Д. Рауп, С. Стэнли. «Основы Палеонтологии»

Один из наиболее поразительных примеров прерывистости процесса накопления осадочных пород выявляется при изучении сохранившихся следов роющих животных. На фиг. 149 и фото XXXIII, взятых из работы Роудса [163], представлен штуф силурийской породы, вырезанный перпендикулярно напластованию. В породе видны три отчетливых типа ходов, оставленных роющими животными. Некоторые ходы нарушают слоистость. Ходы животных проникают вниз от границы раздела осадок — вода на глубину нескольких сантиметров. Если накопление было непрерывным и деятельность роющих организмов происходила одновременно с ним, то можно предполагать, что роющие животные в период накопления осадков оставались в нескольких верхних сантиметрах и сильно разрушали первичное напластование.

На разрезе штуфа видны четыре слоя (А—D), в которых слоистость не была целиком разрушена. Верхние прослойки в этих слоях (особенно во втором слое снизу) частично разрушены роющими животными. Роудс пришел к заключению, что в этом штуфе запечатлены четыре отчетливых периода осадконакопления. Тщательные наблюдения показывают, что четыре отчетливо слоистых слоя, мощность каждого из которых составляет несколько сантиметров, последовательно отлагались друг за другом. Каждый новый слой формировался над подстилающим слоем очень быстро. Граница осадок—вода, на которой отлагался каждый слой, показана на фото XXXIII. Во многих случаях нижняя поверхность слоев отличается хорошей сохранностью вследствие того, что роющие организмы локализовались лишь в верхней части слоя, у границы осадок—вода.

Фиг. 149. Схематический разрез штуфа породы из формации Стонхауз (силур, Новая Шотландия) с ходами животных (см. фото XXXIV)

Перемещение организмов в вертикальном направлении показано на фиг. 149 жирными стрелками, пересекающими обычные ходы, большинство которых ориентировано горизонтально. Наличие этих вертикальных ходов подтверждает гипотезу о внезапном осаждении, поскольку, очевидно, они проделывались беспозвоночными для возврата вверх, к границе раздела вода — осадок. Некоторые животные оказались не столь «удачливыми», вероятно потому, что были неспособны проложить себе путь наверх через вновь сформированный слой осадка. Гипотеза о «мгновенном» осаждении подтверждается еще и тем, что слой В, нижние прослойки которого в наименьшей степени нарушены роющими организмами, был наиболее мощным из всех четырех.

Сходный анализ, проведенный Зейлахером [187], показал, что многие известные флишевые толщи Европы формировались путем последовательного осаждения новых слоев, отлагавшихся в короткие периоды времени и с перерывами. Большинство следов зарывания и ползания во флишевых отложениях сохраняется в подошвах песчаников, подстилаемых глинистым сланцем. В течение многих лет не существовало единого мнения о том, происходило ли зарывание только на границе между глинами и песком или же организмы проникали через всю толщу однородного песчаника, причем следы их жизнедеятельности сохранялись лишь на нижней поверхности пласта. Используя различные доказательства, Зейлахер пришел к выводу, что одни организмы оставляли следы только на поверхности осадка, тогда как другие проникали в осадок на значительную глубину. Он далее ограничился рассмотрением последней группы организмов и показал, что каждый вид проникал до определенной, характерной для него глубины. Поэтому если каждый слой образовывался за короткий период времени, то должна была существовать какая-то максимальная мощность для всех песчаных пластов, в которых встречаются различные типы подповерхностных зарываний. На фиг. 150 представлены данные по различным типам зарываний, подтверждающие такое предположение и гипотезу о быстром осаждении.

Фиг. 150. Следы зарывания и ползания, сохранившиеся на нижних поверхностях пластов в трех разрезах (А, В и С) флиша северной Испании [187]. Постседиментациоиные типы следов жизнедеятельности приурочены к пластам с небольшой мощностью; председиментационные следы жизнедеятельности не связаны с мощностью слоев

Приведенные примеры представляют благоприятную возможность для демонстрации прерывистого накопления. Есть основания полагать, что большинство осадочных пород осаждалось подобным же образом независимо от того, происходило ли накопление отдельных слоев с перерывами продолжительностью в дни, годы или в тысячи лет.

Осадки, отлагающиеся одновременно в разных местах, различаются по своим химическим и физическим свойствам. Образовавшееся на большой площади в течение определенного промежутка времени осадочное тело может отражать изменения, происходившие на земной поверхности. Части осадочного тела, отражающие изменения по простиранию, называются фациями. При распознавании фаций основное внимание обращают на литофации, выделяемые по характерным литологическим свойствам, и биофации, выделяемые по содержащимся в них органическим остаткам. Фации можно выделять внутри литогенетических подразделений, которые, согласно принятым правилам, делятся на серии, свиты и пачки. Фации используются для определения боковых границ между литогенетическими единицами, хотя эти границы обычно бывают не резкими, а постепенными.

Биостратиграфические подразделения. Биозона

На систему литогенетических подразделений накладывается система подразделений, установленных на основании присутствия тех или иных ископаемых. Единицы этой системы подразделений, называемые биостратиграфическими единицами, представляют собой вполне реальные осадочные толщи, но их границы определяются на основании различных палеонтологических критериев, таких, как появление, максимальное распространение и исчезновение ископаемых видов или родов в различных местных разрезах.

Основное биостратиграфическое подразделение — зона. Известны зоны разного типа. Существует понятие биозоны — это зона, охватывающая все породы земного шара, образовавшиеся за время существования соответствующего вида. Биозона — это, в сущности, абстрактное понятие, так как выделить ее на самом деле никогда не удается.

Ни один вид не бывает представлен во всех породах соответствующей ему биозоны.

Почему же виды не заполнили свои биозоны? Можно предположить, что многие виды возникли в результате эволюционной дивергенции географически изолированных популяций ранее существовавшего вида. Заполнение возникшим таким образом видом соответствующей биозоны частично зависело от того, насколько быстро этот вид распространялся в разных районах земного шара, в которых он потенциально мог обитать. В некотором смысле оказывается, что мы сравниваем скорости эволюции и географического расселения.

Если бы не наличие эффективных преград, то большинство видов заняло бы обширные географические площади довольно быстро по сравнению со скоростью их эволюции. Многочисленные примеры быстрого расселения видов при условии доступности новых ареалов приведены в превосходной книге Элтона [53] по экологии нашествий. Однако в действительности расселению видов мешают различные географические преграды. Биогеографические границы, особенно их протяженность по широте, определяются условиями среды, в первую очередь температурой. Кроме того, океаны служат преградами для расселения наземных животных, а суша—для расселения обитателей моря. Эффективными преградами могут быть также резкие изменения высоты над уровнем моря или океанские глубины.

Трудно сформулировать общие критерии для определения эффективности тех или иных преград в распространении вида. Иногда преграды преодолеваются, причем отчасти это дело случая. Несомненно, расселение некоторых видов, несмотря на, казалось бы, непреодолимые преграды, произошло за счет действия совершенно случайных факторов, таких, как сильные ветры, дрейфующий плавник и т. д. Симпсон [193] назвал случайные агенты распространения «счастливыми путями». Например, цепи островов часто оказываются «счастливыми ступеньками» при миграции как наземных, так и мелководных морских видов с одного континента или континентального склона на другой.

Более непрерывные, но узкие пути распространения иногда фигурируют под наименованием «коридоров миграции». Вследствие своей узости такие коридоры в ходе геологической истории часто то закрывались, то вновь открывались. Например, Панамский перешеек выступал в роли континентального коридора, ведущего в Южную Америку, для североамериканских плацентарных, что позволило им вытеснить в конце плиоцена ранее изолированные южноамериканские группы сумчатых.

У многих групп растений и животных выработались специальные приспособления для преодоления преград. Например, личиночные формы, ведущие планктонный образ жизни, можно считать расселительными стадиями жизненного цикла некоторых бентосных морских беспозвоночных. Выяснилось, что у большинства планктонных личинок на какой-то период задерживается метаморфоз, если им не удается обнаружить подходящий субстрат. Долгое время считалось, что перенос личинок мелководных беспозвоночных через Атлантику невозможен. Однако Шелтема [180] выяснил, что личинки мелководных бентосных видов, обнаруживаемые на обоих побережьях Атлантического океана, могут переноситься через Атлантику в направлении с запада на восток и с востока на запад с помощью основных морских течений (фиг. 151). Распространение многих групп наземных растений обусловлено прежде всего ветровым переносом спор и семян. При неблагоприятных условиях среды многие водные и наземные одноклеточные организмы переходят в пассивную, покоящуюся стадию (цисты) и в такой форме, подобно спорам, могут переноситься ветром; так вид может преодолевать преграды, непреодолимые иным способом.

<<   [1] ... [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] ...  [76]  >>