СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2014, том 22, № 3, с. 82-89
УДК 56:581
РЕКОНСТРУКЦИЯ КЛИМАТА РАННЕГО СЕНОНА НА ЮГЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ НА ОСНОВАНИИ ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКИХ ДАННЫХ
© 2014 г. П. И. Алексеев
Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург
e-mail: paulusalex@mail.ru Поступила в редакцию 12.04.2012 г., получена после доработки 02.04.2013 г.
На основании изучения остатков ископаемых растений реконструирован раннесенонский климат юга Западной Сибири как теплоумеренный гумидный, со среднегодовой температурой около 13°C. Впервые для меловых флор Западной Сибири применен CLAMP-анализ. Сравнение рассчитанных с его помощью климатических параметров показывает, что в раннем сеноне климат Западной Сибири был более влажным и теплым, чем на Северо-Востоке Азии.
Ключевые слова: Западная Сибирь, поздний мел, климат, палеоботаника.
DOI: 10.7868/S0869592X1403003X
ВВЕДЕНИЕ
На протяжении всей мезозойской эры климат Земли значительно отличался от современного. Температуры в высоких широтах были значительно выше, отсутствовали области полярных льдов и вечной мерзлоты, характерные для настоящего времени. Принципиально другой была и схема перераспределения тепла атмосферой и океаническими течениями (Красилов, 1985; Вахрамеев, 1988; Найдин и др., 1986).
Существенный вклад в реконструкции климата геологического прошлого вносят данные, получаемые на основе изучения ископаемых растений. При их анализе обычно учитываются условия среды обитания современных растений, близких к ископаемым формам, а также физиономические признаки ископаемых растений (Дорф, 1968). Кроме того, Дж. Вулфом (Wolfe, 1993) был разработан метод получения количественных параметров климата CLAMP (Climate Leaf Analysis Multivariate Program).
В настоящее время на основе CLAMP-анализа реконструированы параметры мелового климата для некоторых районов Европы (Herman et al., 2002), Казахстана, Восточной Сибири, Северо-Востока Азии и Аляски (Герман, 2004; Spicer, Herman, 2010). Однако для ископаемых флор Западной Сибири, широко представленных в континентальных отложениях Чулымо-Енисейского района, такие исследования не проводились. Существующие оценки позднемелового климата Западной Сибири и особенно ее южной части до-
вольно обобщенные и основаны на качественных литологических и палеонтологических данных (Синицын, 1966; Гольберт и др., 1977).
В настоящей статье впервые определяются климатические условия юга Западной Сибири в раннем сеноне. Эти данные получены в результате исследований антибесской флоры, местонахождения которой расположены в Чулымо-Енисейском районе. Полученные с помощью СЬАМР-анализа количественные данные сравниваются с аналогичными параметрами для других раннесенонских па-леофлор Северного полушария.
МАТЕРИАЛ
Ископаемые растения антибесской флоры происходят из отложений сымской свиты Чулы-мо-Енисейского района юго-восточной части Западной Сибири. Эта свита представляет собой толщу светло-серых, почти белых слабосцемен-тированных песчаников с примесью каолинового вещества, иногда с сидеритовым цементом, а также серых плотных глин и алевролитов (Ананьев, 1947; Булынникова др., 1968). Ее мощность колеблется от 10—20 м вблизи горного обрамления Западно-Сибирской низменности до 280 м в скважинах на р. Сым. В долине р. Кия эта свита распространена на возвышенности Арчекас в 5 км к югу от г. Мариинска, где обнажается в береговых обрывах, и в окрестностях железнодорожной станции Антибес (Головнёва, Щепетов, 2010). Отложения сымской свиты датируются ко-
ньяком—Маастрихтом (Боголепов, 1961; Решения..., 1991), однако возраст отложений, содержащих антибесскую флору, можно определить более точно как коньяк—сантон (Алексеев, 2012). Наиболее богатым местонахождением этой флоры являются заброшенные карьеры формовочного песка, расположенные вблизи станции Антибес в 10 км от г. Мариинска (56°10' с.ш., 87°32' в.д). Другие местонахождения антибесской флоры расположены в том же районе: на р. Чебула — левом притоке р. Кия — и по правому берегу самой р. Кия вблизи горы Арчекас (56°10' с.ш., 87°45' в.д.). В местонахождениях Антибес и Арчекас флористические остатки приурочены к прослоям глин в толще косослоистого светло-серого или желто-серого песка. Коллекции антибесской флоры хранятся в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН под номерами 1546 и 1564 (сборы Л.Б. Головнёвой и П.И. Алексеева, 2005, 2007, 2008, 2009, 2011, 2012 гг.), а также в музее Томского государственного университета (ТГУ № 6).
Формирование песков Антибесского местонахождения происходило в относительно спокойных условиях аллювиального осадконакопления приморской низменности. Оно было достаточно быстрым и равномерным, о чем свидетельствует однородность обломочного материала, крупные элементы косой слоистости, а также нередкое сохранение отпечатков растений в различных плоскостях. Таким образом, это местонахождение представляет растительный мир невысоких, эпизодически возникавших и исчезавших островов в дельте крупной реки или в лимане (Щепетов и др., 2009).
Антибесская флора включает не менее 45 видов ископаемых растений и является самой богатой по разнообразию цветковых растений (более 30 видов) меловой флорой Западной Сибири. Эта группа представлена во флоре несколькими родами из семейств Platanaceae (Ettingshausenia Stiehler, Paraprotophyllum Herman), Cercidiphyllaceae (Trochodendroides Berry, Nyssidium Heer), Vitaceae (Archaeampelos McIlver et Basinger), а также родами неустановленного систематического положения (Araliaephyllum Font., Cissites Heer, Campto-dromites Boulter et Z. Kvacek, Celastrinites Saporta, Chachlovia P. Alekseev et Herman, Laurophyllum Goeppert, Liriodendrites Johnson, Menispermites Lesq., Juglandiphyllites Boulter et Z. Kva Cek, Palae-onuphar Hollick и Renea Golovn). Характерной чертой антибесской флоры является низкое систематическое разнообразие голосеменных растений, которые представлены здесь всего тремя родами: Ginkgo L., Sequoia Endl. и Protophyllocla-dus Berry. Кроме того, в составе флоры присутствуют папоротники родов Anemia Sw., Adiantopt-eris Vassil., Heroleandra Krassilov et Golovn., Hy-menophyllites Goeppert, Osmunda L. и печеночные
мхи, отнесенные к формальному роду Hepaticites Walton.
МЕТОДЫ
Для определения климатических условий произрастания флоры использован как метод "ближайшего родственника", так и морфологические методы, учитывающие размер листьев, толщину и соотношение морфотипов с зубчатым и цельным краем. Совокупность этих методов позволяет составить представление об особенностях климата, в котором существовала данная флора (Bailey, Sinnot, 1915; Parkhurst, Loucks, 1972).
Количественные параметры климата получены с использованием CLAMP-анализа (Climate Leaf Analysis Multivariate Program). Это метод многомерного статистического анализа комплекса физиономических признаков листьев с учетом их корреляции с различными климатическими параметрами.
Разработанный Дж. Вулфом (Wolfe, 1993) CLAMP-анализ был усовершенствован Р. Спай-сером, В. Ковачем и А.Б. Германом (Kovach, Spic-er, 1995; Herman, Spicer, 1997), которые предложили использование канонического корреспон-дентного анализа.
Для проведения анализа нами были отобраны листья 29 видов древесных двудольных из Антибесского местонахождения (рис. 1).
Физиономические признаки листьев были учтены с помощью стандартной методики, представленной на сайте http://clamp.ibcas.ac.cn/ Clampset2.html (Yang et al., 2011). Расчет климатических параметров проводился с использованием базы данных Physg3brc_GRIDMet, в которой не учитываются субальпийские и субарктические флоры. Для антибесской флоры были рассчитаны: среднегодовая температура, температура наиболее теплого месяца, температура наиболее холодного месяца, продолжительность вегетационного сезона, среднее количество осадков за вегетационный период, среднемесячное количество осадков за вегетационный период, количество осадков за три последовательных наиболее влажных месяца и количество осадков за три последовательных наиболее сухих месяца.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Проведенное исследование позволяет определить параметры раннесенонского климата юга Западной Сибири. Таксономический метод для мелового периода не может дать точных результатов, поскольку систематическое положение многих растений этого возраста неизвестно или, в лучшем случае, спорно. В антибесской флоре присутствует только два современных рода —
Сравнение параметров климата для раннесенонских флор Евразии (по Spicer, Herman, 2010) и антибесской флоры
Сенонская флора Богемского бассейна Антибесская флора, Западная Сибирь Арманская флора, Приохотье Кайваямская флора, Северо-Западная Камчатка я а к с й аа нк 3 н го & £ С F m „ па, ьр ло 3 ч Тф Флора Тулувак, Северная Аляска
Палеоширота 39° 50° 68° 72° 79° 80°
Среднегодовая температура, °С 14.5 13.3 8.2 9.6 8.4 13.3
Температура теплого месяца, °С 28.7 21.8 18.7 18.3 18.8 19.1
Температура холодного месяца, °С 0.9 5.38 -2 1.1 -1.6 7.9
Осадки за вегетационный сезон, мм 1357 1109 481 598 476 793
Осадки за три влажных месяца, мм 707 625 481 519 493 526
Осадки за три сухих месяца, мм 146 207 143 154 126 184
Среднемесячное количество осадков 199 141 88 88 82 103
за вегетационный сезон, мм
Число видов 21 29 25 28 57 25
Ginkgo и Sequoia. Современные ареалы этих родов расположены на границе субтропического и теплоумеренного климатов, и поэтому их присутствие в антибесской флоре указывает на достаточно теплый климат.
Среди покрытосеменных антибесской флоры преобладают растения с тонкими бумажистыми листьями, а растения с кожистой листовой пластинкой составляют незначительную часть (1—2 вида). Толстая кожистая листовая пластинка характерна для вечнозеленых листьев, преобладание листопадных растений говорит о выраженной сезонности климата. Среди отпечатков листьев преобладает размерный класс мезофилов, следовательно, антибесская флора является мезофильной. В этой флоре мало нано- и микрофилов, характерных для кампан-маастрихтских флор Казахстана (Шилин, 1986), но нет также и гигантских листьев, часто встречающихся в более се
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.