Органический мир

Меловой период завершает мезозойскую эру, и поэтому его органический мир несет все чер­ты, характерные для переходного этапа. Наиболее значительные изменения претерпевает расти­тельный мир суши. С конца раннемеловой эпохи (с альба) появляются первые покрытосеменные цветковые растения. С позднего мела покрытосеменные составляют уже ведущий элемент назем­ной флоры. Особенно много было насекомых, которые эволюционировали в тесной связи с расте­ниями. В морских бассейнах мелового периода важнейшими группами являются головоногие, двустворчатые и брюхоногие моллюски, морские ежи, брахиоподы, губки, мшанки, шестилучевые кораллы, фораминиферы (рис. 64).

? Среди морских беспозвоночных животных одно из первых мест продолжают занимать голо­воногие моллюски; во второй половине периода роль аммоноидей (наружнораковинных) умень­шается, но белемниты (внутреннераковинные) играют большую роль до конца поздней меловой эпохи. На границе юры и мела происходит новое значительное обновление аммонитов. Хотя мно­гие юрские аммоноидей вымирают, но сохраняются представители Phylloceratidae, Lytoceratidae. Наряду с плоскоспиральной раковиной Polyptychites, Parahoplites, Acanthoceras, Neocomites, Simbirskites появляются ранее неизвестные роды с аномальными раковинами Crioceratites, прямы­ми Baculites, Scaphites, Ancyloceras улиткообразными Turrilites. Наряду с нормальной лопастной линией появляются формы с упрощенной сутурой (Tissotia). Возникают и широко распространя­ются гигантские формы Pachydiscus, Ammonitoceras, отдельные экземпляры которых обладают ра­ковиной до 2 м в поперечнике.

Из числа характерных представителей меловых аммоноидей можно назвать роды Polyptychi­tes, Simbirskites, Hoplites - для нижнего мела и Schloenbachia, Acanthoceras, Hamites - для верхне­го мела.

Из белемнитов в меловом периоде были распространены такие роды, как Hibolites, Belemnites (нижний мел), Actinocamax, Baculites, Belemnitella (верхний мел).

В меловом периоде широко распространены двустворчатые (пелециподы) и брюхоногие (гас-троподы) моллюски. Среди первых следует отметить род Lnoceramus^ различные представители семейств устриц - Ostrea, Gryphaea, Exogyra, среди рудистов - Hippurites. Многие из характерных представителей меловых двустворок (иноцерамы, рудисты) в конце позднемеловой эпохи полнос­тью вымирают и в вышележащих палеогеновых отложениях не известны (рис. 64).

Среди брюхоногих моллюсков большую роль играли Cyprea, Conus, Fusus, Murex.

Широко развиты неправильные морские ежи - роды Micraster, Echinocorys и др. В позднеме-ловую эпоху широко распространены крупные фораминиферы семейства Orbitoididae, планктон­ные фораминиферы семейств Globigerinidae, Globotruncanidae и многие другие формы.

Среди морских водорослей очень характерны микроскопические золотистые - кокколитофо-риды (нанопланктон) и диатомовые. Надо отметить, что нанопланктон и мелкие фораминиферы в позднем мелу участвовали в формировании белого писчего мела.

В мире позвоночных животных в меловой период продолжается господство пресмыкающих­ся (рептилий), давших много новых своеобразных форм. Летающие рептилии - Rhamphorhynchus, Pterodactylus, водные рептилии - конечности превратились в ласты - Plesiosaurus и Ichthyosaurus. Среди наземных рептилий (динозавры) выделяются представители на двух ногах и с мощным хвостом - Iguanodon (рис. 65, цв. вкл.); на четырех ногах и с длинным хвостом - травоядные -Apatosaurus, Diplodocus и хищники - Tyrannosaurus. Все они доживут до конца Маастрихта и затем навсегда исчезнут. Для мелового периода характерно появление змей, которые, как и крокодилы, большое развитие получили в кайнозое.

Значительный прогресс произошел в развитии птиц, среди которых появились высоко орга­низованные и специализированные формы.

Рис. 64. Характерные ископаемые остатки меловых организмов Лммоноидеи: / - Ancyloceras (ранний мел), 2 - Scaphites (поздний мел), 3 - Simbirskites (ранний мел), 4а, б - Schloenbachia (поздний мел), 5 - Crioceratites (ранний мел), 6 - Baculites (поздний мел); белем­ниты: 7 - Duvalia (ранний мел), 8 - Belemnitella (поздний мел); двустворки: 9 - Inoceramus (юра - мел), 10 - Hippurites (поздний мел); морские ежи: Па, б - Micraster (поздний мел), 12а, б - Echinocorys (по­здний мел); губки: 13 - Ventriculites (поздний мел)

В меловом периоде получает дальнейшее развитие надкласс рыб, в котором преобладающее значение приобретают так называемые костные рыбы.

Млекопитающие, появившиеся еще в начале мезозоя, все еще были мелкими и встречались довольно редко, но за меловой период они прошли сложный эволюционный путь, дав начало мно­гим высокоорганизованным формам.

В меловых отложениях известны остатки не только сумчатых, но и плацентарных, в частно» сти, насекомоядных млекопитающих.

Необычайно резкие изменения в органическом мире произошли на рубеже мезозоя и кайно­зоя или на границе Маастрихта и дания. На этом рубеже исчезли кокколитофориды, меловые план­ктонные фораминиферы, аммониты, белемниты, кораллоподобные двустворчатые моллюски - ру-дисты, динозавры и некоторые иные рептилии, а также целый ряд других представителей живот­ного царства. Кроме перечисленных исчезло 50% семейств радиолярий, 75% семейств брахиопод, от 25 до 75% семейств лишились двустворчатыми брюхоногие моллюски, морские ежи и морские лилии. На 75% сократилось число акул. Урон, понесенный органическим миром, был огромен. Вымерло более 100 семейств морских беспозвоночных и примерно такое же количество среди на­земных животных и растений. Это дало основание говорить о "великом мезозойском вымирании".

Высказано множество разнообразных предположений о причинах этого вымирания - от из­менения отдельных природных факторов до отравления животных и растений различными специ­фическими ядами. Подавляющая часть палеонтологов сходилась на том, что вымирание на рубеже мезозоя и кайнозоя, так же как и все другие крупные вымирания, явились следствием конкурен­ции и вытеснения одних групп организмов другими, смены растительных сообществ, эвстатичес-кого подъема или понижения уровня Мирового океана, резкого похолодания и усиления неста­бильности климатических условий, а также необычайно больших вспышек вулканизма, особенно взрывного характера.

i Одни ученые (Л.Ш.Давиташвили) считают, что все происходившие в истории Земли измене­ния органического мира зависят от появления определенных групп организмов, вытеснявших дру­гие, менее совершенные. Например, аммонитов с их громоздким гидростатическим аппаратом (полой, многокамерной раковиной) могли вытеснить, истребляя в большом количестве, намного более подвижные костистые рыбы. Роковую роль в судьбе динозавров могли сыграть мелкие мле­копитающие, пожирающие яйца этих животных.

Другие исследователи полагают, что причина всех внезапных изменений в развитии живых организмов на Земле лежит в изменении интенсивности космического излучения. Последнее при­водило к коренному изменению строения хромосом клеточного ядра, а следовательно, к измене­нию свойств самого организма (спонтанная мутация).

Ученые И.С.Шкловский и В.И.Красовский высказали в 1957 г мисль, что вымирание гигант­ских ящеров в конце мелового периода связано со взрывом сверхновой звезды, который повысил* уровень космического излучения в окружении Земли. Эта гипотеза могла подтвердить предполо­жение, что гигантские ящеры действительно вымерли сразу и на всей нашей планете. Такое повы­шение уровня космических излучений могло быть губительным не для всех организмов. Возмож­но, что на многие другие группы оно действовало благотворно и способствовало их быстрому расцвету. По-видимому, гигантские пресмыкающиеся или рептилии к концу мела находились на третьей стадии развития - старении (первые две - появление и расцвет). Они достигли к своей третьей стадии развития большой специализации и исчерпали к этому времени свой жизненныщ потенциал, поэтому не смогли приспособиться к новым условиям существования.

В последние годы появились, однако, новые гипотезы, связывающие это вымирание с катаст­рофическими последствиями вмешательств космических факторов. Данная проблема попала в ор­биту внимания не только геологов и палеонтологов, но и других специалистов.

В 1979 г. исследователи из Калифорнийского университета под руководством Л. Альвареса показали, что на границе мезозоя и кайнозоя в ряде районов Италии и Дании имеются геохими­ческие аномалии, выражающиеся в обогащении пограничных слоев глин иридием. Этот тяжелый металл, по предположению американских ученых, имел космическое происхождение. Это пред­ставление было основано на том, что все метеориты по сравнению с земными породами содержат высокие концентрации иридия. Ученые предположили, что массовое вымирание на рубеже мезо­зоя и кайнозоя было вызвано столкновением Земли с астероидом, диаметр которого мог состав­лять 10-15 км. Энергия взрыва должна была достигать 10³⁰ эрг, что намного превышает энергию, дошедшую до земной поверхности после вспышки сверхновой. В результате мощнейшего взрыва или, скорее всего, серии взрывов, так как предполагается, что астероид при вхождении в земную атмосферу раскололся на части, масса земного вещества, превращенного в пыль, в сотни раз пре­вышавшая массу космическою тела, была выброшена в атмосферу. Пыль довольно продолжитель­ное время оставалась в атмосфере, что весьма сильно снизило прозрачность атмосферы и наруши­ло тепловой баланс. Солнечные лучи длительное время не достигали земной поверхности, а отра­жались в космическое пространство плотной непрозрачной атмосферой. В атмосфере в большом количестве находились пыль, дым и сажа. В результате этого температуры на земной поверхности стали быстро снижаться.

Отсутствие солнечного света отразилось на процессах фотосинтеза, и биопродуктивность ра­стительности резко снизилась. Возникли условия, напоминающие предсказанное в начале 80-х го­дов явление "ядерной зимы". Эта "астероидная зима" вызвала целый ряд негативных для жизни организмов процессов. Сократились ресурсы питания и нарушились пищевые связи. Снижение температурного режима отразилось на условиях жизнедеятельности, на солевом составе морских и пресных водоемов, на состоянии почв, распределении питательных веществ и воды на поверх^-ности суши.

Ввиду того, что внедрение космического тела в земную атмосферу воздействовало на разные стороны природных условий, это привело к селективному вымиранию. Одни организмы, напри­ мер наземные и водные динозавры, высокоорганизованные планктонные организмы и целый ряд других не были в состоянии перенести подобные нарушения среды обитания, другие пытались к ним приспособиться, третьи - резко изменили ареалы своего обитания, а четвертые дали начало новым, уже приспособленным к изменившимся условиям формам. я

Впоследствии следы "иридиевой аномалии" кроме Италии и Дании были обнаружены и в других регионах в пограничных слоях мезозоя и кайнозоя. В дальнейшем оказалось, что подоб­ные аномалии существуют на границе эоцена и олигоцена, перми д триаса, на границе фамена и франа в позднем девоне и в начале фанерозоя. Все это свидетельствует о том, что внедрение в зем­ную атмосферу космических тел в геологическом прошлом не было столь редким событием, а, ве­роятно, происходило с определенной периодичностью и с ним, как правило, связано абсолютное большинство крупных вымираний.

Падение крупного космического тела должно оставлять на земной поверхности следы в виде импактного кратера. Несмотря на относительно слабую изученность, установлено, что самый древний из известных кратеров находится на территории ЮАР. Он имеет диаметр около 140 км и образовался около 2 млрд. лет назад. Кратер Сэдбери в Канаде возник 1,84 ±0,15 млрд. лет назад. Абсолютное большинство известных ударных кратеров моложе 300 млн. лет. 65 млн. лет назад, на рубеже мезозоя и кайнозоя, возникли Карский, Усть-Карский, Каменский и Гусевский (два после­дних находятся в Причерноморье) кратеры, имеющие диаметр от 3 до 25 км. Наиболее вероятным кандидатом в крупные кратеры, образовавшиеся на границе мела и палеогена, в настоящее время считается кратер Чиксулуб на п-ове Юкатан в Мексике. Его возраст точно соответствует этому ру­бежу, а многочисленные признаки - шоковые минералы и породы, геохимические аномалии и др - подтверждают космическое происхождение. К тому же среди пород, в которые вложен этот кра-

тер, присутствуют верхнеюрские сульфаты, что могло быть причиной поступления в атмосферу значительного количества сернистого газа, губительного для живых организмов. Получены также данные о близком, если не тождественном возрасте другого крупного кратера - Карского на Пай-Хое. Имеются данные о существовании подобного кратера в Тихом океане. Предполагается, нако-, нец, что самый крупный кратер от развалившегося на части астероида располагается на дне Ба­ренцева моря.

Существуют и другие точки зрения на проблему вымираний. Подробнее см. в главах 2 и 11.

Структуры земной коры и палеогеография

По-прежнему существовала северная платформа Лавразия, усложненная к этому времени ря­дом опусканий. Более существенные погружения, сопровождаемые разломами, проявились на Гондване, на территории современного Индийского океана, впадина которого уже наметилась. Опускания были и в южном секторе современного Атлантического океана.

В геосинклинальных поясах в течение раннего мела проявилась новая фаза складчатости -верхоянская или колымская (третья фаза киммерийской эпохи тектогенеза). В Верхоянской облас­ти результатом ее было окончание геосинклинального режима и оформление горных складчатых сооружений Северо-Востока России (хребтов Верхоянского, Черского, Колымского, Станового, Сихотэ-Алиня, а также гор Восточного, Южного Китая и Индокитая). К этому времени относится образование ряда поднятий в Южной Европе.

Для позднемеловой эпохи характерен энергичный вулканизм на Африканской платформе. Здесь образовались обширные покровы и интрузии основных пород - типа сибирских траппов. К концу позднемеловой эпохи относится последняя фаза киммерийской складчатости - ларамийская (от гор Ларами в Скалистых горах), которая с наибольшей силой проявилась в Кордильерской гео­синклинальной области и привела к оформлению Кордильер. Геосинклинальные условия сохра­нились здесь только в краевой, прилегающей к Тихому океану части Тихоокеанского геосинкли­нального пояса, а также в Западно-Тихоокеанской и Средиземноморской геосинклинальных обла­стях.

В раннем мелу отмечается слабая регрессия, в позднем мелу обширная морская трансгрес­сия. Эта трансгрессия, а также продолжающееся расширение и углубление океанических впадш завершили распад суперплатформ Лавразии и Гондваны на отдельные континенты.

Позднемеловая трансгрессия значительно проявилась на всех континентах (кроме Австра лии). В морях, которые занимали свыше половины площади современных континентов, резко пре­обладало накопление карбонатных (в том числе белый писчий мел) осадков. Гондвана или ее уже отдельные платформы впервые в значительной степени покрылись морем.

Климатические условия были подобны юрским. Наличие широтно вытянутых морских зоо-географических областей указывает на климатическую зональность. Зона жаркого климата совпа­дала с областью Тетиса. Как по северной, так и по южной окраинам Тетиса среди нижнемеловых отложений встречаются толщи соленосных лагунных отложений (Средняя Азия, Северная Афри­ка), намечающие положение областей засушливого климата. В более северных районах бывшей Лавразии (Якутия, Приморский край, запад США) среди отложений мелового возраста широко

распространены угля связанные в своем образовании с условиями влажного климата умеренного пояса.

В позднемеловую эпоху в связи с широким развитием трансгрессии климатическая зональ­ность менее ясна, фаунистические различия между Средиземноморской и Бореальной палеозоо-географическими областями смягчаются и широкое развитие получают карбонатные отложения (белый писчий мел - Европа), а также терригенные морские осадки (Западная Сибирь).

Расположение континентов в меловом периоде согласно концепции новой глобальной текто­ники показано на схеме XXI, цв. вкл.