3 года назад
Нету коментариев

С борта самолета, направляющегося из Европы в Канаду, открывается величественная картина канадских равнин, сложен­ных очень древними, местами докембрийского возраста породами. Это «Канадский щит», который сотни миллионов лет старательно срезали и выравнивали эрозия и денудация и под конец отшлифо­вали четвертичные ледники. Подлетая к Калгари, на светлом фоне вечернего неба мы замечаем вдали голубую зубчатую стену канад­ских Скалистых гор, которые в противоположность Канадскому щиту представляют один из самых молодых циклов горообразова­ния (хотя породы здесь частично весьма древние). Это очень моло­дые, «альпийские» складчатые горы, возникшие с геологической точки зрения «недавно»— эрозия только начала здесь свою разру­шительную работу.

Центральная часть национального парка Йохо

Центральная часть национального парка Йохо

Направимся теперь по великолепной автостраде из Калгари в горы. На границе Альберты и Британской Колумбии мы попадем в национальный парк Йохо (рис. 33.1). На многочисленных щитах-указателях геолог, хоть сколько-нибудь близко знакомый с палеонтологией, сразу встречает знакомые названия: Филд, горы Бергесс (рис. 33.2), Стефен (рис. 33.3), Вапта. Мы прибыли к широко известному месту находок ископаемой фауны; правда, мы познакомимся не с древнейшими окаменелостями, но с велико­лепно сохранившейся ископаемой фауной, наиболее полно отра­жающей определенный отрезок истории Земли.

Изображение горы Бергесс

Изображение горы Бергесс

Гора Стефен

Гора Стефен

Этот район оказался в поле зрения палеонтологов во время строительства трансканадской железной дороги с ее глубокими выемками и многочисленными туннелями. Собственно первооткры­вателем фауны и ее крупнейшим исследователем был Ч. Д. Уолкотт (рис. 33.4). Уолкотт родился в 1850 г. Не получив специального образования, он в 26 лет стал ассистентом Дж. Холла, извест­ного исследователя палеозоя Америки, в 1879 г. начал рабо­тать в Геологической службе США, а в 1894 г. благодаря крупным научным исследовани­ям и организаторскому талан­ту стал ее директором.

Чарлз Уолкотт

Чарлз Уолкотт

Основная заслуга Уолкотта — изучение кембрийских отло­жений Америки. Он по праву входит в состав «большой трой­ки» исследователей этой древ­нейшей формации (наряду с англичанином А. Седжвиком, который ввел понятие «кембрий», и французом Ж. Баррандом, знатоком классического палеозоя Чехии ). Открытие фауны на перевале Бергесс, пожалуй, наиболее яркая страница в биогра­фии Уолкотта. Случай, а прежде всего упорный, систематиче­ский труд привели его к этому.
Летом 1909 г. Уолкотт изучал прекрасные обнажения кембрия Скалистых гор в районе горы Стефен у железнодорожной станции Филд. Общий разрез обнажающихся в горах слоев охватывает отложения от докембрия до мела мощностью 16 тыс. м. То, что кембрийские отложения этого района богаты трилобитами, было известно давно. Во время исследований летом 1909 г. Уолкотт нашел глыбу тонкозернистого кремнистого сланца (размером 4,5 X 29,7 X 2,1 м), сорвавшуюся со склона во время снежного обвала. В глыбе он обнаружил на редкость хорошо сохранившиеся окаменелости, значение которых Уолкотт оценил с первого взгля­да. Трудность состояла в том, чтобы найти точное место отрыва глыбы. Удалось это ему и его сыновьям только в 1910 г. В течение 30 долгих дней они извлекли фауну из местонахождения между перевалом Бергесс и горой Вапта и с большим трудом перенесли образцы на 1000 м вниз, к железнодорожной станции Филд, отку­да весь сбор был доставлен в Вашингтонский музей.
Стратиграфический разрез кембрия этого района представляет­ся следующим:
Верхний кембрий — известняки и сланцы, 3000 м
Средний кембрий — формация Элдон, песчанистые известняки, 830 м
формация Стефен, тонкослоистые известняки и сланцы (в том числе сланцы Бергесс), 200 м формация Кафедрал, тонкослоистые песчанистые известняки, 490 м Нижний кембрий — известняки и сланцы, 1200 м
Собственно горизонт «сланцев Бергесс» имеет весьма небольшую мощность. Он входит в формацию Стефен и относится, следователь­но, к среднему кембрию. Сланцы формировались, видимо, в мелко­водной лагуне или небольшом заливе кембрийского моря. Фауна в породе совершенно сплющенная, но прекрасно сохранилась. Отлично сохранились не только организмы, имеющие скелет, по и мягкотелые — черви, членистоногие, нежные голотурии, т. е. животные, обычно в ископаемом состоянии почти не встре­чающиеся. То, что этот «музей», отражающий начальный период геологической истории, дошел до нас из времен 500-миллионолет-ней давности, явилось для всех величайшей неожиданностью.
Чаще всего встречаются 4 формы: Marella splendens, Hymenocaris perfecta, Agnostus и Eodiscus.
Две последние формы (маленькие трилобиты всего с 2 или 3 сегментами в туловищном отделе) уже весьма специализирован­ны. Наряду с ними здесь обнаружены и трилобиты с большим чис­лом сегментов, например Olenoides (Neolenus), экземпляры которых также сохранились во всех деталях. Поскольку большинство трилобитов доходит до нас в плохой сохранности, формы с пере­вала Бергесс приобретают особую научную ценность как для систе­матического подразделения членистоногих, так и для изу­чения истории этого рода (рис. 33.5).

Трилобит из среднекембрийских слоев Бергесс

Трилобит из среднекембрийских слоев Бергесс

Наряду с трилобитами сланцы заключают и многие другие виды членистоногих, отнести которые к опреде­ленному роду, несмотря на отличную сохранность, пока не удалось (речь идет о фор­мах, не имеющих более или менее близких родственни­ков в современном животном мире). Это относится, например, к упомянутой выше форме, Маrella (рис. 33.6, а), названной по имени английского геолога Марра. Ажурный тонкий панцирь и крохотные члены этого свое­образного маленького ракообразного напоминают изящное юве­лирное изделие. Уолкотт относил Marella к трилобитам, од­нако с этим едва ли можно согласиться. Сейчас Marella причис­ляют к особому классу, близкому к трилобитам.

Три примера удивительной сохранности бергесской фауны

Три примера удивительной сохранности бергесской фауны

Изумительно сохранились во всех деталях (вплоть до кишечных трубок) и другие формы членистоногих, относимые к тому же классу, что и Marella; это прежде всего семейства Waptia и Виrgessia (названные так по названию местонахождения); Burgessia, между прочим, чрезвычайно напоминает современных листоногих ракообразных (рис. 33.6, б).
Куда относить упомянутую выше форму Hymenocaris, пока не ясно.
Просто поражаешься, какие удивительные формы дошли да нас из глубин истории Земли,— например, обнаруженные на перевале Бергесс ископаемые черви, у которых прекрасно разли­чимы тончайшие щетинки: Canadia (рис. 33.6, в) и Amiskwia sagittiformis, весьма напоминающие ныне живущих щетинкоче-люстных.
Интересно, что еще Уолкотт, современный исследователь местонахождений Британской Колумбии, определял возраст иско­паемых с горы Бергесс не более чем в 15 млн. лет. Ныне мы знаем, что горы Канады образовались в кембрии и возраст их примерно 550 млн. лет!
Между прочим, гора Бергесс — одна из наиболее красивых — ее изображение украшает собой обратную сторону канадского 10-долларового банкнота (рис. 33.2). От расположенного на высоте 1300 м озера крутая тропа ведет нас прямо к перевалу Бергесс (2184 м). Геолога на пути к перевалу поражает чрезвычайно слабая палеонтологическая охарактеризованность пород этого известного местонахождения ископаемой фауны. Хотя, поднимаясь вверх, мы имели возможность осмотреть тысячи и тысячи известня­ковых глыб, лишь в одной из них — глыбе черных известковых сланцев — мы заметили остатки нескольких трилобитов и брахиопод, всего в нескольких метрах ниже каменоломни, где прибит щит с надписью «Fossil beds 1 mile» («Слои с окаменелостями, 1 миля!»). Именно здесь Уолкотт собрал большую часть своей коллекции удивительно хорошо сохранившихся окаменелостей, из которой Waptia напоминает о горе Вапта, a Burgessia — о горе и перевале Бергесс. Но фауны в местонахождении уже не сохрани­лось, вся она была извлечена Уолкоттом (рис. 33.7).

Находки Уолкотта

Находки Уолкотта

Второе местонахождение, Филд, находится в долине, над кото­рой величественно поднимается пирамида горы Стефен (3201 м). Западный ступенчатый склон этой вершины представляет собой непрерывный гигантский геологический разрез — одним взглядом можно окинуть 1500-метровую толщу кембрийских сланцев, зале­гающих на первый взгляд совершенно горизонтально и без пере­рывов. В действительности же здесь есть и отдельные нарушения и сбросы.
Наше местонахождение расположено почти на границе леса, в 800 м над городком Филд. Осыпи из бесчисленных сланцевых плиток свидетельствуют как о процессах выветривания обна­жающихся выше коренных пород, так и об усердии геологов (рис. 33.8). Многие плитки, видимо, много раз осматривались, но удар геологического молотка позволяет обнаружить новые и новые образцы фауны в этой действительно богатой окаменелостями породе. На светло-бурой выветренной поверхности черные остатки трилобитов выделяются особенно отчетливо; чаще всего это остатки головы, хвоста или конечностей и очень редко — весь панцирь.

Пластинки кембрийских сланцев

Пластинки кембрийских сланцев

Здесь, как, впрочем, и на всех других местонахождениях, нас охватывает не просто страсть к коллекционированию, но уверен­ность в том, что каждый удар молотка вскроет окаменелости почтенного возраста, погребенные 500 млн. лет назад, и что такая находка может представлять собой новое, совершенно неизвестное и имеющее огромное значение для науки животное. Это подтверди­ла, причем необыкновенно ярко, многолетняя упорная работа Уолкотта. Здесь, на вершине горы Стефен, мы начинаем немного понимать неповторимую и своеобразную романтику геологической науки.
Выдающееся значение фауны Бергесс заключается в чудесной сохранности даже мягкотелых, почти никогда не доходящих до нас. Вместе с тем эта фауна показала, как велики «перерывы в палеонтологической летописи», доставляющие обычно столь много огорчений геологам. Однако еще более важно то, что этот «североамериканский Зольнхофен» имеет очень древний, как мы только что показали, среднекембрийский возраст. Более или менее богатая фауна известна вообще только с раннего кембрия. И то, о чем уже давно догадывались при изучении раннекембрийских окаменелостей с твердым скелетом, после находки фауны Бергесс подтвердилось со всей очевидностью: внезапное появление многочисленных окаменелостей в начале кембрия отнюдь не марки­рует собой начало высокоразвитой жизни на Земле. Просто с этого хронологического отрезка ведется палеонтологическая летопись, развитие животного мира, несомненно, Началось гораздо раньше. «Внезапно поднят занавес над сценой, где действие уже давно началось» (У. Симон).
Еще Уолкотт заинтересовался вопросом, почему от пред­шествующего (докембрийского) периода чудовищной длительности до нас дошли только совсем скудные ископаемые остатки. За более чем 50 лет, прошедших со времени исследований Уолкотта, эта проблема осталась почти такой же загадочной. Правда, с тех пор описаны многочисленные, нередко весьма проблематичные находки примитивной жизни, датируемые, возможно, миллиардами лет; но об остатках многоклеточных докембрийских организмов изве­стно еще ничтожно мало, в некотором смысле даже меньше, чем во времена Уолкотта, поскольку многие находки признаны недо­стоверными, а то и просто ложными. Добавилась лишь одна дей­ствительно важная фауна — это открытая в 1947 г. М. Сприггом и описанная М. Глеснером фауна Ediacara из Южной Австралии. Представленная медузами, восьмилучевыми кораллами и кольча­тыми червями, эта фауна, однако, видимо, лишь ненамного древ­нее кембрия.
Сохранность богатой палеонтологической летописи только лишь начиная с кембрия можно объяснять различными причинами:
1) геологи до сих пор пропускали докембрийские местонахо­ждения;
2) докембрийские породы подверглись столь сильным изме­нениям, что содержащиеся в них окаменелости были раздроблены;
3) хронологический отрезок, непосредственно предшествовав­ший кембрию, не представлен в настоящее время осадками, или по крайней мере морскими осадками;
4) животные прежде не имели твердого скелета; и только начиная с кембрия эта стадия развития была достигнута одновре­менно несколькими группами животных (трилобиты, брахиоподы и др.).
Из указанных выше причины 1—3 следует, видимо, исключить, поскольку они имеют лишь узко местное значение. Во всяком случае, известно достаточно докембрийских осадков, претерпев­ших столь незначительные изменения, что в них могли бы сохра­ниться окаменелости. Правда, в данном случае это могут быть не морские отложения, а осадки внутриконтинентальных бассей­нов. Однако они часто не содержат или почти не содержат окаменелостей. Эта причина всесторонне рассматривалась еще Уолкоттом, а недавно снова подробно анализируется в работах У. Симона.
Однако наиболее вероятной все же представляется причина 4. Конечно, она решает проблему только частично, поскольку воз­никает вопрос, почему твердые части «приобрели» одновременно многие группы животных. Было ли это защитным приспособлени­ем, вызванным внезапным появлением каких-то хищников? Но, как бы то ни было, такими хищниками никак не могли быть позво­ночные, появившиеся значительно позже. Может быть, в море только начиная с кембрия оказалось достаточное количество веществ, необходимых для постройки известковых или хитиновых частей организмов? Определенную роль при этом могло играть также (теоретически допустимое) уменьшение содержания СО2, растворяющего кальций. Или, быть может, содержание кислорода в атмосфере (первоначально вообще его лишенной) настолько повысилось лишь начиная с кембрия, что только с этого времени у животных могли формироваться органические твердые части (рис. 33.9)? Ответить на эти вопросы пока что не удается, несмотря на находки фауны на перевале Бергесс.

Изменение состава атмосферы и животного мира за последние 5 млрд. лет

Изменение состава атмосферы и животного мира за последние 5 млрд. лет

comments powered by HyperComments