Антропогенный период

Мы сейчас живем в четвертичном периоде. Иначе его нанимают антропогеном, эрой человека. Это самый короткий период в истории Земли — ему вряд ли больше 3 млн. лет. Для сравнения отметим, что возраст Земли как планеты оценивается сейчас в 4,5 млрд. лет.

В геологии много нерешенных проблем. Одна из них — определение границы между четвертичным и предшествовавшим ему третичным периодом. Границы между геологическими периодами (или системами) обычно совпадают с крупными изменениями географической оболочки, изменяющими лик Земли. Мнения ученых о том, что считать важнейшими событиями, расходятся. Соответственно предлагаются различные уровни для проведения нижней границы четвертичного периода.

В ходе дискуссии, продолжающейся уже более 30 лет, были предложены следующие основные принципы определения этой границы: 1) начало сильного похолодания, сопровождавшегося изменением всей природной обстановки; 2) появление оледенений равнинных областей; 3) изменение фауны млекопитающих; 4) изменение фауны моллюсков; 5) появление человека как социального существа. Попробуем разобраться в этой проблеме.

Прежде всего, необходимо сказать, что на протяжении третичного периода на поверхности нашей планеты происходили очень важные события. В период мощного альпийского горообразования сформировались самые высокие складчатые горные системы: Альпы, Кавказ, Гималаи, Кордильеры. Тектонические движения отмечались и в пределах более устойчивых платформенных областей. В течение палеогена (65—25 млн. лет назад) мощные глубинные расколы потрясали и Восточную Африку — возник Восточно-африканский рифт.

Периоду мощных воздыманий предшествовал период столь же сильного прогибания земной коры. В палеогене на месте альпийской складчатой зоны, протянувшейся от Пиренеев до Гималаев, существовал огромный морской бассейн — Тетис. Море заливало прогнувшиеся части платформенных областей: Восточную, Южную и Центральную Европу, Северную Африку, Западную Сибирь. Максимальных размеров море достигло около 40 млн. лет назад. Процесс горообразования начался 40-20 млн. лет назад. Уровень моря понизился. Средняя высота суши возросла.

В течение палеогена в северном полушарии преобладал теплый и влажный климат. В неогене (25—3 млн. лет назад) климат стал значительно холоднее и суше.

Здесь мы подходим к первой группе признаков, по которым предлагают проводить границу четвертичного периода. Эти признаки связаны с похолоданием и появлением оледенений. Длительные промежутки времени, когда климат на всей Земле был холодным и сухим, а значительные пространства суши покрывал толстый панцирь ледников, — характерная особенность четвертичного периода. Не случайно его иногда называют ледниковым периодом. Ледниковые периоды случались в истории Земли неоднократно. Следы материковых оледенений обнаружены в слоях, относимых к карбону и перми (300-250 млн. лет), венду (680-650 млн. лет), рифею (850-800 млн. лет). Самые древние ледниковые отложения, обнаруженные на Земле, имеют возраст более 2 млрд. лет.

Причины материковых оледенений еще не выяснены. Существует множество гипотез. Югославский ученый М. Миланкович объяснял возникновение и исчезновение оледенений колебаниями поступающего на Землю солнечного тепла за счет периодических изменений некоторых параметров земной орбиты. Оледенения связывают с общим подъемом суши, с запыленностью атмосферы вулканическим пеплом (и то и другое — результат альпийского горообразования). Вероятно, все названные, а также и многие другие, нам еще не известные факторы действовали совместно, в результате чего природные системы Земли включались в особый ледниковый режим.

Крайне важно определить время начала похолодания климата. По данным международных исследований, проводившихся и последние годы в Антарктике, площадь ледникового покрова в Антарктиде ныне составляет 14 млн. км2, объем — 24 млн. км3 (90% объема всех современных ледников). Подсчитано, что если бы все ледники Антарктиды растаяли, то уровень Мирового океана полнился бы на 55 м. Новые данные показывают, что этот гигантский ледниковый щит начал формироваться значительно раньше, чем предполагали исследователи еще сравнительно недавно. Ледники горно-долинного типа в Западной Антарктиде стали образовываться уже в эоцене (50-40 млн. лет назад). Отдельные ледники достигали уровни моря. Валунный материал разносился айсбергами. Нищему охлаждению южного полушария способствовало открытие пролива Дрейка. Вследствие тектонического опускания исчез «мост», связывавший Антарктиду с Южной Америкой. Образовалось Антарктическое круговое течение. Это произошло приблизительно 23 млн. лет назад. Наиболее сильная перестройка природной среды — появление покровных ледников и связанное с этим охлаждение донных океанических вод — относится к среднему миоцену (20-15 млн. лет назад).

Исследования в районе моря Росса показали, что оледенение шельфа здесь было 5,5-3,7 млн. лет назад. Затем ледники несколько сократились. Около 2,6 млн. лет назад вновь стали увеличиваться, вскоре достигнув современных размеров.

Получены данные о начале ледниковых явлений и в других частях земного шара. Наиболее ранняя морена в Исландии залегает поверх базальта, датированного 3,1±0,1 млн. лет назад. В это время ледники достигли уровни моря, моренный материал разносили айсберги. В морских отложениях Северной Атлантики, датированных этим временем, находят ледниковый детрит. Около 3 млн. лет назад началось оледенение Скалистых гор в Северной Америке. Древнейшие тиллиты (ледниковые отложения) в горах Сьерра-Невада (Калифорния, США) имеют возраст 2,7-3,1 млн. лет назад. Вероятно, этим же временем следует датировать древнейшее оледенение Альп — бибер.

Таким образом, геологические данные достаточно отчетливо показывают, что на протяжении третичного периода происходило нарастающее похолодание климата, сопровождавшееся усилением ледниковых явлений. Оледенение Антарктиды началось 50-40 млн. лет назад, приобрело значительные размеры 20-15 млн. лет назад, современного объема ледники достигли около 2,7 млн. лет назад. Тогда же, 3—2,7 млн. лет назад, ледники появились в горах Северной Америки и Европы.

Посмотрим, какие изменения происходят в это время в биосфере. Вымирают животные, наиболее характерные для мезозойской эры: динозавры, ихтиозавры, плиозавры, летающие ящеры — и бурно развиваются млекопитающие, вначале представленные примитивными формами. Около 50 млн. лет назад появились насекомоядные, грызуны, приматы, хищные, копытные, китообразные.

В третичном периоде наступил расцвет покрытосемянных растений, 50-40 млн. лет назад появляется все большее количество современных видов. Теперь они преобладают в растительном покрове Земли.

Особенно заметные изменения в растительном и животном мире происходят в конце третичного периода. Об этом свидетельствуют исследования морских и прибрежно-морских отложений. Эти отложения содержат обильную фауну: пластинчатожаберные и брюхоногие моллюски, фораминиферы, остракоды. Со временем состав фауны в морских слоях менялся. Это происходило в результате эволюционного развития морских организмов и изменения окружающих условий — морские организмы очень чутко реагируют па изменение глубины, солености и температуры морской воды. Расчленение и датировка позднеетретичных отложений, в частности на юге и юго-востоке Европы, проводились в большой мере на основании изучения видового состава и экологии морских организмов. На основании этих же данных были сделаны выводы относительно изменений климата.

Следует заметить, что сопоставление остатков фауны, найденных в геологических слоях в различных частях земного шара, — дело сложное. Земная поверхность всегда отличалась сочетанием свойств прерывистости и непрерывности. Природные изменения имели метахронный характер — одни и те же импульсы вызывали различные ответные реакции в природных зонах. По-разному шел эволюционный процесс у животных и растений. Однако не подлежит сомнению тот факт, что наиболее резкие изменения внешних условий (например, значительное похолодание и потепление) отражались на развитии организмов в самых различных частях земного шара. Необходимо найти и правильно истолковать признаки этих изменений и провести по ним границу между стратиграфическими подразделениями. Сопоставление геологических слоев во многом облегчается тем, что в последние годы стали широко применяться абсолютные датировки (при помощи радиоактивных изотопов) и палеомагнитные измерения горных пород. Исследование соотношений изотопов кислорода, содержащихся в раковинах моллюсков, позволяет достаточно точно определить температуру воды, в которой жили морские организмы.

Как мы уже говорили, в начале третичного периода на юге Европы располагалась прибрежная часть огромного морского бассейна — Тетис. В середине периода он распался па несколько самостоятельных бассейнов. Их очертания, глубины и соленость несколько раз менялись на протяжении позднеетретичного времени, соответственно менялись и виды моллюсков. Резко преобразуется состав морской фауны при переходе от морских слоев табиано к отложениям пьяченца. На этом уровне ряд морских организмов вымирает и появляются новые. Этот рубеж совпадает с инверсией магнитного поля Земли: переход от эпохи обратной намагниченности Гилберта к эпохе прямой намагниченности Гаусса. Это произошло 3,3 млн. лет назад.

Стратиграфически выше на юге Европы залегают калабрийские слои, соответствующие новому наступлению моря на сушу. Исследование показало, что на протяжении их формирования климат Европы продолжал изменяться. На основании применения анализа изотопов кислорода установили, что в начале существования калабрийского моря температура поверхностных вод у берегов Италии составляла 23-25°С; в конце она понизилась до 15°С. Калабрийские слои отвечают в целом эпохе обратной намагниченности Матуямы. На ее протяжении имел место эпизод прямой намагниченности олдувей.

В поздпетретичное время происходили существенные изменения и в составе наземной фауны. Около 25 млн. лет назад в Европе вымерли сумчатые, хищники (креодонты), примитивные копытные. На смену им пришли представители семейств, существующих и поныне: медведи, барсуки, гиены, хоботные, лошади, свиньи, антилопы, олени, быки, бараны. Развитие наземной фауны протекало скачкообразно. Наиболее крупные изменения совпадали с перестройками основных элементов экосистем. Это позволяет исследователям выделять фаунистические комплексы и сопоставлять их развитие в различных частях земного шара.

Приблизительно 10-8 млн. лет назад на юге Европы господствовал валлесийский фаунистический комплекс. В его составе появились лошади — гиппарионы. Их массовое распространение — важный палеогеографический рубеж, свидетельство широкого распространения в умеренном поясе северного полушария степных ландшафтов.

Непосредственным продолжением валлесийского комплекса является турольский (8-6 млн. лет назад). В пределах Средиземноморского бассейна он характеризуется дальнейшим развитием травоядных: лошадей, носорогов, грызунов. Растет число обитателей открытых ландшафтов — степей и саванн: антилопы, гиены, макаки. Это указывает на дальнейшее увеличение засушливости климата.

На юге европейской части России валлесийскому и турольскому комплексам соответствует гиппарионовая фауна: несколько видов гиппарионов, длинноростровый мастодонт. Встречаются носороги-дицерорины, дипотерии, антилопы, жирафы, свиньи, верблюды.

Валлесийский комплекс сменяется турольским. В Европе широко распространяются хоботные: овернский мастодонт, южный слон. Встречаются гиппарионы. Наряду с ними попадаются и современного вида лошади. Существует два вида носорогов, тапиры, бегемоты. Широко представлены парнокопытные: газели, крупные антилопы, мунтжаки, косули, олени, свиньи, верблюды. Руссильонский комплекс отражает дальнейшее увеличение засушливости климата в конце третичного периода. Нижняя границы комплекса оценивается в 6-5,5 млн. лет, верхняя — 4-3 млн. лет.

В области Черного моря с руссильонской фауной сопоставляется молдавский фаунистический комплекс. Палеоэкологическое исследование показало, что во время его существования климат в Причерноморье был теплее, чем сейчас: сухое и теплое лето и сравнительно влажная зима. Довольно значительные пространства были заняты субтропическим лесом, большая часть территории была покрыта растительностью типа саванны. Только на самом деле Причерноморской низменности преобладали сухие степи.

Следующий важный момент в истории развития земной фауны связан с формированием виллафранкского комплекса. Точнее определение его состава и хронологических рамок связанно с большими трудностями, так как в это время резко усиливаются местные особенности в развитии ландшафтов. Некоторые палеозоологи называют следующие признаки выделения этого комплекса: появление настоящих слонов (род Elephas), быков (Leptobos), лошадей (Equus). По начальным буквам этих родов комплекс иногда называют «группой E – L — E». В то же время происходит вымирание мастодонтов, гиппарионов и некоторых других животных. Вымирание старых и появление новых видов происходит не одновременно.

Большинство исследователей разделяют виллафранк на три отдела: нижний, средний и верхний. Нижний виллафранк датируется 3,5-3 млн. лет. В Северной Италии прослежено замещение виллафранкских слоев морскими отложениями, называемыми астий-пьяченца. Зоологи отмечают значительное сходство в составе фауны крупных животных между нижним виллафранком и руссильоном. Заметные изменения в составе фауны наблюдаются при переходе от нижнего к среднему виллафранку. Последний соответствует морским отложениям калабрия.

На юге европейской части России среднему и верхнему виллафранку отвечает хапровский фаунистический комплекс. Исследователи отмечают большие изменения в составе хапровского комплекса по сравнению с предшествующим, молдавским. Они касаются прежде всего уменьшения числа теплолюбивых животных. Исчезают жирафы, тапиры, динотерии, бегемоты, агинотерии, амфиционы. Сокращают свои ареалы мастодонты, махайроды, гиппарионы, обезьяны. По мнению ряда исследователей, хапровский-виллафранкский комплекс — это комплекс нового типа, качественно отличный от всех предыдущих. Господствующее подозрение в нем занимают слоны и лошади. Широко представлены эласмотерии, верблюды, этрусские носороги, крупные олени, антилопы. В хапровских местонахождениях обнаруживается резкое увеличение числа мелких млекопитающих (грызунов, полевок). Это — свидетельство усиления засушливости климата. Вымирание или сокращение ареалов теплолюбивых животных многими исследователями рассматривается как признак похолодания климата. Вспомним, что сильное похолодание установлено в калабрийских слоях. Приблизительно этому же времени соответствуют претиглиенские слои в Голландии. В отличие от предшествующих им слоев рейвера они отражают ухудшение климата.

Итак, согласно данным, полученным из самых различных источников, в конце третичного периода происходило нарастающее иссушение и похолодание климата, достигшее заметных значений 3-2,7 млн. лет назад.

В числе важнейших признаков четвертичного периода было названо появление человека. По биологической классификации, составленной еще Карлом Линнеем, человек помещен в класс млекопитающих, в отряд приматов. Чрезвычайно быстрая, как говорят биологи, «взрывная» эволюция отряда приматов происходила на протяжении третичного периода. Наиболее ранние находки приматов были сделаны в отложениях позднего мела, нижнего и среднего палеогена. Это — омоиды в Азии, плезиапиды в Северной Америке, лемуроиды в Африке. В раннем и среднем эоцене из омоидов развиваются долгопяты, в позднем эоцене из долгопятов — антропоиды (человекообразные обезьяны).

С олигоцена развитие приматов ускоряется. Особую роль в этом процессе сыграла Африка. Наиболее ранние антропоиды — олигопитек, проплиопитек и эгиптопитек обнаружены в олигоценовых слоях Файюмского оазиса и Египте. Абсолютные датировки этих отложений — 33-28 млн. лет назад. Антропоиды жили на заболоченной и залесенной пойме Нила; на более высоких террасах была распространена растительность типа саванны. В течение миоцена (22-18 млн. лет назад) антропоиды широко распространяются на территории Восточной Африки. Они разделяются на три ветви: понгиды (дриопитеки, в том числе «проконсул африканский»), гиббоны, гоминиды.

Местонахождения миоценовых антропоидов обычно приурочены к озерам или рекам, расположенным в тропических лесах или в саванне. Дриопитек «проконсул африканский» обнаружен на местонахождениях Русинга и Сонгор в Кении, его возраст 20-17 млн. лет.

В раннем миоцене, около 17 млн. лет назад, антропоиды (плиопитеки) проникают в Европу. В отложениях среднего и верхнего миоцена Европы известны по крайней мере два вида дриопитеков. Исчезли они в конце верхнего миоцена. Два вида дриопитеков установлены в миоценовых слоях Сивалика — холмистых предгорий Гималайских гор на севере Индостана. Их возраст порядка 16-10 млн. лет. Как и европейские, индийские дриопитеки значительно моложе своих африканских сородичей.

Наиболее близок к австралопитековым рамапитек. На местонахождении Форт Тернан в Кении рамапитек датирован: около 14 млн. лет. Очень близкая форма рамапитека была обнаружена в сиваликских отложениях Индии. По всей вероятности, расселение антропоидов из Африки в Южную Азию происходило на протяжении значительной части миоцена. Датировки местонахождений австралопитековых в Восточной Африке — около 6 млн. лет. Древнейшие свидетельства осознанного изготовления орудий труда: 3-2,5 млн. лет.

Здесь мы возвращаемся к проблеме, поставленной в начале главы, — определению нижней границы четвертичного периода. Некоторые исследователи предлагают провести границу на уровне примерно 600 тыс. лет. В это время на равнинах Европы появились покровные оледенения. Международный геологический комитет рекомендовал проводить границу под калабрийскими отложениями. Есть предложения включить в четвертичную систему плиоцен, в этом случае нижняя граница понизилась бы до 6-5 млн. лет.

Если взять всю сумму признаков, характеризующих качественные особенности четвертичного периода, то граница должна проходить на уровне около 3 млн. лет, что соответствует глубокой перестройке природных систем: существенному похолоданию и иссушению климата, широкому распространению оледенений в высоких широтах и в горах. Эта граница позволяет включить в четвертичный период древнейшие памятники человеческой деятельности. Как пишет академик И. П. Герасимов, «главные критерии, которые должны определять объем и содержание антропогена, должны быть «антропогенными», т. е. палеоантропологическими и археологическими. Все другие геологические феномены, свойственные антропогену, должны изучаться прежде всего а их отношении к эволюции человека и общества».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.