ДРЕВНИЙ КЛИМАТ

Неоген, Неогеновый период

Климатические условия позднего кайнозоя

Неогеновый период (22,5—1,2 млн. лет).

Существенное влияние на климат неогена оказали абсолютное господство континентальных условий на материках, резко выраженные контрасты наземного рельефа, наличие высоких и протяженных орографических рубежей, сокращение размеров Арктического бассейна и его относительная изоляция, уменьшение площади Средиземного моря и ряда других окраинных морей. Выявляются три основные тенденции эволюции климатов неогена: 1) прогрессирующее похолодание, распространявшееся от высоких широт, и появление ледовитости в полярных областях; 2) существенное обострение температурных контрастов между высокими и низкими широтами; 3) обособление и резкое преобладание континентальных климатов.

Хотя миоценовая эпоха характеризуется существенной динамичностью развития климатических условий и для отдельных регионов даже намечаются периоды повышения и понижения температур, однако, исходя из того, что корреляция природных событий не везде и не всегда достаточно объективна и возможна, для миоценовой эпохи составлена только лишь одна карта, соответствующая примерно миоценовому оптимуму, который условно выделяется в конце раннего и начале среднего миоцена.

В миоцене тропический пояс фиксируется по распространению латеритных покровов, латеритных и ферриаллитных кор выветривания, высокомагнезиальных органогенных и оолитовых известняков. эвапоритов, тропического комплекса фауны (кораллы, коралловые полипы, орбитоиды, тропические виды двустворчатых и брюхоногих моллюсков) и характерных растительных ассоциации.

О температурных условиях тропического пояса можно судить в основном по качественным характеристикам, хотя для некоторых регионов (Австралия и Новая Зеландия, ряд районов Советского Союза) имеются определения абсолютных температур изотопным, магнезиальным и стронциевым методами. По данным Ф. Дормана и Е. Жилла [132], в первой половине миоцена температура среды обитания Chlamys, Glycymeris в шт. Виктория (Австралия) колебалась в пределах 16—20°С, а в позднем миоцене она снизилась до 13—16°С. Согласно И. Деверо [129, 130], в начале раннего миоцена в Австралии температура была 16°С, затем произошло ее повышение до 20—21 °С, но в позднем миоцене она снова понизилась до 15°С. В Закавказье средние годовые температуры среды обитания пресноводных и солоноватоводных моллюсков в раннем миоцене составляли 20—22°С, а в позднем — всего 15—16°С.

В пределах тропического пояса выделяются сектора аридного, переменно-влажного и равномерно-влажного климата ( 5.11). Положение аридного сектора (Средиземноморье, Ближний и Средний Восток) фиксируется но развитию соленосных и гипсоносных отложений, красноцветных карбонатов и гипсоносных континентальных красноцветов, эоловых песков, по значительному количеству палыгорскита и сепиолита в маломощных глинистых толщах, а также по распространению саванно-пустынной растительности.

В пределах переменно-влажного сектора наряду с формированием соленосных и гипсоносных отложений накапливались угленосные толщи (Западная Европа, юг Северной Америки), каолинитовые, бейделитовые и монтмориллонитовые глины, слабокарбонатные красноцветы и пестроцветы и произрастала своеобразная ассоциация растительности, сходная с саванной и жестколистными лесами современного Восточного Средиземноморья [80]. В саваннах, а в позднем миоцене в саванно-степных ландшафтах Центральной Азии и Южной Африки обитали носороги, антилопы, грызуны,гироконды, гиппарионы.

Область равномерно-влажного тропического климата характеризовалась формированием мощных латеритных покровов и лате- ритных кор выветривания. Они известны в Австралии (Гоув, Вейпа, Моск-Велли, Митчел-Плато), Африке (Гвинея, Сенегал, Нигерия), Америке (Орегон, Монтана, Ямайка, Гаити, Доминиканская республика, Гватемала, Коста-Рика, Суринам, долина р. Амазонки). В мелководных частях морских бассейнов наряду с накоплением высокомагнезиальных карбонатов и органогенных известняков формировались одиночные, береговые и атолловые рифы. Рифостроителями наряду с мадрепоровыми кораллами являлись разнообразные известковые водоросли, брахиоподы, двустворчатые моллюски и иглокожие.

Обилие органического вещества в континентальных бассейнах и прибрежных зонах морей способствовало образованию достаточно мощных угленосных толщ в Юго-Восточной Азии, США, Южной Америке, Австралии, Новой Зеландии. На низменностях росли влажные тропические леса, которые по своему составу и облику сходны с современными тропическими лесами. В пределах Центральной и Южной Америки и Юго-Восточной Азии выделяются ландшафты мангровых и вечнозеленых влажных лесов. Мангровые заросли, располагавшиеся вдоль океанического побережья, состояли из тропических папоротников, пальм, Rhizo- phora, Mimusopa.

В северных и южных частях тропического пояса в течение миоценовой эпохи в зависимости от климатических условий тип растительности существенно изменялся. В Новой Зеландии и в Австралии в начале миоцена флора носила тропический облик, но затем постепенно сменялась субтропической. Вечнозеленые представители постепенно вытеснились листопадными широколиственными. Причем во второй половине миоцена наряду с пальмовыми и тропическими папоротниками произрастали хвойные и широкое развитие получили южные буковые (Nothofagus fusca). Похолодание второй половины миоцеиа отразилось и на флоре Патагонии, где тропическая ассоциация сменилась субтропической [165]. Аналогичные изменения претерпели пограничные районы тропического и субтропического поясов Евразии [80].

В пределах субтропического пояса, который наиболее четко и обоснованно выделяется в северном полушарии, располагались области с равномерным и переменным увлажнением. В пределах областей равномерного увлажнения формировались угленосные толщи, песчано-глинистые и сероцветные карбонатные осадки, а выветривание носило фераллитный характер. На южных окраинах пояса происходило образование каолинитовых кор выветривания, а в районах, испытывающих влияние аридного климата глино- образование и аутигенное минералообразование в значительной степени ослабевают. В ряде мест, как в корах выветривания, так и в континентальных осадках, образованных за счет переотложения продуктов выветривания, каолинит замещается монтмориллонитом.

Природные условия субтропического пояса в течение миоцена испытывали наибольшие изменения, с одной стороны, под влиянием наступающего похолодания, а с другой — в результате увеличения континентальное климата. В наибольшей степени эти изменения коснулись Северо-Западной и Центральной Европы, юга европейской части СССР, Южной Сибири, Казахстана, Забайкалья и Дальнего Востока. Каолинитовое выветривание постепенно заменяется гидрослюдистым, прекращается аутигенное минералообразование железа. В связи с этим изменяется цвет осадков от красного к зеленому, а затем к серому. Наиболее широко развиты образования пестроцветной монтмориллонитовой формации. Причем наблюдается ее изменчивость в меридиональном направлении. К югу возрастает карбонатность, усиливается гипсоносность, появляются залежи солей, но исчезают прослои лигнитов и железо-марганцевых стяжений. Область развития пестроцветной континентальной монтмориллонитовой формации субтропического климата приурочена к сектору переменно-влажного климата (Центральная Европа, юг европейской части СССР, Казахстан, Южная Сибирь, Западная Монголия (см.  5.11)).

Подобные изменения наблюдаются и в растительном покрове субтропического пояса. В начале миоцена обширные пространства с равномерным увлажнением в Западной и Центральной Европе покрывались широколиственными лесами, в которых велика роль лавровых, бобовых, пальмовых (Trachycarpus, Sabal, Livistona), но в конце миоцена появляются представители менее теплолюбивой полтавской флоры (Cinnamotnun, Persea, Oreodophae). В Монголии, Северном Китае и Японии произрастали смешанные леса, состоящие из теплолюбивых широколиственных и вечнозеленых с примесью хвойных (секвойя, глиптостробус, бук, клен, дзелкова, ликвидамбар, магнолия, пальмовые, сассафрас, лиродендрон, гикори, лапина, дуб, каштан, граб, фикус, сосны, ели, тсуга). В систематическом и экологическом отношениях растительность Дальнего Востока существенно отличалась от европейской и обнаруживала большое сходство с североамериканской [42].

В течение миоценовой эпохи состав смешанных лесов существенно обедняется за счет выпадения в первую очередь вечнозеленых (пальмы, магнолия), затем теплолюбивых хвойных (секвойя, таксодиум) и наконец — широколиственных (платан, ликвидамбар). В районах с переменно-влажными условиями на основе теплолюбивых (субтропических) смешанных лесов складывается новая формация, которая сосредоточивается в широких речных долинах. Лесной комплекс наземной фауны (анхитериевый комплекс) сменяется степным (комплекс гиппарионовой фауны).

Процесс смены литогенетических типов осадков, особенностей выветривания, растительных и фаунистических ассоциаций происходит не только в пространстве, но и во времени. Эти изменения, происходящие в течение миоценовой эпохи, со всей определенностью свидетельствуют об уменьшении общего количества атмосферных осадков и возрастании амплитуры температуры.

Палеотермометрические определения, проведенные магнезиальным методом по остаткам кальцитовых раковин, показали, что в конце раннего и в среднем миоцене температуры среды обитания брахиопод и устриц составляли 17—18°С, а в позднем миоцене они понизились на 3—5°С. Сравнительно высокие температуры способствовали образованию небольших по размерам органогенных построек. Средние температуры среды обитания ранне- и средне- миоценовых двустворчатых моллюсков Северного Кавказа и юга Украины достигали 18—19 °С, а в позднем миоцене они не превышали 12—14 °С.

Положение умеренно-теплого и умеренного поясов и изменение температурных условий в их пределах в течение миоцена фиксируется многочисленными данными. Похолодание, прогрессирующее в миоцене, в первую очередь охватило полярные и умеренные широты. Оно выразилось в разрастании покровного оледенения Антарктиды, возникшего скорее всего в конце олигоцена [153, 154]. Похолодание сопровождалось весьма существенными изменениями типов ландшафтов, условий осадконакопления и состава флоры и фауны.

Зональными литогенетическими формациями умеренного пояса являются полимиктовая сероцветная и угленосная. Песчаники обогащены неустойчивыми минералами, а среди глин основными породообразующими минералами являются гидрослюда и хлорит. Территории с умеренным климатом характеризуются широким развитием русловых, пойменных, болотных и озерных фаций, свидетельствующих о значительном обводнении. Угленосные толщи приурочены к морскому типу климата. Угленосность в районах с континентальным климатом постепенно угасает.

Низменности Канады и Аляски, Западной и Восточной Сибири, Приморья и Камчатки покрывались смешанными хвойно-широко- лиственными лесами. В их составе принимали участие сосна, ели, гингковые, таксодиевые, листопадные дубы, липовые, ореховые, буковые, березовые. Согласно В. М. Синицыну [80], леса Северной Европы и Западной Сибири напоминали современную растительность северных районов Аппалачей и, исходя из их экологического сходства, условно считается, что средняя температура января составляла 0—2°С, июля — 20—21 °С, годовая сумма атмосферных осадков 1000 мм.

В конце миоцена в умеренном поясе смешанные хвойно-широко- лиственные леса обеднялись за счет исчезновения теплолюбивых элементов, а в Сибири и на Аляске в это время сократилась роль широколиственных. Леса напоминали современную растительность северного подтипа лаврентийского и гудзоновского лесов. В их пределах средняя январская температура составляла —10... — 12°С, июля—16—18°С, годовая сумма атмосферных осадков 700—800 мм.

На юге умеренного пояса (Центральная Европа, юг европейской части СССР, Северный Казахстан, Монголия, юг Аляски и север Канады) в течение первой половины миоценовой эпохи произрастали буково-каштаново-дубовые леса с незначительной долей участия субтропических вечнозеленых. Однако с течением времени их состав существенно обеднялся за счет исчезновения теплолюбивых миртовых, ликвидамбаров, платановых и требовательных к влаге сообществ (таксодиум, ниссовые, бук) [80]. В позднем миоцене сплошная растительность исчезла с плакор- ных пространств, но сохранилась в долинах рек. Господствующим типом ландшафта становятся лесостепи и степи, к этому времени приурочено появление гиппарионовой фауны.

Похолодание и иссушение климата, усиление его континен- тальности привели не только к смене растительного покрова, но и к изменению характера выветривания и типов осадконакопления. Как в корах выветривания, так и в осадках сократилось общее количество глинистого материала, а его минеральный состав изменился от каолинитового к монтмориллонитовому, прекратилось угленакопление, повысилось содержание кремнезема в осадках, но сильно снизилась карбонатность.

В морях умеренно-холодного пояса (современное арктическое побережье Азии) преобладала бореальная фауна, в которой большого разнообразия достигли двустворчатые моллюски. Единичные определения температур позволяют предполагать средние годовые температуры примерно 4—10 °С.

Низменности и равнины покрывались хвойными и хвойно-широ- колиственными лесами. Анализ растительности сообществ хвойных лесов умеренного пояса позволил В. М. Синицыну [79] определить основные климатические характеристики. Средняя температура января составляла —2...—5°С, июля—19—20°С, годовая сумма атмосферных осадков 800 мм.

Таким образом, в течение миоценовой эпохи на фоне небольших по масштабу потеплений в конце раннего и в среднем миоцене происходили похолодание с соответствующими изменениями характера выветривания, литогенетических типов осадков; смена фа- циальных особенностей, состава растительности, наземной1 и морской фауны

Эти изменения сопровождались усилением контрастности аридных и гумидных зон и значительным расширением областей переменно-влажного климата, особенно в субтропическом поясе, развитию чего способствовало увеличение кон- тинентальности климата. В умеренно-теплом и субтропическом поясах ландшафты озерно-болотных низменностей с богатой влаголюбивой растительностью, весьма оптимальные для концентрации органического углерода, постепенно сменялись лесосте- пями и степями (умеренный пояс) и сухими саваннами (субтропический и тропический пояса). Весьма характерным для миоценовой эпохи является появление субтропического пояса, сходного по своим климатическим характеристикам с современным. Его появление связано с особенностями атмосферной циркуляции умеренного пояса, на формирование которой влияли климатические условия в Полярном бассейне и в северо-восточной Азии [79].