Фитцрой, и жир от каждого зондирования был отрезан и взят на борт для изучения Дарвином. Отпечатки, сделанные на крутом внешнем склоне рифа, были отмечены формами живых кораллов, а в остальном были чистыми до глубины около 10  саженей (18 м); затем на увеличивающейся глубине жир показывал меньше таких отпечатков и собирал больше песчинок, пока не стало очевидно, что живых кораллов ниже 20–30  саженей (36–55 м) не было. Дарвин внимательно отметил расположение различных видов кораллов вокруг рифа и в лагуне. В своем дневнике он описал, «исследуя очень интересную, но простую структуру и происхождение этих островов. Вода была необычайно гладкой, и я пробрался вброд к живым холмам кораллов, о которых разбивается волна открытого моря. Из оврагов и впадин водились красивые зеленые и другие цветные рыбы, а формы и оттенки многих зоофитов были восхитительны. Простительно испытывать энтузиазм по поводу бесконечного числа органических существ, с которыми связано море тропиков, так что расточительный жизни, изобилует », хотя он предостерег от« довольно обильного языка », используемого некоторыми натуралистами.

Когда они покинули острова через одиннадцать дней, Дарвин записал в дневнике краткое изложение своей теории:

На всей группе островов каждый атом, даже от мельчайших частиц до крупных обломков горных пород, несет на себе печать того, что когда-то подвергался силе органического устройства. Капитан Фитцрой на расстоянии немногим более мили от берега промолвил тросом длиной 7200 футов и не нашел дна. Следовательно, мы должны рассматривать этот остров как вершину высокой горы; до какой глубины или толщины простирается коралловое животное, совершенно не известно ... В соответствии с этой точкой зрения, мы должны смотреть на лагуну Исд как на памятник, воздвигнутый мириадами крошечных архитекторов, чтобы отметить место, где раньше находилась земля похоронен в глубинах океана.

Публикация теории

Когда бигль вернулся 2 октября 1836 года, Дарвин уже был знаменитостью в научных кругах, так как в декабре 1835 года профессор ботаники Кембриджского университета Джон Стивенс Хенслоу укрепил репутацию своего бывшего ученика, подарив избранным натуралистам брошюру с геологическими посланиями Дарвина. Чарльз Лайель впервые встретился с Дарвином 29 октября, с энтузиазмом восприняв поддержку, которую это оказало его униформистскому подходу , и в мае написал Джону Гершелю, что он «очень полон новой теории Дарвина о Коралловых островах, и призвал Уэвелла сделать он прочитал это на нашей следующей встрече. Я должен навсегда отказаться от своей теории вулканических кратеров, хотя поначалу это стоило мне боли, потому что это объясняло так много ... вся теория сбита с толку, и кольцевая форма и центральная лагуна не имеет ничего общего ни с вулканами, ни даже с кратерообразным дном ... Коралловые острова - это последние попытки тонущих континентов поднять голову над водой. коралловых рифов ". Дарвин представил свои открытия и теорию в докладе, который он прочитал Лондонскому геологическому обществу 31 мая 1837 года.

Первым литературным проектом Дарвина был его дневник и заметки о естественной истории экспедиции, ныне известной как «Путешествие гончей» . В нем он расширил свои дневниковые записи на раздел, посвященный этой теории, подчеркнув, как присутствие или отсутствие коралловых рифов и атоллов может показать, поднимается или опускается дно океана. В то же время он в частном порядке интенсивно размышлял о трансмутации видов и брался за другие проекты. Он закончил писать свой дневник примерно в конце сентября, но затем ему пришлось исправлять корректуры.

В его задачи входило найти экспертов для изучения и составления отчета о его коллекциях во время путешествия. Дарвин предложил отредактировать эти отчеты, написав свои собственные предисловия и заметки, и использовал свои контакты для лоббирования государственной поддержки публикации этих результатов в виде большой книги. Когда в конце августа 1837 года был выделен грант Казначейства в размере 1000 фунтов стерлингов, Дарвин расширил проект, включив в него книгу по геологии, которую он задумал в апреле 1832 года при первом выходе на берег в рейсе. Он выбрал Smith, Elder & Co. в качестве издателя и дал им нереалистичные обязательства относительно сроков предоставления текста и иллюстраций. Он заверил Казначейство, что работа будет иметь хорошую стоимость, поскольку издателю потребуется лишь небольшая комиссионная прибыль, а он сам не получит прибыли. С октября он планировал в своих коллекциях многотомную « Зоологию путешествия HMS Beagle» и начал писать о геологии вулканических островов.

В январе 1838 года Смит, Элдер и Ко рекламировали первую часть книги Дарвина по геологии « Геологические наблюдения за вулканическими островами и коралловыми образованиями» как единый том в октаво, который будет опубликован в этом году. К концу месяца Дарвин подумал, что его геология «покрывает так много бумаги и займет так много времени», что ее можно разделить на отдельные тома (в итоге сначала были опубликованы Коралловые рифы , затем Вулканические острова в 1844 году и Южный Америка в 1846 году). Он также сомневался, что казначейские фонды могут покрыть все геологические сочинения. Первая часть зоологии была опубликована в феврале 1838 года, но Дарвину было трудно заставить экспертов подготовить отчеты о его коллекциях, а переутомление привело к болезни. После перерыва в поездке в Шотландию он написал большую статью о геологических «дорогах» Глен Роя . 5 октября 1838 года он записал в своем дневнике: «Начало коралловой бумаги: требуется много читать».

В ноябре 1838 года Дарвин сделал предложение своей двоюродной сестре Эмме , и они поженились в январе 1839 года. Как и в других своих проектах, он продолжал работать над своими идеями эволюции в качестве своего «главного хобби», но неоднократные задержки были вызваны его болезнью . Время от времени он возобновлял работу над коралловыми рифами , а 9 мая 1842 года написал Эмме, что он

мрачный и усталый - правительственные деньги ушли гораздо быстрее, чем я думал, и расходы на объем кораллов намного больше, насколько мы можем судить, от 130 до 140 фунтов стерлингов. - Как я публикую остаток, я не знаю, не забирая из фондов 2 или 300 фунтов стерлингов - и что вы на это скажете. - У меня желудок, и я чертовски зол - Я с каждым днем ​​становлюсь очень-очень старым, очень-очень холодным и, осмелюсь сказать, очень лукавым. Я дам вам статистику времени, потраченного на мой коралловый том, не считая всей работы на борту «Бигля» - я начал ее 3 года и 7 месяцев назад, и почти ничего не делал, кроме - я фактически потратил на это 20 месяцев. период на нем! и почти все остальные болезни и посещения !!!

Публикация и последующие издания

Книга «Структура и распределение коралловых рифов» была опубликована в мае 1842 года по цене 15 шиллингов и была хорошо принята. Второе издание было опубликовано в 1874 году, тщательно отредактировано и переписано с учетом публикации Джеймса Дуайта Даны « Кораллы и коралловые острова » 1872 года и работы Джозефа Джукса .

Карта, включенная в книгу Дарвина, с изображением основных мировых групп атоллов и коралловых рифов, известных в то время.

Структура книги

Книга имеет четкую логическую структуру и представляет собой смелую аргументацию. Иллюстрации используются как неотъемлемая часть аргументации с многочисленными подробными схемами и одной большой картой мира, отмеченной цветом, на которой показаны все известные в то время рифы. В кратком введении изложены цели книги.

подводный вид рыб, плавающих вокруг разнообразных кораллов.
В первых главах книги описываются виды кораллов, образующих каждую часть различных типов рифов.

Первые три главы описывают различные типы коралловых рифов , каждая глава начинается с раздела, дающего подробное описание рифа, о котором Дарвин имел больше всего информации, который он представляет как типичный пример этого типа. В последующих разделах каждой главы описываются другие подводные камни в сравнении с типичным примером. В первой главе Дарвин описывает атоллы и острова в виде лагуны, взяв в качестве типичного примера свои собственные подробные данные и результаты исследования Бигля на островах Килинг . Вторая глава аналогичным образом описывает типичный барьерный риф и сравнивает его с другими, а третья глава дает аналогичное описание того, что Дарвин называл окаймляющими или береговыми рифами. Подробно описав основные виды рифов, он пришел к выводу, что реальная поверхность рифа не сильно различается. Атолл отличается от окружающего барьерного рифа только отсутствием центрального острова, а барьерный риф отличается от окружающего рифа только удаленностью от суши и ограничением лагуны.

В четвертой главе, посвященной распределению и росту коралловых рифов, исследуются условия, в которых они процветают, скорость их роста и глубины, на которых могут жить полипы, строящие рифы , показывая, что они могут процветать только на очень ограниченной глубине. В пятой главе он излагает свою теорию как единое объяснение выводов предыдущих глав, преодолевая трудности рассмотрения различных видов рифов как отдельных и проблему доверия к невероятному предположению о том, что подводные горы просто случайно оказались на вершине. точную глубину ниже уровня моря, показывая, как формируются барьерные рифы, а затем атоллы по мере того, как суша опускается, и обнаруживаются окаймляющие рифы вместе с свидетельствами того, что суша поднимается. Эта глава заканчивается кратким изложением его теории, проиллюстрированной двумя гравюрами на дереве, каждая из которых показывает две различные стадии формирования рифа в зависимости от уровня моря.

В шестой главе он исследует географическое распределение типов рифов и его геологические последствия, используя большую цветную карту мира, чтобы показать обширные области атоллов и барьерных рифов, где дно океана опускалось без действующих вулканов, и обширные области с окаймляющие рифы и извержения вулканов там, где земля поднималась. Эта глава заканчивается резюмированием, в котором суммируются результаты каждой главы и завершается описанием глобального образа как «великолепной и гармоничной картины движений, которым подверглась земная кора в более поздний период». В большом приложении дается подробное и исчерпывающее описание всей информации, которую ему удалось получить о рифах мира.

Эту логическую структуру можно рассматривать как прототип для организации « Происхождения видов» , в которой подробно излагаются различные аспекты проблемы, затем излагается теория, объясняющая явления, с последующей демонстрацией более широкой объяснительной силы теории. . В отличие от « Происхождения», который был поспешно составлен как реферат его запланированной «большой книги», « Коралловые рифы» полностью подкреплены цитатами и материалами, собранными в Приложении. «Коралловые рифы» , возможно, являются первым томом огромного трактата Дарвина о его философии природы, как и его последующие работы, показывающие, как медленные постепенные изменения могут объяснить историю жизни. Представляя типы рифов в виде эволюционного ряда, он продемонстрировал строгую методологию исторических наук, интерпретируя закономерности, видимые в настоящем, как результаты истории. В одном отрывке он представляет особенно мальтузианскую точку зрения на борьбу за выживание: «На старом рифе кораллы, которые настолько различаются по своему виду в разных его частях, вероятно, все приспособлены к тем местам, которые они занимают и удерживают. их места, как и другие органические существа, путем борьбы друг с другом и с внешней природой; отсюда мы можем сделать вывод, что их рост в целом будет медленным, за исключением особо благоприятных обстоятельств ».

Прием

Успешно завершив и опубликовав другие книги по геологии и зоологии путешествия, Дарвин потратил восемь лет на крупное изучение ракушек . Два тома о Lepadidae ( гусиные ракушки ) были опубликованы в 1851 году. Когда он все еще работал над двумя томами по оставшимся ракушкам, в 1853 году Дарвин с радостью узнал, что Королевское общество наградило его Королевской медалью естественных наук. Джозеф Далтон Хукер написал ему, что «Пордок предложил вас для Коралловых островов и Lepadidae, Белл последовал за одними только Lepadidae, а затем последовал такой хвалебный возглас для Barnacles, который вы бы [улыбнулись] услышать».

Споры в конце 19-го века и проверки теории

Крупная научная полемика по поводу происхождения коралловых рифов произошла в конце 19 века между сторонниками теории Дарвина (такими как американский геолог Джеймс Дуайт Дана , который в начале своей карьеры видел коралловые рифы на Гавайях и Фиджи в 1838–1838 годах). 42 United States Exploring Expedition ) и тех, кто поддерживал конкурирующую теорию, выдвинутую шотландским океанографом Джоном Мюрреем , который участвовал в экспедиции Челленджера 1872–76 . Теория Мюррея бросила вызов дарвиновскому понятию оседания, предложив вместо этого, что коралловые рифы образовались, когда скопления известняковых морских отложений достигли небольших глубин, которые могли поддерживать рост кораллов. Среди сторонников Мюррея был независимо богатый американский ученый Александр Агассис , который профинансировал и предпринял несколько экспедиций в регионы Карибского бассейна, Тихого и Индийского океанов для изучения коралловых рифов в поисках доказательств, подтверждающих теорию Мюррея, и дискредитации Дарвина.

Лондонское Королевское Общество провело серию экспедиций для проверки теории Дарвина путем бурения на атолле Фунафути на островах Эллис (ныне часть Тувалу ) с целью выяснить, можно ли найти базальт или следы мелководных организмов на глубине. коралл. Бурение проводилось в 1896, 1897 и 1898 годах, и окончательная глубина составила 1114 футов 6 дюймов (339,70 м), все еще в кораллах. Профессор Эджворт Дэвид из Сиднейского университета был участником экспедиции 1896 года и руководителем экспедиции 1897 года. В то время эти результаты считались неубедительными, и только в 1950-х годах, до проведения испытаний ядерной бомбы на Эниветоке , глубокое разведочное бурение через 4200 футов (1300 м) кораллов до нижележащего базальта окончательно подтвердило теорию Дарвина. Однако геологическая история атоллов более сложна, чем предполагали Дарвин (1842 г.) и Дэвис (1920 и 1928 гг.).

Находки Дарвина и более поздние взгляды

Интерес Дарвина к биологии рифовых организмов был сосредоточен на аспектах, связанных с его геологической идеей оседания; в частности, он искал подтверждения того, что организмы, строящие рифы, могут жить только на небольшой глубине. Зондирование Фитцроем на островах Килинг дало предел глубины для живых кораллов около 20 саженей (37 м), и, принимая во внимание многочисленные наблюдения других ученых, Дарвин работал с вероятным пределом 30 саженей (55 м). Более поздние находки предполагают предел около 100 м, что все еще является небольшой частью глубины дна океана в 3000–5000 м. Дарвин признал важность красных водорослей и рассмотрел другие организмы, которые могли помочь в строительстве рифов. Он думал, что они живут на такой же мелкой глубине, но банки, образовавшиеся на большей глубине, были обнаружены в 1880-х годах. Дарвин рассмотрел распределение различных видов кораллов на рифе. Он думал, что прибрежные рифы, наиболее подверженные ветру и волнам, образованы массивными кораллами и красными водорослями; это будет наиболее активная область роста рифов, и поэтому рифы будут иметь тенденцию расти наружу, как только они достигнут уровня моря. Он считал, что более высокая температура и более спокойная вода лагун способствуют наибольшему разнообразию кораллов. Эти экологические идеи все еще актуальны, и исследования деталей продолжаются.

большая ярко-синяя рыба с красной чешуей и хвостовым плавником, плавающая над замысловатыми кораллами.
Исследования Дарвина показали, как организмы, питающиеся кораллами, такие как рыба-попугай, контролировали рост кораллов и образовывали отмели.

Оценивая геологию рифа, Дарвин продемонстрировал свою замечательную способность собирать факты и находить закономерности для реконструкции геологической истории на основе очень ограниченных имеющихся свидетельств. Он уделял внимание малейшим деталям. Услышав, что рыба-попугай бродит по живому кораллу, он вскрыл образцы и обнаружил в их кишечнике мелко измельченный коралл. Он пришел к выводу, что такие рыбы и беспозвоночные, питающиеся кораллами, такие как Holothuroidea , могут объяснить берега мелкозернистой грязи, которые он нашел на островах Килинг; он также показал, «что существуют живые препятствия для роста коралловых рифов, и что почти универсальный закон« потреблять и быть потребляемым »остается в силе даже с полипиферами, образующими эти массивные бастионы, которые способны противостоять силе непогоды. открытый океан ".

Его наблюдения о роли организмов в формировании различных особенностей рифов предвосхитили более поздние исследования. Чтобы установить толщину коралловых барьерных рифов, он опирался на старое морское эмпирическое правило проецирования уклона суши на угол ниже уровня моря, а затем применил свою идею о том, что коралловый риф будет иметь гораздо более крутой уклон, чем подстилающая земля. Ему посчастливилось догадаться, что максимальная глубина кораллов будет около 5000 футов (1500 м), поскольку первые испытательные скважины, проведенные Комиссией по атомной энергии США на атолле Эниветак в 1952 году, пробурены через 4610 футов (1405 м) кораллов. не дойдя до вулканического основания. Во времена Дарвина на континентах не было обнаружено ископаемых кораллов сопоставимой толщины, и когда это было высказано как критика его теории, ни он, ни Лайель не смогли найти удовлетворительного объяснения. Сейчас считается, что ископаемые рифы обычно разрушаются тектоническими движениями , но было обнаружено, что по крайней мере два континентальных комплекса ископаемых рифов имеют толщину около 3000 футов (1000 м). Хотя эти результаты подтвердили его аргумент о том, что острова оседают, другие его попытки показать доказательства оседания были заменены открытием, что ледниковые эффекты могут вызывать изменения уровня моря .

Согласно глобальной гипотезе Дарвина, обширные области, где морское дно поднималось, были отмечены окаймляющими рифами, иногда вокруг действующих вулканов, и аналогичные огромные области, где дно океана опускалось, были обозначены барьерными рифами или атоллами, основанными на бездействующих вулканах. Эти взгляды получили общую поддержку в результате глубоководного бурения в 1980-х годах. Его идея о том, что подъем земли будет уравновешиваться опусканием в океанских областях, была вытеснена тектоникой плит , чего он не ожидал.

Смотрите также

Примечания

использованная литература