Строение и распространение коралловых рифов - The Structure and Distribution of Coral Reefs

вид с воздуха на небольшой атолл, окруженный глубоким синим океаном, узкую полосу суши вокруг широкой области с пятнами воды в лагуне примерно продолговатой формы.
Остров Кантон олицетворяет изолированные коралловые атоллы, усеивающие Тихий океан.

Структура и распределение коралловых рифов, будучи первой частью геологии плавания «Бигля» под командованием капитана Фицроя, Р. с 1832 по 1836 год, был опубликован в 1842 г. как Чарльз Дарвин первый монография, и изложил свой теория формирования коралловые рифы и атоллы. Он задумал идею во время плавание Бигль еще в Южной Америке, прежде чем он видел коралловый остров, и записал его как HMS Бигль пересек Тихий океан, завершив свой набросок к ноябрю 1835 года. В то время существовал большой научный интерес к тому, как формируются коралловые рифы, и капитан Роберт Фитцрой заказы от Адмиралтейство включил 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 можно объяснить следующим образом: поднять и проседание обширных территорий Земли корка под океанами.[1]

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 имеющихся наблюдений по этому важному вопросу.[1] В 1853 году Дарвин был удостоен награды Королевское общество Королевская медаль за монографию и за работу над ракушки.[2] Теория Дарвина о том, что коралловые рифы образовались в результате проседания островов и окружающих их участков коры, была подтверждена современными исследованиями и больше не оспаривается, в то время как причина опускания и поднятия участков коры продолжала оставаться предметом обсуждения.[3]

Теория образования коралловых атоллов

подводный вид на стайку маленьких ярко-оранжевых рыбок, плавающих вокруг кораллов.
Рифы были 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 коралловый риф образование вокруг вымершего вулканический остров, став атолл поскольку дно острова и океана опустилось.
Предоставлено Геологической службой США.

Когда Бигль заложенный в 1831 г., формирование коралл атоллы была научная головоломка. Предварительное уведомление о ее отплытии, указанное в Атенеум от 24 декабря охарактеризовал расследование этой темы как «самую интересную часть Бигльs обзор «с перспективой» многих точек для исследования научного характера, выходящего за рамки простого занятия геодезиста.[4] В 1824 и 1825 годах французские натуралисты Quoy и Gaimard заметил, что коралл организмы жили на сравнительно небольшой глубине, но острова оказались в глубоких океанах. В книгах, снятых на Бигль как ссылки, Генри де ла Беш, Фредерик Уильям Бичи и Чарльз Лайель опубликовал мнение о том, что коралл вырос на подводных горах или вулканах, а атоллы принимают форму лежащих под ними вулканические кратеры.[5] В Адмиралтейство В инструкции к рейсу 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 из-под земли. дно моря, поднялись с вершин потухших вулканов ...[6]

Будучи студентом Эдинбургский университет в 1827 году Дарвин узнал о морские беспозвоночные при содействии расследованию анатом Роберт Эдмонд Грант, и в течение его последнего года в Кембриджский университет в 1831 году он изучал геологию под Адам Седжвик. Поэтому, когда ему неожиданно предложили место на Бигль как джентльмен-натуралист, он хорошо подходил для цели Фитцроя - иметь товарища, способного изучать геологию на суше, в то время как экипаж корабля выполнял свои гидрографическая съемка. Фитцрой дал Дарвину первый том книги Лайелла. Принципы геологии перед отъездом. При первой остановке на берегу в St Jago остров в январе 1832 года, Дарвин увидел геологические образования, которые он объяснил с помощью Лайелла. униформистский Концепция, согласно которой все еще действующие силы заставляли землю медленно подниматься или опускаться в течение огромных периодов времени, и подумал, что он мог бы написать свою собственную книгу по геологии.[7][8] Первый том Лайеля включал краткое изложение идеи, что атоллы были основаны на вулканических кратерах,[9] и второй том, который был отправлен Дарвину во время путешествия, дал более подробную информацию.[10] Дарвин получил его в ноябре 1832 года.[11]

В то время как Бигль Обследовав побережья Южной Америки с февраля 1832 г. по сентябрь 1835 г., Дарвин совершил несколько путешествий вглубь суши и нашел обширные доказательства того, что континент постепенно поднимается. После того, как он стал свидетелем извержения вулкана с корабля, он испытал на себе Землетрясение 1835 года в Консепсьоне. В следующие месяцы он предположил, что, поскольку земля была возвышенный, большие участки дна океана утих. Ему пришло в голову, что этим можно объяснить образование атоллов.[5][12][13]

Теория Дарвина вытекала из его понимания того, что кораллы полипы процветают в чистых морях тропиков, где вода взволнована, но могут жить только на ограниченной глубине 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, вырастая вверх на основе мертвого коралла, и образуют барьерный риф, окружающий лагуну между рифом и сушей. Барьерный риф может окружать остров, и когда 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.[1]

Исследования Дарвина для проверки его теории

Холмы спускаются к лагуне с лодками на якоре; лагуна защищена широким неглубоким коралловым рифом от набегающих волн океана.
Дарвин увидел коралловый риф и лагуну вокруг Таити.

К тому времени, когда Бигль отправился на Галапагосские острова 7 сентября 1835 года Дарвин обдумал основы своей теории образования атоллов. Хотя он больше не одобрял 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 казались примерно равными по высоте. Затем он рассмотрел тему, совместимую с любой теорией, - отсутствие коралловых рифов вокруг Галапагосских островов. Одна возможность заключалась в отсутствии известковый дело вокруг островов, но его главное предложение, которое Фицрой предложил ему, было то, что моря были слишком холодными. Пока они плыли, Дарвин делал записи о температуре воды, хранящиеся в судовом журнале погоды.[14]

Он впервые увидел коралловые атоллы, когда они проезжали мимо. Остров Хонден 9 ноября и проплыли через Малый или Опасный архипелаг (Туамотус ).[15] Прибытие в Таити 15 ноября Дарвин увидел его «окруженным коралловым рифом, отделенным от берега каналами и бассейнами с неподвижной водой».[16] Он поднялся на холмы Таити и был очень впечатлен видом на остров Eimeo, где «Горы круто поднимаются из стеклянного озера, которое со всех сторон отделено узкой линией разломов от открытого моря. - Уберите центральную группу гор, и там 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 островадатировано 1835 годом. Они покинули Таити 3 декабря, и Дарвин, вероятно, написал свое эссе, когда они плыли в Новую Зеландию, куда они прибыли 21 декабря. Он описал полип виды, строящие кораллы на барьерной стене, процветающие в тяжелом прибое разбивающихся волн, особенно с наветренной стороны, и размышляли 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 могло бы показаться аналогичным образом в Северной Америке, необходимо будет компенсировать такое же опускание в некоторых областях. другая часть мира ".[14][17]

Острова Килинг

Карта атолла примерно круглой формы с двумя большими отверстиями на севере и широкой зоной илистых отмелей в южной части лагуны. Ниже представлено поперечное сечение рифов с крутыми стенами, окружающих мелкую лагуну.
Карта 1889 г. Острова Килинг на основе Адмиралтейской карты включает в себя разрез 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 кругового коралл атолл исследовать, как коралловые рифы образовались, особенно если они поднялись со дна моря или с вершин потухших вулканов, и для оценки воздействия приливы путем измерения с помощью специально сконструированных манометров.[6] Фитцрой выбрал Острова Килинг в Индийском океане, и по прибытии туда 1 апреля 1836 года, вся команда приступила к работе, сначала установив новую конструкцию манометра Фитцрой, позволяющую снимать показания с берега. Лодки были разосланы по всему острову для проведения обследования, и, несмотря на то, что им мешал сильный ветер, они прошли множество зондирование установить 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, срывались волной, как только они пытались их вытащить. . Он добился большего успеха, используя звуковую леску с колоколообразным свинцовым грузом, вооруженным жир закаленный с Лайм; это будет иметь отступ любой формы, по которой он ударит, чтобы создать точное впечатление от дна; он также собирал любые фрагменты кораллов или песчинки.[18]

Эти зондирования проводились лично Фитцрой, и жир от каждого зондирования был отрезан и взят на борт для изучения Дарвином.[19] Отпечатки, сделанные на крутом внешнем склоне рифа, были отмечены формой живых кораллов, а в остальном были чистыми примерно до 10сажень (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 метров нет.сажень (36–55 м).[20] Дарвин внимательно отметил расположение различных видов кораллов вокруг рифа и в лагуне.[21] 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 насыпям кораллов, на 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 обитает море тропиков, так что расточительный жизни, изобилует », хотя он предостерег от« довольно обильного языка », используемого некоторыми натуралистами.[22]

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

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.[23]

Публикация теории

Когда Бигль вернулся 2 октября 1836 г., Дарвин уже был знаменитостью в научных кругах, как и в декабре 1835 г. Кембриджский университет Профессор ботаники Джон Стивенс Хенслоу укрепил репутацию своего бывшего ученика, дав избранным натуралистам брошюру с геологическими письмами Дарвина.[24] Чарльз Лайель впервые встретился с Дарвином 29 октября, с энтузиазмом восприняв поддержку, оказанную ему. униформизм,[25] и в мае написал Джон Гершель что он был "очень полон новой теории Дарвина о Коралловых островах и убедил Уэвелла заставить его прочитать ее на нашей следующей встрече. Я должен навсегда отказаться от своей теории вулканических кратеров, хотя поначалу это стоило мне боли, потому что это объяснено так много ... вся теория опровергнута, а кольцевая форма и центральная лагуна не имеют ничего общего ни с вулканами, ни даже с кратерообразным дном ... Коралловые острова - это последние попытки тонущих континентов поднимают голову над водой. Области подъема и опускания в океане можно проследить по состоянию коралловых рифов ".[26] Дарвин представил свои открытия и теорию в статье, которую он прочитал Геологическое общество Лондона 31 мая 1837 г.[27]

Первым литературным проектом Дарвина был его Журнал и примечания на естественная история экспедиции, ныне известной как Путешествие Бигля. В нем он расширил свои дневниковые заметки до раздела по этой теории, подчеркнув, как присутствие или отсутствие коралловых рифов и атоллов может показать, поднимается или опускается дно океана.[28] В то же время он в частном порядке интенсивно размышлял о трансмутация видов, и взявшись за другие проекты. Он закончил писать свой дневник примерно в конце сентября, но потом ему пришлось исправлять корректуры.[29]

В его задачи входили поиски 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 грант Казначейства £ 1000 были выделены в конце августа 1837 года, Дарвин расширил проект, включив в него книгу по геологии, которую он задумал в апреле 1832 года при первом выходе на берег во время путешествия. Он выбрал Смит, Элдер и Ко. как издатель, и дал им нереальные обязательства по срокам 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.[30][31] С октября он планировал то, что стало многотомным. Зоология путешествия H.M.S. Бигль в своих коллекциях и начал писать о геологии вулканических островов.[29]

В январе 1838 года Smith, Elder & Co 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 (со временем коралловые рифы был опубликован первым, затем Вулканические острова в 1844 г. и Южная Америка в 1846 г.). Он также сомневался, что казначейские фонды могут покрыть все геологические труды. Первая часть зоологии была опубликована в феврале 1838 года, но Дарвину было нелегко заставить экспертов подготовить отчеты о его коллекциях, а переутомление привело к болезни.[32][33] После перерыва в поездке в Шотландию он написал большую статью о геологических «дорогах» Глен Рой.[34] 5 октября 1838 года он записал в своем дневнике: «Начало коралловой бумаги: нужно много читать».[35]

В ноябре 1838 года Дарвин сделал предложение своему двоюродному брату Эмма, и они поженились в январе 1839 года. Помимо других своих проектов, он продолжал работать над своими идеями эволюция как его "главное хобби", но неоднократные задержки были вызваны его болезнь.[36] Он периодически возобновлял работу над Коралловые рифы, и 9 мая 1842 г. написал Эмме, что он

мрачный и усталый - государственные деньги ушли намного 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 синяк - Я с каждым днем ​​старею очень-очень старым, очень-очень холодным и, полагаю, 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 того - я фактически потратил на это 20 месяцев период на нем! и почти все остальные болезни и посещения !!![37]

Публикация и последующие издания

Строение и распространение коралловых рифов был опубликован в мае 1842 г. по цене 15 шиллинги, и был хорошо принят. Второе издание было опубликовано в 1874 году, в значительной степени переработанное и переписанное с учетом Джеймс Дуайт Дана Публикация 1872 г. Кораллы и коралловые острова, и работать Джозеф Джакс.[8][38]

Карта, включенная в книгу Дарвина, с изображением основных групп атоллов и коралловых рифов мира, 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 диаграммами и одной большой картой мира, отмеченной цветом, на которой показаны все известные в то время рифы. В кратком введении изложены цели книги.[1]

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 коралловый риф, 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 лагуны, взяв в качестве своего типичного примера его собственные подробные находки и Бигль результаты обследования Острова Килинг. Во второй главе аналогично описывается типичный барьерный риф затем сравнивает его с другими, и в третьей главе дается аналогичное описание того, что Дарвин называл окаймляющими или береговыми рифами.[1] Подробно описав основные виды рифов, он пришел к выводу, что реальная поверхность рифа не сильно отличается. Атолл отличается от окружающего барьерного рифа только отсутствием центрального острова, а барьерный риф отличается от окружающего рифа только удаленностью от суши и наличием лагуны.[39]

В четвертой главе, посвященной распределению и росту коралловых рифов, рассматриваются условия, в которых они процветают, скорость их роста и глубина, на которой строится риф. полипы могут жить, 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, когда суша опускается, и обнаруживаются окаймляющие рифы вместе с свидетельствами того, что суша поднимается. В конце этой главы приводится краткое изложение его теории, проиллюстрированное двумя гравюрами на дереве, каждая из которых показывает две различные стадии формирования рифов в зависимости от уровня моря.[40]

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 активных вулканов, и обширные области с окаймляющие рифы и извержения вулканов там, где земля поднималась. Эта глава завершается резюмированием, в котором суммируются результаты каждой главы и завершается описанием глобального образа как «великолепной и гармоничной картины движений, которым подверглась земная кора в течение более позднего периода».[39] Большое приложение дает подробное и исчерпывающее описание всей информации, которую ему удалось получить о рифах мира.[1]

Эту логическую структуру можно рассматривать как прототип для организации О происхождении видов, представляя детали различных аспектов проблемы, затем излагая теорию, объясняющую явления, с последующей демонстрацией более широкой объяснительной силы теории. в отличие от Источник который был поспешно собран как Абстрактные его запланированной "большой книги", Коралловые рифы полностью поддерживается цитатами и материалами, собранными в Приложении. Коралловые рифы Возможно, это первый том огромного трактата Дарвина по его философии природы, как и его последующие работы, показывающие, как медленные постепенные изменения могут объяснить историю жизни. Представляя типы рифов в виде эволюционной последовательности, он продемонстрировал строгую методологию исторических наук, интерпретируя модели, видимые в настоящем, как результаты истории. В одном отрывке он представляет особенно мальтузианский взгляд на борьбу за выживание - «В старом рифе кораллы, которые настолько различаются по своему виду в разных его частях, вероятно, все приспособлены к тем местам, которые они занимают, и удерживают свои места, как и другие органические существа, борьбой друг с другом и с внешней природой; отсюда мы можем сделать вывод, что их рост в целом будет медленным, за исключением особо благоприятных обстоятельств ".[1]

Прием

Успешно завершив и опубликовав другие книги по геологии и зоологии путешествия, Дарвин потратил восемь лет на крупное исследование ракушки. Два тома на Lepadidae (гусиные ракушки ) были опубликованы в 1851 году. В то время как он все еще работал над двумя томами об оставшихся ракушках, Дарвин, к своему удовольствию, в 1853 году узнал, что Королевское общество наградил его Королевской медалью естественных наук. Джозеф Далтон Хукер написал ему, что «Пордок предложил вас для Coral Islands и Lepadidae, Белл последовал за одними только Lepadidae, а затем последовал такой хвалебный возглас в честь Barnacles, который вы бы [улыбнулись] услышать».[2]

Споры в конце 19-го века и проверки теории

Крупные научные споры о происхождении коралловых рифов произошли 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 период 1838–1842 гг. Исследовательская экспедиция США ), и те, кто поддерживал конкурирующую теорию, выдвинутую шотландским океанологом Джон Мюррей, участвовавший в 1872–1876 гг. Челленджер экспедиция. 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 Агассиз, который профинансировал и предпринял несколько экспедиций в регионы Карибского, Тихого и Индийского океанов для изучения коралловых рифов в поисках доказательств, подтверждающих теорию Мюррея, и дискредитации Дарвина.[41]

Серия экспедиций по проверке теории Дарвина путем бурения Фунафути атолл на островах Эллис (ныне часть Тувалу ) был проведен Лондонское королевское общество с целью исследования, можно ли найти базальт или следы мелководных организмов на глубине кораллов. 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 Сиднейский университет был участником экспедиции 1896 г. и руководителем экспедиции 1897 г.[42][43] В то время эти результаты считались неубедительными, и только в 1950-х годах, до проведения испытаний ядерной бомбы на Эниветок глубокое разведочное бурение через 4200 футов (1300 м) кораллов до нижележащего базальта окончательно подтвердило теорию Дарвина.[41] Однако геологическая история атоллов сложнее, чем предполагали Дарвин (1842 г.) и Дэвис (1920 и 1928 гг.).[44]

Открытия 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. FitzRoy's зондирование на островах Килинг предел глубины для живых кораллов составил около 20 саженей (37 м), и, принимая во внимание многочисленные наблюдения других, 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 красные водоросли, и он рассмотрел другие организмы, которые могли бы помочь построить рифы. 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 считал, что прибрежные рифы, наиболее подверженные ветру и волнам, образованы массивными кораллами и красными водорослями; это будет наиболее активная зона роста рифов, что вызовет у рифов тенденцию вырасти наружу, как только они достигнут уровня моря. Он считал, что более высокие температуры и более спокойная вода лагун способствуют наибольшему разнообразию кораллов. Эти экологические идеи все еще актуальны, и исследования деталей продолжаются.[45]

большая ярко-синяя рыба с красной чешуей и хвостом, 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 уделил внимание малейшим деталям. Услышав это рыба-попугай осматривая живые кораллы, он вскрыл образцы и обнаружил в их кишечниках мелко измельченные кораллы. Он пришел к выводу, что такие рыбы и беспозвоночные, питающиеся кораллами, как Holothuroidea, мог 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 поглощенным »действует даже в отношении полипиферов, образующих эти массивные опоры, которые способны противостоять силе непогоды. открытый океан ".[46]

Его наблюдения о роли организмов в формировании различных элементов рифов предвосхитили более поздние исследования. Чтобы определить 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 Комиссия по атомной энергии США на Enewetak Атолл в 1952 году пробурил 4610 футов (1405 м) кораллов, прежде чем достиг вулканического основания. Во времена Дарвина на континентах не было обнаружено ископаемых кораллов сопоставимой толщины, и когда это было вызвано критикой его теории, ни он, ни Лайель не смогли найти удовлетворительного объяснения. Сейчас считается, что ископаемые рифы обычно разрушаются тектонические движения, 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 ледниковый эффекты могут вызвать изменения уровня моря.[45]

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 неактивных 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 районах, была заменена тектоника плит, чего он не ожидал.[45]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б c d е ж грамм Гордон Канцлер (2008), Знакомство с коралловыми рифами, Дарвин Онлайн, получено 20 января 2009
  2. ^ а б Браун 1995, п. 509
  3. ^ Розен 1982, п.524
  4. ^ Герберт 2005, п. 168
  5. ^ а б Герберт 1991, стр.186–190
  6. ^ а б Фитцрой 1839, стр.38–39
  7. ^ Браун 1995, стр. 183–190
  8. ^ а б Фриман, Р. Б. (1977), Геология путешествия Бигля, Дарвин Онлайн, получено 22 января 2009
  9. ^ Лайель 1830, п.212
  10. ^ Лайель 1832, стр.283–298
  11. ^ Герберт 2005, п. 68
  12. ^ Дарвин 1958, стр.98–99
  13. ^ Гордон Канцлер; Джон ван Вайе (август 2008 г.), «Сформулируйте это ясно»: введение в «Записную книжку Сантьяго», Дарвин Онлайн, получено 23 января 2009
  14. ^ а б Герберт 1991, стр.188–190
  15. ^ Кейнс 2001, стр.364–378
  16. ^ Дарвин 1835, стр. 2–3
  17. ^ Дарвин 1835, стр.12–17
  18. ^ Фитцрой 1839, стр.629–637.
  19. ^ Дарвин 1842, стр.7
  20. ^ Дарвин 1845, стр.467–468.
  21. ^ Дарвин 1842, стр.5–17
  22. ^ Кейнс 2001, стр.413–419.
  23. ^ Кейнс 2001, п.418.
  24. ^ Дарвин 1835b, редакционное введение
  25. ^ Десмонд и Мур 1991, стр. 201–202
  26. ^ Дарвин 1887, стр.324–325
  27. ^ Дарвин 1837
  28. ^ Дарвин 1839, стр.553–569
  29. ^ а б Дарвин 2006, стр.13 лицевых сторон, 1837 г .-- оборотная сторона 1838 г.
  30. ^ Браун 1995, стр. 186, 367–369
  31. ^ Письмо 378a - Дарвин К. Р. Спирмену А. Ю., 20 сентября 1837 г., Дарвинский заочный проект, получено 16 июля 2009
  32. ^ Браун 1995, стр. 372–373
  33. ^ Письмо 400 - Дарвин К. Р. Хенслоу Дж. С. (21 января 1838 г.), Дарвинский заочный проект, получено 16 июля 2009
  34. ^ Браун 1995, стр. 381–373
  35. ^ Дарвин 2006, стр.15 оборотная сторона, 1838 г.
  36. ^ ван Вайе 2007, стр.186–187
  37. ^ Письмо 626 - Дарвин К. Р. Дарвину Эмме (9 мая 1842 г.), Дарвинский заочный проект, получено 16 июля 2009
  38. ^ Дарвин 1874
  39. ^ а б Дарвин 1842, стр.147–148
  40. ^ Дарвин 1842, стр.98–118
  41. ^ а б Доббс, Д. (2005): Рифовое безумие: Чарльз Дарвин, Александр Агассис и значение кораллов. Книги Пантеона, Нью-Йорк. ISBN  0-375-42161-0
  42. ^ Бранаган, Д.Ф. (2005): T.W. Эджворт Дэвид: Жизнь: геолог, авантюрист и «Рыцарь в старой коричневой шляпе», Национальная библиотека Австралии, Канберра, стр. 85–105. ISBN  0 642 10791 2
  43. ^ Дэвид, миссис Эджворт, Фунафути, или три месяца на коралловом атолле: ненаучный отчет о научной экспедиции, Лондон: Джон Мюррей, 1899 г.
  44. ^ Дикинсон, Уильям Р. (2009). "Жизнь на Тихоокеанском атолле: сколько времени уже и когда?" (PDF). GSA сегодня. 19 (3): 4–10. Дои:10.1130 / gsatg35a.1.
  45. ^ а б c Розен 1982, стр.520–524
  46. ^ Дарвин 1842, стр.14–15

Рекомендации