Палеогеография 

 

учебник по курсу Историческое землеведение - палеогеография...

 

Палеогеографические реконструкции используют, как правило, разнообразные данные палеонтологии. Живые организмы хорошо-адаптированы к среде их обитания и обладают коррелятивно связанными со средой реально наблюдаемыми признаками, что позволяет решать обратную задачу - по таксономическому составу и характерным морфологическим особенностям восстанавливать основные параметры палеогеографической обстановки. Важнейшее значение палеонтология имеет для палеоклиматологии, которая базируется на совокупности седиментологических и палеонтологических данных, интерпретируемых в терминах среды.

При решении задач частной палеогеографии палеонтологический метод позволяет прежде всего надежно распознавать морские и континентальные условия: многие организмы обитают только в морях или только на суше. Конечно, в природе происходит (и имел место в прошлом) перенос остатков морских организмов на сушу и наоборот. Однако такие процессы в значительных масштабах редки (особенно перенос на сушу), ограниченны и заметную роль играют лишь в отношении микрофоссилий - в первую очередь спор и пыльцы наземных растений, которые при переносе могут попадать и сохраняться даже в глубоководных морских отложениях. Аллохтонный характер подобных остатков, (обычно) легко устанавливается с помощью комплексного литолого-палеоэкологического анализа.

Особенно полно можно восстанавливать палеогеографическую обстановку морских бассейнов прошлого.

Во-первых, возможно определение солености водной среды. Так как некоторые морские организмы почти не переносят понижения солености (большинство иглокожих, головоногие моллюски, кораллы и др.), то палеоэкологический анализ позволяет достаточно надежно установить ее вероятный диапазон. В качестве индикатора солености могут выступать и некоторые морфологические особенности организмов.

Например, у двустворчатого моллюска Cerastoderma edule среднее число ребер на раковине зависит от солености, так что возможно определение последней с точностью ±1,5% [386]. Имеются указания о том, что форма ситовидных пор раковин некоторых остракод изменяется в зависимости от солености (преобладание круглых пор служит признаком низкой солености, продолговатых - высокой). На этой основе сделана попытка оценить соленость позднемиоценового мессинского палеобассейна на Ближнем Востоке [2178].

Во-вторых, палеэкология обеспечивает уверенное определение температурного режима древних бассейнов. В дополнение к качественным результатам анализа, который основывается на принадлежности таксонов к определенному биогеографическому поясу (или другому биохорию), контролируемому климатом, в ряде случаев можно получить более точные цифры. Для этого используют изменения размеров раковин некоторых планктонных фораминифер [1717] и направления их навивания [507], а также устойчивый сдвиг величины личиночной раковины у ряда видов двустворчатых моллюсков при повышении температуры [1808]. Определение палеотемператур возможно и по продолжительности жизни морских моллюсков, устанавливаемой с помощью склерохронологии [479].

Метод изотопной палеотермометрии использует в качестве показателя температурного режима изотопный состав кислорода органогенных карбонатов [1045]. Хотя начальный период некритического отношения к этому методу прошел (ограничения - зависимость изотопии кислорода от солености; биологическое фракционирование изотопов; диа- и эпигенетические изменения изотопного состава), в совокупности с изотопным анализом углерода он продолжает оставаться важным источником палеоокеанологической информации [1353, 1969]. Например, таким способом удалось установить существенное различие температурного режима придонных вод современного и позднемелового - раннепалеогенового океанов. Оказалось, что в доолигоценовое время разница поверхностных и придонных температур составляла лишь около 10°С (ныне 20°С), т. е. океан был теплым. Известны попытки применения в тех же целях так называемого кальций-магниевого метода, в рамках которого температура среды обитания вычисляется по содержанию магния в органогенных карбонатах [530, 1245], хотя теоретическое обоснование метода пока отсутствует (см. 2.6).

В-третьих, можно оценить, а в ряде случаев вполне точно охарактеризовать глубины морских бассейнов прошлого. В частности, присутствие в осадочных толщах автохтонных остатков различных водорослей (например, зеленых или красных), которые нуждаются для своего существования в достаточном количестве света, определенно указывает на накопление осадков в пределах афотической, сравнительно мелководной зоны. Присутствие скелетов герматипных склерактиний и других животных, имеющих симбиотические зооксантеллы (например, крупных фораминифер), однозначно свидетельствует о крайней мелководности среды седиментации. Иногда в качестве показателя малых глубин рассматривают любые органогенные постройки без учета характера биогермообразователей и седиментологических данных о среде формирования вмещающих толщ. Однако такие постройки могут возникать и на сравнительно больших глубинах и развиваться на значительно более высоких широтах, чем тропический пояс рифообразования [616]. Для определения палеоглубин используется также соотношение некоторых микрофоссилий - например, раковин планктонных и бентосных фораминифер [331]. Чем выше процентное содержание планктонных фораминифер, тем больше глубина формирования содержащих эти микрофоссилии пород. Однако из-за посмертной транспортировки раковин бентосных фораминифер из прибрежного мелководья вниз по континентальному склону в область преимущественного накопления планктонных форм и из-за более легкого растворения раковин планктонных фораминифер на больших глубинах, а также по ряду других причин результаты подсчетов не всегда могут интерпретироваться однозначно.

Среди представителей каждой (даже вымершей) крупной систематической группы организмов путем биофациального анализа и с учетом всех доступных геологических данных для многих временных интервалов эмпирически выявлены как относительно мелководные, так и относительно глубоководные таксоны. Так, в палеогеографических реконструкциях широко применяются модели глубинного распределения конодонтов [57] и остракод [1407]. В последнее время для определения палеоглубин начали успешно использовать соотношения в выборках различных групп бентосных фораминифер [2312].

Ни один из рассмотренных методов выяснения глубин- древних бассейнов, взятый в отдельности, не является достаточно надежным. Только совместные палеоэкологический (синэкологический) и седиментологический анализы с использованием всего спектра данных о систематическом составе населения палеобассейна, особенностях образа жизни и захоронения и пространственном распределении сообществ позволяют достаточно уверенно разграничивать батиметрические зоны и реконструировать топографию морского дна. Таким образом, в частности, была восстановлена батиметрия склона среднеордовикского Таконского желоба [2391].

В-четвертых, данные палеобиогеографии дают возможность реконструировать систему древних океанских течений [1126]. Задачи динамической палеогеографии [1114] могут решаться также путем использования в качестве показателя донных течений ориентировки скелетных остатков различных организмов [1243]. Этим способом иногда удается определить также скорость и направление течения, выявить следы волнений и тем самым наметить положение береговой линии.

Наконец, палеонтологическая информация позволяет получить представление о газовом режиме палеобассейнов, установить периоды аноксии и стагнации. В частности, такое "безкислородное событие", имевшее место в позднем мелу на рубеже сеноманского и туронского веков, довольно хорошо прослежено с помощью палеоэкологического анализа [724, 2020].

Применение новой методики, учитывающей связь строения раковин остракод с температурой придонных вод и их насыщенностью кислородом [1326], сделало возможным восстановление режима циркуляции водных масс в Атлантическом океане на протяжении кайнозоя [1526].

Восстановление истории древних озерных водоемов, особенностей климата и ландшафта окружающих их территорий немыслимо без опоры на палеонтологические материалы. Особенность озерных тафоценозов - присутствие многочисленных остатков организмов (насекомых, птиц, наземных растений и позвоночных), обитавших на окружающей суше. Это позволило, в частности, охарактеризовать важные черты ландшафта, окружавшего юрское Каратауское озеро [448], а также раннемеловое озеро Манлай в МНР [854].

Появление и исчезновение сухопутных мостов между материками (типа современного Панамского перешейка или древней Берингии) также могут быть прослежены по палеонтологическим данным, с помощью которых фиксируются волны миграций или прекращение обмена морскими фаунами.

Многообразны сферы приложения палеонтологии в палеоклиматологии. Характерный для Земли солярный климат, который определяет существование климатической зональности и широтного климатического градиента, в то же время обусловливает в целом зональный характер основных современных и древних биогеографических подразделений (см. 5.1). Это позволяет проводить климатическое районирование поверхности земного шара по организмам.

Современные карты климатов в качестве границ климатических подразделений фактически используют рубежи смены биот (фито- и зооценозов), которые выявляют долгодействующие климатические факторы.

Особенно чувствительны к изменениям климата растительные сообщества, информация о которых обычно хорошо сохраняется в геологической летописи и позволяет фиксировать вековые и более длительные климатические колебания. Комплексы позднекайнозойских насекомых, по своему составу почти не отличающиеся от современных, во многих случаях дают не менее точную информацию о характере климата и локального ландшафта, чем спорово-пыльцевой метод [488, 720].

Сохранившаяся в донных осадках океанов непрерывная запись климатических флуктуации расшифровывается путем всестороннего анализа фаунистических комплексов, соотношения тепловодных и холодноводных элементов, изотопного состава кислорода и углерода в карбонатных скелетах планктонных и бентосных организмов [46, 1309].

Хотя исключительная роль палеонтологии в палеогеографии и палеоклиматологии очевидна, тем не менее далеко не во всех случаях сложившиеся подходы и методы дают однозначные и подтверждающиеся другими независимыми способами результаты. Это объясняется прежде всего условностью актуалистических экстраполяций, когда место и обстановка обитания современных представителей какой-то группы приписываются и всем вымершим ее представителям. Определенное негативное влияние оказывают также неполнота палеонтологической летописи [1171], разнобой в систематике [1172], трудности морфофункционального анализа, функциональный полиморфизм органов и структур.

Палеобиогеографические исследования также указывают на неизбежность определенной пространственной ограниченности любых биостратиграфических подразделений (см. 5.1). Их распространение в значительной степени контролируется характером биогеографической дифференциации морских и наземных биот, которая испытывала непрерывные изменения на протяжении всей геологической истории [608, 680]. В то же время даже столь дробные подразделения, как зоны и подзоны, если они основаны на имеющих обширные географические ареалы планктонных и нектонных формах, могут рассматриваться практически как планетарные, поскольку охватывают от половины до трех четвертей земной поверхности [675].

  

К содержанию: «Современная палеонтология»

 

Смотрите также:

 

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ  геология с основами палеонтологии