История происхождения и развития жизни

8.6.5. Отложения плиточного известняка

После всего изложенного выше мы можем обратиться непосредственно к процессу формирования Золнхофенских отложений, что, на наш взгляд, является одним из важнейших вопросов. При каких обстоятельствах происходил процесс отложения и как долго могло длиться формирование этого геологического явления?

По мнению айхштетского геолога и палеонтолога Г. ВИОЛА, все теоретики, рассматривая проблему образования плиточных известняков, должны ответить на три следующих вопроса:

1. Почему ископаемые так хорошо сохранились?
2. Почему большая часть ископаемых находится на поверхности мелкозернистого сидерита?
3. Почему наблюдается смена мелкозернистого сидерита (железного шпата) безрудной породой?

В разделе 8.2 уже упоминалось, что толкование ископаемого наследия принципиально может основываться на двух главных концепциях: актуализме, входящем в господствующую историческую геологию, и концепции катастроф, которая представлена почти во всех моделях сотворения. Эволюционная теория предполагает, что формирование всей ступени титона занимало около 5 миллионов лет, а формирование обсуждаемых нами Золнхофенских слоев занимало временной период в целых 500000 лет, некоторые исследователи говорят о более коротком периоде в 150000 лет.

Однако, несмотря на это, в настоящее время такие видные геологи и палеонтологи, сторонники эволюционной теории, как А. РОТПЛЕТЦ, С). АБЕЛЬ или А. Г- МЮЛЛЕР, предлагали отвести на период отложения плиточного известняка всего лишь несколько столетий или всего лишь несколько лет (см. Кuнм, 1977, с. 7). Но так как аммонитная фауна, перейдя в зону hybonotum (раздел 8.1), в общем, изменилась в значительной степени, то, по мнению БАРТЕЛА (1964. с. 65), такой краткий период был просто невозможен. Примечательно, что в данном случае длительный период процесса отложения не обоснован c геологической точки зрения, но был выведен из концепций эволюционной теории. На страницах этого учебники мы не можем подробнее коснуться таких вопросов, как изменение формы раковины моллюсков, а также последовательности аммонитов, на которых основывается стратиграфия юрского периода. Можно, однако, предположить, что вполне достаточной причиной этих явлений может служить генетическая пластичность, различные микроэволюционные процессы, а также экологические факторы (см. главу 3, разделы 8.3 и 8.6.6), которые не требовали длительных временных периодов. В соответствии с этим предпринимаются попытки объяснить изменение аммонитовой фауны сукцессионными процессами, вызванными экологическими и популяционно-динамическими причинами (см. раздел 8.3). В остальных видах фауны последней стадии верхнеюрского периода Франконии не были установлено никаких изменений.

И если Золнхофенские пласты позволили бы сделать вывод о том, что для их формирования потребовалось 150000 лет или даже больше, то это могло бы опровергнуть модем, сотворения, которая предполагает краткий период формирования и катастрофический характер образования отложений.

Степень сохранности ископаемых

Отличная сохранность очень многих ископаемых свидетельствует, в принципе, о том, что к ним достаточно быстро и даже очень быстро был прекращен доступ кислорода из атмосферы. Медузы в пфальцской котловине (Rhizostomites admirandus. рис. 8.50) были найдены не только с хорошо сохранившимися отпечатками кольцевой мускулатуры, но и со стягивающимися вокруг них конусными мышцами. Виол пишет, что "эти медузы предположительно были смыты турбидным потоком и одновременно покрывались опускающимися частицами извести" (1979, Р8, с. 3). Можно было бы предположить, что "они были погребены в известняковом турбидите еще будучи живыми". Перекрытие этих слизней (которые иногда встречаются нагроможденными друг на друга) невозможно объяснить автохтонным (т. е. возникшим на месте отложения) происхождением известняка. Период погребения, исчисляемый даже всего лишь днями, считается тоже слишком длительным. Поскольку медузы, главным образом, располагаются не на поверхности слоя, а заключены в породу (зимой их вымораживает проникающая туда вода), то эта порода должна была возникнуть практически мгновенно, в тот момент, когда медузы были засыпаны,

В пользу быстрого формирования слоев безрудной пустой породы говорит и присутствие в породе мечехвостов (Mesolimulus рис. 8.51) и встречающихся гораздо реже крабов Mecochirus. Краб Eryon также встречается довольно часто в превосходном состоянии Палеонтолог К. БУРЛЕН (1925, с. 301] писал об одном исследованном им экземпляре: "Животное было погребено мгновенно, еще до наступления каких бы то ни было нарушений. Т. о., процесс отложения происходил очень быстро, о чем свидетельствуют и другие факты". В связи с этим тот же автор выражает следующее мнение: "Следы предсмертной борьбы, которые видны в Золнхофенских сланцах, могут появиться, вообще, только тогда, когда имело место погребение еще живого существа, то есть когда процесс отложения происходил очень быстро - катастрофически быстро (Wepfer). В случае с Золнхофенскими сланцами мы как раз имеем дело именно с таким быстрым, скоротечным процессом отложения, по крайней мере, в отдельных слоях".

Сохранение таких нежных образований как крылышки стрекозы (рис, 8.81) возможно лишь в том случае, если насекомые оставили свои отпечатки на отлагающейся породе в процессе их погребения в известняковый ил, находящийся еще в сыром виде и способный принимать ту или иную форму. "Органические субстанции еще перед своим распадом должны были покрыться следующим слоем известнякового ила, что и должно было дать им возможность оставить свой отпечаток и на этом слое". - писали Мальц и ШРЕДЕР (1979, с. 40). Отличная сохранность мельчайших деталей прожилок на крыльях некоторых особенно хорошо сохранившихся экземпляров свидетельствует, кроме всего прочего, о том. "что процесс разложения и растворения начался лишь после того, как завершилось затвердение отпечатка с обеих сторон". Авторы настойчиво указывают на то, что процесс превращения Золнхофенских стрекоз в ископаемые "нельзя объяснить никакими примерами из современности" (с. 7).

Многие аммониты, встречающиеся в плиточных известняках, еще имеют эптихи в своей раковине (в этом случае речь идет, вероятно, о нижней челюсти у животных-аммонитов. Так как, по мнению ВИОЛА (1979, 10, с. 1), эптихи, были связаны г. мягким корпусом", то аммониты и должны были быть погребены в таком состоянии. "Они должны были перекрываться следующим слоем отложений прежде, чем начался процесс разложения, так как гнилостные газы, образующиеся в процессе тления, заставили бы мертвое животное вновь подняться на поверхность. И лишь позднее в отложениях происходит медленное разложение мягкой оболочки". Это можно г еще большей очевидностью проследить на примерах тел других животных, таких как кальмароподобные головоногие: "О том, что мелкозернистые сидериты, по крайней мере, в определенных случаях образовывались очень быстро, свидетельствует тот факт, что лежащие на морском дне мертвые тела животных, переполняемые гнилостными бродильными газами, сопровождающими процесс тления, могут изменить форму поверхности откладывающихся сверху пород - вспучить ее, или покрыть породу сетью трещин' (Кун, 1977, с. 7. 39). И факты наличия аммонитов, которые в вертикальном положении заключены между двумя пластами сидерита и промежуточным безрудным пластом, указывают на быстрое образование множества известняковых банок, следующих одна за другой. Из определенных деформационных проявлений в аммонитах и в покрывающих их слоях плиточного известняка, даже достигающих толщины до 2-х метров (в Пфальцской котловине) ученый-палеонтолог МОЙЗЕР делает вывод о том, что "отложение крыши пласта породы двухметровой толщины (соответствующей приблизительно 250 пластам сидерита) должно было происходить в очень короткий геологический период".

Так же быстро происходило и погребение морских ежей. которые во многих случаях сумели даже сохранить свои иглы (риc. 8.52). Так как мертвые морские ежи уже на начальной стадии разложения теряют свои иглы, то следует предположить, что они еще будучи живыми были затянуты в котловину плиточного известняка, где немедленно вслед за .чтим были перекрыты следующими слоями отложений. Почти все найденные морские ежи были правильными, т. е. симметричной пятилучевой формы, как у обитателей твёрдого грунта (дна), и не могли бы населять рыхлый известняковый шламм котловин.

На отпечатке хищной рыбы Caturus, выставленном в музее города Бергера, что выше Айхштетта, запечатлелся как раз момент, когда она заглатывает свою добычу (рис. 8.53), что тоже является доказательством быстрого погребения этого экземпляра в слое породы. Во всяком случае, она могла подавиться своей добычей еще до попадания в известняковый ил, вовсе необязательно, чтобы она была погребена илом именно в тот момент, когда происходило пожирание добычи. Хорошая сохранность экземпляра свидетельствует о том, что в данном случае погребение под следующим слоем произошло сразу после опускания данного экземпляра. Речь при этом идет вовсе не о каком-либо единичном случае. Г. Виол пишет (1987), что "в Золнхофенских плиточных известняках известно 47 случаев, когда на отпечатках явно видны рыбы-хищники со своей добычей, которые дают возможность сделать заключение о непредусмотренной аномальной смерти" этих хищников. Виол предполагает в качестве причины, вызвавшей смерть, внезапные колебания солончаков.

Еще в прошлом столетии были открыты сохранившиеся в извести мягкие ткани рыб, структуру которых можно рассмотреть c помощью микроскопа "до мельчайших деталей", вплоть до поперечной исчерченности мышечных волокон (П. РКААК, 1889, с. 227).

Во всяком случае, следует рассмотреть вероятность того, что в процессе отложения части сидерита существовали перерывы. В Золнхофенской котловине среди отложений встречается множество рыб Zeptolepis (рис. 8.54) только в виде скелетов, в то время как в Айхштеттской области встречаются экземпляры этих же рыб, но сохранившие мягкие части. Это наглядно демонстрирует различные стадии распада этих рыб. Также, например, известны не очень хорошо сохранившиеся скелеты водных ящеров, но гораздо чаще встречаются в большей или меньшей степени разложившиеся останки, распад которых произошел еще до того, как они были погребены. (Известные археоптериксы также находятся в различной стадии сохранности. Двум более полно сохранившимся экземплярам, один из которых содержится в Берлине, а другой в Айхштетте, противопоставляются два экземпляра в более разложившемся состоянии, один из Максберга, другой - из коллекции Вритапского музея). В отличие от встречающихся в области Рфальцпаинтер, перечисленных выше родов медуз Rhisostomites, в Золнхофенской и Айхштеттской котловине находят экземпляры в худшем состоянии, что может привести нас к выводу о том. что имело место более медленное погребение этих отложений. Таким образом, мы можем прийти к заключению, что условия минерализации как в различных котловинах (т.е. по горизонтали), так и по вертикали (в последовательности пластов) были разными.

Модель происхождения плиточных известняков

Резюмируя все сказанное выше об образовании слоев, Бартал (1978, с. 77) пишет следующее:

"Ископаемые "пристает" в большинстве случаев к нижней стороне плиты. Мы попытаемся объяснить это явление, разложив его на четыре этапа.

1. Быстрое отложение слоя.
2. Некоторый перерыв в процессе отложения и образования подобия крыши нового пласта, которая состоит из глинистых минералов или из водорослей. Это завершает формирование слоя сверху.
3. Постепенное скопление ископаемых на поверхности слоя, который, однако, из-за наличия так называемой крыши (уплотненной "кожицы" на поверхности слоя) не способен "приклеить" их к себе
4. Быстрое отложение следующего слоя, рыхлый ил которого и служит связующей субстанцией для скопившегося на поверхности предыдущего слоя ископаемых. То, мы можем констатировать: период образования слоя был краток, и это в равной степени касалось как тонких слоев безрудной породы, так и толстых слоев сидерита. Эта толщина зависит лишь от выпадающей время от времени массы отложений".

В начале этого раздела мы упоминали о трех важных находках в Золнхофенских плиточных известняках, происхождение которых можно объяснить равно как в рамках эволюционной модели, так и в рамках модели сотворения. А положение и степень сохранности ископаемых можно согласно сказанному выше объяснить быстрым образованием как сидеритов, так и безрудной породы.

Масса отложений при одноразовом обрушении пород зависит от плотности суспензии массы воды, несущей отложения, а не от времени. Даже среди геологов, сторонников эволюционной теории, не существует сомнений в том. что слои образуются сами по себе достаточно быстро. Но как же тогда быть с временными периодами, о которых шла речь выше? Как часто в геологии они перемещаться на стыки слоев на т. н. линию разделения, проходящую между двумя расположенными друг над другом слоями? Это дало возможность БАРТЭЛУ говорить о "постепенном" накоплении ископаемых, другие же считают безрудные пласты "истинными отложениями", которые "представляют собой длительный период" (Viohl, 1976, Р4). Если образование безрудных пород действительно занимало искомое время, то на морском дне в течение тысячелетий должны были существовать и господствовать условия, противные развитию жизни. Поэтому многие авторы предполагают наличие некой гиперсоленой зоны дна (очень высокой концентрацией соли), которая препятствовала разложению отлагающихся на дно трупов животных, однако ими но отрицается возможность наличия анаэробной зоны дна (лишенной доступа кислорода). Если бы это было так, то этому бы противоречило наличие предшественников кислородпотребляющих животных (крабов), а также время от времени проявляющийся признаки точении, потоков, проносившихся над слоями отложении: следы прибоя на дне моря, скаты и участки шлифуемой поверхности, содержащие раковины аммонитов и медуз, а также выровненные течением рыбки Leptolepis (рис. 8.54). Нежные офиуры (рис. 8.55), относящиеся к роду Geocoma, располагаются большей частью в безродных пластах. Так как всем известно, насколько быстро разлагаются после своей смерти офиуры, то это вполне может служить доказательством быстрого образования безрудных пластов. Кроме того, в плиточных известняках встречаются два "искривленных пласта" происхождение которых можно было бы объяснить тектонической деятельностью (землетрясениями). Эти выскользнувшие, смятые в складки, сплющенные слои ("разделяющие искривленные слои") благодаря течению вновь сглаживаются, выравниваются и покрываются новыми слоями (рис. 8.56). Возникающие при этом обкатанные обломки пород (валуны, булыжники и т. д.) встречаются в плиточных известняках в районе Айхштетта, из чего следует, что к этому моменту процесс затвердения пород известнякового ила уже практически начался, а движения масс воды не утихали и их воздействие не становилось менее значительным. Общая картина дает нам доказательства того, что, по крайней мере, временами плиточные известняки и их отложения подвергались и более мощным натискам течения водяных масс

В некоторых областях явно прослеживается временная общность ископаемых в твердых пластах и губчатых ископаемых. И если предположить, что губчатые известняки действительно "произрастали" автохтонно и в течение многих тысячелетий, то это явно вошло бы в неразрешимое противоречие с быстро образовавшимися залежами известняка в самой глубине, внутри котловин. Поскольку речь идет о единственных в своем роде и в современных морях более не наблюдаемых образованиях, то еще и еще раз стоит подумать над тем, что, с одной стороны, условия залегания ископаемых по краям котловин вследствие нехватки данных геологической разведки в этих областях недостаточно полно изучены, а, с другой стороны, происхождение подобных губчатых известняков вообще относится к разряду гипотез, поскольку, в общем, проблема аллохтонного (= возникшего путем слияния, сплава) или автохтонного (= возникшего на месте, где и происходил процесс окаменения) образования верхне-юрского губчатого известняка в рамках модели сотворения ожидает еще своего разрешения.

По мнению авторов, в самих плиточных известняках не имеется никаких данных, которые бы указывали на длительный период их формирования.

Происхождение отложившейся извести

В плиточных известняках просматривается характерная смена пластов сидерита и безрудных пластов. Почему это сложилось именно так и откуда, вообще, появился здесь отложившийся богатый известняком материал? По существу, в настоящее время дискутируются две рабочие гипотезы:

1. Перемещение образовавшегося вне котловин известняка в потоках ила к месту его дальнейшего отложения
2. Образование известняка на месте его отложения в ходе биологического и биохимического осаждения извести.

Первая гипотеза исходит из того, что возникавшие время от времени за пределами котловин циклоны поднимали в вихре огромное количество отложений и водных масс, содержащих в себе огромный груз оседавших в них пород, и переносили все это в лагуны, где суспензия быстро осаждалась. Каждая из подобных катастроф могла повлечь за собой мгновенное образование одного (а может быть, и многих) слоев. Вторая гипотеза опирается на исследование микроскопической структуры известняка и дает богатый материал для изучения микроорганизмов, имеющих известковые скелеты. Эти микроорганизмы должны были время от времени переживать "катастрофы века" (демографические взрывы) (это могли быть "цветения воды" или "цветения земли"), которые приводили к краху экологического равновесия и, в конечном итоге, к смерти этих микроорганизмов. Их известковые скелеты образовывали затем отдельные слои. И по сию пору продолжают существовать разногласия между этими двумя гипотезами. Однако, как известно, обе они, воссоздавая процесс формирования известняков, оперируют термином "катастрофические условия". Вполне вероятно, что в процессе отложения известняков оба механизма, приведенные и в той и в другой гипотезе, сыграли свою роль.

Рис. 8.50. Окаменевшая медуза (Rhizostomites аdmirandus) с фоссилизированной мускулатурой. Медузы представляют собой очень нежные образования, лишенные твердых частей, а потому они должны были быть крайне быстро захоронены, (Музей юрского периода, Айхштетт.).

Рис. 8.51. Отпечаток мечехвоста (Мesolimus) с окаменевшими следами предсмертной борьбы (следы движения наверху слева). Современных мечехвостов зачастую называют "живыми ископаемыми". (Палеонтологический музей университета, г. Тюбинген.)

Рис. 8.52. Морской еж Rhabdocidaris. Видами подобных им родов Cidaris заселены моря и в настоящее время. (Музей юрского периода, Айхштетт.)

Рис. 8.53. Эта хищная рыба Саtиrиs была захоронена слоем отложений прямо вместе со своей добычей во рту. Точно ответить на вопрос, была ли она живьем засыпана в момент охоты на добычу или подавилась ей, что явилось причиной ее смерти, и попала в отложения уже после этого, невозможно. (.Музей Бергера, Айхштетт.)

Рис. 8.54. Стайка рыб - Leptolepis. Расположение рыбок объясняется тем, что процесс отложения происходил под воздействием потока" коды, (Мужи Золнхофена, Максберг.)

Рис. 8.55. Сориентированные по течению погребенные окаменевшие офиуры. (Музей Золнхофенского общества краеведов, Максберг.)

Рис. 8.56. Искривленные слои (нижняя половина снимка), как будто поднятые вверх рычагом и вновь покрытые слоем известнякового ила (верхняя часть снимка): признак более сильного течения. Высота (фрагмента снимка): приблизительно 1,5м. (Айхштетт.)