The crucial boundaries in the development of the late cretaceous biota of plankton foraminifers in the southern part of the Indian ocean

Full Text

ВСТУПЛЕНИЕ

Основной темой наших исследований на протяжении последних тридцати лет является реконструкция палеоклиматических условий, существовавших в меловое время, по планктонным фораминиферам (ПФ). Последовательность этой работы, в соответствии с методом актуализма, ведется от молодых и, следовательно, более изученных временных срезов к более древним. Обычно, когда мы приступали к исследованию очередного стратиграфического интервала, климатическая природа многих видов ПФ уже была выявлена раньше при изучении более молодых срезов. Благодаря этому, положение данных видов в климатическом ряду сомнений не вызывало. Однако для ряда стратиграфических срезов выяснить климатическую природу некоторых ПФ оказалось несколько трудно из-за смены их видового, а иногда даже родового состава. Именно об этих переломных рубежах в развитии биоты позднемеловых ПФ пойдет речь в этой работе. Климатические колебании в Южной части Индийского океана и изменения систематического состава ПФ в течение позднего мела были отмечены рядом исследователей [21, 26, 29, 30, 36, 39].

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Результаты глубоководного бурения [32, 34, 37, 38, 40, 43, 45, 51, 52] показали, что позднемеловые отложения, обогащенные раковинами ПФ, вскрыты в Южной части Индийского океана, омывающей западный берег Австралии, в рейсах № 26, 27, 28, 119, 120 и 122, двенадцатью скважинами (рис. 1, таблица).

Рис. 1. Расположение скважин и разрезов в пределах изученного региона:

1 — скважины глубоководного бурения; 2 — разрезы; 3, 4 — названия разрезов: 3 — Карнарвон, 4 — Берк; 5 — границы современных континентов; 6 — границы шельфа.

Таблица. Скважины, вскрывающие отложения, обогащенные раковинами ПФ

Фактическим материалом для наших исследований послужили 680 образцов из кернов этих скважин. Образцы из кернохранилищ США были предоставлены руководством Проекта глубоководного бурения представителю от СССР в этом проекте Н. А. Богданову. Кроме того, В. Н. Беньямовский любезно передал автору 350 образцов, отобранных доктором Ф. Плайтордом из двух разрезов окраинных шельфовых морей Австралии (рис. 1).

Помимо этого в работе использовались видовые списки планктонных фораминифер с данными о количественном и полуколичественном распределении видов, опубликованные для разрезов Австралии [22, 23, 24, 41, 42] и для ряда скважин глубоководного бурения [32, 43, 44].

Лабораторная обработка образцов проводилась по методике, разработанной Барашом [1]. Образцы пород размачивались в воде, в случае необходимости подвергались дроблению и кипячению в воде. Образцы промывались через мельничный газ с размером ячей 50 мкм. В отмытых порошках под бинокуляром определялся видовой состав фораминифер и проводился количественный анализ комплексов раковин ПФ.

Из всего обработанного материала были определены виды ПФ раннемаастрихтского, кампанского, сантонского, коньякского, туронского и сеноманского возрастов. На первом этапе работы в климатические группы был объединены раннемаастрихтские ПФ (фаза Globotruncana tricarinata) [6, 10]. Для выполнения климатических реконструкций применялись некоторые положения методов [2, 21, 31], базирующихся на актуалистическом подходе. Однако полностью использовать упомянутые методы для работы с позднемеловым материалом оказалось невозможно. Приходилось учитывать, что природные условия мела очень сильно отличаются от условий, существовавших в Кайнозое, и вносить изменения и поправки в упомянутый метод. Согласно нашей методике [4, 10], все раннемаастрихтские ПФ были подразделены на три климатические группы, названные, по аналогии с современными, умеренной, субтропической и тропической. Виды со сходными ареалами и районами максимального обилия раковин относятся к одной климатической группе. Дальнейшее исследование показало, что даже в пределах одной климатической группы районы максимального обилия раковин разных видов несколько смещаются по отношению к экватору. Это позволило выстроить виды раннемаастрихтских ПФ в климатический ряд от самого тепловодного к самому холодноводному [10]. Далее для каждой скважины и каждого разреза подсчитывалось соотношение раковин ПФ, относящихся к разным климатическим группам. По показателем этих соотношений выделялись типы танатоценозов ПФ. Так как танатоценозы отражают температурные условия, соответствующие водным массам, в которых они формировались, на основании их пространственного распространения можно построить карты климатической зональности, что и было сделано для стратиграфического среза раннего маастрихта. Выполненные реконструкции подтверждаются данными изотопнокислородного анализа [54], для которого использовались раковины ПФ: Globotruncanita stuartiformis (Dalbiez), Planoglobulina multicamerata de Klasz и Globigerinelloides volutus (White). Эти раковины были отобраны нами из скважин Северной Атлантики (скважины 95, 98, 390 А) и на Фолклендском плато (скв 516F). Полученные оценки палеотемператур поверхностных вод в этих регионах не превышают 15°С. Там в раннем маастрихте были развиты бореальный и австральный типы танатоценоза.

В дальнейшем аналогичная работа была проделана последовательно для четырех срезов кампана [11], трех — сантона [7], для среза коньяка [12], четырех срезов турона [13, 19, 20] и трех — сеномана [14–18]. Карты строились на палинспастических основах, разработанных Зоненшайном с соавторами [5]. Палеокоординаты новейших скважин уточнялись по реконструкциям С. Р. Скотиза [49, 50]. Использовались собственные и опубликованные оценки палеотемператур, полученные в результате изотопно-кислородного анализа [25, 27, 33, 35, 53, 54]. Для каждого изученного стратиграфического интервала был построен климатический ряд, в котором положение каждого вида не меняется с момента появления до времени его полного исчезновения. Это объясняется тем, что чувствительность определенного вида к тем или иным условиям среды не меняется за все время существования вида; при установлении оптимальных условий вид увеличивает свою численность, при ухудшении — сокращает или полностью вымирает [9]. Это обстоятельство весьма упрощало нашу работу в тех случаях, когда переход от одного временного среза к другому сопровождался плавным, последовательным изменением видового состава ПФ. Трудности при построении климатического ряда возникали, когда на границе того или иного временного среза резко менялся видовой, а иногда даже родовой состав ПФ.

Распределение ПФ в разрезах изучаемого региона. Кампанские отложения, обогащенные раковинами фораминифер, вскрыты в изучаемом регионе двумя разрезами окраинных шельфовых морей Австралии и девятью скважинами глубоководного бурения (скважины 255, 264, 738, 747, 748, 750, 762, 763, 764) (рис. 1). Большинство кампанских видов ПФ продолжили свое существование в маастрихте, и, следовательно, их климатическая природа была уже выявлена. Положение этих видов в климатическом ряду сомнений не вызывало. Некоторые виды из рода Pseudoguembelina, например Pseudoguembelina costulata (Cushman), в кампанских отложениях встречались только в нескольких скважинах, то есть относились к категории видов узкого широтного распространения. Их климатическую принадлежность удалось установить только благодаря тому, что в маастрихте они имели статус широко распространенных видов. Стратиграфическая граница маастрихтского и кампанского ярусов проходит согласно стратиграфической шкале Робашинского и Карон [47] через отложения зоны Gansserina gаnsseri, соответствующие временному срезу 71.3 млн лет. Появление видов Abathomphalus intermedius (Bolli), Racemguembelina fructicosa (Egger) и исчезновение широко распространенных в кампане видов Rosita fornicata (Plummer), Globotruncana bulloides Vogler, G. ventricosa White, Globotruncanita subspinosa (Pessagno), Globigerinelloides praeriehillensis Pessagno позволяет проследить эту границу. Положение в климатическом ряду последних пяти видов было выявлено путем сравнения ареалов их распространения в позднем кампане с ареалами видов, положение которых уже известно. Например, ареал вида Globotruncana ventricosa совпадает с ареалами Globotruncana aegyptiaca Nakkady и Globotruncana esnehensis Nakkady в позднем кампане. Районы максимальной концентрации раковин этих трех видов наблюдаются в одних и тех же скважинах. Климатическая природа двух последних видов была установлена при изучении раннемаастрихтских отложений. Это позволяет отнести вид Globotruncana ventricosa к субтропической группе и определить его место в климатическом ряду. Вид Globigerinelloides bollii Pessagno отнесен к умеренной группе на том основании, что он имеет сходный ареал и район максимальной концентрации раковин с видами Globigerinelloides impensus Sliter u Heterohelix pulchra (Cushman), климатическая природа которых уже установлена.

В результате проведенных исследований установлен следующий состав климатических групп в кампане (виды ПФ приводятся в порядке уменьшения тепловодности, в соответствии с их положением в климатическом ряду):

• тропическая группа: Pseudoguembelina costulata (Cushman), Rosita plummerae (Gandolfi), Globotruncana rosetta (Carsey), Rugotruncana subcircumnadifer Gandolfi, Rosita patelliformis (Gandolfi), Globotruncana ventrticosaWhite, Rosita fornicata (Plummer), Globotruncana linneiana (Orbigny);
• субтропическая группа: Globotruncana arca (Cushman), Globotruncanita atlantica (Caron), Globotruncana orientalis El Naggar, Globotruncanita calcarata Cushman, Globotruncana bulloides Vogler, Globotruncanita stuartiformis (Dalbiez), Rugoglobigerina rugosa (Plummer), Globotruncanita subspinosa (Pessagno), Globotruncana stephensoni Pessagno, Globotruncana lapparenti Brotzen, Ventilabrella austinana Cushman, Globotruncana hilli Pessagno, Ventilabrella browni Martin, Ventilabrella glabrata Cushman, Ventilabrella monuelensis Martin, Schackoina multispinata (Cushman and Wickenden), Globotruncanita elevata (Brotzen), Rugoglobigerina pilula Belford, Ventilabrella riograndensis Martin;
• умеренная группа: Globigerinelloides multispinatus (Lalicker), Globigerinelloides prairiehillensis Pessagno, Heterohelix punctulata (Cushman), Globigerinelloides bollii Pessagno, Heterohelix pulchra (Brotzen), Globigerinelloides impensus Sliter, Globigerinelloides asperus (Ehrenberg), Heterohelix striata (Ehrenberg), Heterohelix globulosa (Ehrenberg), Hedbergella monmouthensis (Olsson), Hedbergella holmdelensis Olsson, Globigerinelloides volutus

Видовой состав ПФ изменялся в течение кампана достаточно плавно. Для каждого из четырех временных срезов кампана была реконструирована климатическая зональность [11]. Анализ построенных карт показал, что изучаемая акватория на протяжении большей части кампанского разреза (за исключением начала позднего кампана) характеризуется австральным типом танатоценоза. Комплексы ПФ характеризуются обедненным видовым и особенно родовым составом (не более 5 родов и 12–13 видов). Из них не менее 9 — виды умеренной группы. Численность их раковин доходит до 65%. Наряду с видами умеренной группы встречаются субтропические виды. Это, главным образом, вентилабреллы и бескилевые, слабо скульптированные глоботрунканиды. Важнейшая черта австрального типа танатоценоза — полное отсутствие видов тропической группы. Севернее 50° ю. ш. (здесь и далее имеются в виду палеошироты) в отложениях вскрытых скважинами 255, 747, 762 и 764 был развит переходный теплоавстральный подтип танатоценоза. Он тоже характеризуется низким видовым разнообразием ПФ (13–15 видов), но наряду с умеренно теплыми и субтропическими видами там встречаются виды тропической группы. В начале позднего кампана теплоавстральный подтип танатоценоза распространился до 60° ю. ш. Это свидетельствует о некотором кратковременном потеплении. В конце позднего кампана началось резкое похолодание, которое продолжилось в маастрихте. Северная граница австральной зоны сместилась до 45° ю. ш. [11]. Позднекампанское похолодание зафиксировано данными В. Н. Беньямовского с соавторами [3] и рядом других исследователей [26, 29, 30]. Аналогичный бореальный тип танатоценоза был выявлен [11] в Северной Атлантике (скважины 98, 390А и 392А) и подтвержден собственными данными изотопного анализа [54].

При изучении сантонских отложений (зона Dicarinella asymetrica) [28] ПФ были найдены в образцах из двух разрезов и из кернов шести скважин (скважины 255, 258, 260, 762, 763, 764) (рис. 1). Когда мы обработали фактический материал с целью реконструкции климатической зональности сантона, выяснилось, что верхняя стратиграфическая граница последнего прослеживается достаточно ясно [7]. На стыке зон Dicariinella asymetrica и Globotruncanita elevata вымерли восемь сантонских видов и появились шесть кампанских. Причем смена видового состава на стыке зон Dicariinella asymetrica и Globotruncanita elevata [28] происходит не только среди тепловодных видов ПФ, состав умеренной группы тоже меняется. Несколько необычные ареалы распространения и районы максимальной концентрации раковин наблюдались у представителей рода Dicariinella и Marginotruncana, не встречающихся в более молодых отложениях. Пришлось проводить детальное сравнение карт их широтного распределения с картами всех видов, переживших сантон-кампанскую границу. В результате проведенных исследований для позднего сантона был построен климатический ряд (рис. 2). Изучаемый регион полностью находится в южном полушарии, однако на рисунках (здесь и далее) для сравнения приведены ареалы распространения видов ПФ не только в южных, но и в северных палеоширотах. Рассматриваемый климатический ряд весьма типичен для позднего мела. Виды ПФ, относящиеся к умеренной группе, встречаются по всей акватории океана. Их единичные экземпляры отмечены даже в самых низких широтах. Однако районы максимальной концентрации их раковин сосредоточены только в высоких широтах (рис. 2). Виды субтропической группы достаточно широко распространены во всех изученных разрезах. Районы максимальной концентрации их раковин по мере увеличения теплолюбивости вида смещаются все ближе к экватору и постепенно выходят за пределы рассматриваемой нами акватории. Виды тропической группы встречаются только в северной части изучаемого региона. Они имеют один район максимальной концентрации раковин, расположенный в низких широтах. Для каждой скважины и каждого разреза верхнего сантона было подсчитано соотношение раковин ПФ, относящихся к разным климатическим группам, и по показателем этих соотношений выделены типы танатоценозов. Выяснилось, что на большей части изучаемого региона в сантоне была развита теплоавстральная подзона. Ее южная граница намечалась в районе скважины 258. Северная граница теплоавстральной подзоны проходила на палеошироте 50° ю. ш., севернее намечалась промежуточная зона.

Рис. 2. Климатические группировки видов планктонных фораминифер в позднем сантоне (зона Dicarinella asymetrica).

Отложения верхней части зоны Dicarinella concavata [28] (скважины 258, 762, 763) (рис. 1), включающие в себя весь коньякский ярус, весьма обильно обогащены раковинами ПФ. На стыке зон Dicarinella concavata и Dicarinella asymetrica систематический состав ПФ обогатился шестью сантонскими видами. В изучаемом регионе возросло значение видов субтропической группы. Некоторые представители родов Dicarinella, Marginotruncana и Whiteinella закончили свое существование в раннем сантоне, и, следовательно, их климатическая природа не могла быть выяснена при изучении более молодых стратиграфических срезов. Для этих видов проводилось детальное сравнение карт их широтного распределения с картами всех видов, положение которых в климатическом ряду сомнений не вызывало. Дальнейшая обработка фактического материала показала, что вниз по разрезу в мощной толще коньякских отложений содержится более 30 широко распространенных видов ПФ [12], представленных большим количеством раковин преимущественно хорошей сохранности. Все эти виды были отнесены к той или иной климатической группе. Климатический ряд получился полный с ярко выраженными районами максимальной концентрации раковин. Он несколько отличался от приведенного выше сантонского ряда. Районы максимальной концентрации раковин видов ПФ умеренной и субтропической групп повсеместно смешены к экватору на 5–6°. Причем «проблемных» видов ПФ, климатическая природа которых не была установлена при изучении более молодых стратиграфических срезов, на коньяк-сантонской границе оказалось очень мало [12]. В южной части Индийского океана на всей изучаемой акватории господствовал австральный тип танатоценоза. Граница австральной и промежуточной зон в изученном регионе проходила на широте 45° ю. ш. (скв. 764). Там наряду с видами умеренной группы встречаются термофильные виды. По данным фораминиферового анализа, относительное похолодание продолжалось на протяжении всего коньякского и раннесантонского времени. Миграция климатических зон в этот период практически не происходила. Только в районе северной границы австральной зоны периодически появлялись области, характеризующиеся переходным теплоавстральным танатоценозом ПФ. Несмотря на обилие фактического материала, реконструировать климатическую зональность удалось только для коньяк-нижнесантонской толщи в целом. Для остальных стратиграфических срезов позднего мела наши реконструкции выполнялись с гораздо большей степенью детальности. В течение коньяк-раннесантонского времени видовой состав ПФ менялся очень плавно. По некоторым литературным данным [46, 48], коньякский ярус подразделяется на нижний и верхний. Граница проводится по появлению вида Archaeoglobigerina blowi Pessagno, Archaeoglobigerina bosquensis (Pessagno), Pseudoguembelina costulata (Cushman) и исчезновению видов Dicarinella imbricate (Mornod), Whiteinella paradubia (Sigal). На основании нашего материала проследить эти изменения в видовом составе ПФ пока, к сожалению не удалось. Может быть, это удастся сделать в дальнейшем, после обработки нового материала. Ф. П. Фалзони с соавторами отмечает в районе юго-восточной Танзнии похолодание, которое пришло на смену «парниковому туронскому температурному максимуму [29, 30].

Туронские отложения, обогащенные раковинами ПФ, вскрыты в изучаемом регионе разрезом Карнарвон и скважинами глубоководного бурения (скважины 258, 750, 762, 763) (рис. 1). Для изучения были выбраны четыре стратиграфических среза, соответствующие [47] началу нижнего турона (верхи зоны Whiteinella archaeocretacea), концу нижнего турона (зона Helvetoglobotruncana helvetica), среднему (зона Marginotruncana schneegansi) и позднему турону (основание зоны Dicarinella concavata). Систематический состав ПФ в течение турона несколько изменялся. Последовательное сравнение выбранных срезов позволяет проследить развитие природных процессов в динамике [13, 19, 20]. Построенный для турона климатический ряд значительно меняет свой облик на стыке зон Dicarinella concavata и Marginotruncana schneegansi [33] (конец среднего турона) (рис. 3). Состав ПФ в позднем туроне обогащается видами Marginotruncana bouldinensis Pessagno, M. pseudolinneiana Pessagno, M. paraconcavata Porthaullt, Dicarinella concavata (Brotzen), Dicarinella primitiva (Dalbiez), Hedbergela flandrini Porthault. В изучаемом регионе в позднем туроне районы максимального обилия раковин умеренной группы отмечены в районе 55–60° ю. ш. Виды субтропической группы (преимущественно представители рода Marginotruncana) встречаются во всех изученных разрезах, максимальная концентрация их раковин наблюдается в районе 40–50° ю. ш. (рис. 3). Южная граница промежуточной зоны намечалась в позднем туроне на палеошироте 55–60° ю. ш. (скважины 258, 750 В). Промежуточный танатоценоз был выявлен в отложениях скважин 762, 763 и в разрезе шельфового бассейна Австралии, в районе скв. 762 проходила северная граница промежуточной зоны.

Рис. 3. Климатические группировки видов планктонных фораминифер в позднем туроне (зона Dicarinella concavata).

Среднетуронский климатический ряд существенно отличается от всех описываемых ранее рядов. Виды умеренной группы встречаются в изучаемом регионе только как единичные. Районы их максимальной концентрации не отмечены даже в самых высоких широтах, максимальная концентрация некоторых видов субтропической группы наблюдается южнее 60° ю. ш. (рис. 4). На большей части изучаемого региона господствовала промежуточная климатическая зона. Промежуточный тип танатоценоза выявлен даже в отложениях скв. 258. Северная граница промежуточной зоны проходила между скважинами 763 и 762.

Рис. 4. Климатические группировки видов планктонных фораминифер в среднем туроне (зона Marginotruncana schneegansi).

Вниз по разрезу на стыке зон Helvetoglobotruncana helvetica и Marginotruncana schneegansi (начало среднего турона) [47] систематический состав ПФ меняется незначительно. Однако, по сравнению со средним туроном, районы максимальной концентрации раковин субтропической и тропической групп сдвинуты в изучаемом регионе к югу на 10° (рис. 5). Соотношение количества раковин ПФ тропической и субтропической групп в скважинах 762, 763 и в разрезах шельфовых морей Австралии характерно для тетического типа танатоценоза. Южная граница тетической зоны в начале раннего турона проходила на палеошироте 50° ю. ш. Раннетуронское потепление в рассматриваемом регионе подтверждается данными ряда исследователей [26, 30, 36].

Рис. 5. Климатические группировки видов планктонных фораминифер в конце раннего турона (зона Helvetoglobotruncana helvetica).

В сеноманских отложениях раковины ПФ в изучаемом регионе встречаются в образцах из кернов скважин 256, 258, 260, 750, 762, 763 и в разрезе Карнарвон (рис. 1). По ПФ сеноманские отложения подразделяются на три среза, соответствующие [47] нижнему (зона Rotalipora globotruncanoides), среднему (зона Rotalipora reicheli) и верхнему сеноману (зона Rotalipora cushmani).

Верхняя граница сеномана очень хорошо иллюстрируется микропалеонтологическими данными и весьма четко прослеживается по всей акватории [14, 18]. 20 широко распространенных в сеномане видов ПФ полностью вымирают, а на их место приходят 18 туронских видов. Полностью исчезла группа однокилевых роталипорид. Эта группа доминировала на протяжении всего сеномана. Вымирание ее связывают с широким развитием в океанических и даже в некоторых эпиконтинентальных бассейнах «Океанского бескислородного события (ОАЕ 2)» [8, 39], которое произошло на рубеже сеноманского и туронского веков. Именно благодаря этому событию в ассоциациях ПФ возросло значение видов Dicarinella hagni (Scheibnerova) и D. imbricate (Mornod), появились, стали бурно развиваться и доминировать различные виды рода Marginotruncana (рис. 5, 6). Появление в рарезах форм с вытянутыми удлиненными камерами также связывают с проявлением ОАЕ 2. Они появляются там, где пригодным для обитания становится только верхний слой воды, а удлиненные камеры и тонкостенная раковина повышают плавучесть форм [8]. Недаром повышенное содержание в ассоциациях ПФ подобных таксонов приурочено к уровням бескислородных событий апта (событие Selli), сеноманан-туронской границы (событие Bonarelli). Исследование остальных позднемеловых срезов такого глобального изменения видового состава ПФ не показало. Кроме обстановок дефицита кислорода в южной части Индийского океана, состав танатоценозов ПФ позволяет установить, что начало турона ознаменовалось существенным потеплением. Систематический состав ПФ на верхней границе сеномана резко изменился. Различные виды маргинотрункан, составлявшие в туроне 80% от общей численности раковин видов субтропической группы, в сеномане полностью отсутствовали. Тоже можно сказать и о дикаринелах, которые были весьма широко распространены в тропической группе турона. Зато в сеномане господствовали разнообразные представители роталипор, которые в более молодых отложениях не встречались и, следовательно, их климатическая природа установлена не была. Для каждого широко распространенного вида из рода Rotalipora была построена карта ареала его распространения. По методу актуализма проводилось сравнение ареалов видов, вымерших в конце сеномана, с ареалами видов, климатическая природа которых уже определена для более молодых срезов. В результате проведенных исследований установлен состав климатических групп для позднего сеномана. Построенный климатический ряд (рис. 6) весьма отличается от туронского. Видовой состав ПФ резко изменяется. Кроме того, в сеноманском ряду виды умеренной группы имеют в изученном регионе четко выраженные районы максимальной концентрации раковин. Виды субтропической группы весьма широко распространены по всей акватории океана как в сеномане, так и в туроне. Однако в сеномане районы их максимальной концентрации смещены к низким широтам. В изучаемом регионе обилие раковин субтропической группы отмечено в верхнем сеномане только в разрезах скважин 256, 260 и 762. Южную часть изучаемой акватории занимает в позднем сеномане австральная зона. Ее северная граница проходит в районе 50–55° ю. ш. Вниз по разрезу на протяжении среднего и нижнего сеномана систематический состав ПФ изменялся плавно. В высоких широтах Южного полушария в позднем сеномане несколько расширился систематический состав видов умеренной группы. Многие представители рода Hedbergella получили широкое распространение только в позднем сеномане. С построением среднесеноманского климатического ряда серьезных проблем не возникло. Подавляющее большинство видов ПФ продолжили свое существование в позднем сеномане и, следовательно, их климатическая природа была уже выявлена раньше. Помимо увеличения общего количества видов ПФ в позднем сеномане, сравнение полученных рядов показало, что в течение рассматриваемого промежутка времени районы максимальной концентрации раковин ПФ постепенно смещались в сторону Южного полюса. Виды неясной климатической природы встречались достаточно редко. Виды умеренной группы в течение раннего и среднего сеномана были весьма широко распространены в южной части изучаемого региона. Численность видов субтропической группы увеличивалась в разрезах скважин 260, 762 и в разрезах шельфовых морей Австралии. Однако районы максимальной концентрации раковин субтропической группы располагались в среднем и раннем сеномане севернее изучаемой акватории. В среднем сеномане граница австральной и теплоавстральной зон проходила через скв. 762 и разрез Карнарвон на палеошироте 55° ю. ш. В раннем сеномане она была смещена на 5° к северу. Теплоавстральный тип танатоценоза развит в раннем сантоне только в отложениях, вскрытых скв. 260. На всей остальной изученной акватории, включая разрезы шельфовых морей Австралии, господствует австральный тип танатоценоза, что весьма характерно для позднего мела.

Рис. 6. Климатические группировки видов планктонных фораминифер в позднем сеномане (зона Rotalipora cushmani).

ЭВОЛЮЦИЯ КЛИМАТА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ИНДИЙСКОГО ОКЕАНА В ПОЗДНЕМ МЕЛУ

Исследование позднемеловых отложений, развитых в Южной части Индийского океана и окраинных шельфовых морей Австралии, показало, что для определенных этапов позднемеловой эпохи были свойственны экстремальные климатические состояния океанической среды, которые чередовались с промежуточными, спокойными интервалами.

Сеноманский век был временем, благоприятным для существования ПФ. Их систематический состав изменялся достаточно плавно. Незначительная миграция климатических зон в сторону Южного полюса свидетельствует о вялой, зародившейся в среднем сеномане тенденции к потеплению. Значительную часть изучаемой акватории в сеномане занимала австральная зона. Ее северная граница переместилась в течение сеномана от 50° до 55° ю. ш. Севернее был развит переходный теплоавстральный танатоценоз. Только в самом конце сеномана австральная зона граничила с более тепловодной промежуточной зоной.

Граница сеномана и турона ознаменовалась «Океанским бескислородным событием (ОАЕ 2)», которое привело к значительным изменениям в структуре комплексов ПФ. Кроме того, начало турона отмечено стремительным потеплением. Потепление создавало благоприятную среду для появления и расселения новой группы ПФ — маргинотрунканид. В начале раннего турона на большей части изучаемого региона господствовала промежуточная климатическая зона. Это весьма нехарактерно для столь высоких широт. Севернее 50° ю. ш. намечалась уже тетическая зона. В конце раннего и в среднем туроне существенные климатические колебания не наблюдались. Систематический состав ПФ изменялся плавно. К концу раннего турона потепление несколько усилилось. Южная граница тетической зоны сместилась на 5° к югу, а в среднем туроне снова прослеживалась на палеошироте 50° ю. ш.

В конце среднего турона параметры окружающей среды, вероятно, несколько изменились, что нашло свое отражение в структуре комплексов ПФ. В позднем туроне в изучаемом регионе еще было достаточно тепло, что не свойственно для высоких широт, но по сравнению со средним туроном стало несколько прохладней. Промежуточная климатическая зона сузилась и заняла акваторию от 60 до 50° ю. ш. Южнее был развит теплоавстральный танатоценоз.

На турон-коньякской границе резкой смены систематического состава ПФ не отмечено. Однако начавшееся в позднем туроне похолодание продолжилось. В начале коньякского века климатические зоны в южной части Индийского океана сместились к экватору. Граница австральной и промежуточной зон проходила на палеошироте 45° ю. ш. На протяжении всего коньяк-раннесантонского времени картина существенно не менялась. Это было спокойное благоприятное для биоты ПФ межкризисное время.

На стыке раннего и позднего сантона снова произошли некоторые климатические колебания, повлекшие за собой изменение систематического состава ПФ на видовом и даже родовом уровне. В результате похолодание, существовавшие на протяжении всего коньяк-раннесантонского времени, сменилось потеплением в южной части изучаемого региона. Австральная зона не распространялась севернее 60° ю. ш. От 60 до 50° ю. ш. в течение всего позднего сантона господствовал переходный теплоавстральный тип танатоценоза.

Нижняя граница кампана отмечена некоторой кризисной ситуацией. Вымерли восемь сантонских видов и появились шесть кампанских. Причем наряду с чувствительными к изменениям окружающей среды представителями субтропической и тропической климатических групп вымирали ПФ, относящиеся к умеренной группе. Смена климатического режима повлекла за собой очередную миграцию климатических зон. Теплоавстральный, обогащенный термофильными видами ПФ подтип танатоценоза в кампане был развит только севернее 50° ю. ш. На всей остальной изученной акватории господствовала австральная климатическая зона. Только в начале позднего кампана ее южная граница сместилась на 10° к югу, что свидетельствует о кратковременном потеплении. В конце позднего кампана началось резкое похолодание, которое продолжилось в маастрихте. Северная граница австральной зоны сместилась до 45° ю. ш.

ВЫВОДЫ

На основе анализа фактического материала и изучения литературных данных можно сказать, что климат в южной части Индийского океана был мягким и однородным. В течение позднемеловой эпохи резкая смена природных условий наблюдалось редко. Характеристики типов водных масс оставались постоянными на протяжении длительных временных интервалов. Постоянными оставались и танатоценозы ПФ, выявленные в соответствующих отложениях.

Однако спокойные временные интервалы прерывались экстремальными климатическими состояниями океанической среды.

Всплески экстремальных состояний были вызваны изменениями условий окружающей среды, которые влекли за собой изменения характеристик типов водных масс в океане и, как следствие, смену систематического состава ПФ, то есть смена климатических режимов влекла за собой биотические кризисы.

1. Наиболее глобальные изменения параметров окружающей среды в позднем мелу произошли на границе сеноман-туронского века. Ее можно рассматривать как переломный рубеж в развитии биоты ПФ. Окончание сеномана характеризуется как интервал с пониженным содержанием кислорода в водной толще. OAE 2 существенно меняло характеристику водных масс, оказывая влияние на морфологию раковин ПФ [8]. Произошло массовое вымирание ПФ на родовом уровне. В теплых однородных водных массах раннего турона зародились и начали бурно эволюционировать новые роды ПФ. В южной части Индийского океана появились условия, характерные для промежуточной и даже тетической климатических зон. Это совершенно не характерно для столь высоких широт.
2. Менее значительные климатические колебания наблюдались в конце среднего турона, а также на верхних границах среднего и позднего сантона и в конце позднего кампана. Биота ПФ «ответила» на них изменениями в своем систематическом составе. Происходила миграция границ климатических зон.
3. К промежуточным интервалам позднемеловой эпохи следует отнести середину сеноманского, коньякский, начало сантонского и кампанского веков. В течение этих периодов резкой смены природных условий не наблюдалось. Характеристики типов водных масс оставались постоянными. Систематический состав биоценозов ПФ, сформировавшийся в этих водных массах, также оставался постоянным; состав танатоценозов ПФ, выявленных в соответствующих отложениях, не изменялся. В течение спокойных промежуточных интервалов в изученном регионе господствовала австральная климатическая зона и теплоавстральная подзона.

Благодарности. Автор считает своим долгом выразить благодарность руководству Проекта океанического бурения за присланные образцы из кернов скважин глубоководного бурения, а также В. Н. Беньямовскому и доктору Ф. Плайторду за образцы из разрезов окраинных шельфовых морей Австралии.

About the authors

E. A. Sokolova

Author for correspondence.
Email: sokolova@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files