Палеоокеанология: палеонтологическая информация

До этого места дискуссия о тектонике плит сосредоточивалась на “твердой” земной коре. Мы кратко упоминали о “жидких” океанах, когда выясняли, почему климат каменноугольного периода был на большей части Земли столь умеренным. Для океанолога переворот, произведенный тектоникой плит, так же знаменателен, как и для геолога и геофизика.

Те же сведения об ископаемых организмах, которые геологи получают путем изучения кернов глубоководных океанических осадков и используют в построениях глобальной геологической картины, раскрывают одновременно и эволюцию форм жизни в морской экосистеме. Читатель должен помнить, что экосистема, которую мы изучаем в современных океанах, — это преуспевшая экосистема: мы не встречаем живых организмов, возникших в результате неудачных экспериментов Матери-Природы.

Но окаменелости “полны” следов прежних экосистем, потерпевших неудачу в процессе эволюции. Следовательно, палеоокеанология — это изучение форм жизни, существовавших в древних морях, времени и характера их возникновения и исчезновения и условий, имевших место в самой воде древних океанов. Такое исследование тесно связано с тектоникой плит, и поэтому его удобнее всего описать здесь, в этой главе.

Все читающие научную литературу знакомы с теорией, согласно которой первые формы жизни развились как простые молекулярные структуры в мелководных первобытных морях, и сложность форм жизни с тех пор постоянно возрастала. Теперь благодаря теории тектоники плит мы знаем, что в прошлом континенты то сходились, то снова расходились. Поэтому мы можем задать вопрос, как палеонтологические данные отражают (и отражают ли вообще) эти глобальные изменения суши.

Чтобы ответить на этот вопрос, Валентайн и Муре [19] исследовали, как с течением геологического времени изменялся ряд семейств ископаемых видов. Они обнаружили заметное уменьшение числа видов с тех пор, когда около 250 млн. лет назад суперконтинент Пангея “собрался" из разных частей (событие 2 на рис. 21.15), скрепленных сутурами.

(Геологи используют термин “сутура", чтобы описать прочное соединение — “сварные швы” — между отдельными континентальными блоками, сталкивающимися при движении плит.) Следующее по времени событие произошло около 200 млн. лет назад, когда раскрытие водного пространства Тетис привело к расколу Пангеи. В это время число семейств ископаемых организмов снова начало расти и с тех пор продолжает расти по мере формирования современных континентов.

Геологи полагают, что до образования Пангеи существовала более древняя группа отдельных континентов. Кроме того палеонтологи обнаружили, что в более ранние периоды было больше семейств живых организмов, чем во время существования Пангеи. Наименьшее количество семейств, по-видимому, было связано с еще более древним суперконтинентом, существовавшим около 600 млн. лет назад.

Короче говоря, между разнообразием форм жизни по палеонтологическим данным и дроблением континентальной коры и рассредоточением ее фрагментов по сферической поверхности Земли есть определенная связь. Ученые все еще не знают наверное, почему она существует, но самое простое объяснение состоит в следующем. В периоды, когда массивы суши раскалываются и одни части оказываются в полярных регионах, а другие — в области субтропических пустынь, число “экологических ниш”, т. е. видов “работы”, которую организмы могут выполнять в пределах экосистемы, тоже растет, и поэтому развиваются формы жизни, способные заполнить эти ниши.

Например, когда суперконтинент раскалывается, общая длина берегов, число эстуариев и других элементов береговой зоны резко увеличивается. А поскольку каждый континент занимает какой-то широтный интервал, то на каждом континенте для прибрежных зон устанавливался соответствующий диапазон климатических условий и в экосистеме каждого континента мог развиваться свой набор форм жизни.

С изменением положения континентов на земном шаре сдвигались и океанические течения. Поскольку океаны сильно влияют на климат, сдвиги течений могли создавать новые места обитания и уничтожать старые. В результате данные об ископаемых организмах и сведения о предполагаемом размещении древних континентов можно использовать, чтобы восстановить особенности климатов, существовавших в давно минувшие эпохи.