Биостратиграфическая датировка осадочных толщ. Периодичность и этапность в развитии организмов

Контрольная работа по стратиграфии

Геологический факультет

2 курс

Заочное отделение

Био стратиграфическая датировка осадочных толщ. Периодичность и этапность в развитии организмов

Выполнил:

Студент 2 курса

Попов К.С.

Воронеж 2012

Под биостратиграфическим датированием осадочных образований понимается определение возраста слоев в любом регионе в геохронологических единицах общей шкалы и выделение здесь стратиграфических подразделений этой шкалы. В плане практических действий под датировкой понимается сопоставление любого частного разреза со стандартной колонкой общей стратиграфической шкалы. То есть, датировка – это специфическая разновидностькорреляции, при которой прослеживаются заранее установленные уровни, являющиеся границами стратиграфических подразделений общей шкалы. Как указано в определении, датировка включает две операции. Первая заключается в обнаружении в изученном разрезе отложений какого-либо подразделения общей шкалы. Такая информация особенно важна на первых этапах изучения региона. Но позже обыкновенной фиксации присутствия определенной системы, отдела, яруса или зоны становится недостаточно, возникает потребность определения их границ в конкретных разрезах, расположенных на значительном удалении от стратотипических районов. Таким образом, следует различать установление и выделение каких-либо подразделений общей шкалы в частных разрезах.

Так как объемы и границы подразделений общей шкалы объективно

определяются только их палеонтологической характеристикой (Соколов, 1971), датировка осадочных толщ осуществима лишь биостратиграфическими методами. В стратотипических районах биостратиграфические границы устанавливаются по какой-либо определенной группе фауны. По этой же группе должна производиться датировка осадочных толщ и в других регионах, ведь границы, устанавливаемые по разным группам, не совпадают.Однако реализация этого положения часто оказывается невыполнимой. Прежде всего, существуют противоречия в самой структуре общей шкалы. Например, ярусные подразделения ордовика и силура были установлены по смене брахиопод, а зональные подразделения разработаны по граптолитам на других разрезах; стратотипические разрезы перми включают неморские отложения и т. п. Также весьма существенно, что комплексы ортофаун из стратотипических районов изменяются по простиранию, создавая затруднения при датировках. Преодолеть их можно с большим или меньшим приближением с помощью промежуточных разрезов, заключающих другие группы фауны. Из этого следует, что датировка осадочных толщ, обычно,

осуществляется приближенно.

Поэтому определение возраста осадочных пород (в которых и  находят большинство окаменелостей) дает громадный разброс результатов: сам процесс формирования осадков  предполагает наличие и перемещение  водных масс, вымывание ими радиоактивных  элементов. Окаменелости существ формируются  в результате постепенного замещения  тканей организма приносимыми водой  минеральными веществами (кремнеземом, пиритами, карбонатом кальция и пр.). Применение калий-аргонового метода затруднено еще и тем, что калий особенно легко вымывается водой, а аргон  — газ. При интерпретации данных К-Аr датирования обычно отбрасывают те показания возраста, которые слишком велики или малы по сравнению с данными геохронологической шкалы. Расхождения между отвергнутыми и принятыми показаниями относят на счет избытка или потери аргона по каким-либо гипотетическим причинам. Большое содержание аргона в глубинных породах, показывающее более древний возраст, зачастую связано с высоким давлением при затвердевании породы, содержащей аргон магматического происхождения, а вовсе не с продолжительностью радиоактивного распада. Изотопные методы слишком часто дают неверные результаты. Бывают досадные случаи. Возраст свежих лав в Новой Зеландии оказался равным 1-3,5 млн. лет, возраст лавового купола в Сент-Геленс (извержение 1986 г.) — 0,4-3 млн. лет, возраст четвертичных базальтов плато Колорадо (им по принятой шкале не более 10 тыс. лет) — 117-2600 млн. лет. При получении новых противоречивых данных специалистам приходится заново пересматривать методику. Каким же образом перечисленные методы датирования подтверждают геохронологию? Из широкого спектра получаемых возрастов выбирается наиболее "правдоподобный", а ошибочность других результатов объясняется какими-нибудь причинами. В геологии особенно трудно проверить теорию: никто не видел, как формировались недра; провести эксперимент, как правило, нельзя. Что остается делать ученым, если разброс данных слишком велик? Результаты, близкие к входящим в "банк правильных", признаются истинными и публикуются, несовпадающие публикуются редко, а причины расхождения остаются неясными. Поэтому к данным геохронологии следует относиться с большой осторожностью. Об этом предупреждает и авторитетный современный палеонтолог С. В. Мейен: "Нередко в качестве внешней шкалы (по отношению к последовательности слоев) изображается радиометрическая шкала абсолютного времени, с чем нельзя согласиться. Дело не столько в техническом несовершенстве абсолютных датировок, сколько в том, что они принимаются лишь в том случае, если не вступают в противоречие с временными отношениями конкретных геологических тел". Современное датирование слоев преимущественно биологическое. Если, к примеру, в геологическом образовании обнаруживают каменноугольные леса, то независимо от радиодатировки образование относят к палеозойской эре (400 млн. лет назад), если же вдруг найдутся следы динозавров, то, как правило, производится передатировка на мезозойскую эру (200 млн. лет). Возраст планеты. Вплоть до ХIХ века, согласно креационной теории, весь мир считался сотворенным за шесть дней в полном соответствии с текстом Писания и святоотеческой литературой.

 Ожидать рождения у  птеродактилей сразу археоптериксов  так же затруднительно, как ожидать  рождения голубя у летучей  мыши. Хотя археоптерикс и имел  необычные для современных птиц  зубы и хвост с позвонками, но, по мнению С. Гулда и Н. Элдриджа, он не может считаться переходной формой, а лишь "диковинной мозаикой". Обнаружены и более древние предки птиц (Pro oavis), жившие, согласно принятой шкале, на 75 млн. лет раньше. Вдобавок к птичьим чертам археоптерикса, у них был киль и легкие полые кости. Эти птицы появились 225 млн. лет назад по принятой шкале, то есть вместе с первыми динозаврами, которые неоправданно считаются их предками. Существуют в пpиpоде удивительные животные, внешне как будто похожие на промежуточные звенья эволюции. Утконос, напpимеp, имеет пасть, похожую на клюв утки, и перепончатые лапы, он вьет гнездо из тpавы и высиживает яйца, как птица. Значит ли это, что он эволюционировал из птиц? В то же время, у него самая настоящая шеpсть, хвост — как у бобpа, а детенышей он выкармливает молоком, как млекопитающее. Может быть, он эволюционировал из млекопитающих? Но между птицами и млекопитающими не должно быть пpомежуточных звеньев, так как считается, что птицы произошли от пресмыкающихся, перья развились из чешуи. Зверозубый ящер, предлагаемый в качестве переходного звена от пресмыкающихся к млекопитающим, — стопроцентное пресмыкающееся, у него лишь pазного pазмеpа и назначения зубы, подобно тому как это бывает у млекопитающих. Некоторые вымершие зверозубые рептилии (например, Probai og a hus) имели челюсти удивительной надежности — с двойным челюстным суставом на каждой стороне. Один сустав по типу сочленения млекопитающих, другой — рептилий, но никак не промежуточного строения! Эта конструкция вовсе не указывает на эволюционное развитие одного из другого. Описанные животные удивительно сочетают в себе части тел pазных видов как своеобразные фрагменты мозаики, но такие фрагменты (перья археоптерикса, утиный нос и шерстяной покров утконоса, зубы и челюстные суставы зверозубого ящера) имеют у них вполне законченную фоpму, а отнюдь не промежуточную. Огромные скачки в устройстве частей тела этих редких животных так же невозможно объяснить эволюцией, как и происхождение друг от друга самих видов. Доктор К. Паттерсон — главный палеонтолог Британского музея естественной истории — написал большую книгу об эволюции. Отвечая на вопрос, почему он не привел в ней рисунков переходных форм, Паттерсон откровенно признался: "Если бы я знал хоть одну из них (живую или окаменевшую), то непременно включил бы ее в книгу". Полная неудача интенсивных поисков палеонтологов в течение более чем столетия показала, что промежуточные формы в природе никогда не существовали. Недостающие звенья в цепочках останков беспокоили Дарвина. Он полагал, что когда-нибудь они будут обнаружены, но этого не произошло. Рассмотрим недавнюю гордость эволюционной теории — "лошадиную серию". Этот сравнительно-морфологический ряд выглядит вполне правдоподобно. Так последовательно, шаг за шагом, якобы и сформировалась современная лошадь; кажется вполне очевидным даже эволюционное появление копыта. И что же? Детальные исследования показали, что "родословная" современной лошади, которую так любят выставлять многие музеи, составлена из останков животных, живших не в разные периоды, а одновременно.

 Вертьянов С. Ю. Для подтверждения или опровержения гипотезы макроэволюции, как и любой научной концепции, необходимы теоретическая разработка и экспериментальные исследования. Что могло бы подтвердить факт происшедшей эволюции? Безусловно, останки организмов в геологических слоях. Для такой проверки необходимо проследить условия образования геологических недр, последовательность залегания останков существ и наличие между ними переходных звеньев. Во времена Дарвина геолого-палеонтологический материал был очень скудным, с тех пор учеными были обнаружены миллионы окаменелостей. О том, что же показали исследования этих находок, вы узнаете в настоящей главе. Геохронологическая шкала В результате подробного изучения земной коры открылась интересная закономерность залегания останков живых организмов: в нижних геологических слоях находят окаменелости простейших форм, а в верхних — более сложных. Но эта закономерность не такая уж очевидная и не просматривается так легко, как указано в сводной геохронологической шкале; достаточно часто в слоях находят окаменелости выше и ниже "своей эры", в одном слое может встречаться флора и фауна разных ярусов. Дело осложняется тем, что ненарушенные разрезы крайне редки. Хорошо, если обнаруживается 4-5 периодов-эпох, как в Большом каньоне (р. Колорадо), а таких случаев, чтобы разрез содержал все 10 периодов, вообще нет. Большая часть земной поверхности не имеет и 3-х геологических периодов. Далеко не во всех пластах удается обнаружить характерные окаменелости, чтобы приурочить пласт к конкретному периоду; часто старшинство слоев определяется очередностью их залегания (стратиграфически). В основу геохронологии основателем геологической науки Чарльзом Лайелем был положен принцип униформизма (экстраполяции современных геологических условий на все минувшие времена) и датирования геологических слоев по палеонтологическим останкам (руководящим ископаемым). Лайель и Дарвин были близкими друзьями, и не удивительно, что Лайель обосновал геологию на еще не доказанной фактическим материалом гипотезе Дарвина. Ведь установить возрастные соотношения слоев, залегающих на большом расстоянии друг от друга, как правило, невозможно, наличие же останков организмов расставляет вполне конкретные реперы. Так, например, породы девонской системы впервые были выделены в графстве Девоншир, а пермской — в Пермской губернии. Возрастное соотношение между этими породами ученые определили по органическим останкам. В девонширских отложениях широко распространены рыбы, а в пермских — пресмыкающиеся. Согласно эволюционным представлениям, пермские отложения моложе, поэтому должны располагаться на шкале выше девонских. Эволюционная теория выделяет на развитие рыб в рептилий 100-120 млн. лет, и это значение берется за разницу в возрасте пермских и девонских отложений. Так геохронологическая шкала оказалась привязанной к миллиардам лет гипотетической эволюции. О некорректности подобного подхода авторитетный седиментолог (седиментология — геологическая дисциплина, изучающая осадочные отложения) С. И. Романовский пишет: "Лайель за норму брал современное состояние Земли, а приняв эволюционную теорию Дарвина, невольно стал историю Земли подменять историей жизни.

В регионе I верхняя граница  яруса В также устанавливается между зо-

нами а1/b6, но нижняя часть  яруса В и верхи яруса С охарактеризованы другой фауной. Однако с помощью промежуточных разрезов выяснено, что зона сх одновозрастна зоне с4, а зона bу – зоне b1. Поэтому в регионе I ярус Ввыделяется достаточно строго. В регионе II найдены лишь единичные формы ортофауны яруса В. Однако в разрезе отмечается последовательная смена трех местных биостратиграфических подразделений, к среднему из которых приурочены эти находки. Со значительной долей условности ярус В может быть выделен и в этом регионе. В регионе III установлен только ряд комплексов парафауны. Выделение здесь яруса В будет необоснованным, особенно если эти комплексы существенно отличаются, например, от комплексов региона II.

Установление подразделений  общей шкалы в любом регионе  не может

производиться с помощью  одних только парагрупп. Ярусы и более дробные подразделения могут устанавливаться лишь с учетом ортостратиграфических фаун. Иначе обстоит дело с местными подразделениями. Выделение же в конкретных разрезах этих подразделений с четкой фиксацией границ может производиться по парагруппам, но в этом случае необходимо прямое или опосредованное привлечение данных по ортогруппам. Таким образом, биостратиграфическая датировка осадочных толщ основана на совместном использовании орто- и парастратиграфических групп. Задача биостратиграфа состоит в разумном сочетании данных по этим

группам и критической  оценке точности полученных выводов.

В результате подробного изучения земной коры открылась интересная закономерность залегания останков живых организмов: в нижних геологических слоях  находят окаменелости простейших форм, а в верхних — более сложных. Но эта закономерность не такая уж очевидная и не просматривается  так легко, как указано в сводной  геохронологической шкале; достаточно часто в слоях находят окаменелости выше и ниже "своей эры", в  одном слое может встречаться  флора и фауна разных ярусов.

Дело осложняется тем, что ненарушенные разрезы крайне редки. Хорошо, если обнаруживается 4-5 периодов-эпох, как в Большом каньоне (р. Колорадо), а таких случаев, чтобы  разрез содержал все 10 периодов, вообще нет. Большая часть земной поверхности  не имеет и 3-х геологических периодов. Далеко не во всех пластах удается  обнаружить характерные окаменелости, чтобы приурочить пласт к конкретному  периоду; часто старшинство слоев  определяется очередностью их залегания (стратиграфически).

В основу геохронологии основателем  геологической науки Чарльзом Лайелем  был положен принцип униформизма (экстраполяции современных геологических условий на все минувшие времена) и датирования геологических слоев по палеонтологическим останкам (руководящим ископаемым).