Иван Ефремов - Тафономия и геологическая летопись

    

Образование местонахождений, исследованное нами в предыдущей главе, еще не исчерпывает всех составляющих, нужных для того, чтобы захороненные в местонахождении палеонтологические документы попали в поле нашего зрения. Поднятие древних осадков, заключающих местонахождения, выше современного базиса эрозии, размыв лежащих сверху более новых осадков и, наконец, эрозионный разрез самого местонахождения мы назовем процессом вскрытия местонахождений. Очевидно, процесс вскрытия местонахождений не имеет ничего общего со всеми прежними процессами образования и сохранения местонахождений, более того, он прямо противоположен последним. Тем не менее вскрытие местонахождений также имеет свои факторы, влияющие на наше представление о геологической летописи, и поэтому также должно находиться в пределах круга вопросов, освещаемых тафономией.

Вскрытие местонахождений есть не что иное, как продолжение великого процесса деструкции древних континентальных отложений, только происходящее в настоящее время. С этой точки зрения процессы денудации местонахождений весьма поучительны, так как дают нам представление о колоссальном количестве древних местонахождений, уничтоженных сходными процессами на протяжении миллионов веков истории наземной фауны. С другой стороны, вскрытие местонахождений дает нам возможность ставить прогнозы и подсчитывать запасы палеонтологических документов нa еще неизученных площадях развития континентальных толщ. Как бы ни была велика неполнота геологической летописи, неполнота вполне закономерная, основные факторы которой несомненно будут расшифрованы тафономическими исследованиями, еще огромное количество новых форм наземной фауны и флоры будет открыто в процессе дальнейшего изучения континентальных осадков. При безусловной многочисленности и разнообразии наземной фауны и флоры со времени верхнего палеозоя бесчисленные смены поколений на огромных пространствах древних материков оставили в континентальных отложениях множество фоссилизованных остатков, часть которых, дошедшая до нашего времени, и будет надолго источником новых, очень интересных открытий. Известная нам в настоящее время часть древней наземной жизни еще крайне незначительна, и мы стоим, так сказать, только на пороге неизвестной страны. Для палеозойской наземной фауны, а также и для нижнего мезозоя, мы можем ожидать еще большего числа находок, чем для несравненно лучше сохранившейся наземной жизни кайнозоя. Огромный промежуток времени обусловливает выпадение, как мы видели выше, огромного процента захороненных форм, но этот же промежуток времени имел и гораздо большее число сменившихся поколений, накоплявших свои остатки в литосфере. Вскрытие крупных местонахождений зачастую длится весьма долго. Мы не говорим, конечно, о случаях исключительно интенсивной денудации, которые также имеют место в процессах деструкции отдельных местонахождений.

Для упрощения рассуждений мы условно подразумеваем денудацию некоей средней интенсивности. Большие площади, занятые ультрафациями палеозоя в Южной Африке и СССР, древнекайнозойские ультрафации Северной Америки, Европы и Азии вскрывались денудацией на протяжении нескольких миллионов лет и все еще несут в себе большое число богатейших местонахождений. Обратное явление мы наблюдаем в кайнозойских инфрафациях. Местонахождения небольших размеров не выдерживают и короткой деструкции, вскрытые местонахождения очень быстро разрушаются нацело и исчезают из геологической летописи. Отсюда и происходят любопытные факты, что, несмотря на гораздо более полное отражение наземной жизни, причем именно жизни глубоко внутри материка, многие типично наземные представители фауны млекопитающих верхнего кайнозоя остаются и по сие время известными весьма неполно. Отсутствие массового материала из больших местонахождений определяет неполноту известности отдельных форм. Для примера приведем только эласмотерия — загадочную раннечетвертичную вполне наземную форму. Несмотря на столь недавнее геологическое время своего существования эласмотерий еще неизвестен нам полностью, за отсутствием полных скелетных остатков. Ультрафации того же кайнозоя, разумеется, дают нам крупные массовые местонахождения с обильными остатками наземной фауны. Палеонтологические исследования наземной жизни в своих первых шагах имели дело с остатками млекопитающих четвертично-верхнетретичного времени, часто находившимися при вскрытии малых местонахождений в инфрафациях. Малое количество остатков в подобных местонахождениях и их разрозненность привели к представлениям, до сих пор распространенным среди палеонтологов. Эти представления заключаются в неправильной оценке местонахождений наземной фауны древнейших периодов жизни, как сходных с местонахождениями кайнозойских инфрафаций. Отсюда именно и возникло пренебрежение к местонахождениям как документам геологической летописи, неправильная оценка неполноты этой летописи, утрата перспективы времени и, наконец, неумелые способы палеонтологических раскопок, до сих пор еще наносящие ущерб делу палеонтологии.

Вскрытие местонахождении производится в настоящее время тремя главными факторами — глубокой эрозией, поверхностной денудацией и человеческим трудом. Наиболее часты случаи вскрытия путем врезания в толщу пород, содержащих местонахождения, речных долин и оврагов. В этих случаях местонахождение обычно вскрывается в вертикальном разрезе и легко может быть обнаружено при внимательных геологических исследованиях. В то же время, вследствие того, что вскрытием захватывается сравнительно небольшой по площади участок толщи, содержащей местонахождения, весьма большой процент существующих местонахождений может остаться не вскрытым и выпасть из нашего поля зрения (рис. 36). Не случайно, что в мощных ультрафациях наиболее крупные, богатые и частые местонахождения известны из областей с хорошей обнаженностью и сильно изрезанным рельефом. Таковы знаменитые в истории палеонтологии "бедленды" различных стран, давшие науке богатейшие материалы по наземной фауне нижнего кайнозоя и нижней перми (Казахстан, Монголия, Тексас, Монтана, Оклахома и др. ). В случае редкой сети речных долин и оврагов даже очень крупные местонахождения могут остаться невскрытыми.

Нетрудно видеть, что именно зоны аридного климата являются зонами сильного вскрытия местонахождений, тем более если они совпадают с районами возвышенных плато, как это часто имеет место.

Отсутствие растительного покрова приводит к сильному расчленению осадочных толщ, с образованием густой сети оврагов, сухих русел, глубоких промоин, обеспечивающих вскрытие на дневной поверхности залегающих островками костеносных линз. Именно пустынные зоны типа бедлендов в Казахстане, Центральной Азии и США славятся находками.

    

Рис, 36. Вскрытие местонахождений эрозией.

А — в области средней обнаженности, Б — в области типа бедленд.

    

Рис. 37. Кажущееся угнетение и вымирание фауны.

    Редкие крупные разрезы больших местонахождений часто дают кажущуюся картину ступеней вымирания и угнетения фауны в местонахождениях и влекут за собой весьма распространенные в палеонтологии ошибочные представления о закономерном вымирании фауны. Как видно из закономерностей образования местонахождений, вымирание фауны не может быть выражено прямо в том или другом местонахождении и отражается лишь косвенно в серии разновозрастных местонахождений. Разрез типа, приведенного на рис. 37, вскрывающий краевую зону крупного местонахождения, нередко дает по стратиграфической вертикали два и более прослоев, чередующихся с "мертвыми" породами ультрафации. Верхний прослой из самого края местонахождения с плохими и редкими остатками принимается за прослой с "угнетенной", "вымирающей" фауной и смена его по стратиграфической вертикали снова немыми вмещающими породами якобы знаменует полное вымирание фауны. На самом деле разрез, проведенный ближе к местонахождению, показал бы еще более сложные соотношения, а разрез, прошедший через центральную часть местонахождения, вскрыл бы истинное обилие фауны без всякого намека на вымирание. Разрез, проведенный дальше от местонахождения, дал бы представление о бедной и редкой фауне или же просто о мертвой, безжизненной "пустынной" или "подводной" толще. Глубина вскрытия местонахождения также имеет значение. В случае вскрытия только верхних слоев местонахождения мы можем встретиться с существенно иными соотношениями и получить неправильное представление о местонахождении и его фауне в целом.

Вскрытие местонахождений в горизонтальном срезе дефляцией обычно встречается в областях пустынного характера, без растительного покрова, при значительной роли дефляции. Такое вскрытие дает представление о довольно большом участке, однако без полного разреза по вертикали. Вскрытые в горизонтальном срезе местонахождения разрушаются быстрее вскрытых глубокими долинными врезами — органические остатки в них подвергаются вторичным изменениям — пустынному загару, истиранию песком, растрескиванию и т. д. Этот тип вскрытия местонахождений дает возможность более детально ознакомиться с биостратономией местонахождения и плоскостным распределением вмещающих осадков. Однако остатки фауны, заключенной во вскрытых горизонтально местонахождениях, обычно сильно повреждаются выветриванием, что затрудняет непосредственное изучение фауны местонахождения.

    

Рис. 38. Случайные эрозионные уровни современности.

    Вскрытие местонахождений путем денудации определяется глубиной во времени эрозионного среза на данном участке земной поверхности. Временные уровни эрозионных срезов настоящего периода жизни Земли располагаются весьма беспорядочно в пространственном отношении, как это видно на любой геологической карте (рис. 38). Составление карт временных уровней современной денудации для зон распространения континентальных ультрафаций прошлого очень важно для прогнозов и поисков новых местонахождений наземной фауны и для общего подсчета запасов и площадей уцелевших во времени континентальных отложений древних геологических эпох. В процессе дальнейшего изучения континентальных толщ мы сможем подойти к довольно точному картированию уровней денудационных срезов для разных эпох геологической истории и отсюда к подсчетам масс континентальных отложений, уничтоженных крупными денудациями этих эпох. Последнее имеет очень важное значение для выяснения относительного процента фауны, уничтоженной древним вскрытием местонахождении и деструкцией континентальных осадков.

С развитием техники все большее значение приобретает еще один фактор вскрытия местонахождений, не имеющий ничего общего с деятельностью геологических процессов — вскрытие местонахождений трудом человека. Глубокие шахты, штольни и другие горные работы проникают под покровы вышележащих толщ и вскрывают местонахождения, находящиеся глубоко от денудационных срезов современности. Достаточно вспомнить, какое значение в познании верхнепалеозойской фауны имели угольные разработки. Древнейшие фауны амфибий карбона в Англии, Канаде, Чехословакии, США совсем не были бы известны, если бы разработка угольных местонахождений не вскрыла богатейших местонахождений. Некоторые местонахождения угольных шахт Англии находятся под морским дном (Зап. Шотландия, Ирландия). Интереснейшая фауна пермских наземных позвоночных Приуралья извлечена из медных рудников, разрабатывавших медистые песчаники перми. Замечательные находки эоценовой наземной фауны недавно сделаны в буроугольных шахтах Германии (Гейзельталь). Подобный перечень местонахождений, вскрытых горными работами, может быть весьма длинен. Нельзя не упомянуть и работы несколько другого характера — огромные выемки плотин, каналов и железных дорог, вскрывающие местонахождения в условиях плохой обнаженности и слабой эрозии.

Вскрытие местонахождении при горных работах дает нам возможность включать в поле наших исследовании гораздо большее число местонахождений, в настоящее время далеких от вскрытия денудацией. Этот способ вскрытия местонахождений, дающий возможность человеку в известной степени преодолевать неполноту геологической летописи, сулит в будущем очень широкие возможности. Трудность производства наблюдений в условиях подземных работ, существовавшая в прежнее время, при современной технике уже не имеет значения. Теоретически, при помощи горных работ в будущем мы сможем включить в орбиту исследования все огромные площади древних континентальных толщ, скрытые под более молодыми отложениями или даже в будущем и погруженные под уровнем моря, устранив тем самым ту область неполноты геологической летописи, которая определяется случайным распределением уровней современной денудации.