Отмирающие или поваленные бурей деревья погружались на дно болот, уносились реками в море. Постепенно древесная масса, скапливающаяся на дне болот, озер и морей, заносилась глиной, песком, слоями известняка. Растительные остатки не могли гнить, так как к ним не проникал воздух. Они особым образом обугливались, превращались с течением времени в плотную черную массу — каменный уголь.
Каменноугольный лес.
Проходили десятки миллионов лет. Слои каменного угля выросли до огромной толщины.
Затем дно многих древних морей медленно поднялось и стало сушей.
На всей площади нашей родины, от Украины до Дальнего Востока и Сахалина, от северных районов до южных границ, расположены многочисленные угольные бассейны и месторождения.
Мощные угольные пласты залегают в Донецком и Кузнецком угольных бассейнах, в Казахстане. По запасам каменного угля наша страна является одной из богатейших стран мира.
Множество рыб, особенно акул, населяло воды морей в каменноугольном периоде. Плеченогие, моллюски, древние морские лилии, морские ежи покрывали дно.
В море жили также микроскопические животные — корненожки, из скорлупок которых постепенно слагались толщи известняков. Колонии кораллов неутомимо возводили свои прочные известковые постройки, которые мы называем подводными рифами.
Сейчас эти теплолюбивые животные живут только в морях тропических стран. В каменноугольном же периоде они жили и в теплых северных морях. По их остаткам учёные узнают теперь слои, относящиеся к этому периоду, в тех местах, где не образовалось каменного угля.
Два важных события произошли в течение каменноугольного периода.
Во-первых, сильно изменился состав воздушной оболочки Земли. Уже с начала палеозоя в атмосферу начал поступать из водоемов кислород, выделяемый водорослями при фотосинтезе. Но воздух продолжал оставаться насыщенным непригодным для дыхания углекислым газом, так как растительность силура и девона смогла разложить лишь сравнительно небольшое количество атмосферной углекислоты.
В каменноугольное же время бесчисленное множество растений тысячелетие за тысячелетием жадно поглощало из воздуха углекислый газ и взамен насытило атмосферу живительным кислородом. И это изменение состава атмосферы сыграло чрезвычайно важную роль в дальнейшем развитии животного мира Земли.
Отныне лёгкие наземных животных станут дышать свободно, их кровь будет насыщаться достаточным количеством кислорода, их тела станут более подвижными и сильными, обострится зрение и другие органы чувств…
Вторым важным событием было появление в каменноугольном периоде пресмыкающихся животных.
Пресмыкающиеся произошли от земноводных. В отличие от последних, пресмыкающиеся не мечут икру, а размножаются яйцами с плотной оболочкой, которые откладывают на суше. Тело их имеет наружный роговой слой, защищающий животное от потери влаги. Места обитания пресмыкающихся уже не ограничены влажными берегами рек и озер, как у земноводных, они могут свободно расселяться по земле, проникнуть в глубь материков.
И когда в следующем — пермском — периоде на Земле наступил жаркий, засушливый климат, то многочисленные и наиболее развитые представители животного мира той эпохи — пресмыкающиеся встретили изменившиеся условия обитания «во всеоружии», хорошо приспособленными к новым условиям среды.
Пермский период
В конце прошлого столетия многое в истории жизни на Земле было ещё неясным и загадочным. Одну из больших загадок представлял собой пермский — следующий за каменноугольным — период, последний период древней эры.
Учеными была установлена стройная последовательность развития видов на протяжении миллионов лет. Но эта последовательность странным образом прерывалась в пермское время: его морские отложения содержали множество остатков разнообразных морских обитателей, в материковых же отложениях почти не удавалось обнаружить органических остатков.
Отсюда известный английский учёный Мурчисон сделал вывод о крайней бедности пермской наземной жизни. Мурчисон утверждал, что в пермском периоде жизнь была сосредоточена в океане, материки же представляли собой беспредельные каменистые пустыни, покрытые озерами, солеными и мертвыми. Лишь вдоль речных берегов могла существовать жизнь, и то крайне скудная и примитивная.
Мурчисон считался крупным авторитетом. Многие палеонтологи поверили ему и решили, что изучать континентальные пермские отложения — пустая трата сил и времени.
Но некоторым учёным категорическое утверждение Мурчисона представлялось необоснованным. Ведь в каменноугольном периоде растительный и животный мир на суше достиг значительного развития; в отложениях следующей, мезозойской эры обнаружены многочисленные остатки ещё более высокоорганизованных растений и животных. Как же, в таком случае, пермские материки могли представлять собой почти безжизненные пустыни? Такой вывод противоречил твёрдо установленному наукой факту постепенного, прогрессивного изменения живых организмов, всей теории эволюционного развития жизни.
Среди учёных, решительно несогласных с мнением Мурчисона, был молодой русский геолог Владимир Прохорович Амалицкий. Изучая почвы в бывшей Нижегородской губернии, он убедился, насколько широко распространены отложения пермского времени на северо-востоке Европейской России.
«Нужно продолжать поиски. Новые исследования дадут возможность проверить вывод Мурчисона», — решил Амалицкий.
Свои исследования он начал с пестроцветных глин и песков в бассейне Волги и Оки. Вскоре ему посчастливилось сделать первую находку. Недалеко от Нижнего Новгорода он обнаружил множество ископаемых раковинок антракозий — моллюсков, родственных нашим речным беззубкам. Амалицкий сравнил эти раковинки с раковинками таких же моллюсков, найденными в пермских отложениях Южной Африки. Сходство было полным, словно обладатели тех и других раковинок жили вместе. Но южноафриканские моллюски были пресноводными. Значит, антракозии, жившие в пермское время на территории нынешнего Поволжья, обитали в пресной воде. Отсюда следовал вывод: не все озера пермских континентов были горько-солеными, как это утверждал Мурчисон; среди них были водоемы и с пресной водой.
Находка пресноводных пермских моллюсков положила начало замечательным исследованиям Амалицкого, осветившим этот загадочный период истории Земли.
В последующие годы учёный совершил поездку на север, в Вологодскую и Олонецкую губернии. Исследуя верхнепермские отложения северо-востока России, Амалицкий нашел, кроме раковинок антракозий, также мелких ископаемых ракообразных эстерий и отпечатки папоротникообразных растений. Точно такие же ископаемые остатки содержали в себе пермские материковые отложения Южной Африки. Становилось очевидным, что органический мир в верхнепермское время был одинаков на этих столь удаленных друг от друга областях суши.
Ландшафт пермского периода.
Но на южных материках был в пермском периоде богатый животный мир. Во множестве жили там звероподобные пресмыкающиеся и земноводные.
Значит, можно было ожидать, что и на севере будут найдены кости ископаемых животных, подобных южноафриканским.
«Нужны систематические поиски. Они докажут, что северные материки вовсе не были в пермское время безжизненными пустынями», — пришёл к твёрдому убеждению Амалицкий.
Утверждения Амалицкого о сходстве жизни на северных и южных материках в эпоху пермского периода показались его современникам фантастическими. Ему было отказано в ассигнованиях на экспедицию. Тогда Амалицкий решил производить поиски на свои собственные скромные средства. Но где надо искать эти предполагаемые остатки животных пермского времени? Конечно, в первую очередь в верховьях Северной Двины, где так много пермских отложений, легко доступных для обследования в обрывистых склонах крутых берегов.
Летом 1895 года учёный отправился на лодке в свое первое плавание вдоль северодвинских берегов. Его сопровождала жена — верная спутница в путешествиях.