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

Рис. 3.9. Распространение зоны кислородного минимума от придонных участков в толщу воды и ее влияние на распределение некоторых планктонных фораминифер.

3.7. Существующие модели развития ОАЕ.

Все разнообразие моделей развития ОАЕ 2 можно свести к двум основным группам: Первая (уже упомянутая) предполагает развитие дефицита кислорода на дне бассейна и затем постепенное расширение зоны кислородного минимума в толще воды вплоть до фотической зоны (рис.3.9). Ко второй группе должны быть отнесены модели периодического и локального развития стагнации на дне бассейна [Arthur et al.,1988; Jarvis et al., 1988, Kuhnt et al., 1992].

Некоторыми авторами уже давно была подмечена связь геохимических аномалий и, в частности слоев, обогащенных органическим веществом (ОВ), в осадочных толщах с эвстатическими короткопериодными флуктуациями уровня Мирового океана [Hallam, Bradshaw, 1979], но механизм этого явления ими детально не обсуждался. Связь процессов формирования горизонтов "черных сланцев" и воздействия на биоту факторов, которые этому сопутствовали, можно представить следующим образом. Быстрые флуктуации уровня моря создавли предпосылки к усилению поступления с суши в водоем повышенных количеств биофильных элементов, что вызывало резкий всплеск продуктивности планктона и в особенности безраковинного фитопланктона. В определенных условиях, например, при возникновении дисбаланса питательных веществ, некоторые виды фитопланктона выделяли токсины, что приводило к угнетению и даже гибели других форм организмов, в частности известьвыделяющих. На процессе седиментации это отражалось таким образом, что в осадках существенно возрастало содержание ОВ за счет безраковинного планктона, при одновременном сокращении количества CaCO₃ из-за понижения в осадках доли скелетов известково-секреционных фораминифер и кокколитофорид. Обилие в илах ОВ обусловило интенсивное течение диагенетических процессов, которые в значительной мере были ответственны за наличие в илах H₂S и многих токсичных тяжелых элементов,которые оказывали негативное воздействие на донные организмы. В условиях анаэробного диагенеза миграция из илов в наддонную воду H₂S в значительной мере регламентировалось интенсивностью процессов диагенетического сульфидообразования. Соответственно, при прочих равных условиях в водоемах с низким содержанием Fe, создавались более благоприятные условия для появления сероводородного заражения, чем при накоплении осадков, относительно обогащенных Fe. Так как в карбонатных илах содержание Fe, как правило, гораздо ниже, чем в глинистых, на фоне карбонатного осадконакопления сероводородное заражение развивалось интенсивнее, чем при терригенной седиментации (рис. 3.10). Таким образом, во время накопления горизонтов, обогащенных ОВ, разные факторы, в том числе гео- и биохимические, воздействовали на планктонную и бентосную биоту. Механизмы этих стрессовых воздействий различались, но результаты были схожими: во всей системе водоема - в его придонных и поверхностных частях более или менее синхронно могли возникать неблагоприятные для существования организмов условия. Такое комплексное стрессовое воздействие на биоту рассмотренных факторов, сопровождавшимися резкими колебаниями уровня океана (изменение площади водоемов, солености, температуры, усиление стратификации водной толщи и т.д.) играло очевидно существенную роль в ее перестройке - вымирании старых и расцвете новых форм [Гаврилов, Копаевич, 1996], (рис. 3.11).

Рис. 3.10. Схема взаимодействия трансгрессирующего моря с прибрежными озерно-болотными ландшафтами ( по Гаврилову, 1994).

Рис. 3.11. Схемы таксономического разнообразия видов (I) и филогенетического развития родов (II) планктонных фораминифер в меловое время.

Общим для всех концепций возникновения аноксии является признание глобального развития в океаносфере вялой циркуляции, замедления, ослабления или даже временами полного прекращения вертикального перемешивания водной толщи. Такие условия могли возникать в условиях теплого климата при эвстатических трансгрессиях, приводивших к расширению эпиконтинентальных морей.

Непосредственно стагнация в большинстве моделей связывается с развитием плотностной стратификации воды, препятствующей поступлению O₂ на глубину. В некоторых моделях стагнация объясняется распространением теплых вод, в которых снижается растворимость O₂. В других, напротив, развитие процессов аноксии объясняется похолоданием, развившимся в результате возникновения апвеллинга на окраинах океана Тетис [Kuhnt et al., 1986]. Основной источник C_орг - отмершая биомасса планктонных организмов (сапропелевый источник), а следовательно, развитие аноксии требует достаточно высокой продуктивности пелагиали. Но локально C_орг может накапливаться за счет приноса материала с суши (гумусовый источник).