Въ первое время существованія науки геологіи, свѣдѣнія о каменноугольной формаціи были весьма незначительны. Такъ, объясненіе происхожденія каменнаго угля основывали на слѣдующемъ, повторяющемся и въ наше время фактѣ. Замѣчено было, что большія рѣки, въ особенности такія, какъ напр., нѣкоторыя изъ американскихъ, по которымъ движеніе незначительно, уносятъ съ собою плоты изъ обломковъ деревьевъ и разнаго рода растеній. Плоты эти идутъ въ море, гдѣ они разбиваются, опускаются на дно и затѣмъ разлагаются.
Предполагали, что то же было и въ каменноугольную эпоху, и это мнѣніе держалось до послѣдняго времени, когда знаменитый естествоиспытатель Адольфъ Броньяръ изслѣдовалъ ископаемыя растенія, замѣчательнымъ образомъ расположенныя въ копи Трель, въ Сентъ-Этьенѣ.
Броньяръ нашелъ, что эти гигантскія деревья принадлежали къ роду каламитовъ, о которыхъ мы уже говорили. Ихъ было около десяти совершенно сохранившихся, и что особенно замѣчательно, въ вертикальномъ положеніи. Казалось они постоянно углублялись въ осѣдавшую почву, сохраняя при томъ свое первоначальное положеніе, т. е. то, которое они имѣли при жизни. Тогда вспомнили, что подобные же факты были уже давно извѣстны въ Англіи, въ копяхъ которой встрѣчаются многочисленные тому примѣры. Такъ, въ Бристольскомъ и Ньюкастльскомъ бассейнахъ находятъ множество такихъ ископаемыхъ деревьевъ. Почти всегда ихъ основаніе покоится на угольномъ пластѣ; стволъ ихъ по большей части состоитъ изъ угольной оболочки, внутри которой находится стержень изъ песчаника. Кора сохранила свою форму, даже перейдя въ состояніе угля, а внутреннія частицы, послѣ многочисленныхъ измѣненій, уступили свое мѣсто минеральнымъ веществамъ изъ окружающей почвы.
Фактъ этотъ въ связи съ нѣкоторыми другими, открытыми около того же времени, пролилъ новый свѣтъ на занимающій насъ вопросъ.
Такъ, великій геологъ Ляйель разсказываетъ, что въ 1844 г., близь Вальвергамптона, въ Англіи, раскапывая почву, нашли цѣлый зарытый во внутренности земли лѣсъ. Составлявшія его деревья имѣли до 3-хъ метровъ въ окружности и, по большей части, сохранили свои корни. Любопытство заставило продолжать раскопки, и вскорѣ былъ открытъ другой подобный же лѣсъ, а за тѣмъ еще третій, подъ двумя предъидущими. Впослѣдствіи сдѣланы были подобныя же наблюденія во Франціи -- на берегахъ Бретани, Шотландіи и въ Соединенныхъ штатахъ.
Не всѣ угольныя копи заключаютъ въ себѣ деревья, въ вертикальномъ положеніи вросшія въ послѣдовательные слои. Большею частію они состоятъ изъ горизонтальныхъ слоевъ угля, поперемѣнно съ слоями песчаника и вещества, называемаго сланцемъ, имѣющаго листовое сложеніе. Въ этихъ почернѣвшихъ, отъ продолжительнаго соприкосновенія съ углемъ, песчаникахъ и сланцахъ, мы находимъ замѣчательно тонкіе и правильные отпечатки всѣхъ растеній каменноугольной эпохи. Самыя тонкія жилы, самые нѣжные арабески, мельчайшія подробности, словомъ все произведено въ этихъ отпечаткахъ съ самою строгою точностью.
Особенно замѣчательны въ этомъ случаѣ сланцы. Почти каждый листъ, который отдѣляютъ онъ нихъ для выдѣлки аспидныхъ досокъ, имѣетъ различный отпечатокъ. Они представляютъ собою гигантскій, устроенный самою природою гербарій, въ которомъ человѣкъ находитъ слѣды всѣхъ исчезнувшихъ видовъ. Отпечатки эти до того совершенны, что Броньяръ, посредствомъ одного ихъ изслѣдованія, могъ установить классификацію растеній каменноугольнаго лѣса, могъ въ точности опредѣлить характеристическіе признаки каждаго изъ нихъ и доказать соотношеніе ихъ съ существующими видами.
Таковы разнородные, постепенно изслѣдовавшіеся факты, сопоставляя которые, можно вывести раціональное объясненіе образованія каменнаго угля. Двумъ французскимъ геологамъ Эли-де-Бомону и Броньяру, первымъ принадлежитъ честь составленія теоріи, по всей вѣроятности истинной. Мы изложимъ ее въ нѣсколькихъ строкахъ.
Первое слѣдствіе, выведенное учеными изъ существованія послѣдовательныхъ слоевъ, было то, что эти разнообразныя измѣненія должны были произойти въ періодъ относительнаго покоя нашей планеты, когда почва только что начала отвердѣвать, увеличиваясь въ то же время въ толщину. Въ обширныхъ и многочисленныхъ болотахъ, покрывавшихъ землю, развивалась густо растущая, великолѣпная растительность, о которой мы говорили въ первой главѣ. Съ теченіемъ времени собирались подъ водой остатки папоротниковъ, плауновъ, сигиллярій и проч., которые образовали плотные и толстые слои. Дожди были часты и обильны. Стремительно падая на глинистыя скалы, они постепенно разрушали ихъ, унося съ собой ихъ обломки, которыми наполнялись переполненныя дождевою водой болота.