Строение и история развития литосферы - Коллектив авторов

5. Остров Новая Сибирь

Позднемеловая флора о-ва Новая Сибирь (рис. 1) известна из местонахождения Деревянные горы (или Утес деревянных гор) на юго-западном побережье острова (рис. 5). Ископаемые растения происходят из деревянногорской свиты (или свиты деревянных гор), которая локально развита также на северном и северо-восточном побережьях острова (рис. 5). В Утесе деревянных гор они представлены терригенными, угленосными и вулканогенными образованиями, среди которых преобладают пески, песчаники, алевролиты, углистые глины и алевролиты, иногда со значительным содержанием туфогенного материала (рис. 5, 6). Растительные остатки приурочены в основном к плотным пескам и песчаниковым прослоям. Во флороносных породах были также найдены некрупные янтари. Деревянногорская свита, достигающая мощности в несколько десятков метров, согласно залегает на бунгинской свите сеноман-туронского возраста, в которой был обнаружен небогатый комплекс хвойных растений (Буданцев, 1983), и несогласно перекрывается неогеновыми образованиями. Породы свиты, обнажающиеся в Утёсе деревянных гор, осложнены разрывными нарушениями, по-видимому, небольшой амплитуды. Существенно отметить, что остатки растений были собраны из разных горизонтов свиты, при этом состав растений из разных слоев не показал существенных различий, что позволяет считать всю толщу Утёса деревянных гор одновозрастной (Свешникова, Буданцев, 1969).

Рис. 5. Распространение отложений и литологическая колонка деревянногорской свиты о-ва Новая Сибирь (с использованием данных Г.В. Иваненко); положение флороносных слоев показано трилистником.

Рис. 6. Разрез флороносных отложений деревянногорской свиты на Утесе деревянных гор на юго-западном побережье о. Новая Сибирь (фото П.А. Никольского).

Новосибирская флора о-ва Новая Сибирь (Schmalhausen, 1890; Василевская, 1958; Свешникова, Буданцев, 1969; Буданцев, 1983; Herman, 1994) включает 53 вида растений (табл. 1). Кроме них из местонахождения были собраны образцы ископаемой древесины и рыхлой растительной трухи, почти сплошь состоящей из фитолейм листьев. Во флоре преобладают в видовом и количественном отношениях хвойные и покрытосеменные растения. Среди последних по разнообразию и количеству найденных отпечатков доминируют Trochodendroides и Pseudoprotophyllum, причем последние представлены листьями, порой достигающими очень крупных размеров. Как отмечал Л.Ю. Буданцев (1983; Свешникова, Буданцев, 1969), во флоре присутствуют как растения, обычные для раннего мела и начала позднего мела (Hausmannia, Cladophlebis, Sphenobaiera, Podozamites, Pityophyllum), так и виды, получившие широкое распространение в туронское и сенонское время (Cephalotaxopsis, Sequoia tenuifolia, Parataxodium, Trochodendroides, Platanus, многочисленные Pseudoprotophyllum, Macclintockia (?), Cissites).

Новосибирская флора, как отмечалось выше, была открыта в 1886 г. экспедицией Э.В. Толля, впервые изучившего отложения в районе Утеса деревянных гор и отнесшего их к третичной системе. И.В. Шмальгаузен, обработавший собранную Толлем коллекцию (Schmalhausen, 1890), также пришел к выводу о третичном (миоценовом) возрасте флоры. Лишь много позже такой вывод был подвергнут сомнению: сначала А.Н. Криштофович, а потом Т.Н. Байковская, основываясь на публикации Шмальгаузена, высказали предположение о позднемеловом возрасте ископаемой флоры о-ва Новая Сибирь. Позже к такому же выводу пришла Н.Д. Василевская (1958), изучившая небольшую коллекцию, собранную в 1955 г. О.А. Ивановым. И лишь И.Н. Свешниковой и Л.Ю. Буданцеву (1969; Сиско и др., 1963), собравшим в 1961 г. и описавшим богатую (45 видов) коллекцию ископаемых растений этой флоры, удалось достаточно обоснованно доказать ее туронский и возможно, раннесенонский возраст (Буданцев, 1983), исходя из совместного нахождения в ней как раннемеловых растений, так и видов и родов, распространённых в сеноман-туронских и, в меньшей степени, в сенонских флорах Арктики. Результаты палинологического изучения флороносных отложений и сопоставление выделенных палинокомплексов с таковыми центральных районов Сибири подтверждают её туронский (Буданцев, 1983) или позднетурон-коньякский возраст (Бондаренко, 1983). Анализ флоры о-ва Новая Сибирь позволил Л.Ю. Буданцеву (Свешникова, Буданцев, 1969; Буданцев, 1983; Budantsev, 1992) прийти к выводу о ее несомненной близости к позднемеловым флорам Северной Пацифики и Западной Канады; флору этого типа он предложил выделить в особую Берингийскую позднемеловую фитохорию. Близкими аналогами новосибирской флоры можно считать богатые крупнолистными платанообразными пенжинскую флору Северо-Западной Камчатки (Герман, 1991, 2007а) и флору Каолак Северной Аляски (Smiley, 1966; Герман, 2007б).

6. Среднемеловой климат Арктики (по палеоботаническим данным)

Многочисленные геологические данные свидетельствуют о том, что в середине мелового периода климат Земли был необычно теплым (Вахрамеев, 1988; Жарков и др., 2004; Чумаков, 2004; Герман, 2004; Skelton et al., 2003, и др.). Как правило, меловой климат характеризуется как теплый и, по сравнению с современным, с меньшими температурными различиями в низких и высоких широтах, причем климат полярных районов был гораздо теплее, чем ныне (Herman, Spicer, 1996, 1997; Skelton et al., 2003). Это было время, когда ледовые полярные шапки, если и существовали, были значительно меньше современных, а теплолюбивые животные и растения проникали далеко в высокие широты Северного и Южного полушариев и леса распространялись вплоть до 85°с.ш. (Буданцев, 1983; Вахрамеев, 1988; Герман, 2004; Francis, 1999).

Анализ края листа 20 видов наземных двудольных новосибирской флоры показывает, что 10 % из них (два вида: Macclintockia decurrens and M. neosibirica) обладают цельнокрайними листьями. Следовательно, среднегодовая температура, при которой существовала эта флора, может быть оценена (Wolfe, 1979) приблизительно в 4 °C.

CLAMP-анализ (Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) новосибирской флоры (Herman, Spicer, 1996, 1997; Герман, 2004; http://tabitha.open.ac.uk/spicer/CLAMP/Clampset1.html) основан прежде всего на коллекции, собранной и описанной И.Н. Свешниковой и Л.Ю. Буданцевым (1969). В анализе, основанном на предложенной Л.Ю. Буданцевым классификации листьев двудольных покрытосеменных, для 20 листовых морфотипов этой флоры учитывался 31 морфологический признак строения листьев. При этом были получены следующие оценки палеоклиматических параметров:

• среднегодовая температура (MAT) +8.8 °C (2σ=1.2 °C),

• температура наиболее теплого месяца (WMMT) +16.6 °C (2σ=2.0 °C),

• температура наиболее холодного месяца (CMMT) +1.8 °C (2σ=2.2 °C),

• среднее количество осадков за вегетационный период (MGSP) 636 мм (2σ=552 мм),

• среднемесячное количество осадков за вегетационный период (MMGSP) 94 мм (2σ=57 мм),

• количество осадков за три последовательных наиболее влажных месяца (3WM) 352 мм (2σ=223 мм),

• количество осадков за три последовательных наиболее сухих месяца (3DRIM) 178 мм (2σ=148 мм),

• продолжительность вегетационного периода (LGS) 5.3 месяца (2σ=0.7 месяца).

Приведенные расчеты свидетельствуют о том, что растения новосибирской флоры существовали в условиях теплоумеренного безморозного влажного климата с теплыми летними сезонами, мягкими зимами и достаточно равномерным увлажнением в течение года. Демпфером сезонных температурных колебаний в среднемеловой Арктике мог быть теплый Арктический бассейн, который «добавлял» в атмосферу некоторое количество тепла в летний сезон, но зато существенно повышал зимние температуры, не давая им в темный зимний период опускаться ниже нулевой отметки (Herman, Spicer, 1996, 1997). О том, что Арктический бассейн был гораздо теплее нынешнего Северного ледовитого океана, свидетельствует отсутствие позднемеловых ледово-морских отложений в Северной Евразии (Жарков и др., 2004; Чумаков, 2004). Чтобы объяснить существование в конце раннего мела и позднем мелу необычно теплого Арктического бассейна, изолированного в это время от Прото-Пацифики Берингийской сушей, была высказана гипотеза (Herman, Spicer, 1996, 1997) о том, что он «подогревался» привносом теплых вод из низких широт по Западному внутреннему проливу на Североамериканском континенте.

Заключение (основные выводы)

1. В разрезе меловых отложений о. Котельный выделяются три стратона: (1) нижняя подсвита балыктахской свиты видимой мощностью 250 м, (2) верхняя подсвита балыктахской свиты видимой мощностью около 180 м, (3) тугуттахская толща видимой мощностью 260–300 м. Они накапливались в континентальной обстановке и представляют собой озерно-болотные и флювиальные образования.

2. Возраст игнимбритов из верхов балыктахской свиты и из тугуттахской толщи составляет 110–107 (±2,5) млн. лет, что соответствует первой половине альба.