Александр Вологдин - Земля и жизнь

Остатки докембрийских организмов могут оказать существенную помощь в раскрытии палеоклимата для соответствующих этапов геологического времени, а также палеогеографической эволюции лика Земли в докембрии.

Особое значение имеет в породах докембрия поведение изотопов углерода, кислорода, азота, серы, водорода и их отношений, поскольку известно, что легкие изотопы преимущественно оказываются связанными с жизнедеятельностью организмов, тогда как более тяжелые - лишь с минеральными - химическими процессами.

Остатки организмов в осадочных породах докембрия известны во многих районах мира. Можно отметить находку Дж. Лаусона (1865 г.) Eozoon canadense в районе Оттавы. Л. Кайо (1894 г.) открыл остатки радиолярий, фораминифер, спикул кремневых губок в углистых сланцах докембрия Бретани. Чарльз Д. Уолкотт в докембрии Большого Каньона и в серии Белт в США выявил интереснейшие остатки многощетинковых червей и ряд других организмов.

Известны находки остатков радиолярий в докембрии юга Австралии. Правда, некоторые исследователи, не признали этого открытия, другие склонны относить его к образованиям бактериального происхождения. И. Седерхольм открыл в карельском шунгите остатки проблематического животного Goridum , которого, по-видимому, следует отнести к проблематическим образованиям.

В среднепротерозойских отложениях Енисейского кряжа Ю. А. Кузнецов обнаружил остатки одноосных спикул кремневых губок. Между тем в бакальской свите позднего докембрия Урала автором были обнаружены предполагаемые отпечатки медуз (?), отчасти подобные найденным в докембрии Большого Каньона в слоях Нанкоуин. В Северо-Западной Африке (в" Анти-Атласе) установлены остатки членистоногих в виде разрозненных сегментов. Во многих районах мира известны, правда, еще редкие и случайные находки остатков простейших животных, примитивных целетерат, брахиопод, червей, членистоногих, заслуживающих специального изучения.

Больше всего в мире открыто в докембрийских отложениях остатков фотосинтезирующих организмов - морских водорослей, являвшихся часто активными породообразователями. Изучение таких остатков особенно успешно идет в Советском Союзе. Этот нормальный палеонтологический материал ныне часто обнаруживается в отложениях докембрия и нижнего палеозоя. Он представлен строматолитами, а иногда тонкослоистыми карбонатными породами с "курчавой" текстурой.

Что такое строматолиты и онколиты? Строматолиты и онколиты - это микрослоистые сгустки карбонатного, иногда вторично измененного вещества, находимые в составе преимущественно древнейших морских и пресноводных отложений, формировавшихся в мелководьях в основном синезелеными, реже красными водорослями на твердом субстрате (первые) или на подвижном (вторые) в условиях сильно карбонатной (богатой бикарбонатами кальция и магния) водной среды за длительные этапы времени, измеряющиеся часто сотнями и тысячами лет. В их построении обычно участвовало несколько видов микроскопических водорослей, проявлявших жизнедеятельность одновременно (сосуществование) или в порядке последовательной смены одного вида другим, причем часто через малые промежутки времени (естественный отбор, быстрота темпов эволюции).

Поскольку строматолиты и онколиты представляют собой продукты сложных и длительных процессов и не являются остатками единого конкретного организма, то они не заслуживают применения к ним латинизированной номенклатуры, как это делается некоторыми исследователями. Они являются в геологических разрезах лишь частью того каменного материала, который несет в себе (если этому не мешают вторичные явления) остатки микроскопических породообразующих фотосинтезирующих организмов (синезеленых, реже красных, водорослей).

Поскольку между формами и размерами конкретных видов породообразующих водорослей и формами и размерами включающих их остатки строматолитов непосредственная связь отсутствует, то эти сгустки карбонатного материала, обычно характеризующиеся бесконечным разнообразием по виду, могут знаменовать лишь местную временную фацию, сочетание экологической обстановки с тектоническим режимом области бассейна и не более.

Строматолиты могут указывать на результаты взаимосвязи процессов нарастания элементарных наслоений и накопления биогенного (фитопланктонного) или обломочного материала между ними.

Эти процессы протекали с относительно равными скоростями (нависания и наросты на боковой поверхности строматолитов), с опережением первого процесса (гладкие боковые поверхности или с пережимами экологического происхождения) или отставанием его. Это создавало условия для прекращения развития строматолитов (их сужения, приобретения неправильной общей формы и т. д.). Так шло их местное отмирание.

Естественно, что внешние признаки как-то отражают особенности их конкретных образователей - водорослей (строение и отчасти форма элементарных наслоений микрослоев, соответствующих накоплению карбонатного материала за сезоны вегетации). Форма наслоений, степень их выпуклости отражают чувствительность водорослевых колоний к свету, степень проявления фототропизма, иногда выражавшуюся в виде прямого гелиотропизма (параллелофитоны).

При условии благоприятной сохранности микроструктур строматолиты и онколиты, находимые в Отложениях различного геологического возраста (от нижнего протерозоя и почти до наших дней), являются ценнейшим материалом для изучения истории развития мира микроскопических водорослей (синезеленых и красных), их эволюции и породообразующей деятельности. В них мы видим свидетелей обстановок далекого геологического прошлого с указанием на палеоклимат, палеотемпературу среды, палеотечения, батиметрические данные, скорости вертикальных движений литосферы и гидрохимию бассейна. Это дает представление о связях между бассейнами и палеогеографических перестройках лика Земли во времени.

Успех исследования строматолитов и онколитов, водорослевых пород вообще как фитогенных образований, требует от исследователей палеоботанического, особенно альгологического изучения и глубоких знаний современных представителей названных типов микроскопических водорослей, их морфологии, экологии, физиологии, биохимии и природного распространения (геоботаники водорослей).

Результаты изучения остатков водорослей из докембрийских отложений СССР показали возможность решения важных вопросов стратиграфии. В частности, отложения протерозоя ряда районов Сибири, часто неправильно сопоставлявшиеся друг с другом, ныне получили определенное положение на основании данных эволюции выявленных видов и родов синезеленых и красных водорослей. Так, морской протерозой Енисейского кряжа оказался более древним по отношению к карбонатным отложениям Туруханского поднятия, древние же карбонатные отложения р. Нижней Тунгуски - более древними по отношению к улунтуйской свите Прибайкалья. Между тем водоросли нижнего кембрия Иркутского амфитеатра оказались генетически связанными с формами, выявленными в улунтуйской свите верхнего синия.