月刊ポピュラーサイエンス/第19巻/1881年06月号/アメリカ大陸の原始時代

読者は、子供の頃、小さな川の流れの中にあるおもちゃのダムのそばに立って、模造の石組みに裂け目ができたとき、水面上に岩の先端や泥の浅瀬がゆっくりと現れ、妖精の島々がゆっくりと出現するのを、無言の興味で見ていたことを思い出すかもしれません。海水が減衰するにつれて、その数はどんどん増え、ついには小さな海に島々が点在し、その岸辺は次第に連なって小島となり、囲まれた水域は収縮し、それぞれの形が一体となって消えていくのであった。湿った表面は窪みで区切られ、その側面から水溜りがあり、その水溜りの中間の皺に沿って糸のような水の線が、ミニチュア大陸の川の系譜を描き、その曲がりくねった海岸には擬態した海のさざ波が印象的であった。少年時代の楽しい思い出は、この絵の中に、私たちの球体の生命史の中で、より大きな意味での、宇宙的な条件の下で起こったことを認識し、彼の幼い手が、世界の成長の段階をある程度正確に再現している可能性を理解することを教えられると、より深い興味で触れることができるようになる。

このように簡単に作られた小さな世界を、明るい日差しがその表面を乾かし、あるところでは干からび、あるところでは草花の豊かな成長を促し、その海岸を滑るカタツムリで満たし、その平らな草地をアリが群がる丘で満たすまで放置したとする。再び流れが止まり、濁った潮がゆっくりと高くなり、低地を消し去り、高地の側面をゆっくりと這い上がり、ピグミーな山の連なりの裾を回り、作り変えられた小島の群れの中で復活していくのである。この回顧的な知識の導きのもとで、最初に作られた土地の一部が未発見のままであることを許すために、流れを止めさせよう。好条件が揃えば、細かいシルトを豊富に運ぶ小川として、浸水した地表をゆっくりと移動する水は、薄く緩い層になって土砂を落とし、最初は均一だが、浅瀬が形成されると不規則に変化し、突然の新鮮な流れがより強い流れを生み出すと、渦や波紋が堆積物を集め、乱すことになる。湿った土手や小山の新しい土地は、最も高い尾根の上に出現し始めるだろう。再び壁を壊し、水を引くと、同じような段階を経て、むき出しになった地表が露出する。古い目印は見えなくなり、谷は平原に変わり、新しい丘が出現し、以前は乾いた土地だったところにもあちこちに湖が見え、まだ残っている構造上の尾根を新しい等高線が囲み、確かに修正されてはいるがはっきりと認識できるようになり、低い芝の緑や多数のアリ丘の尖りは共に泥の万年床の下に消えている。ただ、非常に高い場所には、最初の地表の散在する残骸がそのままの形で残っており、それは彼らだけが大洪水を免れたからである。そこに再び太陽が当たり、新しい種が芽生え、他の昆虫が繁殖し、新たな雨が降る。新しい土地は流されてしまったが、古い土地はところどころに露出しており、その動物相や植物相、溺れた蟻や隠れた草によって、容易に見分けることができる。

私たちの実験世界は、さまざまな条件のもとで、何度も何度も沈んだり持ち上げられたりして、おそらくは、すべての変化を通じて、最初に特徴づけられ注目された丘や谷の初歩的な輪郭を保っているのだろう。そして、すべての新しい地層が、その鉱物成分の色や性質を巧妙に変化させ、この小さな大陸が再び現れるたびに、巧みな実験者が新しい形態の生命を広めたと想像すると、風化や変化にさらされた後、最終的にその表面の特徴はどうなるのだろうか。まず第一に、部分的な侵食と部分的な水没の結果、ある区画では後期の堆積物が除去されているように見える。前提どおり、原始層のみが見られる最高地点から、最新の層が表面を形成する島の郊外まで、あるいは、繰り返される大水のたびに満たされたり空いたりを繰り返す湖状の中心部のある内部の窪地において、全シリーズが露出している箇所が多数見られることであろう。しかし、与えられた条件のもとでは、島は色や化石によって区別され、若い世界の創造者たちが定めた順序で互いに続く地層列を示すだろう。隙間や小さな溝に沿って、私たちはそのような地層を見つけることができるかもしれません。

しかし、このような条件下では、島は色や化石で区別された地層が、世界を創造した若者たちが定めた順序で、互いに続いていることがわかるだろう。隙間や小さな溝に沿って、様々な地層の微細な連続性を発見することができ、その時々に埋もれた生命の断片を明らかにすることができるだろう。この微細な図を大陸の大きさにまで拡大し、水の上昇による定期的な浸水と土地の沈没による定期的な浸水を逆にすれば、重要な修正を加えながらも、読者は北半球の建設で発達した形成システムを理解する用意ができているはずである。

陸地は、窪地とそれに伴う水没の時期、隆起とそれに伴う排水の時期という明確な境界を持つ一連の段階を経て、最初の核に、膨大な海洋堆積物、動物性生物の残骸、陸上の摩耗による残渣が加えられた。化学作用、熱、分子伝達によって、これらの層は石に固められ、こうして新しく作られた土地は、繰り返される水没や海底堆積物による変化を受けながらも、初期の大陸の成長に貢献しながら、除去に大いに抵抗し、新しい地層が積み上げられる地盤を形成してきた。

アメリカ自然史博物館には、R.P.ウィットフィールド教授の作品である7枚の地図が最近、地質学キャビネットに加えられた。これは、西経95度から東に向かって北米大陸の東半分の海岸までの成長を展示するためのものである。その配置は、今日、さまざまな地質学的年代の岩石が露出している表層部分を、最も古いものから最も若いものまで、対照的な色で表示したもので、これにより、大陸の拡大の段階を臨界点で捉え、それを形成した途方もない変化を目で追うことができるように思われます。

最初の図は、地質学者が大陸が最初に作った土地と見なす原始の領域、その岩石の枠組みの周りに後続の時代の付加物が集められた古代の領域を色分けして示している。片麻岩、花崗岩、片岩、結晶質石灰岩、砂岩、蛇紋岩、鉄鉱石の塊からなる複合的な基盤で あるアゾイック地形は、アメリカの地質構造を定義したものである。その孤立した尾根には、後に隣接する地層が取り除かれ、目の前に、古代の海が遊んでいた大陸の主要な部分があるのです。 ". 神父のような仕事 "生命を失った地球の海岸を清める "という司祭のような役割を担っていた。

荒々しい段々畑や単調な低地から厳しい日差しが反射し、波打つ森のマントもなく、動く人影もない不毛の大地が、前大陸の海を浴びていたのである。

アラバマ州のモンゴメリー付近を起点に、アパラチア山脈の軸に沿って北東に伸び、急速に広がってジョージア州、サウスカロライナ州西部、ノースカロライナ州の広い地域を含み、後者は西の境界を形成し、東はローリーまでほぼ達しています。ノースカロライナ州とバージニア州に横たわるレンズ状の地域の両側を通り、リッチモンドの西で帯状に狭まり、そこで丸い湾に深く食い込み、海岸に押されて、ワシントンの西で薄い地峡を形成し、ボルチモアで拡大し、ペナント形の付属物に裂かれて、デラウェア州のニューキャッスルまで達しています。バーリントンの少し西からイーストンにかけては、白い斑点があり、アーキエイリアンの岩石はもう見えません。しかし、後者の地点では、細い帯がアパラチアの隆起に沿って、ウエストポイントの高地を含む、大きな領域の減衰した指または腕のように見えます。マサチューセッツ州では、アルケアン岩石が分岐しています。指は州の北の境界まで届き、そこで東部の大きな地域と細くつながり、縮小した地域がバークシャーヒルズを通って北へ伸びています。この後者の西端はニューヨークの東の境界から10～15マイル離れたところにあり、その南東の境界でバーモント州に入り、モンペリエで州のほぼ半分を占めるまでに広がっています。その後、ゆっくりと広がりながら、その輪郭に沿ってカナダに入り、セント・ローレンスに近づいてから、突然東にそれて、カミーユ山で川に接するまで、曲がりくねった舌を描くように進みます。東海岸の大きな岩石地帯は、ロングアイランド海峡のセイブルックから始まり、そこから北へ、大きくカーブしながら、コネチカット州の東部、ロードアイランド州のほぼ全域、そしてマサチューセッツ州の東部を覆っています。ニューハンプシャー州のほぼ全域がこの岩石で覆われ、カナダでは最初の岩石と平行に別の帯を形成しています。東に向かっては、メイン州の大部分の表層岩を構成し、最終的には、オーガスタから北に向かってニューファウンドランドの荒涼とした角まで、タイタニック号の飛び石のように横たわる散在するパッチに分割されます。そのうちの1つはカタディン山を取り囲むようにあり、もう1つは東に傾いた長い帯状の土地で、マウントデザートから北に向かってニューブランズウィックのシャルール湾まで続いています。

ニューファンドランド島とケープ・ブレトン島の南岸には、それぞれ別の地域が存在します。

アメリカでは、西経95度以東に4つの広大なアーキエイリアンテリトリーがあります。一つはアディロンダック地方で、ニューヨークの広大な北部公園を北はマローンまで、南はほぼサラトガスプリングスまで含み、州境と、その後の地層の表面間の狭い隙間を通ってつながっています。ケベック州とオンタリオ州を形成する広大な紺碧の大地と合流し、一方はラブラドールの果てしない高地へ、他方は北極圏まで北上する湖国の尾根、谷、台地へと、二つの横方向の広がりになっています。

第二の地域はウィスコンシン州とミシガン州の北部で、鉱石で有名なマーケット地方を含んでいます。第三は、ミネソタ州東部のミネソタ川サウスベンドから北へ広がり、レイニー湖周辺でカナダと一体となる隣接・関連州である。第四は、ミズーリ州南東部のアイアンマウンテンとパイロットノブからなる小さな地域です。

これらの古代の岩の大きな空間は、現在アメリカ東部で露出している、大陸の上部構造の床層を表しています。私たちの国のこれらの地域では、これらの岩石は表層岩を形成しており、常に堆積物の範囲を超えて隆起していたか、霜や洪水によって上位の地層が削られて緩和されたか、現在の範囲がかつて原始の海面上に現れた限界と一致しているか、沈降によって縮小され後の地層によって一部消去されたか、いずれにしても海洋と大陸が同様に休んでいた広大な地盤の露頭であることに変わりはない。しかし、これらの古い石を調べてみると、それ自体が、まだ存在しない陸の大地に形成されたセメントの残滓や層状の堆積物のように見えることがわかる。石灰岩、スレート、砂岩、珪岩、片麻岩が、本と本が重なり合うように連続した帯状に並んでおり、硬くてはっきりしていて、色や成分や付着鉱物によって特徴付けられるこれらの規則的な層は、かつて水に流された層が変成し、熱と圧力でこのような強固な舗装に姿を変えたのだということが、今ではわかっている。薄暗い視野は、まさに混沌の縁まで広がっている。

水面上に現れた大陸は、地殻の収縮を伴い、上から下へ、柔軟な列が折り重なって、深く、多くの層を形成した。山地が生じ、その地層は傾斜し、歪み、複雑化し、側鎖と反側鎖の軸の関連したグループとなり、熱と岩石の無数の孔からの水蒸気の蒸留が効果的に作用して、鉱物学的変化が生じたのである。珪藻土の泥はスレートや片岩に、石灰質の浅瀬は結晶質の石灰岩、大理石、ドロマイトに、珪酸質の帯は石英岩や砂岩に、鉄泥は巨大な鉄鉱石に、マグネシウム質の堆積物は蛇紋石に、さまざまな組み合わせで美しい鉱物が生まれ、自然の石積みの中に異なる地層を刻んだのだ。長石、輝石、雲母、アパタイト、コンドロダイト、エピドート、ガーネットなどは、隙間やシーム、母岩に散在し、ここで起こった変化のしるしとして、またおそらく啓示として残っている多くの鉱物の一部である。この古代の国からは、アディロンダック山脈の磁性酸化物、マーケットのヘマタイト、タイコンデロガの軟鉛、ウエストチェスター郡のドロマイト、ノースカロライナ州の雲母、メイン州のシエナイトと花崗岩、バーモント州の大理石、ニューハンプシャー州の錫石、カナダのリン酸塩が産出されます。世界のアーチの基礎となるこの巨大な塊の深さは、垂直方向で3万フィート以上と推定されている。

最近の研究、特にT・ステリー・ハント博士の研究によると、この素晴らしい時代は、期間も性格も異なる4つの二次的なものに分けられる。第一に、ローレンシャンはカナダの地質調査所によって付けられた名前で、もともとはローレンシャン高地の岩に付けられたものである。この原始的なアルケアの領域は、ニューヨークのアディロンダック、オタワ周辺、ニューファンドランドの一部を含み、おそらくマサチューセッツ、コネチカット、ロードアイランドのこの時代に属する岩石、ハドソン高地、ニュージャージー州のサウスマウンテン、ノースカロライナ州のリッチモンドとローアン山周辺の尾根を構成する長い背骨も含んでいます。この岩石は、"強固で巨大な片麻岩で、色は赤みがかったか灰色 "である。

ローレンシャン岩は、最初に水中で作られ、固化して隆起し、再び陥没してこれらの二次堆積物を受け入れたかのように、ローレンシャン岩に適合していません。ノリアンロックは、ラブラドライトという虹色の色合いを持つ長石が豊富に含まれていることで知られており、ニューヨーク州エセックス郡、ラブラドール、セントローレンス川沿い、ヒューロン湖で広く発見され、「メイン州とマサチューセッツ州の東岸、ニュージャージー州北部では、この長石が時々見つかる」のだそうである。

ヒューロン時代は、スペリオル湖のヒューロン山脈の上層、グリーンマウンテンシリーズ、ニューファンドランドの海岸沿い、ニューイングランド東部、ブルーリッジの山麓の南方の離島に適用される名前である。モン・アルバン系列は第4期を示し、ニューハンプシャー州のホワイトマウンテン層にちなんでこの名が付けられ、結晶片岩の集合表示がこの州に割り当てられている。ニューヨーク、フィラデルフィア、ボルチモア、ワシントンはこの地形を占め、これらの岩石は、バージニア州、ノースカロライナ州、サウスカロライナ州で金を産出する地層を形成するため、一時的な重要性を超えて、ジョージアに至るブルーリッジ全域で発生します。これらの岩石には、鉱物学者が好むガーネット、スタウロライト、サイアナイト、カイアストライトがほぼ独占的に含まれています。

私たちは本能的にこう考える。岩石が機械的に摩滅し、再堆積することだけが、この荒涼とした数世紀を占めていたのだろうか？しかし、その生命の正確な特徴や、生命が栄えた特別な条件については、まったくないとは言えないまでも、大いに不明な点がある。第一に、カナダには黒鉛の形で重要な、まさに無尽蔵の炭素の鉱床があり、黒鉛は石炭から変化した直接の産物として我々の石炭層に存在するのである。この巨大な塊は、古代の岩石の中にポケットやシート、ノジュールとして分布しており、植生力の存在を示している。

これらの炭素ポケットは、かつては広大で、波打つような、深いマット状の藻場であった場所の縮小された領域を占めており、海岸や崖の堆積物の中で無数の世代を通じて、炭素質の遺物の密集した山を作り上げているのである。あるいは、地衣類が繁殖し、ほとんど樹木のような勢いで平地や山地に広がっているのかもしれない。これらの生物は、植物学的階層では下位に位置し、それらに付随して、微小なデスミッドや珪藻類が、静止した海洋の中で珪酸質のテストシャワーを浴び、その横にサンゴ礁やヌリポアが、石灰質の縁やサンゴ状の茂みを作り、微細な原藻や繊細なシャレーも住んでいたかもしれない。間違いなくこの時代は、これらの植物の絶頂期であり、多くの種と膨大な数によって、生命力の絶え間ない進化の一段階を表していたのです。 鉄鉱石の巨大な堆積物は、植物が存在した直接的な証拠はないものの、その存在を証明する信頼に足る証拠である。鉄鉱石はそれ自体、何らかの形で植生がもたらしたものである。ハント博士は、この関係を、私たちの身近な世界の同じプロセスで説明したのである。読者が夏に沼地を訪れ、ゆっくりと流れる水や淀んだ水が溜まっているところ、あるいは泥沼や湿地の端に立つと、表面に角ばった虹色の膜が浮いているのに気づくだろう。これは酸化鉄の薄いペリクル（小片）で、やがて砕けて沈み、新しい「皮」ができては消え、水面下に湿地の鉄鉱石の層が厚くなるのである。理屈は簡単だ。鉄には、可溶性の一酸化物と不溶性の三二酸化物がある。後者は岩石や土壌に広く分布している。不溶性は還元されて鉄になる。

鉄鉱石の大規模な堆積物は、その跡に植物の生命の直接的な証拠を示さないが、その存在を証明する信頼できる証拠であることに変わりはない。鉄鉱石はそれ自体、何らかの形で植生がもたらしたものである。ハント博士は、この関係を、私たちの身近な世界の同じプロセスで説明したのである。読者が夏に沼地を訪れ、ゆっくりと流れる水や淀んだ水が溜まっているところ、あるいは泥沼や湿地の端に立つと、表面に角ばった虹色の膜が浮いているのに気づくだろう。これは酸化鉄の薄いペリクル（小片）で、すぐに砕けて沈み、新しい「皮」ができては消え、水面下に泥炭鉄の層が厚くなるのである。理屈は簡単だ。鉄には、可溶性の一酸化物と不溶性の三二酸化物がある。後者は岩石や土壌に広く分布している。不溶性は、細かく砕かれた腐敗した植物性物質や、植物の煎じ汁を含んだ水、つまり葉や組織の腐敗によって、一酸化窒素や可溶性に還元される。雨や小川によって低地や窪地に運ばれ、そこで空気と接触して再び酸化されたり不溶性になったりし、筋や帯状に再堆積する。ここで注目されるのが、植物性酸の広範な作用である。フミン酸、クレン酸、アポクレン酸などの酸は、炭素質残渣の還元力と結びついて、原岩から酸化鉄を除去し、水の作用で、広大な地形に微粒子として散在する限り役に立たない酸化鉄を巨大な塊に集め、この穏やかで静かな手法で集められたものが、我々の産業の源と維持に使われているのである。マーケット地域、アディロンダック地域、パイロットノブにある大きな鉱床は、熱の影響を受けて鏡面鉱、磁鉄鉱、赤鉄鉱に変化し、そのような成長を遂げました。これらの鉱物は、紛れもなく植物の存在を示しており、しかもそれが膨大な年月にわたって存続していることも示している。

動物性の証明はあまり満足のいくものではなく、高名な科学者の著作では信用されていない。より正確に言えば、動物性の形態学的型が否定され、ある種の動物性が優勢であるという一般的な推定が疑問視されないままになっている。第一に、古代の岩石から発見されたリン酸鉱物は、有機物から派生したものと考えられています。今日、リン酸塩としてのリンは動物の分泌物から生成されますが、リンは植物界に遍在しており、さまざまな野菜の灰から8パーセントから53パーセントのリン酸が得られ、わが国の海岸から毎年出荷される小麦粉と小麦は数千トンのこの元素で占められています。この点から、古代のリン酸塩が動物の残骸から生成されたものであるという証拠は完全には否定できないように思われます。しかし、この議論はより確かな根拠に基づいています。1868年、ローガン、ドーソン、カーペンター、ハントの4人は、原生動物亜界を代表し、有孔虫に属すると考えられるEozoönと名付けられた古代の化石について、非常に優れた論文を作成しました。この化石は、ゼラチン状の体で海底に付着し、炭酸石灰の皮に包まれた生物で、その中には非常に小さな管が表面まで貫通しており、そこから内部の石灰質が先細りの指で突き出し、動物の意思で引き抜くことができる。この層は、最初の層とつながっているが、石灰岩の層間によってその大部分が分離されており、その中に放射状の管が確認でき、最初の多孔質殻の後を継いでいる。この石灰岩の上に新しい石灰質の殻が生じ、細胞状の塊茎が形成される。

現在の海には、密接に関連した生物である根瘤類が出現する。根瘤類は微細な体で、構造を持たず、原形質のペレットに過ぎないが、絶妙な対称性の石灰の家に閉じ込める秘密機能を有している。エオゾンは、イギリスやフランスの白亜の地層を形成している無数の断片を持つ、後の原生動物群の巨人の祖先であったと思われる。

カナダのローレンシャン岩にはEozoön Canadenseが、バイエルンのヒューロニアン岩には他の種が見つかっており、アディロンダックやマサチューセッツからも標本が報告されている。ニューヨーク市10番街付近の五十九番街の蛇紋岩の岩棚に，Eozoönによく似た形が見られることがある。この根瘤動物の石灰質骨格の軟部は鉱物に置き換えられており、Eozoönとある種の鉱物擬態との間のほとんど同一に等しい類似性に基づいて、有機物起源と認めることに異論が唱えられているのである。ダブリンのキングとローニー、ドイツのメビウスは、この化石を激しく非難し、最近ではローマーが古生代の化石のリストからこの化石を除外している。しかし、その動物配列の実在を疑うことはできないようだ。ヒッチコック教授はこの関連で、鉱物の代替物との類似性に関して、「これらの構造は、鉱物界の結晶化におけるより高い努力と、動物の形態が許容する無機界への最も近い接近とを表しているのであるから、この二つの極限が互いに十分に類似して、実際の観察者を欺いてもおかしくない」と思慮深く述べている。

これは一言で言えば、アルケアン大陸である。その最大の面積は北部にあり、点在する島々と現在の標高軸に沿って南方に細く延びていた。かつて考えられていたように、この国は碧い、生気のない国ではなく、静寂が支配し、荒涼とした縁に沿った波の轟音、谷間を吹き抜ける風の笛、平原を襲う嵐の雷だけがそれを打ち消す領土であったのだ。"孤独で、静かで、無表情で、人間も、季節も、時間も気にせず、無限の重みがその上をうろついているようだった。"