Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Рисунок 32. Биологическое разнообразие различных типов морских животных, выраженное в количестве обнаруженных в окаменелостях родов (с шагом в два миллиона лет) около ордовикско-силурийской границы. Во всех случаях видно резкое падение при переходе через границу, обозначенную темной вертикальной линией. (Данные взяты из работы: J. J. Sepkoski, A Compendium of Fossil Marine Genera, Bulletins of American Paleontology 363 [2002]).

Какова бы ни была причина ледникового периода, толстые материковые льды связали большое количество воды, и уровень океанов упал. Это хорошо заметно по структуре осадочных пород того времени. Внезапно исчезли мелководные внутренние моря, которые затопляли части континентов в течение ста миллионов лет и более. Ордовикским животным нанесли двойной удар: во-первых, они были приспособлены к теплому климату и страдали от резкого понижения температуры воды, во-вторых, из-за отступления морей уменьшилось количество мелководий, где они процветали. Кроме того, изменения оказались такими быстрыми, что оставалось мало времени, чтобы к ним приспособиться. Многие виды, роды и семейства не смогли справиться с такими бедами и исчезли.

Сведения об условиях на поверхности Земли дофанерозойских времен можно извлечь из химических и физических характеристик осадочных пород. Однако появление окаменелостей в кембрии стало дополнительным полезным показателем, поскольку жизнь крайне чувствительна к изменениям внешней среды. Отдельные виды могут приспособиться к конкретному узкому диапазону температур, мелководью или глубине, определенному химическому составу морской воды. Поэтому наличие или отсутствие различных типов окаменелостей (особенно во времена массового вымирания) служит ярким свидетельством изменения окружающей среды.

При переходе от ордовика к силуру пострадали все изучаемые группы животных, и подробная детализация того, какие виды, роды и семейства вымерли — хороший пример того, насколько успешно геологи используют окаменелости для расшифровки прошлого, даже если этой информации уже полмиллиарда лет. Возьмем, к примеру, брахиоподов (плеченогих) — морских животных с раковинами, немного похожих на моллюсков. Плеченогие живут и в современных океанах, но в основном в глубоких холодных водах или на высоких широтах, и поэтому не так часто встречаются в коллекциях раковин. Однако в ордовикском периоде брахиоподы были крайне многочисленны, жили повсюду, и их окаменелости распространены очень широко.

Картина вымирания плеченогих на ордовикско-силурийской границе показывает, что ключевым фактором этого биологического кризиса стало оледенение. Во время ордовика в разных условиях жили различные группы брахиоподов: со временем они эволюционировали, но мало менялись как сообщества — каждая группа занимала собственную экологическую нишу. Два таких сообщества приспособились к жизни в теплых мелких водоемах: одна группа жила в открытых океанских водах по берегам континентов, а другая занимала внутренние моря материков. Эти группы существовали отдельно, они мало менялись со временем и слабо смешивались между собой. Когда быстрый рост ледников привел к понижению уровня океана и исчезновению внутренних морей, сообщество населявших их брахиоподов было уничтожено. Их родственники на окраинах континентов тоже пострадали, но не в такой степени. Брахиоподы внутренних морей, по-видимому, не смогли достаточно быстро приспособиться или мигрировать и в результате вымерли. Но когда ледниковый период закончился, климат потеплел, а уровень моря после таяния льдов снова поднялся, мелководные водоемы на континентах возродились. Животные той группы, которая жила на границах океана и континентов и никогда раньше не вторгалась во внутренние моря, теперь эволюционировали, адаптировались и быстро захватили вновь появившиеся континентальные водоемы. Такие изменения — прямая реакция на воздействие оледенения, и их можно детально реконструировать, составив подробную карту, когда и где жили такие ископаемые организмы.