Информационная система

Дэна Джеймс Дуайт (Dana, James Dwight) (1813-1895)

американский геолог, минералог и зоолог

Джеймс Дуайт Дэна родился 12 февраля 1813 г. в г. Ютика (штат Нью-Йорк, США). От отца, который держал магазин скобяных товаров, унаследовал знание инструментов. Мать передала мальчику любовь к музыке (Natland, 2003). В раннем детстве он стал собирать горные породы, окаменелости, растения и насекомых и создал настоящий кабинет, где хранил свои сокровища (Fenton C., Fenton А., 1952).

После школы в Ютике Дж. Дэна выбрал для продолжения образования Йельский колледж, где читал лекции учитель многих американских геологов Б. Силлиман. С 1830 г. под его руководством Дж. Дэна изучал азы науки и занимался исследовательской работой. Он отлично учился по всем предметам, проявил большой интерес к минералогии и незаурядные успехи в математике.

В то время выпускники американских институтов имели весьма ограниченный выбор карьеры – юриспруденция, геология и медицина. Путь к естественным наукам многие начинали как медики или стремились на стажировку в европейские научные центры. Но Дж. Дэна принял другое решение. Блестящие успехи в математике и хорошие рекомендации педагогов позволили ему добиться назначения на должность преподавателя Военно-морского флота США. В 1833 г. он сдал последние экзамены в Йельском колледже и получил степень бакалавра искусств. На борту судна «Дэлавер» Дж. Дэна обучал курсантов математике и участвовал в походе по Средиземному морю, побывал во Франции, Италии, Греции и Турции. Восхождение на Везувий в 1834 г. настолько впечатлило натуралиста, что он послал в Америку материал для первой статьи «On the condition of Vesuvius in July, 1834» (1835). На борту судна Дж. Дэна проводил биологические исследования. Он хотел поехать в Париж, чтобы встретиться с Ж. Кювье и заняться наукой, но обязательства старшего сына перед семьей заставили его в 1834 г. вернуться на родину. Поворотом в его судьбе стало предложение Б. Силлимана занять должность его ассистента в Йеле. Дж. Дэна ответил, что в стране нет лучшего места для занятия наукой, чем Нью-Хэвен, штат Коннектикут (Gilman, 1899), и до конца жизни не изменил этого мнения.

Два года, проведенные в Йельском колледже, были очень продуктивными. Дж. Дэна изучал минералогические коллекции, работал в химической лаборатории, участвовал в деятельности университетского научного общества. Начал работу над химической классификацией минералов, которая сначала не встретила понимания у Б. Силлимана. И в 1835 г. Дж. Дэна решил изложить идею включения в классификацию двухкомпонентых соединений на суд самого компетентного арбитра – Я. Берцелиуса. В ожидании ответа Дж Дэна усиленно работал над книгой. Письмо из Швеции пришло почти через год (осенью 1836 г.) (Gilman, 1899). Мэтр воспринял аргументы молодого коллеги и поддержал его начинание.

В это время Дж Дэна уже завершал работу над книгой «System of mineralogy...», которая была опубликована в 1837 г. Его классификация основана на естественных соотношениях химического состава минералов и формой кристаллов. Опыт предшественников (Р. Аюи, Ф. Мооса, К. Наумана) сочетается с разработкой теории кристаллогенезиса и математической кристаллографией. Дж. Дэна постоянно совершенствовал свою систему, и только в четвертом издании 1854 г. она стала по настоящему химической классификацией. Пятое издание «System of mineralogy» (1868), которое содержит описания минеральных видов, – поистине уникальный по объему и значению труд, получивший мировое признание. За эту работу Университет Мюнхена присвоил американскому ученому степень доктора философии (Gilman, 1899). В шестом издании 1892 г. он выделил по типам анионов самородные элементы, сульфиды, сульфосоли, окислы, галогениды, оксиды, оксосоли, соли органических кислот, углеводороды. В основу более дробного подразделения были положены соотношения между катионами и анионами.

Сокращенный вариант главного труда Дж. Дэна – «Manual of mineralogy» (1848) пользовался большой популярностью и выдержал четыре издания (1848-1887). Разработанная им классификация на долгие годы стала руководством для минералогов всего мира. Труд был переведен на многие языки.

В 1820 г. экспедиция Ф.Ф. Беллинсгаузена и М.П. Лазарева нанесла на карту мира новый материк, и Соединенный Штаты Америки первыми оценили значение великого географического открытия. Дж. Дэна воспользовался шансом повторить путь Ч. Дарвина. По совету А. Грея, включенного в состав научной группы исследователей (и в последний момент отказавшегося от путешествия), в 1836 г. он принял предложение участвовать в работе первой американской океанографической экспедиции под руководством капитана Ч. Уилкса (1838-1842 гг.). Военно-морское ведомство направило шесть кораблей в Тихий океан и к Южному континенту для проведения геологических и биологических исследований (Natland, 2003).

Маршрут пролегал вдоль берегов Бразилии и Патагонии к островам южной части Тихого океана – Таити, Самоа. Экспедиция достигла Австралии, в 1840 г. совершила американское «открытие» Антарктиды. Затем через Новую Зеландию, острова Фиджи, Сэндвичевы, Гавайи корабли прошли у северо-западных берегов Америки в порт Сан-Франциско (1842). Возвращались в Нью-Йорк через Филиппины, Сингапур, мыс Доброй Надежды и Атлантику. Почти четыре года провел на борту судна «Peacock» геолог экспедиции Дж. Дэна (Gilman, 1899).

По возвращении он занялся обработкой материалов. В 1842-1844 гг. жил в Вашингтоне, добиваясь разрешения на публикацию отчетов экспедиции, затем вернулся в Нью-Хэвен. В 1844 г. Дж. Дэна женился на дочери Б. Силлимана и после выхода учителя и тестя на пенсию сменил его на посту профессора естественной истории и геологии Йельского университета. В 1864 г. Дж. Дэна получил профессуру геологии и минералогии, вышел в отставку по состоянию здоровья в 1890 г.

Результаты кругосветного путешествия Дж. Дэна опубликовал в трех отчетах. Двухтомная монография о зоофитах вышла в 1846 г., геологическая часть опубликована в 1849 г., труд о ракообразных в двух частях увидел в свет в 1853 и 1854 гг.

Во время плавания Дж. Дэна проделал огромную работу и получил впечатляющие результаты. Уникальный материал содержался в книгах о зоофитах и в геологическом отчете. Центральное место в описаниях Дж. Дэна отводилось кораллам. Теорию происхождения коралловых рифов и атоллов Ч. Дарвин и Дж. Дэна создавали практически одновременно и пришли к сходным результатам. Они никогда не встречались, но переписывались многие годы. Дж. Дэна считал, что выводы Ч. Дарвина проливают свет на механизм рифообразования. В свою очередь английский ученый был в восторге от поддержки, которую его теория получила в описаниях коралловых атоллов и рифов Дж. Дэна. Кроме того, Ч. Дарвин отметил важность установленной Дж. Дэна связи между вулканической активностью и прекращением роста кораллов (Gilman, 1899). В 1890 г. вышла отдельная публикация Дж. Дэна о кораллах и коралловых островах «Corals and сoral islands». Из-за болезни он не мог быстро отреагировать на главную публикацию Ч. Дарвина «Origin of species» (1859). Однако страницы журнала «American Journal of Science and Arts», который редактировал Дж. Дэна, были открыты для публикаций А. Грея в поддержку эволюционной теории. Только при издании учебника геологии «Manual of geology» 1874 г. Дж. Дэна высказался весьма осторожно о необходимости дальнейшего изучения видовой изменчивости.

Установление границ распространения кораллов в зависимости от температуры воды и морских течений, а также выявление коралловых построек ниже глубины 180 футов (нижней границы коралловых рифов) привели Дж. Дэна к выводу о влиянии движений земной коры на кораллобразование – чем активнее тектонические движения, тем меньше размер кораллов.

В исследовании о ракообразных Дж. Дэна одним из первых провел биогеографическое районирование. Географическое распределение видов Дж. Дэна связывал с миграцией или локальными актами творения. Для объяснения изменчивости видов он предложил детерминистскую теорию цефализации («On cephalization», 1863). По Дж. Дэна, в истории Земли мозг живых существ постоянно увеличивался и стал управлять телом.

Дж. Дэна собрал обширнейший материал по вулканическим островам  (Самоа, Таити, Гавайи) и представил вулканизм как индикатор процессов, происходящих в земных недрах. Места наиболее глубокого погружения океанического дна он связал с самыми горячими точками охлаждающейся Земли. Интенсивная контракция приводила к крупным надвигам на континент и горообразованию. В геологическом отчете Дж. Дэна уже содержались основные положения его гипотезы: линейное расположение вулканических островов и их связь с прибрежными рифами; различия в строении океанов и континентов и их постоянство в геологической истории; приуроченность горных систем к континентальным окраинам и их концентрическое расположение вокруг древнего ядра североамериканского континента.

После Г. Лейбница (1691) к идее контракции Земли обращались Г. Де ла Бич, Л. Эли де Бомон, Ч. Лайель, К. Прево. В 1847 г. Дж. Дэна опубликовал сразу несколько статей на эту тему, в том числе «Geological results of the earth's contraction in consequence of cooling». Полностью концепция Дж. Дэна изложена в учебнике «Manual of geology; treating of the principles of the science with special reference to American geological history» (1862). Как сокращенный вариант он опубликовал руководство «Text book of geology» (1864). Каждая из книг выдержала по четыре издания, но наибольшей популярностью пользовался «Manual of geology» – учебник общей геологии с акцентом на геологическую историю Америки.

В книге четко сформулировано геологическое кредо автора. Процессы, формирующие поверхность планеты, связаны с контракцией. В результате неравномерного охлаждения возникли крупные неровности земной поверхности, проявлялись эпейрогенические и орогенические движения. Континенты и океаны – перманентны. Окраины континентов, острова и горные системы – области наибольшей тектонической активности. Границы геологических периодов отбиваются катастрофическими событиями в неорганической и органической истории Земли, обусловленными неравномерностью контракции. Главный принцип стратиграфических реконструкций Дж. Дэна – не ископаемые остатки служат для определения порядка напластований, а горные породы свидетельствуют о последовательности накопления органического материала. Именно с легкой руки Дж. Дэна геологические формации получили привязку к этапам геологической истории, единой для континентов и океанов, причем одной из важнейших задач геологии «является, по возможности, точное установление параллелизма между периодами и эпохами, выделенными на каждом континенте» (Dana, 1863, p.128).

Сравнивая геологию Скалистых гор запада США и систему Аппалач на востоке (1863), Дж. Дэна не мог пройти мимо заключения Дж. Холла о приуроченности горных систем к областям мощного осадконакопления (1859). Выводам коллеги Дж. Дэна посвятил работу 1866 г. о происхождении неровностей земной поверхности «Observations on the origin of some of the Earth's features».

В 1873 г. Дж. Дэна опубликовал две статьи о контракции Земли и происхождении горных систем (Dana, 1873a; 1873b). Эти публикация считаются классическими в истории самой популярной тектонической гипотезы. Дж. Дэна начал с разделения земной коры на континентальную и океаническую, которая еще не затвердела и испытывает наибольшую контракцию. Он согласился с Дж. Холлом, что образование мощных толщ осадков происходит в длительные периоды покоя и слабых колебательных движений, и поместил эти зоны на окраины континентов. На границе с океаном континентальная кора испытывает наибольшие колебания мощности – после погружения и накопления осадочной толщи наступает этап поднятия, интенсивной складчатости, дизъюнктивных нарушений. Возникают высокие горные цепи.

Для областей мощного осадконакопления, установленных Дж. Холлом, Дж. Дэна предложил термин «геосинклиналь» («geosynclinal» – греч. прогиб в земной коре). Горообразование в результате геосинклинальной складчатости –моногенетический кряж, по Дж. Дэна, – лишь одна из стадий длительного процесса орогенеза, в котором решающую роль играет геоантиклинальное поднятие. Дж. Дэна – автор терминов «геоантиклиналь», «антиклинорий», «синклинорий». Предложенная им модель тектогенеза нашла многочисленных последователей и в 1900 г. была сформулирована в виде учения о геосинклиналях Э. Огом.

Дж. Дэна опубликовал более 200 научных работ. Исследователи его научного наследия отмечают удивительную созвучность идей американского геолога с современными тектоническими представлениями – «горячие точки» и образование вулканических островов, континентальные окраины и аккреция (Natland, 2003).

Научные заслуги Дж. Дэна получили достойное признание на родине. В 1836 г. он был избран корреспондентом Академии естественных наук Филадельфии. В 1857-1858 гг. – президент Академии наук и искусств штата Коннектикут. В 1863 г. вошел в число членов-учредителей Национальной академии наук США.

В 1854 г. Дж. Дэна был избран президентом Американской ассоциации развития науки. С 1889 г. состоял членом Геологического общества Америки, вице-президент в 1889 г., в 1890 г. был избран президентом Общества.

В 1892 г. Дж. Дэна была присуждена премия Уокера Бостонского общества естественной истории. Почетный доктор Гарвардского университета (1886 г.).

Американский геолог вошел в состав Баварской академии наук в 1854 г., избран почетным членом в 1886 г. В 1855 г. стал членом-корреспондентом Королевской академии наук в Берлине. В 1872 г. получил степень доктора философии Университета Мюнхена.

Почетный член Королевского общества Эдинбурга с 1858 г., почетный доктор Университета Эдинбурга (1889 г.). Дж. Дэна был удостоен медали Копли Королевского общества Лондона в 1877 г., избран членом Общества в 1884 г. С 1851 г. – член Геологического общества Лондона, награжден медалью Волластона в 1872 г. Почетный член Минералогического общества Великобритании и Ирландии (1877 г.).

Дж. Дэна был избран корреспондентом по анатомии и зоологии Академии наук Института Франции в 1873 г. и иностранным членом Академии Линчеи в Риме (1877 г.).

В 1882 г. Королевское общество Нового Южного Уэльса наградила Дж. Дэна медалью Кларка.

Он стал первым американским геологом в составе Императорской Санкт-Петербургской академии наук. Избран членом-корреспондентом по разряду физики и химии Физико-математического отделения 5 декабря 1858 г. (Протоколы ОС ИАН, 1858, № XVI,  § 166).

С 1885 г. Дж. Дэна – почетный член Императорского Минералогического общества в Санкт-Петербурге.

Система Дж. Дэна была очень популярна в России. Работая над ней, американский минералог использовал данные Н.И. Кокшарова и П.В. Еремеева, которые вошли в книгу, опубликованную отцом и сыном Дэна «The system of mineralogy..., 1837-1892». Трехтомная монография выдержала семь изданий. На русском языке была опубликована в 1949-1954 гг.

В «Горном журнале» за 1875 г. была напечатана одна из статей Дж Дэна 1873 г. под названием «О некоторых результатах контракции Земли от охлаждения и включая дискуссию о происхождении гор и свойствах внутренности Земли». Термин «геосинклиналь» и обзор концепции Дж. Дэна, прозвучали впервые в курсе геологии, который И.В. Мушкетов читал в Горном институте (Мушкетов, 1880).

Нашло отклик в России и положение Дж. Дэна о цефализации: «Научное знание, проявляющееся как геологическая сила, создающая ноосферу, не может приводить к результатам, противоречащим тому геологическому процессу, созданием которого оно является. Это не случайное явление – корни его чрезвычайно глубоки. Этот процесс связан с созданием человеческого мозга. В истории науки он был выявлен в форме эмпирического обобщения глубоким американским натуралистом, крупнейшим геологом, зоологом, палеонтологом и минералогом Д. Дана» (Вернадский, 1977, с. 19).

Ч. Дарвин в «Origin of species» (1859) отметил вывод Д. Дэна о том, что «ракообразные Новой Зеландии стоят ближе к ракообразным Великобритании, своему антиподу, чем к ракообразным какой-либо другой части света» (цит. по: Дарвин, 2001, с. 335). Это явление, названное впоследствии «биполярностью» (распространение организмов в холодных и умеренных поясах Северного и Южного полушария при отсутствии таковых в тропиках), получило объяснение в трудах Л.С. Берга, назвавшего в 1936 г. вывод Дж. Дэна одной из важнейших зоогеографических идей (Берг, 1956).

Дж. Дэна не отличался завидным здоровьем. В 1869-1870 гг. жестокая лихорадка заставила его отказаться от чтения лекций. Выздоровление шло медленно, и в 1890 г. Дж. Дэна вынужден был оставить Университет.

Скончался Джеймс Дуайт Дэна 14 апреля 1895 г. в Нью-Хэвене, похоронен там же. На церемонии прощания присутствовали члены его большой семьи, коллеги, студенты. Соболезнования выразили многие ведущие ученые и друзья Дж. Дэна, в том числе Дж. Пауэлл, Ч. Уолкотт, В. Линдгрен, Ч. Шухерт, А. Гики, а также научные общества США и Европы (Gilman, 1899).

На заседании Физико-математического отделения Императорской Санкт-Петербургской академии наук П.В. Еремеев с горечью сообщил присутствующим о «тяжелой и невозвратимой потере для науки замечательного ученого, чьи главнейшие труды даже невозможно перечислить» (Еремеев, 1895, с. 32).

В 1899 г. был опубликован биографический труд «The life of James Dwight Dana: scientific explorer, mineralogist, geologist, zoologist, professor in Yale University». В книгу включена переписка ученого, которая свидетельствует о присутствии у него еще одного дара – умения описывать научные факты литературным языком.

В честь Дж. Дэна назван минерал даналит Fe₆[Si₂(BeSiO₄)₆], один из кратеров на Марсе и элемент лунного рельефа. Пик на обращенном к океану склоне гор Сьерра Невада носит имя Дж. Дэна. В 1998 г. Минералогическое общество Америки учредило премию в честь отца и сына Дэна – медаль Дэна.

И.Г. Малахова, Г.П. Хомизури

Литература

Берг Л.С. Чарлз Дарвин как зоолог // Избр. труды. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1956. С. 113-136.

Вернадский В.И. Размышления натуралиста: Научная мысль как планетарное явление. Кн. 2. М.: Наука, 1977. 191 с.

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь: 2-е изд., дополн. / Пер. с 6-го изд. (Лондон, 1872). СПб.: Наука, 2001. 568 с. (Сер. «Классики науки»).

Еремеев П.В. Джемс Двайт Дана: Некролог // Зап. СПб. минерал. об-ва. 1895. Ч. 33. Проток. С. 1032-1033.

Мушкетов И.В. Курс геологии, читанный в Горном институте. СПб.: Ф. Радлов и А. Кокшаров, 1880. [4], 773, [3] с.

Протоколы ОС ИАН, 1858 // ПФА РАН. Фонд 1. Оп. 1а. Д. 98.

Dana J.D. Manual of geology: treating of the principles of the science with special reference to American geological history, for the use of colleges, academies, and schools of science. Philadelphia: Bliss, L.: Trübner, 1863. XVI, 798 p. 

Dana J.D. On some results of the Earthۥs contraction from cooling, including a discussion of the origin of mountains, and the nature of the Earthۥs interior // Am. J. Sci. and Arts. Ser. 3. 1873a. Vol. 5. N 30; Vol. 6, N 31/33.

Dana J.D. On the origin of mountains // Ibid. 1873b. Vol. 5. N 29. P. 347-350.

Fenton C.L., Fenton A.F. Giants of geology. N.Y.: Doubleday, 1952. 334 p.

Gilman D.C. The life of James Dwight Dana: scientific explorer, mineralogist, geologist, zoologist, professor in Yale University. N.Y.: Harper, 1899. xii, 409 p. URL: http://www.archive.org/stream/cu31924012131136/cu31924012131136_djvu.txt

Natland J.H. James Dwight Dana. (1813-1895): Mineralogist, zoologist, geologist, explorer // GSA Today. 2003. Febr. P. 20-21.