6 лет назад
Нету коментариев

До сих пор мы разбирали частные случаи, осложняющие применение палеонтологического метода и построение относительной геохронологии. Существует, однако, еще и одна общая особенность геологической документации, невыгодно отзывающаяся на применении этого метода. Она известна под названием неполноты палеонтологической летописи.

Палеонтологический метод базируется на использовании органических остатков, заключенных в породах. Чем полнее и лучше отражен в ископаемых породах синхроничный им органический мир, тем больше возможностей для стратиграфической корреляции пластов, и наоборот.

В действительности, однако, в горных породах до нас доходят остатки отнюдь не всех прежде существовавших форм и даже не большей их части, а лишь ничтожной доли, тогда как подавляющая масса остатков фауны и флоры уничтожена бесследно. Наличие пробелов в палеонтологической документации и называется неполнотой палеонтологической летописи.

Причины ее двояки. Во-первых, огромное количество органических форм в геологическом прошлом, как и в настоящее время, не обладало твердым скелетом, наружным или внутренним, но состояло только из мягких тканей. После смерти ткани эти быстро разрушались деятельностью бактерий, и организм исчезал бесследно. Консервировались лишь группы, обладавшие скелетом. Во-вторых, в геологической истории происходило не только формирование осадочных пород, но и неоднократное перемывание прежде отложенных осадков. Громадные массы осадочных пород разрушались, причем заключенные в них органические остатки, естественно, уничтожались (разбивались на мелкие обломки, растворялись и т. д.). Из палеонтологической летописи, первоначально хранившейся в ископаемых породах, таким образом, бесследно вырывались многие страницы. Кроме того, очень многие осадочные породы, заключающие остатки фауны и флоры, в настоящее время глубоко погружены, перекрыты более молодыми породами и нам недоступны. Тем самым из круга наблюдений геолога дополнительно изымается крупная доля палеонтологических документов.

Таким образом, геологу, занимающемуся стратиграфией, приходится реконструировать сложный ход накопления пород, пользуясь лишь весьма неполной, разрозненной палеонтологической документацией.

Стратиграфы и палеонтологи XIX и начала XX века принимали неполноту палеонтологической документации как факт, не пытаясь разобраться в закономерностях захоронения органических форм и использовать эти закономерности для оценки достоверности стратиграфических заключений. В последнее время, однако, подобного рода исследования самого процесса захоронения все учащаются, а в советской литературе И. А. Ефремовым даже предложено выделить особую отрасль палеонтологии — тафономию, посвященную специально вопросам захоронения органических форм. Намечаются уже и некоторые общие закономерности этого процесса, имеющие существенное значение для понимания палеонтологического метода стратиграфии. Из них мы остановимся на двух главнейших.

Установлено, что различная физико-географическая обстановка на поверхности Земли неодинаково благоприятна для захоронения органических остатков и для сохранения их в течение дальнейшей истории Земли. Наиболее удачно в этом отношении складываются обстоятельства в морских водоемах.

Здесь донные и планктонные организмы живут в условиях непрерывно идущего осадконакопления. Скелетные их части после смерти быстро погребаются илом (или песком) и предохраняются от последующего механического раздробления движениями воды; к тому же придонные волнения сильны лишь в мелководной прибрежной области (до 15—30—50 м), а глубже постепенно затухают, сходят на-нет. Вредно отзывается здесь на сохранении раковин лишь деятельность илоядных животных, заглатывающих вместе с илом раковины и раздробляющих их. Порою значительно вредят также процессы растворения СаСО3 в иле под влиянием свободной СО2, выделяющейся в процессе диагенеза осадков за счет разложения органических веществ. Но оба эти фактора обычно ограничены в своем действии, и в целом среда морского дна есть среда, благоприятная для захоронения и фоссилизации твердых скелетных остатков организмов. Морские бассейны, кроме того, отличаются обычно крупными размерами, и если даже их отложения подвергаются впоследствии разрушению, то лишь частичному, а не полному. Сохраненные площади этих отложений позволяют познакомиться с их органическим миром и использовать его для целей стратиграфии.

Существенно иначе обстоит дело на континентах. В озерных водоемах обитает лишь ничтожная доля наземного органического мира, подавляющая же масса его живет субаэрально. При отмирании органических форм они, не будучи ничем предохранены, быстро разрушаются микроорганизмами и атмосферными агентами (дожди, ветры, О2 воздуха); твердые скелетные части их раздробляются, частью растворяются, и очень скоро после гибели от организма, даже если он был крупным, не остается ничего. В противоположность морю, на суше подавляющая масса даже обладающих скелетом организмов не захороняется, а исчезает. Лишь те трупы, которые попадают в речное русло, имеют шансы на захоронение, но и они чаще всего сохраняются у животных в виде разрозненных костей скелетов и обломков их, а у растений — в виде обломков стволов, ветвей и обрывков листьев. Озерные, дельтовые и речные отложения являются, как правило, единственными континентальными отложениями, палеонтологически охарактеризованными; остальные генетические типы их палеонтологически немы. Неблагоприятная ситуация с палеонтологической документацией континентальных осадков осложняется тем, что озерные, дельтовые и аллювиальные отложения распространены обычно на значительно меньших площадях сравнительно с морскими и легче уничтожаются при дальнейшем развитии земной коры. Таким образом, и те немногие органические остатки, которые успевают захорониться в континентальных отложениях, в значительной мере исчезают при последующем размыве и переотложении первоначально вмещавших их пород.

Из сказанного становится ясным, что основная подавляющая масса палеонтологических документов, которыми располагает стратиграф для своих целей, относится к морским отложениям; вместе с тем остатки морской фауны обычно отличаются и наилучшей сохранностью — па­леонтологически немые свиты среди морских толщ относительно редки. Палеонтологическая документация континентальных свит, напротив, очень скудна, обрывочна, исключительно неполна; здесь очень много палеонтологически совершенно немых свит; сохраненные же остатки организмов обычно весьма дефектны (обломки, обрывки). Естественно поэтому, что стратиграфия морских свит разработана несравненно лучше, детальнее и надежнее сравнительно со стратиграфией свит континентальных. С этой особенностью современной палеонтологической стратиграфии мы неоднократно будем встречаться в дальнейшем, и ее всегда необходимо иметь в виду для правильного понимания стратиграфических корреляций.

Захоронение способных к фоссилизации органических форм определяется, однако, не только характером среды, но зависит частично и от самих форм. Наблюдения показывают, что для сохранения органических форм в ископаемом состоянии необходима известная плотность их популяции, т. е. некоторая минимальная густота населения данной формы в данном месте. Виды, встречающиеся в незначительном количестве экземпляров на очень ограниченных ареалах, практически не имеют шансов перейти в ископаемое состояние. Захороняются лишь формы, обладающие значительной площадью обитания и представленные на этой площади большим числом экземпляров. Для разных сред этот необходимый для захоронения минимум густоты популяции и размеров ареала обитания неодинаков; для моря — он несомненно ниже, для континентальных областей — выше, но в принципе существует повсеместно. Наличие его объясняет ряд своеобразных особенностей той палеонтологической документации, какой располагает геолог. Упомянем в первую очередь о так называемых криптогенных фаунах и флорах.

Криптогенными называют фауны и флоры, которые появляются в напластованиях земной коры внезапно, не имея ясно уловимой связи с органическим миром, до того существовавшим. Наиболее часто криптогенные фауны и флоры характеризуют континентальные отложения, но встречаются и среди морских. Таковы среди наземных: флора среднего девона с ее сложным составом, гондванская флора верхнего палеозоя, флора покрытосеменных растений, южноафриканская и североамериканская фауны верхнего палеозоя и ряд других. Среди морских фаун внезапное появление характерно для фауны климений верхнего девона, большей части аммонитовой фауны мела, акчагыльской фауны Каспийского бассейна и др. Обычно для объяснения появления криптогенных фаун и флор допускают, что формы эти длительно развивались на каком-то неизвестном нам пока континенте или в неизвестном морском бассейне, а затем переселились в то место, где мы встречаем их остатки в осадочных напластованиях. Возможно, что в некоторых случаях так оно и было. Но обычно криптогенность фаун имеет иную причину. Дело в том, что первые этапы развития всех вообще органических форм характеризуются малой численностью их представителей и малым ареалом их распространения. В это именно время представители нарождающихся органических групп практически еще не имеют шансов на захоронение, и мы не находим их в породах. Возможности захоронения создаются много позже, когда группа сильно размножится и распространится и одновременно более или менее далеко уйдет в своем развитии. Следы существования этой органической группы, таким образом, появятся в осадочных породах внезапно, без подготовки, и сама группа по своей организации будет казаться чуждым элементом в предыдущем развитии органического мира — органическим комплексом, пришедшим откуда-то извне. Можно сказать поэтому, что криптогенные формы — это группы по большей части туземные, но такие, для которых относительно поздно (по сравнению с их эволюционным развитием) создалась обстановка, благоприятствующая их сохра нению в осадке (захоронению).

Если учтем, что обстановка на континентальных площадях гораздо менее благоприятствует захоронению сравнительно с обстановкой морской, мы легко поймем, почему «криптогенность» столь типична именно для наземных, а не морских флор и фаун.

Закономерности захоронения, указанные выше, в новом свете представляют явление вымирания биологических групп и вообще длительность их существования в прошлом. Можно утверждать, что «момент появления» данного вида в разрезе осадочных напластований или исчезновения его из этого разреза вовсе не отвечают истинному появлению и вымиранию вида. В действительности вид (род) всегда появляется несколько раньше, а вымирает несколько позже, чем это следует из наблюдений в разрезах. Но начальный и конечный моменты развития вида (рода) характеризуются малой густотой населения и малым ареалом обитания, и потому в эти начальный и конечный моменты данная форма практически не фоссилизируется и сведения о ней до нас просто не доходят. Что дело обстоит именно так, указывают два поучительных случая. В нижнетретичное аремя в морях были обильно представлены фораминиферы из рода Nummulites. В разрезах более молодых горизонтов они перестают попадаться, и род этот, естественно, был отнесен к вымершим. Но недавно при детальном изучении микрофауны Индийского океана (Суэцкий пролив) представители Nummulites были обнаружены в качестве редкой примеси к современным формам. В меловую эпоху жила крупная кистеперая рыба Latimeria из сем. Undinidae. Последние представители кистеперых сем. Undinidae (по И. А. Ефремову) согласно данным геологической летописи считались вымершими в верхнем мелу. Однако недавно совершенно неожиданно Latimeria была выловлена у берегов южной Африки. Оба примера доказывают, что вымирающие группы живут в действительно много дольше, чем это можно заключить по находкам их остатков в разрезах напластований. Действительная «биологическая» продолжительность существования видов не равна зафиксированной разрезами «геологической» продолжительности. Для исторической геологии из этого факта вытекает одно важное заключение. Очевидно, характеризуя органический мир того или иного периода, мы не можем базироваться только на дошедших до нас непосредственно органических остатках. К ним всегда надобно мысленно «добавлять» некоторую сумму групп, не представленных палеонтологическими остатками, но, несомненно, тогда существовавших. Это — частью группы, находившиеся еще в начальной стадии развития, частью группы вымиравшие, но еще не вымершие окончательно. Формы, представленные в разрезах органическими остатками, принадлежат группам, численно обильным, не представленные, «добавочные» — численно угнетенным.

Для учения об эволюции органического мира и о связи ее с эволюцией земной коры необходимость указанных поправок чрезвычайно существенна: она показывает, что проблема смены органических форм в геологическом прошлом много сложнее, чем это мы себе обычно пред­ставляем.