Следы трав индейских - Сергей Мейен

Сейчас предпринимаются попытки реконструировать климаты далекого прошлого, построив палеогеографические карты и рассчитав циркуляцию течений и атмосферных масс. В нашей стране такую работу недавно предприняли С. С. Зилитинкевич, Д. Д. Квасов и А. С. Монин. Вот что они писали в 1976 г. на страницах журнала «Природа»: «Проведенные расчеты показали, что изменения климата, происходившие в геологическом прошлом, могут быть объяснены «земными» причинами… Главной из них является зависимость климата от изменений расположения суши и моря, а также глубин океана и рельефа суши. Труднее всего объяснить с этой точки зрения быстрые и резкие колебания климата, происходившие в ходе чередования ледниковых и межледниковых эпох на протяжении последних 700 тыс. лет. За это время не произошло существенного перемещения материков. Но, по нашему мнению, сами ледниковые щиты были теми формами рельефа, которые существенно изменяли облик суши. Снижение уровня океана приводило к уменьшению его глубин, а также к осушению шельфов, что значительно изменяло расположение суши и моря. Во время межледниковий оно было благоприятным для начала оледенения умеренных широт, а когда последнее достигало больших размеров, становилось иным — неблагоприятным для его дальнейшего существования. Расчеты изменений климата во время четвертичных оледенений предстоит еще провести в будущем».

В этой цитате важно не пропустить слово «расчеты». Современная климатология — не та наука, где можно строить гипотезы, не прибегая к математическим методам, к расчетам течений, температур и многого другого. «Качественные» (в противовес «количественным») гипотезы сохраняют свой интерес на первых стадиях разработки проблемы, но без математической опоры уже не могут претендовать на истинность. К сожалению, эти расчеты очень сложны просто с математической точки зрения. Впрочем, главная трудность даже не в этом. К расчетам можно приступать, только получив карту распределения материков и океанов и имея представление о рельефе суши и глубинах морей. Хотя при составлении этих карт математика тоже может помочь, но главную роль здесь играют нематематизированные исследования геологического строения разных участков нынешней Земли, распределения в прошлом животных и растений. Расхождения же между геологами, как и между палеонтологами, обычно настолько велики, что многообразие предлагаемых карт может обескуражить кого угодно.

Тем не менее пробные расчеты, выполненные для некоторых эпох, показывают, что, приняв некоторые из предложенных палеогеографических реконструкций, можно хотя бы оценить, каким принципиально мог быть климат. В частности, удалось показать, что нет ничего необычного в климате без полярных шапок и со средней температурой океанических вод около 15°. Про такие времена в уже цитировавшейся статье С. С. Зилитинкевича с соавторами написано, правда с оговоркой, что этот вывод предварительный: «Более интенсивный перенос тепла из низких в высокие широты приводил к тому, что в тропиках температура почти не отличалась от современной, а в полярных районах была гораздо выше». Это как раз то, что надо для принципиального понимания безморозного климата по всей Земле в раннем карбоне и в другие геологические эпохи.

Вынос тепла из экваториального пояса в высокие широты подразумевает систему соответствующих течений. Свободная циркуляция океанических вод должна была отразиться и на распределении морской фауны, климатическая зональность которой должна быть ослаблена. Именно это мы и видим в раннем карбоне. Нельзя сказать, чтобы состав морской фауны этого времени был всюду одинаковым. Палеозоологи выделяют раннекарбоновые области и провинции. И тем не менее общность морских фаун была достаточно высока. Не случайно по остаткам морских моллюсков, плеченогих, кораллов, фораминифер и других организмов удается проследить на огромных пространствах одни и те же стратиграфические подразделения. В Европе нижний карбон делится на турнейский и визейский ярусы. Выше в европейской схеме размещается намюр, относимый уже к верхнему карбону (силезию). В нашей стране карбон делят на три отдела (нижний, средний и верхний), причем нижний намюр выделяют в самостоятельный серпуховский ярус и включают еще в нижний карбон. Каждому ярусу во времени ставится в соответствие одноименный век. Так вот все три яруса нижнего карбона отечественной схемы можно протянуть на всех материках. Наиболее благополучно обстоит дело с турнейским и визейским ярусами. Серпуховский ярус прослеживается уже несколько хуже, но и его отложения можно указать не только в Подмосковном бассейне, где он был выделен, но и, например, на Таймыре, а также и в Австралии.

Поднявшись еще немного вверх по разрезу, мы теряем возможность столь широких корреляций, или они становятся слишком противоречивыми по разным группам морских организмов. Не случайно палеонтологи так долго путались с острогской фауной и даже считали ее пермской. В морях, омывавших Ангариду с севера в послесерпуховское время, морская фауна сначала резко обеднилась, а затем приобрела местный облик. Эту бореальную фауну, появившуюся в среднем карбоне и эволюционировавшую почти до конца перми, иногда называют верхоянской. Происхождение верхоянской фауны неизвестно, а ее своеобразие можно объяснять по-разному. Причину искали в более холодных водах арктических морей или в изоляции бореального бассейна. Возможна и связь обеих причин.

На границе раннего и среднего карбона на больших пространствах временно прекратилось осадконакопление. В геологической летописи образовались пропуски. Например, почти по всей Северной Америке среднекарбоновые отложения (нижняя часть «пенсильванской системы» по схеме Геологической службы США) лежат на нижнем карбоне (миссисипской системе) с крупным перерывом. Вообще лишь в немногих местах планеты можно видеть непрерывную серию слоев верхов нижнего — низов среднего карбона. Интересно, что как раз на серпуховский век и начало среднего карбона приходятся крупные события в истории магнитного поля Земли. В это время несколько раз происходила инверсия магнитного поля, т. е. Южный и Северный магнитный полюсы менялись местами. Палеомагнитологи называют этот интервал разреза дебальцевской зоной (или дебальцевским «супермагнетемом», по новейшей терминологии).

Можно предположить, что на рубеже раннего и среднего карбона в недрах Земли произошло что-то значительное. Это «что-то» вызвало тектонические подвижки с перерывами в осадконакоплении, а с другой стороны — палеомагнитные инверсии. Ограничилась связь арктических вод с экваториальными. Изоляция привела сначала к обеднению фауны на севере, а затем и к появлению верхоянской фауны. Эта же изоляция приполярного арктического бассейна могла превратить его в мощный холодильник, поскольку его воды плохо прогревались полярным солнцем, а приток теплых вод с юга был ограничен. Причинно-следственная цепь раскручивалась все дальше. Морской приполярный холодильник положил конец безморозному климату по всей Ангариде и даже основательно тряхнул тропическую растительность, вызвав здесь «флористическое обеднение» («флористический скачок» Готана). События не прошли незамеченными и в Гондване, но о ней не будем говорить до главы V.

Естественно, что похолодание климата Ангариды не могло не сказаться и на осадконакоплении. Гипотеза о послесерпуховском похолодании, первоначально выдвинутая, как мы видели, исключительно по палеоботаническим материалам, получила неожиданную поддержку от литологов. Об этом стоит рассказать. Как раз в то время, когда начали появляться мысли о том, что раннекаменноугольные ангарские плауновидные свидетельствуют о безморозном климате, возрос интерес к поискам бокситов в Сибири.

Чтобы поиски шли успешно, надо прежде всего отбросить заведомо бесперспективные отложения. К этому времени уже была хорошо известна фитогеографическая схема Г. П. Радченко, который, как помнит читатель, поместил Сибирь раннего карбона далеко от тропиков. Даже более южную Шотландско-Казахстанскую область он связывал с умеренным климатом. Климат Сибири считал умеренно холодным и умеренно влажным. Бокситы в таких условиях не накапливаются. Им нужен безморозный климат. Помня о выводах Г. П. Радченко, один геолог, в докторской диссертации которого помимо прочего рассматривались и перспективы бокситоносности Сибири, с полным основанием заключил: нижнекаменноугольные отложения Сибири можно заведомо исключить из сферы поисков. К счастью, до поисковых партий эта рекомендация или не дошла вообще, или дошла с опозданием. Я сказал «к счастью» потому, что вскоре после защиты диссертации сразу в нескольких местах Сибири и как раз в нижнем карбоне были найдены небольшие залежи аллитов — алюминиевых руд, отличающихся от кондиционных бокситов несколько меньшим содержанием алюминия. Гипотеза безморозного климата Сибири в раннекарбоновую эпоху нашла неожиданное подтверждение, а с другой стороны, и еще более неожиданно, приобрела практический смысл.