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

Точность радиометрического метода определения абсолютного возраста обычно оценивается стандартной ошибкой. Неточность является результатом статистической изменчивости для образцов одинакового происхождения и неизбежных ошибок измерений. Кроме того, значительные ошибки возникают в результате утери измеряемых дочерних продуктов радиоактивного распада вследствие, например, выветривания или нагревания.

Фиг. 165. Абсолютная геохронологическая шкала по Калпу [106]

Шкала абсолютного геологического времени (фиг. 165), составленная Калпом [106], основана на измерениях возраста отдельных образцов, которые, как предполагается, оставались фактически закрытыми системами. Поэтому стандартные ошибки его определений являются общими для большинства подобных определений. На фиг. 166 на оси ординат отложены значения абсолютного возраста, использованные для построения послекембрийской части шкалы геологического времени, а по оси абсцисс — стандартные ошибки. Видно, что с возрастом пород сильно возрастает стандартная ошибка. Можно предположить, что точность корреляции по ископаемым для более древних толщ пород также оказывается более низкой вследствие худшей сохранности ископаемых и меньшего числа обнажений таких пород. Вообще говоря, достоверность корреляций, проведенных при помощи палеонтологических данных или при помощи радиометрических методов определения абсолютного возраста, может быть большей или меньшей, в зависимости от данного конкретного исследования.⁴

Попытки соотнести данные радиометрических исследований с установленными биостратиграфическими подразделениями также связаны с определенными трудностями. Одна из них состоит в том, что с помощью радиометрических методов редко удается установить непосредственно абсолютный возраст ископаемых. Объясняется это тем, что лишь часть измерений абсолютного возраста проведена для минералов, образование которых совпало по времени с накоплением осадков, заключающих ископаемые. Многие определения абсолютного возраста проведены по вулканическим толщам, стратиграфическое положение которых можно установить лишь приближенно, на основе соотношения с осадочными породами, содержащими ископаемые. Свою геохронологическую шкалу (фиг. 165) Калп основывал только на определениях по минералам, время образования которых укладывается в биостратиграфическую схему.

Дополнительные трудности возникают вследствие недостаточной биостратиграфической корреляции тех ископаемых, которые тесно связаны с минералами, возраст которых определен радиометрическими методами. Идеальным было бы установление абсолютного возраста границ всех систем и ярусов в стратотипических разрезах. Однако эта цель практически недостижима, поскольку определение абсолютного геологического возраста возможно лишь по определенным минералам и в определенной геологической обстановке. Данные для границ систем и ярусов в геохронологической шкале Калпа установлены на основе определений абсолютного возраста, проведенных в районах, сильно удаленных от местонахождений стратотипов этих систем и ярусов.

Фиг. 166. Величины абсолютного возраста, использованные Калпом [106] для построения послекембрийской части абсолютной геохронологической шкалы (фиг. 165). На оси абсцисс — вычисленная погрешность

Проблемы, возникающие при установлении абсолютного возраста биостратиграфических границ системы, рассмотрены на примере силура. Согласно геохронологической шкале Калпа [106], силурийский период приходится на интервал 405—425 млн. лет назад. По геохронологической шкале Холмса [80] границы силура датируются соответственно в 400 и 440 млн. лет. Другими словами, по Калпу продолжительность силурийского периода составляет 20, а по Холмсу — 40 млн. лет. Абсолютный возраст нижней границы силура, по данным этих исследователей, колеблется в пределах 15 млн. лет. Правда, Калп отмечает, что возраст нижней границы силурийской системы сомнителен.

Радиометрические методы определения возраста едва ли пригодны для локальных корреляций, особенно для разрезов древних пород. Большинство местных фациальных и палео, экологических исследований требует значительно большей точности, чем это могут обеспечить радиометрические измерения, даже при изучении кайнозойских отложений, абсолютный возраст которых определяется с ошибкой порядка 0,5 млн. лет.

Можно надеяться, что применение количественных биостратиграфических методов, подобных тому, который был предложен Шоу [190], позволит в будущем увеличить точность корреляций. Однако использование этого метода связано с необходимостью чрезвычайной скрупулезности при проведении стратиграфических исследований и с высокими требованиями, предъявляемыми к коллекции ископаемых. Поистине астрономическое число человеко-часов потребовалось бы, если бы метод Шоу начали широко применять в стратиграфической практике, особенно при установлении составных стандартных разрезов.

Некоторые ученые вообще отрицают пригодность количественного подхода для целей корреляции. Их аргументы сходны с .аргументами тех таксономистов, которые возражают против использования численной таксономии (стр. 144). Возникает вопрос, можно ли с помощью этого метода дать при корреляции равную статистическую оценку для всех ископаемых таксонов (или, в таксономии, всем измеряемым морфологическим характеристикам). Так же как некоторые таксономисты отстаивают особую ценность определенных «ключевых характеристик» при классификации таксономических групп, так и некоторые стратиграфы отстаивают особую пригодность некоторых руководящих ископаемых для корреляции (см., например, [94]. Существует мнение, что если использовать достаточное число измерений, то малозначительные данные просто растворяются в общей массе данных и ценность статистических выводов не уменьшается. Очевидно, проблема сводится к отысканию экономичных путей, для получения необходимого объема данных с тем, чтобы оправдать затраты, связанные с широким внедрением статистических методов.

Биостратиграфы постоянно стремятся совершенствовать методы корреляции. Наш разговор о погрешностях корреляции ни в коей мере не умаляет значения и ценности применяемой в настоящее время стратиграфической классификации. Цель его состояла в том, чтобы показать «ловушки», подстерегающие исследователя в его работе по биостратиграфической корреляции, и по возможности стимулировать совершенствование существующих корреляционных схем и методов корреляции.

ГЛАВА XII. Использование палеонтологических данных в геофизике и геохимии

Данные об ископаемых организмах служат непосредственной основой для изучения биологической истории Земли. Однако, как мы уже видели, эти данные могут быть использованы и в других областях исследования, далеких от чистой биологии. Так, в биостратиграфии палеонтологические данные помогают восстановить хронологию событий в истории Земли. В главе, посвященной палеоэкологии, мы видели, как можно использовать данные об ископаемых для реконструкции физико-географических условий прошлого (очертания массивов суши и морей, распределение возвышенностей и глубоководных впадин, характер седиментационных процессов и т. п.). Подобную информацию можно непосредственно применять при решении чисто геологических проблем, например при изучении дрейфа континентов, скорости погружения отдельных участков земной коры, развития бассейнов осадконакопления.

В этой главе мы рассмотрим примеры прямого использования данных об ископаемых для решения вопросов геофизики и геохимии.

Линии нарастания у морских беспозвоночных

В скелетах, образующихся путем последовательного нарастания, часто можно ясно видеть последовательные линии или кольца нарастания. Мы уже отмечали это, рассматривая онтогенетическую изменчивость у морских ежей (гл. III). Линии нарастания отчетливо выражены у кораллов и моллюсков. На фото XXXV показан обычный характер роста эпитеки кораллов.

Линии нарастания используются при изучении как изменений, происходящих в процессе онтогенеза, так и функционального значения этих изменений. Они особенно ценны тем, что дают возможность изучать изменение в онтогенезе внешней формы при наличии лишь одного взрослого экземпляра. Кроме того, сравнение скорости нарастания у одного и того же или у близкородственных видов позволяет судить об условиях среды, в которых они развивались. Так, например, известно, что современные виды рифообразующих кораллов растут быстрее в теплой воде. Эти данные помогают судить о том, каким был климат геологического прошлого.

До недавнего времени почти не удавалось интерпретировать линии нарастания в единицах абсолютного времени. Не раз высказывались предположения, что каждая линия соответствует годичному циклу роста. Делались попытки определить с помощью линий нарастания возраст данного ископаемого экземпляра в годах по аналогии с определением возраста дерева по числу годичных колец. Это, однако, не дало существенных результатов, потому что возраст организма в момент гибели очень редко имеет значение для видового определения ископаемых остатков, а также потому, что до сих пор остается неясным, действительно ли линии нарастания являются годичными. Линии нарастания у беспозвоночных нередко наводят на мысль о какой-то незакономерной цикличности или же о наличии более сложных циклов, чем простые годичные циклы.

В 1963 г. Дж. Уэллс [231], специалист по ископаемым и ныне живущим кораллам, занялся этой проблемой более глубоко, чем любой из предшествующих исследователей. Он установил, что пояски нарастания у некоторых современных кораллов расположены гораздо теснее, чем если бы они соответствовали годичным приращениям. Уэллс обнаружил примерно 360 тончайших линий в скелетной массе, образовавшейся, по-видимому, за один год, и высказал предположение, что каждая из этих линий соответствует нарастанию за одни сутки. С физиологической точки зрения подобное объяснение не лишено оснований, так как кальцификация у рифообразующих кораллов, по-видимому, зависит от фотосинтетической активности их симбионтов — водорослей, которая заметно различается в разное время суток.

<<   [1] ... [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]  >>