Глобальные катастрофические события и их роль при стратиграфических
корреляциях осадочных бассейнов разного типа

2.1.3. Палеогеографические реконструкции.

При интерпретации мангышлакских разрезов с "пограничными глинами" необходимо достаточно ясно себе представлять развитие событий в океаносфере, происходивших в меловой период.

Может быть набросан следующий эскиз сценария событий, происходивших на рубеже М/Д. В океанах и обширных эпиконтинентальных морях после "планктонного взрыва" [Найдин и др., 1986] с турона и до маастрихта установилась устойчивая и в общем равномерная планктоногенная седиментация. Отложения верхнего мела сложены преимущественно скелетными элементами нанопланктона и в меньшей степени зоопланктона. Остатки бентоса и нектона не имели сколько-нибудь существенного породообразующего значения. Привнос материала с суши в огромные пространства океанов и морей, удаленные от берегов, был ничтожен. В условиях теплого равномерного, не отличавшегося сезонной контрастностью климата позднего мела эрозия суши почти прекращалась. Начальная стадия формирования планктоногенных осадков связана с фотосинтезирующей деятельностью обитавших в верхних освещенных слоях воды автотрофных растений. Под воздействием световой энергии фитопланктон, потребляя CO₂, продуцировал органическое вещество. Первичная продуктивность осуществлялась как бесскелетными, так и скелетными формами. Важнейшее значение имели представители фитопланктона, продуцировавшие известковистые и кремниевые скелетные элементы. Наиболее широко были распространены известковистые нанофоссилии кокколитофорид (золотистые водоросли), которые для построения скелетных элементов извлекали из воды Ca⁺⁺. Карбонатные сферы кальцисферулид местами были обычны. Диатомеи и силикофлагеллаты (одноклеточные жгутиковые) формировали скелетные элементы из различных кристаллографических модификаций SiO2. Динофлагеллаты в основном принадлежат к микрофитоплактону, но бывают формы с известковыми цистами [Willems, 1988].

Таким образом, скелетные элементы ряда представителей фитопланктона принимали участие в формировании осадка. Особенно важны в процессах осадкообразования были скелеты автотрофных организмов. В первую очередь должны быть упомянуты известковые кокколитовые и кремнистые диатомовые илы. Часть продукции пелагиали и, следовательно, осадка создается скелетами представителей следующего звена пищевой цепи - гетеротрофными организмами: фораминиферами (CaCO₃) и радиоляриями (SiO₂).

Особо следует остановиться на месте, занимаемом в жизни пелагиали, сверхмелкими одноклеточными организмами, объединяемыми в так называемый пикопланктон (размер клеток от 0,2 до 2 мкм). В его составе, кроме гетеротрофов, значительная роль принадлежит автотрофам. Показано, что в олиготрофных зонах Атлантического океана автотрофный пикопланктон является метаболически активной компонентой, создающей до 60% всей общей первичной продукции [Platt et al., 1983]. Гетеротрофные представители пикопланктона - сверхмелкие одноклеточные организмы - также могли быть важным начальным звеном в трофических цепях. Установлено, что биомасса планктонных инфузорий иногда может быть равна биомассе остального зоопланктона. В литературе существуют достаточно противоречивые оценки продуктивности современного океана. Что касается геологического прошлого, то на современном уровне развития науки совершенно невозможно определить палеопродуктивность.

Тем не менее для интерпретации событий рубежа М/Д необходимы хотя бы ориентировочные оценки морской продуктивности конца мезозоя. К подобной оценке можно подойти в сравнительном плане. Так, продуктивность в позднемеловую эпоху была выше сравнительно с продуктивностью раннемеловой эпохи. Прежде всего потому, что акватории эпиконтинентальных морей в раннем мелу были значительно менее обширными по сравнению с поздним мелом.

Как можно судить по составу породообразующих компонентов верхнемеловых отложений, основная роль в продуцировании биомассы принадлежала известковому нанопланктону и диатомовым, и в меньшей степени зоопланктону. В условиях теплого климата позднего мела в океанах и обширных эпиконтинентальных морях продуктивность пелагиали не была высокой. Однако карбонатная продуктивность пелагиали была достаточной для накопления в конечном счете отложений, мощность которых измеряется сотнями метров. Накопление извести обеспечивалось неисчерпаемыми количествами содержащегося в воде Ca⁺⁺, а также CO2 вулканического происхождения. Действовал основной закон карбонатонакопления А.Б. Ронова [1980]: количество карбонатных осадков прямо пропорционально интенсивности вулканической деятельности и площади распространения внутриматериковых морей.

Кроме того, в пелагиали существуют и, очевидно, существовали в прошлом организмы, не обладающие скелетными элементами, и либо совсем не фоссилизирующиеся, либо оставляющие эфемерные следы в каменной летописи стратисферы. Поэтому их роль в жизни пелагиали прошлого трудно оценить. Можно лишь утверждать, что роль их была весьма значительной: они продуцировали органическое вещество, формировали низшее звено трофической цепи, участвовали в установлении баланса СО₂/О₂. Кроме того, экспериментальным путем установлено, что в современных культурах кокколитофориды, имеющие известковый скелет, лишаются его при возникновении стрессовых условий и вновь обретают его при восстановлении экологического равновесия.

В маастрихтском веке продуктивность была максимальной для позднемеловой эпохи. Доказательство такого предположения видится прежде всего в том, что из всего верхнего мела маастрихтские отложения характеризуются наибольшей мощностью и наиболее высоким темпом их образования. Возросла продукция биомассы, что, по-видимому, было связано с некоторыми особенностями маастрихтской палеогеографии, выражавшимися в частных трансгрессиях, осложнявших общую эвстатическую регрессию конца мезозоя, что можно связать с изменением циркуляции в океанах в результате их углубления [Найдин и др., 1986]. Д. Моунт и его соавторы [Mount et al., 1986] предполагают, что в океанах в позднем маастрихте началась смена экваториальной системы циркуляции полярной.

Общие палеогеографические условия в маастрихте были менее устойчивыми и равномерными, чем в предшествующие века позднего мела. В раннем маастрихте происходило заметное похолодание вод эпиконтинентальных морей, тогда как в позднем маастрихте по изотопным данным разреза Цумая (Испания) намечается несколько фаз потепления [Mount et al., 1986].

Большинство исследователей, связывающих события рубежа М/Д с развитием пелагиали, объясняют возникновение биотического кризиса на этом рубеже резким снижением биопродуктивности пелагиали. Допускается, что падение биопродуктивности было вызвано исчерпанием питательных ресурсов океанов и морей, в результате резкого снижения поступления биогенов с суши, рельеф которой к концу мезозоя был снивелирован.

Продуктивность от маастрихта к данию действительно снизилась. Темп образования датских карбонатов был ниже маастрихтского карбонатонакопления [Найдин и др., 1986] не только в эпиконтинентальных бассейнах, но и в океанах. Так, на поднятии Шатского (северо-запад Тихого океана) темп аккумуляции маастрихтских карбонатов был порядка 1,0-1,2 г/см^-2/1000 лет), тогда как датских всего лишь 0,1-0,3 г/см^-2/1000 лет (Gerstel et al., 1986). В дании уменьшилась фотосинтезирующая активность фитопланктона и, как следствие, уменьшилась общая продуктивность, фитопланктон не продуцировал в таком же объеме, как в маастрихте, известковый материал осадка.

Датские карбонаты более магнезиальны, что, очевидно отражает сокращение участия в их сложении остатков наиболее важного продуцента планктоногенных карбонатов - известкового нанопланктона. Значенияd¹³C в дании негативно смещены относительно изотопного состава углерода карбонатов маастрихта. Но вот резкость и внезапность снижения продуктивности именно на границе М/Д представляется сомнительной, о чем в частности, свидетельствуют приведенные выше данные поd¹³C.

Вместе с тем, как уже многократно отмечалось, рубеж М/Д в развитии биоты представляется уникальным. По-видимому, экологические события этого рубежа готовились в течение длительного времени. Развитию биоты (как и любому другому процессу развития) присуща естественная инерция. Тем не менее, время от времени происходили скачки, нарушавшие устоявшийся ход развития.