Геология четвертичных отложений / КУРС ЛЕКЦИЙ / QUARTER LAST

шка-
Палеомагнитная	ла

Брюнес

Матуяма

Изолтопно-киродные ярусы	Возраст, тыс. лет
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18	780
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35	1 760
36

Система	Раздел	Звено
	Голоцен	Современное
		Верхнее

Четвертичная

Плейстоцен

Среднее

Нижнее

Индекс

Hl

IIIpz

IIImr

IIpr

IIalk

IIbr

IIbl

IInr

IIbs

Igm

Надгоризонт

Припятский (л)

Брестский

Гомельский

Горизонт

Голоценовый

Поозерский (л)

Муравинский (мл)

Сожский (л)

Днепровский (л)

Александрийский

(мл)

Березинский (л)

Беловежский (мл)

Наревский (л)

Ружанский (мл)

Варяжский (л)

Рогачевский (теплый)

Жлобинский (холодный)

Ельнинский (тепл.)

Вселюбский (холодный)

83

Таблица 8

Сопоставление стратиграфических схем четвертичных отложений Беларуси

			Схема авторов «Геология		Региональная унифициро-
			Беларуси», 2001		ванная схема четвертичных
Звено		Индекс			отложений Белоруссии, 1982
								Возраст, тыс. лет
			Надгоризонт	Горизонт	Надгоризонт
						Горизонт
Современное		Hl		Голоценовый		Голоценовый		10,3
-		IIIpz		Поозерский (л)		Поозерский (л)		95
Верх	нее
		IIImr		Муравинский (мл)		Муравинский (мл)		130
		IIpr	Припятский (л)	Сожский (л)		Сожский (л)
				Днепровский (л)		Шкловский (мл)
Среднее						Днепровский (л)		320
		IIalk		Александрийский		Александрийский		460
				(мл)		(мл)
		IIbr		Березинский (л)	Белорус	Березинский (л)		480
		IIbl		Беловежский (мл)	ский	Беловежский (мл)		560
		IInr		Наревский (л)		Наревский (л)		600
		IIbs	Брест	Ружанский (мл)		Брестский	пред-
			ский	Варяжский (л)		ледниковый		800
				Рогачевский
			Гомельский	(теплый)
Нижнее				Жлобинский
		Igm		(холодный)
				Ельнинский
				(теплый)
				Вселюбский				1760
				(холодный)

Средний плейстоцен объединяет восемь горизонтов: варяжский, ружанский, наревский, беловежский, березинский, александрийский, днепровский и сожский. Из них первая и последняя пары образуют два надгоризонта: соответственно брестский и припятский. Следовательно, в отличие от схемы 1982 г., средний плейстоцен объединяет не два, а пять ледниковых горизонтов. По изотопно-кислородной шкале граница нижнего и

84

среднего плейстоцена проводится на уровне 830 тыс. лет назад – совпадает с переходом между 21 и 20 ярусами (а по унифицированной она проходит в верхней части 12-го яруса). Изменяется интерпретация брестских отложений. Во-первых, их ранг возрастает до надгоризонта. Во-вторых, первым покровным ледником Беларуси предлагается признать не наревский, а более ранний – варяжский. Серьезные изменения предлагаются в стратиграфии верхней части среднего плейстоцена: днепровский и сожский горизонты объединяются в один ледниковый надгоризонт – припятский. Этим утверждается, что в александрийско-муравинском интервале распространены отложения лишь одного ледникового покрова – припятского, в развитии которого было, возможно, две стадии (днепровская и сожская). Устраняется представление о шкловском межледниковом этапе.

Состав верхнего плейстоцена не изменен: по-прежнему выделяются горизонты муравинский и поозерский. Время ухода последнего ледника с территории Беларуси датируется примерно 14 тыс. лет назад, после чего еще 4 тыс. лет продолжалось его таяние в горах Скандинавии.

Наконец, раздел голоцен включает в себя лишь одно звено – совре-

менное, и один горизонт – голоценовый.

Контрольные вопросы

§Перечислите названия ледниковых и межледниковых этапов соответственно каждой из приведенных схем.

§Кем и когда была составлена первая стратиграфическая схема четвертичных отложений?

§Какой метод заложен в фундамент современных стратиграфических схем Бе-

ларуси?

§В чем заключаются отличия между унифицированной схемой четвертичных отложений Беларуси и схемой 2001 г.?

6.РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

ВЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ

6. 1. Развитие флоры

Развитие флоры на территориях, подвергавшихся четвертичным покровным оледенениям, напрямую связано с колебаниями климата. В изменениях растительности высоких и умеренных широт установлены следующие закономерности.

§ Многократные и сильные похолодания вели к последовательному сокращению количества теплолюбивых (термофильных) видов, широко представленных в составе плиоценовой флоры.

85

§Видовое разнообразие растительности на протяжении квартера последовательно обеднялось. Вместе с тем, в четвертичном периоде появились и новые, типично плейстоценовые разновидности (реже – виды) растений, родственные современным – например, внутри класса мхов возник-

ло семейство сфагновых мхов.

§Чередование холодных и теплых этапов вело к географическим перегруппировкам растений, формированию сообществ смешанного состава.

§На протяжении ледниковых, межледниковых и интерстадиальных этапов формировались совершенно разные, самостоятельные группы растительных ассоциаций, которые объединяются в три типа флор: перигляциальные (ледниковые), межледниковые и интерстадиальные.

Видовой состав перигляциальных флор во время всех оледенений был сравнительно однородным. В разные межледниковья и интерстадиалы состав растительности отличался – он изменялся соответственно климату каждого конкретного отрезка времени.

Перигляциальные (ледниковые) флоры характеризовалась исключи-

тельно скудным и однообразным видовым составом. В экстремальных условиях существовали лишь самые холодоустойчивые и, как правило, ксерофильные представители: карликовые ивы и березы, мхи, осоки и др. По наиболее характерному растению – куропаточьей траве (лат. Dryas), такая флора получила название дриасовой.

Смена климата вела к последовательному изменению растительных сообществ: по мере дегляциации, на территории развития перигляциальной флоры возникала лесотундровая растительность, а затем и более разнообразная таежная флора.

Межледниковые флоры не были идентичны друг другу – на этом базируется стратиграфическое расчленение квартера. В начале межледниковья на территория Беларуси тайга замещалась смешанными лесами со все меньшим участием холодоустойчивых видов. В оптимальную фазу климата распространялись наиболее богатые хвойно-широколиственные леса, с густым подлеском и обилием трав, а в самые теплые межледниковья плейстоцена – даже широколиственные леса. В фазу позднемежледниковья последовательность была обратной: широколиственные леса вытеснялись хвойно-мелколиственными; затем, с началом нового ледникового этапа – хвойными, и, наконец, ландшафтами тундрового криволесья. Закономер- ные черты межледниковой растительности территории Беларуси:

∙господство лесной флоры;

∙богатство видового состава;

86

∙распространение смешанных хвойно-широколиственных лесов с обширным перечнем широколиственных пород;

∙редкость или отсутствие аркто-альпийских видов в составе растительности оптимальной фазы межледниковья;

∙большое разнообразие травянистых сообществ.

Особенность видового состава межледниковых флор – широкое распространение трав рода бразений, включающих как ныне вымершие, так и экзотические виды.

Интерстадиальные флоры возникали в гораздо более суровых условиях – при временном отступлении края ледника. Интерстадиальные флоры от межледниковых отличались систематической бедностью: распространялись ландшафты лесотундр, и лишь иногда – смешанных хвойномелколиственных лесов из сосны, ели, ольхи, березы.

Белорусскими палеокарпологами выделены типичные для плейстоце-

на региональные флористические комплексы.

Шлавско-даумантайская флора (по названиям литовских разрезов Шлаве и Даумантай) существовала в холодные этапы раннего плейстоцена и имела интергляциальный облик. Доминировали травянистые сообщества с участием древних, ныне вымерших плиоценовых видов. Леса занимали небольшую площадь, из малочисленных древесных пород встречались лиственницы, ели, можжевельник, березы.

Венедская флора распространилась в наревское время, была типично перигляциальной, безлесной. Вместе с деревьями исчезли теплолюбивые травы, место которых заняли холодоустойчивые виды: куропаточья трава, ежеголовник северный, карликовая береза и ива.

Шкловско-снайгупельско-беловежская флора развилась в беловежское межледниковье. Господствовали хвойно-широколиственные леса, значительно более богатые, нежели нынешние. Главной лесообразующей породой являлась лиственница, часто встречались сосны, несколько реже – ели. Лиственные деревья и кустарники сильно напоминали современных, отличаясь архаичными признаками. Из деревьев произрастали вымершие формы липы, клена, граба. Богатейшая травянистая растительность насчитывала свыше 200 видов, в том числе множество ископаемых плиоценовых и раннеплейстоценовых обитателей, а также экзотов, сейчас характерных для Азии и Америки (дальневосточный ежеголовник, американский камыш, американская осока).

С приближением березинского ледника вытеснились как неогеновые реликты, так и большинство растений смешанных и хвойных лесов. Пе-

87

ригляциальная зона оккупировалась тундровыми растениями, среди которых лишь иногда встречались водно-болотные виды.

Александрийская флора выделялась такими главными особенностями, как видовое богатство хвойных и обилие темнохвойных: ели, пихты и даже теплолюбивого тиса. Разнообразием, хотя и меньшим, чем хвойные, отличались лиственные породы – только древесных форм насчитывалось более 25, и почти все они были близки современным. В пестром наборе трав особое значение заняли новые, руководящие виды: камыш Смита, арацитос межледниковый, уруть маленькая, эвриала европейская.

Средний плейстоцен завершился долгим припятским ледниковым этапом. К настоящему времени на территории Беларуси не найдено следов продолжительного интерстадиала в составе межморенных днепровскосожских отложений, поэтому нет и достоверных данных об особенностях растительности нашего региона [7].

Муравинская флора формировалась в самом теплом и влажном из межледниковий. От растительности всех других интергляциалов ее отличают следующие особенности:

§меньшее видовое разнообразие трав, деревьев и кустарников;

§редкость плиоценовых реликтов;

§преобладание теплолюбивых широколиственных видов (леса, подобные муравинским, ныне растут близ северных предгорий Альп);

§резкое сокращение числа экзотов и полное господство европейских видов (граб, скальный дуб, липа);

§распространение теплолюбивых трав бразениевого комплекса, часть из которых сейчас на территории Беларуси встречается редко, а многие и вовсе отсутствуют (осока американская, камыш Торрея, камыш Смита, альдрованда пузырчатая и др).

Вначале поозерской ледниковой эпохи в очередной раз началось обеднение лесной флоры. Широколиственные муравинские леса заместились хвойно-мелколиственными с участием лиственницы и современных местных видов трав. Представители бразениевого комплекса исчезли. В среднепоозерское время территория Беларуси практически лишилась лесов, видовое разнообразие флоры сократилось почти вдвое. Гигантские площади были захвачены перигляциальным комплексом аркто-бореальных

иаркто-альпийских травянистых растений (лютик, лапчатка, лебеда, зеленые мхи). В максимальную стадию оледенения основу тундрово-степной флоры составляли карликовая береза и ива, рдесты, ежеголовник северный

идр. По сведениям А. А. Величко, во вторую половину поозерского времени, ставшую климатическим минимумом всего мезо-кайнозоя, перигля-

88

циальная флора распространилась вплоть до субтропиков. Об этом свидетельствуют палинологические спектры образцов, взятых со дна Черного моря в 100 км к западу от Батуми [2].

На протяжении голоцена устанавливаются современные биоценозы умеренных и высоких широт. Главная особенность формирования сегодняшних популяций заключается в абсолютном доминировании антропогенного фактора.

6. 2. Развитие фауны

Развитие животных в четвертичном периоде контролировалось изменяющимися природными условиями. На протяжении палеогена и неогена в средней полосе Евразии и Северной Америки преобладали теплолюбивые формы млекопитающих тропических широт. Понижение температуры и усиление континентальности климата в плейстоцене обусловило следующие фаунистические особенности:

∙формировались группы травоядных, способных питаться жесткой травой (лошади, хоботные);

∙распространялись холодоустойчивые формы, достигшие расцвета во время последнего оледенения;

∙в умеренных широтах во время оледенений развивалась фауна тунд- ро-степей, а в межледниковья – лесная и степная;

∙возникали региональные фаунистические комплексы;

∙произошла экспансия сибирских видов, широко распространившихся по материкам северного полушария.

Млекопитающие реагировали на холодные эпохи миграциями. Многие виды, не выдержав конкуренции, или не устояв перед сменой климата, вымирали. С плиоцена по плейстоцен в составе рода слонов возникло два вида: лесной слон с прямыми бивнями, обитавший в лесах умеренного пояса, и мамонт, типичнейший представитель перигляциальной обстановки, питавшийся грубой низкорослой растительностью. В раннепоозерское время лесные слоны вымерли, тогда как мамонты достигли расцвета. Выживанию в суровых условиях способствовали такие морфофизиологические особенности, как увеличенная масса тела, в том числе за счет жировой прослойки, густой волосяной покров. В четвертичном периоде увеличились рога оленей и бизонов, расширились копыта лошадей.

Услонов и носорогов развился густой волосяной покров. Территориальные и временные отличия видового состава животного

мира легли в основу выделения фаунистических комплексов квартера.

89

На территории Европы оледенения вызвали исчезновение теплолюбивых европейских представителей, место которых захватили переселенцы из континентальных восточных районов. Например, в брестское время из Сибири в Европу мигрировал гигантский бобр – трогонтерий, широко распространившийся к началу наревского оледенения. В припятское время в Европе расселились роды, отсутствовавшие в плиоцене: северные олени, лемминги, пеструшки, полевки, пищухи. В плейстоцене произошли не менее десяти волн таких переселений, причем темпы их были высокими – новые обитатели захватывали территорию Европы примерно за 9 – 10 тысячелетий. Миграции животных привели к появлению фаунистических сообществ смешанного состава, где сочетались не только европейские и сибирские виды, но и плиоценовые с плейстоценовыми, а также обитатели совершенно разных ландшафтов. По данным Р. Флинта, из 119 видов млекопитающих, ныне обитающих в Европе и соседних частях Азии, 113 появились в четвертичном периоде благодаря миграции. Возможным фактором гибели млекопитающих плиоцена в Европе называют рельеф: барьеры горных систем и морей на юге не позволили им уйти от волн холода.

В пределах Европы, согласно В.И. Громову, в четвертичном периоде выделяются не менее пяти фаунистических комплексов. Их обзор целесообразно начать с еще более древних, существовавших на протяжении неогена (табл. 9).

Молдавский и хапровский комплексы объединяли млекопитающих плиоцена. Их состав свидетельствует о теплом климате зоны саванн. Завершали свое существование гиппарионы (трехпалые лошади), распространялись мастодонты (хоботные с двумя парами бивней), архаичный слон Громова, лошадь Стенона, носорог этрусский, махайрод (тигр саблезубый), верблюды, газели и олени.

Таманский комплекс являлся древнейшим из четвертичных, он характерен раннему плейстоцену. Исчезли тигры саблезубые и гиппарионы, хотя многие другие неогеновые роды продолжали развитие. На смену слону Громова пришел южный слон, обитали бизон таманский, лошади группы зебр и лошадь зюссенборнская, мастодонты, носороги, верблюды, гепарды, обезьяны, некоторые антилопы. Широко распространились новые восточ- но-азиатские представители: трогонтерии и тапиры.

90

Таблица 9

Фаунистические комплексы среднего и верхнего плейстоцена Восточно-Европейской равнины

Раздел		Горизонт, подгори-	Фаунистический комплекс
		зонт
		Верхний	Современный
	Голоцен		Косуля, барсук, куница каменная, бобр, зайцеобразные,
		Средний	рукокрылые, зубр, тур, олень благородный, лось, кабан,
			тарпан лесной, волк, лиса, медведь бурый.
		Нижний	Полевки тундровые, лемминг сибирский, зубр, тур,
			олень благородный, лось, кабан, тарпан лесной, волк, ли-
			са, медведь бурый.
			Верхнепалеолитический (мамонтовый): мамонт, носорог
			шерстистый, овцебык, сайгак, бизон первобытный, зубр,
		Поозерский	олени благородный и северный, конь ископаемый, мед-
			веди пещерный и бурый, лев пещерный, песец, волк, ли-
		Муравинский
			са, лемминги копытный и сибирский, пищуха степная,
			суслик большой; полевки: темная, рыжая, обыкновенная,
			узкочерепная; куропатка степная.
		Сожский	Хазарский: мамонт, сайгак, медведь пещерный, хазар-
			ский конь, полевка серая, эласмотерий сибирский, носо-
		Шкловский
			рог Мерка, олень длиннорогий, слоны хазарский и тро-
		Днепровский
			гонтериевый, куропатка белая.
Плейстоцен
			Сингильский: медведь пещерный, олень длиннорогий,
			слон лесной, эласмотерий сибирский, бизон первобыт-
		Александрийский	ный, лемминг сибирский, выхухоль, верблюд Кноблоха,
			полевки: экономка, орвалоидная, мосбахская, сайгак, но-
			сорог Мерка.
			Тираспольский: слоны Вюста и трогонтериевый, зубры
		Березинский	этрусский и короткорогий, лось широколобый, верблюд
			большой; олени: северный, благородный и сложнорогий;
		Беловежский	антилопа вилорогая, лев пещерный, медведь Динингеро,
		Наревский	гиена пещерная, дикобраз, лемминги сибирский и ко-
			пытный, носорог Мерка, лошади зюссенборнская и ка-
			баллоидная, бобр-трогонтерий, бизон Шетензака.
			Таманский: слон южный, мастодонт, тапир, носорог эт-
		Брестский	русский, лошадь зюссенборнская и зебровидная, бобр-
			трогонтерий, бизоны Шетензака и таманский.

Тираспольский комплекс являлся типично плейстоценовым – он развился с первыми оледенениями Восточной Европы, когда под действием волны холода вымерло большинство животных плиоцена. Млекопитающие этого комплекса обитали на территории Беларуси до начала александрий-

91

ского межледниковья. Самыми характерными представителями являлись: носорог Мерка, слон Вюста (древний лесной слон), бизон Шетензака, олени благородный и сложнорогий, лось широколобый, лев пещерный, медведь Динингеро. Одновременно с лошадью зюссенборнской, широким распространением пользовались лошади кабаллоидные. Среди азиатских пришельцев выделялись трогонтерии и дикобразы. Появились холодоустойчивые (арктические) млекопитающие: олень северный, лемминги сибирский и копытный, ранние формы мамонта.

Сингильский комплекс свойственен александрийскому межледниковью. В нем сохранились носорог Мерка, слон лесной, лемминг сибирский. Появились выхухоль, сайгак, эласмотерий сибирский (очень крупный носорог), олень длиннорогий, медведь пещерный.

Хазарский комплекс развивался в припятское время и отличался видовой бедностью. Его представителями были бизон длиннорогий, медведь пещерный, овцебык мускусный, мамонт хазарский, слон трогонтериевый, носорог шерстистый, куропатка белая. Приведенный перечень свидетельствует о холодном климате, охватившем всю Европу – остатки названных животных обнаружены в Великобритании, Испании и Италии.

Верхнепалеолитический (мамонтовый) комплекс распространился в позднем плейстоцене. В муравинское межледниковье в средней полосе Европы обитали теплолюбивые виды: слон лесной, сайга, тушканчик, пищуха степная. С началом экстремально сурового поозерского времени все они исчезли – господство получили самые холодоустойчивые (перигляциальные) виды: песцы, зайцы, лемминги, настоящие мамонты, носороги шерстистые, овцебыки, олени северные, бизоны. На рубеже плейстоцена и голоцена произошла резкая смена климата и массовая гибель многих названных животных. Среди вероятных причин вымирания указывают кардинальное изменение растительности. Мамонты и носороги шерстистые были одними из самых узкоспециализированных обитателей всего верхнепалеолитического комплекса – их “кормовую базу” составляли ксерофильные растения перигляциальной зоны. По мнению А. А. Величко [2], обильные атмосферные осадки и резкое потепление привели к быстрому распространению гораздо более сочных луговых трав, не пригодных для питания гигантов.

В Северной Америке развитие четвертичной фауны определяли изменения климата, миграции животных, морские трансгрессии и регрессии, особенности рельефа материка. Панамский перешеек, возникший в неогене, способствовал проникновению южно-американских обитателей. Во время оледенений понижался уровня океанов, и между Северной Амери-

92