ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ВЫМИРАНИЕ И ПОЯВЛЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

  Земля - динамично, но отнюдь не хаотично развивающийся объект. Ученые заметили, что многие геологические процессы протекают с определенной периодичностью. По мнению Е.Е.Милановского (1995), существует "многоуровневая иерархическая система пульсационных циклов разных рангов и длительности". Так, цикличность кимберлитового и траппового плитного магматизма исчисляют по-разному: Б.А.Мальков обосновывает периодичность этих процессов в 215 млн. лет колебаниями системы Земля - Луна; В.Ф.Кривонос считает периоды кимберлитооб-

разования короче (40-45 млн. лет) и делит их на 20 циклов; В.А.Милашев выделяет 17 эпох этого процесса, связывая их с пересечением Солнечной системой магнитных и радиационных поясов, что возбуждает электромагнитные потоки в земных недрах. Н.Л.Добрецов (1993) считает, что в геологической истории доминирует периодичность 30-35 млн. лет, связанная с глубинной геодинамикой (периодические мантийные суперплюмы на границе ядро - мантия).
Периодический характер имело также возрастание радиоактивности, влиявшее на ход биологических процессов. По мнению С.Г.Неручева (1999), радиоактивность как сильный мутагенный фактор, была главной причиной проявления крупных биологических событий в истории Земли; Многие черносланцевые породы накапливались в морских или озерных бассейнах, концентрация водорастворенного урана в которых превышала нормальную для современного океана, по крайней мере, в десятки - сотни раз. На континентах в то же самое время накапливались обогащенные органическим веществом радиоактивные речные осадки, концентрация урана в которых превышает кларковую в тысячи - десятки тысяч раз. Высокая радиоактивность среды в эти кратковременные эпохи (1-3 млн. лет) была, по мнению С.Г.Неручева, причиной интенсивного вымирания существовавших и быстрого возникновения новых видов фауны и флоры. Особенно интенсивно мутационный процесс шел, по мнению В.М.Подобиной и Г.М.Татьянина (Эволюция.., 1997), в активных зонах Земли (рифты, глубинные разломы и т.п.).
Наиболее обоснованное детальное представление о палеобиологических событиях дают в
последние годы работы Дж. Сепкоски (1984-1990). Однако их недостатком является освещение
только одной стороны мутационного процесса - вымирания фауны, хотя не менее важной является оценка и другой его стороны - возникновения новых видов фауны и флоры. Именно поэтому,
например, Дж. Сепкоски не выделил очень крупное биологическое событие на границе венда -
кембрия, которое характеризуется не вымиранием, а внезапным 'появлением первой в истории
Земли скелетной фауны во время накопления радиоактивных черных сланцев и иридия.
Некоторые исследователи отмечают большую роль космических факторов в изменении биосферы. В 1980 г. появилась гипотеза Л.В.Альвареса с сотрудниками о внезапном ультракатастрофическом вымирании фауны на границе мела и палеогена в результате удара о Землю и взрыва крупного космического тела. Она была высказана на основании того, что источником повышенной концентрации 1г в пограничном слое могло быть якобы только внеземное, космическое вещество взорвавшегося астероида. Однако уже через три года было установлено, что из вулкана Килауэа без какого-либо участия космоса, вместе с газами поступают иридий и другие элементы, характерные для пограничного слоя. Стало быть, мантия Земли во время интенсивного базальтового вулканизма, который имел место в конце мела, могла быть не менее вероятным, чем космос, источником поступления иридия на поверхность Земли.
Палеонтологические данные не подтверждают мгновенного вымирания фауны. В конце мела вымирание (рудистов, иноцерамов, аммонитов и др.) не было мгновенным, а происходило в течение 1-2 млн. лет до отложения пограничного слоя с иридием. Вымирание динозавров также было весьма длительным и завершилось не позднее чем за 200-150 тыс. лет до предполагаемого взрыва астероида. С пограничным слоем и Ir-аномалией, по детально изученным разрезам, совпадало вымирание только некоторых видов меловых планктонных фораминифер, что было лишь последним незначительным эпизодом в общем событии позднемелового вымирания фауны. Но и этот факт вписывается в общую картину из-за наличия скрытого перерыва в изученных глубоководных разрезах осадков на границе мела - палеогена.
Р.Мак-Картни с соавторами (1990) обосновали гипотезу эндогенных причин происходивших массовых вымираний. К этой точке зрения их привело совпадение во времени между установленными массовыми вымираниями и массированными базальтовыми излияниями, происходившими в мезокайнозое. Активное поступление мантийного материала к земной поверхности вызывало, по их мнению, усиление тектогенеза, изменение уровня моря и климата. С базальтовыми излияниями

связан вынос в тропосферу и нижнюю часть стратосферы больших объемов серы, углерода, галогенов и пеплового материала. В результате образования сернистых аэрозолей проявлялось глобальное похолодание. Большие количества поступавшего СО2 при взаимодействии с водой способствовали возникновению кислотных свойств воды, проявлению карбонатного кризиса. Совместно с действием галогенов и серными кислотными дождями это могло производить драматические изменения в химии океана и вызывать экологический стресс у морских организмов с кальцитовым скелетом, особенно у живущих в поверхностных водах.
По мнению многих авторов, Ir-аномалия и другие химические изменения на границе мела -палеогена лучше объясняются земным механизмом, чем ударом о Землю космического тела.
Как указывалось выше, С.Г.Неручев (1999) дает несколько другое объяснение периодичности в развитии биоты. Он обращает внимание на произошедшие в фанерозое 17 крупных событий, связанных с повышением радиоактивности среды, оживлением рифтогенеза и магматических процессов, в частности, базальтового вулканизма. В эти периоды шло формирование урановых месторождений и накопление морских ураноносных черных сланцев. Следствиями этих процессов явились массовые вымирания, а также появление (под влиянием радиогенных мутаций) новых таксонов фауны и флоры. Периодичность этих событий С.Г.Неручев тоже отождествляет с длительностью галактического года примерно в 216-217 млн. лет (вслед за П.П.Паренаго и другими учеными, см. выше). В течение ГГ С.Г.Неручевым выделяются более мелкие периоды продолжительностью около 30 млн. лет. Для фанерозоя предлагается периодическая система, состоящая из трех крупных периодов (галактических лет) и семи рядов геобиособытий, повлиявших на периодичность в развитии органического мира.
Первое событие фиксируется на границе венда и кембрия и связано с появлением первой в истории Земли скелетной фауны в подошве свиты радиоактивных фосфоритов и черных сланцев (Казахстан, Сибирь и др.). Далее С.Г.Неручев фиксирует не только события, связанные С вымиранием, но и с появлением новых групп фауны, приуроченные к горизонтам радиоактивных черных сланцев, фосфоритов и других пород. Нередко в этих горизонтах наблюдаются Ir-аномалии. Последнее, 17-е геобиособытие, проявилось в среднем миоцене небольшим пиком интенсивности вымирания морской фауны.
Начиная с позднепермского события, почти все они характеризуются проявлением интенсивных базальтовых излияний на континентах.

Какой бы концепции ни придерживались разные исследователи - космических гипотез, астероидных ударов или доминирования земных причин, — важно одно — в разные годы, в разных странах различные исследователи объективно и независимо пришли к выделению в фанерозойской истории одних и тех же кризисных геобиособытий.
Если считать, что за 570 млн. лет (с начала кембрия до среднего миоцена) проявилось 17 кризисных геобиособытий, то их средняя периодичность составляет 33,5 млн. лет, а если 18 (есть и такая точка зрения), то 31,6 млн. лет. Периодичность континентальных базальтовых излияний для времени 0-250 млн. лет определена в 32 ± 1 млн. лет; периодичность проявления карбонатитовых интрузий - в 34 ± 2 млн. лет; кимберлитовых интрузий - в 35 ± 1 млн. лет; периодичность спре-динга - в 34 ± 2 млн. лет; падение уровня моря — 33 ± 1 млн. лет; проявление тектонических максимумов - в 33 ± 3 млн. лет; появление импактных кратеров - в 32 ± 2 млн. лет; проявление массовых вымираний - в 24-33 млн. лет.
Таким образом, средняя периодичность различных геологических, биологических и даже космических событий (падение космических тел и образование импактных кратеров), по данным разных авторов, составляет около 30 млн. лет.
В первом фанерозойском галактическом году (кембрий-девон, 216 млн. лет) проявилось семь кратковременных эпох накопления морских радиоактивных ураноносных сланцев, совпадающих с эпохами трансгрессий. С позиций тектоники плит подъем уровня моря во время трансгрессии

определяется возрастанием скорости спрединга, интенсивным поступлением мантийного матери-ала и формированием протяженных поднимающихся срединно-океанических хребтов. Это уменьшает емкость океана, определяет повышение уровня моря и трансгрессию на сушу. С этих пози-, ций формирование радиоактивных черных сланцев происходило в эпохи усиления рифтогенеза, возрастания скоростей спрединга и поступления в океаны по разломам значительных объемов мантийных базальтов. В соответствии с пульсационной гипотезой подобные события происходили в эпохи расширения Земли.
Второй галактический год (начало карбона - конец юры, 216 млн. лет), как и первый, характеризуется проявлением семи кратковременных эпох накопления морских радиоактивных черных сланцев, семи трансгрессий и семи крупных биологических событий, которые отличаются ано-. мально высокой биопродукцией фитопланктона, интенсивным вымиранием существовавших и возникновением новых видов организмов. Почти во все эти эпохи накапливались не только черные сланцы, но и иридий; интенсивно формировались промышленные месторождения урана.
Третий галактический год начался с конца юры - начала мела и продолжается до настоящего „времени. В этом пока не завершенном году проявилось пять основных эпох накопления черных радиоактивных сланцев, характеризующихся также повышенной концентрацией иридия и проявле1 . нием интенсивных базальтовых излияний на континентах. В соответствии с построениями Дж.Сепкоски, всем этим пяти крупным событиям соответствуют максимумы вымирания морской фауны (на границе юры и мела, сеномана-турона, мела и палеогена, в эоцене-олигоцене и среднем-верхнем миоцене). Правильнее все же, по мнению Э.Д.Кауфмана (1986) и С.Г.Неручева (1999), говорить не о событиях вымирания, а о событиях возрастания интенсивности мутационного процеСт са в условиях повышенной радиоактивности среды, поскольку эти эпохи характеризуются и всплеском таксонообразования. Типичным для этих событий было также глобальное "цветение" фитопланктона, в основном цианобактерий, накапливавших уран и постепенно за счет отмирания выводивших его избыток в осадки.
Таким образом, периодическая система кризисных геобиособытий, по С.Г.Неручеву, включа-ет в себя большие периоды (галактические годы) с продолжительностью в 216-217 млн. лет и соподчиненные им более мелкие события с периодичностью проявления около 33 млн. лет; каждое .геобиособытие следующего галактического года происходит через 216-217 млн. лет после проявления его аналога в предшествовавшем галактическом году, т.е. ровно через галактический год. Земля и ее биосфера существуют и развиваются, подчиняясь строгой ритмичности, как очень сложная саморегулирующаяся космическая система. Как земной год определяется временем обращения Земли вокруг Солнца, так и галактический год Солнечной системы определяется временем ее обращения по эллиптической орбите вокруг центра Галактики и составляет, по астрономическим расчетам П.П.Паренаго (1950, 1952), 212 млн. лет, а по абсолютной геохронологии периодических земных событий - 216-217 млн. лет.
С.Г.Неручев и другие ученые считают, что разные по продолжительности времена галактического года связаны с изменением скорости движения Солнца и Солнечной системы по галактической орбите. В апогалактии ("летом") Солнце движется со скоростью 800 км/с, в перигалактии ("зимой") - 400 км/с. Вследствие изменения масс и пульсации тел Солнечной системы, Солнце должно разогреваться в апогалактии и охлаждаться в перигалактии. Это вызывает активизацию геологических процессов "летом" и гляциальные события "зимой".
Преобладающая часть земных гляциальных событий действительно приходится на "осенне-зимний" период при снижении абсолютной скорости Солнца (оледенения конца ордовика - начала силура, конца перми - начала триаса, раннеюрское гляциальное событие, палеогеновые и неогеновые гляциальные события) (рис. 28). В противоположность этому "весенне-летний" период характеризуется проявлением активного углеобразования и угленакопления, формированием во втором и третьем галактических годах более 70% мировых запасов углей.


Рис. 28. Проявление геобиособытий на орбите Солнечной системы вокруг центра Галактики
Таким образом, между апогалактием ("лето") и перигалактием ("зима"), т.е. во время большей части галактического года происходит спокойная эволюция земной коры и биосферы, нарушаемая каждые 30 млн. лет проявлением кризисов, скачков в развитии подчиненного значения. Закономерная периодичность проявления кризисов в развитии Земли и ее биосферы, как и продолжительность галактического года, несомненно обусловлены влиянием космоса. В указанную периодичность вписываются и импактные события, т.е. образование кратеров вследствие ударов о Землю космических тел.
Рис. 28. Проявление геобиособытий на орбите Солнечной системы вокруг центра Галактики: / - галактиче^ кие годы; 2 - кризисные геобиособытия; 3 - гляциаль-ные события (по С.Г.Неручеву, 1999)
Таким образом, наиболее вероятная космическая причина кризисных событий усматривается в регулярных пересечениях Солнечной системой галактической плоскости со сгущениями материи, происходящих каждые 33 ± 3 млн. лет вследствие вертикальной осцилляции Солнца при движении по орбите вокруг центра Галактики.
Изучение этих и других периодических процессов в литосфере и биосфере нашей планеты продолжается и, возможно, приведет в дальнейшем, при накоплении достаточного количества данных, к пересмотру принципов построения глобальной геохронологической шкалы.

 
<< | >>
Источник: В.М.Подобина, С.А.Родыгин. ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 2000

Еще по теме ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ВЫМИРАНИЕ И ПОЯВЛЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ:

  1. О.П. Бибикова, к.э.н. Н.Н. Цветкова. Страны Востока в контексте современных мировых процессов: социально-политические, экономические, этноконфес- сиональные и социокультурные проблемы., 2013
  2. Николайкин Н. И.. Экология: Учеб. для вузов, 2004
  3. Маврищев, В. В.. Основы экологии: учебник, 2007
  4. Ши пни Питер. Нубийцы. Могущественная цивилизация древней Африки, 2004
  5. Новиков Ю. В.. Экология, окружающая среда и человек: Учеб, пособие для вузов, средних школ и колледжей, 2005
  6. Гальперин М. В.. Экологические основы природопользования, 2003
  7. Валиуллин К.Б., Зарипова Р.К.. История России. XX век. Часть 2: Учебное пособие., 2002
  8. Анисимов Е. В.. Россия без Петра: 1725—1740, 1994
  9. Н. М. Карамзин. История государства Российского, 2005
  10. под ред. проф. В. Д. Бакулова, проф. А. Н. Ерыгина. Основы философии: учебник для бакалавров философских, 2009
  11. Лев Безыменский. Гитлер и Сталин перед схваткой, 2000