1.5. ПРОБЛЕМА ФОССИЛИЙ

1.5.1. РУКОВОДЯЩИЕ ФОРМЫ И БИОСТРАТИГРАФИЯ

Подобно тому как каждая историческая эпоха узнается по оставленным ею документам и событиям, отдельные отрезки геологического времени истории Земли характеризуются типичными для них окаменелостями, или фоссилиями.

При определении времени образования и при корреляции осадочных отложений фоссилий служат индикаторами возраста. Окаменелости,   имеющие  определенное вертикальное и региональное зональное распространение, именуются руководящими формами.

Понятие «руководящие формы» введено Л. фон Бухом (1774—1853), но в широком смысле оно применялось значительно раньше англичанами М. Листером (1638—1711) и Дж. Вудвордом (1665—1728). С введением этого понятия начала развиваться стратиграфия, или наука о геологических слоях. Она связана с именем английского инженера В. Смита (1769—1839), который использовал окаменелости для корреляции пластов горных пород. Накопленный им при строительстве каналов в средней Англии опыт показал, что фоссилий залегают в разрезе не беспорядочно, а в определенной последовательности. Тем самым в Великобритании был подтвержден принцип «руководящих форм», созданы основы стратиграфической палеонтологии, а сам Смит стал основоположником биостратиграфии, позже названной также биохронологией.

Уже Г. X. Фюхсель (1722—1773) установил, что отдельные виды окаменелостей встречаются в строго определенных слоях или разрезах. Он использовал свое открытие как аргумент против библейской истории творения. Со времени Нильса Стензена (Николаус Стенозиус, или Стено, 1638—1686) используется введенный им в стратиграфию важный принцип последовательности отложения, который гласит, что в ненарушенном залегании геологически более древние отложения залегают на больших глубинах, а более молодые слои их перекрывают. Как уже отмечалось, в слоях всегда наблюдается определенная закономерная последовательность залегания остатков растительных и животных организмов. На этом покоятся основные принципы созданной в своих основных чертах трудами многочисленных ученых в 1820—1850 гг. шкалы геологических формаций, ныне именуемой геохронологической шкалой (табл. 2.1— 2.4). Руководящими формами, т. е. остатками организмов, выступающими в роли индикаторов возраста, могут быть только те окаменелости, которые отвечают следующим трем условиям (рис. 2.14):

1. Они характеризуются морфологической изменяемостью в течение короткого отрезка геологического времени, т. е. они имели малые сроки существования и соответственно небольшое вертикальное распространение.
2. Им должны быть свойственны обилие особей, отчетливая морфологическая индивидуальность и большая частота встречаемости.
3. Они должны иметь широкое региональное горизонтальное распространение, не зависящее от фациальных обстановок, фиксирующих в камне определенную среду жизни

Важнейшими и классическими руководящими формами среди макрофоссилий являются:

Брахиоподы (плеченогие) —палеозой, мезозой

Иглокожие — палеозой, третичные отложения

Трилобиты (трехлопастные раки) — кембрий, силур

Головоногие, куда входят:

Наутилоидеи — ранний палеозой

Аммоноидеи — силур — мел

Белемниты — юра — мел

Граптолиты   (писчие   камни) —ордовик —силур

Гастроподы   (брюхоногие) — третичный — четвертичный периоды

Пластинчатожаберные   (двустворчатые   моллюски) — третичный — четвертичный   периоды     (рис. 2.15).

Благодаря своей хорошей сохранности эти фоссилий играют важную роль руководящих форм и в особенности при расчленении морских отложений. При стратиграфическом расчленении континентальных толщ роль руководящих форм принадлежит остаткам рептилий (мезозой) и млекопитающих (третичный — четвертичный периоды). В последнее время все большее значение в палеонтологической практике приобретают мелкие фоссилий: фораминиферы, остракоды, конодонты и др. В лимнических осадках, таких, как диатомит, руководящая роль принадлежит диатомеям (кремневым водорослям). В угленосных, соляных и торфяных отложениях в качестве руководящих форм выступают растительные остатки: пыльца и споры, кутикула, остатки древесины.

Наиболее мелкой стратиграфической единицей является зона. В тех случаях, когда она выделяется на основании типичных фоссилий, она именуется биозоной. Объем зоны определялся длительностью существования отдельных видов.   Длительность существования   таких видов колеблется от 300 тыс. до 1000 тыс. лет, но в отдельных случаях может быть и больше. Сейчас к руководящим формам относятся многие виды, представляющие собой руководящие фауны и флоры, и прежде всего это относится к микропалеонтологии. Организмы, образующие эволюционные ряды или ряды близких родственных организмов с их различающимися родовыми характеристиками и статистически уловимым смещением признаков, являются идеальными руководящими формами для зонального и более дробного — субзонального — расчленения отложений. Образно выражаясь, это номера страниц в книге истории Земли.