СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2004, том 12, № 4, с. 32-53
УДК 56.017.551.762.31(470.3)
ДИНАМИКА ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КЕЛЛОВЕЙ-ОКСФОРДСКИХ МОРЕЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЕВРАЗИИ ПО ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ПАЛЕОТЕМПЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ
© 2004 г. Д. Н. Киселев
Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского, Ярославль Поступила в редакцию 18.04.02 г., получена после доработки 13.02.03 г.
Для системы палеоакваторий келловея и оксфорда Северо-Западной Евразии построено шесть моделей палеотермической и палеогидрологической обстановок для шести отрезков времени, эквивалентных подъярусу. Принцип построения модели основан на изучении вероятностных соотношений различных фаунистических элементов из разных палеобиогеографических областей в одном видовом комплексе, в данном случае аммонитов. Данная методика позволяет распознавать интервалы масштабных и локальных потеплений и похолоданий водных масс, структуру течений во всей системе бассейнов, а также уточнить распространение абсолютных палеотемператур. В келловее и оксфорде выявлены два периода потепления водных масс (средний келловей и средний оксфорд) и три периода относительного похолодания (ранний келловей, граница келловея и оксфорда, поздний оксфорд). Все палеоакватории Северо-Западной Евразии (Арктический, Среднерусский, Европейский - Пери-Тетический и Тетический бассейны) имеют свою систему циркуляции, в связи с чем их палеотемпературные кривые также не совпадают. В связи с этим динамика термического режима келловей-оксфордских палеобассейнов, выявленная по абсолютным и относительным палеотемпе-ратурным данным отражает, в первую очередь, ритмику гидрологического режима, но дает гораздо меньше данных для реконструкции палеоклимата.
Ключевые слова. Келловей, оксфорд, палеобиогеография, Северо-Западная Евразия, палеотемпе-ратуры, гидрологический режим.
ВВЕДЕНИЕ
В келловейское и оксфордское время средней-верхней юры территория Северо-Западной Евразии была затоплена обширными эпиконтинен-тальными морями, которые традиционно разделяются на Европейский и Среднерусский бассейны, разделенные Скандинавским массивом и Украинской сушей. В северной части эти моря соединялись с Бореальным (Арктическим) бассейном через Печорский рукав Среднерусского моря и узким проливом между Гренландией и Скандинавским массивом (Европейское море). В южной части оба бассейна, границу между которыми следует проводить, видимо, по южному краю эпи-герцинских массивов, окаймлялись теплыми водами океана Тетис.
Несмотря на высокую степень изученности морских отложений юры на территории СевероЗападной Евразии их палеотемпературная оха-рактеризованность до сих пор находится в зачаточном состоянии. До появления методов абсолютной палеотермометрии этой стороне палеогеографических исследований уделялось мало внимания. Большинство авторов, прикоснувшихся к проблеме морских палеотемператур, рассматривают ее в рамках палеоклиматологии, исполь-
зуя весь ее понятийный и концептуальный арсенал. Однако поскольку методы абсолютной палеотермометрии способны определять только водные палеотемпературы, палеотемпературные проблемы выходят за рамки палеоклиматологии и требуют иной, как минимум палеогидрологической концептуальной базы. В. Аркелл в своей фундаментальной сводке "Юрские отложения земного шара" (Аркелл, 1961) вообще не использует понятие "палеотемпература" и все вопросы, связанные с их изучением, излагает в небольшом разделе, посвященном климату юры. При этом он подчеркивает, что и эту главу "можно было бы с полным правом исключить из книги" ввиду отсутствия достоверных данных. Обсуждая палеотемпературные особенности юрских морей, В. Аркелл использует относительные характеристики, главным образом, индикаторы тепловодных, тропических и субтропических морей. К ним он отнес рифообразующие кораллы, крупный размерный класс раковин моллюсков и преобладание карбонатных отложений в изучаемых литофаци-ях. Свои наблюдения над морскими отложениями В. Аркелл сопоставлял с континентальными, что было использовано им непосредственно для реконструкции климата юры. Это позволило ему
сделать ряд следующих выводов: 1) климат юры был теплее, чем в настоящее время; 2) экватор располагался гораздо севернее, чем сейчас, примерно в южной части современного Средиземноморья; 3) на протяжении юры наблюдались периоды похолодания и потепления климата, причем наибольшее потепление наблюдается в оксфорде (вывод сделан, в основном, по морским отложениям - распространению кораллов и тепловод-ных аммонитовых комплексов). В качестве обобщающего вывода В. Аркелл сделал предположение о более высоком уровне солнечной радиации в юре по сравнению с настоящим временем.
С изобретением Эш. С. Юри в 1950-х годах прошлого столетия методики абсолютного пале-отемпературного анализа появилась возможность определять абсолютное значение палео-температур в органогенных карбонатах морского происхождения. В этом направлении были сделаны многочисленные работы, в том числе и обзорные, рассматривающие юрские палеотемперату-ры Северной Евразии и других регионов (Emil-iani, 1967; Боуэн, 1969; Clayton, Stevens, 1965; 1968; Stevens, 1971; Stevens, Clayton, 1971; Тейс, Найдин, 1973; Ribouleau et al., 1998; Rohl et al., 2001; Poulsen et al., in press. и др.). Согласно приведенным результатам, в наиболее полном виде по оксфорду Европы палеотемпературные данные, во первых, отражают широтные изменения этих показателей. Во-вторых, на протяжении юры наблюдаются заметные колебания температур, причем в районах Европы и Гренландии эти колебания выражены тремя потеплениями (тоарский, среднеоксфордский и титонский максимумы) (Боуэн, 1969). Полученная картина осложняется небольшими отклонениями значений от средних как в пространстве, так и во времени (нижнеки-мериджский минимум). На обобщенных кривых по разным регионам Бореальной, Тетической и Нотальной областей (Stevens, 1971 и др.) отражено несовпадение палеотемпературных минимумов и максимумов, что привело некоторых авторов к пессимистическому отношению в использовании методов абсолютной палеотермометрии (Хэллем, 1978). Некоторые из них все же допускают возможность использовать для палеотемпературных реконструкций результаты анализа изотопных соотношений кислорода, но только при низкой корреляции их с данными соотношений изотопов углерода (Gruszczynski, 1998). Все же, несмотря на множество противоречий в палеотемпературных исследованиях, многие из рассмотренных изменений абсолютных данных по Европе, общие и частные, совпадают с изменениями относительных, в том числе по распространению кораллов (Arkell, 1933; Leinfelder, 1993; Bertling, 1993; Bertling, Insalaco, 1998 и др.), динофлагеллят (Poulsen et al., in press.) и наземной флоры (Va-khrameev, 1991; Abbink et al., 1998, 2001; Rees et al.,
иприЫ). Реконструкция положения экватора, приведенная Боуэном, также почти совпадает с реконструкцией Аркелла.
Методическая сторона изучения юрских палео-температур Европы и прилегающих областей отличается неравномерностью собранного материала. Так, Боуэном основные наблюдения были проведены в пределах Франции и Германии, в то время как остальные районы, за исключением Англии и Гренландии, почти не охарактеризованы. В рамках палеоклиматического подхода этих данных вполне достаточно, чтобы построить стройную картину потеплений и похолоданий в пространстве и времени, но они почти ничего не дают и даже способны ввести в заблуждение, если использовать палеогидрологический подход. Между тем характерной особенностью интерпретации полученных результатов разными авторами является использование именно палеоклиматического подхода.
Отечественные работы (Сакс, 1969; Тейс, Найдин, 1973 и др.) дополняют палеотемператур-ный материал определениями с Русской платформы и из Северной Сибири. Наблюдения проводились в широком стратиграфическом интервале, но с небольшой точностью (максимум до яруса). В бореальной юре были отмечены палеотемпературные колебания, в целом совпадающие с европейскими. Особое внимание в данных работах было уделено сезонным колебаниям палеотемпе-ратур, которые являются ценнейшей характеристикой водной массы. Анализ этих наблюдений показал, в частности, что северная часть Евразии в позднеюрское время находилась под влиянием водных масс с температурами 10-14°С, переходных между субтропическими и умеренными. Еще более низкие палеотемпературные значения для высокобореальных районов получены по белемнитам средней-верхней юры Шпицбергена - 7-10°С (БксИНеМ, 1997).
Краткий обзор основных результатов палеотемпературных исследований морских отложений юры Северо-Западной Европы позволяет выделить некоторые общие особенности в подходе к изучению и интерпретации палеотемпера-турных данных разными авторами. Во-первых, обработанный материал (в основном белемниты) собран из ограниченного количества пунктов в рассматриваемом географическом пространстве, что не дает полной картины палеотемператур-ных изменений. Эти данные позволяют сделать вывод только о широтных изменениях палеотемпературных показателей. Во-вторых, опубликованный материал собран из ограниченного количества точек в широком стратиграфическом интервале, при этом максимальная точность редко превышает ярусный уровень. Определения палео-температур в более детальном стратиграфичес-
ком масштабе (на уровне зон, подзон и, возможно, биогоризонтов) опубликованы лишь в недавних работах (Anderson et al., 1994; Riboulleau et al., 1998; Барсков, Кияшко, 2000). В-третьих, палео-температурные кривые, полученные для продолжительных отрезков времени (например, кривые Стивенса), зачастую составлены для ограниченных регионов, например, для Русской платформы или Европы, но рассматриваются на глобальном уровне. Подобные кривые совершенно не учитывают региональные изменения, иногда противоположные по знаку. В-четвертых, результаты палео-температурного анализа чаще всего интерпретируются как палеоклиматические изменения, что значительно обедняет спектр выявляемых причинно-следственных связей и даже может завести в тупик, так как температура воды не является параметром климата.
Тр
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.