Похолодание климата Северной Евразии в миоцене. Морозобоины на листьях ископаемых растений. Растительность верхнего тортона и сармата

МИОЦЕН

Похолодание климата Северной Евразии продолжалось в миоцене, в результате чего бореальные типы литогенеза, флор и фаун продвину-: лись еще дальше на юг, оттесняя субтропические и тропические ландшафты на сотни километров — к областям их современного распространения.

В Сибири миоценовая растительность была представлена хвойно- широколиственными лесами, в первой половине эпохи еще слабо дифференцированными, но все же позволяющими различать среди них две вполне индивидуализированные формации: преимущественно хвойные, покрывшие высокие равнины и плато Восточной Сибири и Верхо- янско-Колымской области, и смешанные, занимавшие основное пространство Западно-Сибирской низменности. Смешанные западносибирские леса по флористическому составу сопоставимы с южным подтипом Лаврентьевского леса США, тогда как преимущественно хвойные леса Восточной Сибири приближаются к его основному подтипу.

Основной причиной выпадения из лесов Восточной Сибири теплолюбивых растений были низкие температуры зимы, которые здесь уже имели место в миоцене.

С приближением к Охотскому побережью и Амурскому бассейну в лесах Северо-Восточной Азии усиливается роль пород, не терпящих континентального климата. Здесь снова в заметных количествах появляются таксодиум и метасеквойя, возрастает количество и разнообразится состав широколиственных форм. В лесах Камчатки, Сахалина, Хоккайдо и Приморья присутствовали уже субтропические растения,- магнолия и ликвидамбар, а из болотных растений — лотос.

В зоне сибирских хвойно-широколиственных лесов накапливались осадки терригенно-полимиктовой формации. На Тихоокеанском побережье и островных .архипелагах эта формация обильно угленосна, а в Сибири, уже отличавшейся континентальным климатом, угленосность проявилась слабо и рассредоточенно.

Морские отложения терригенно полимиктовой формации едва не до устья р. Анадырь содержат примесь глауконита — аутогенного минерала, не выходящего за пределы зоны субтропического климата. Фау- нистические остатки в них представлены йольдиевым комплексом, свойственным водам теплоумеренного климата.

Таким образом, типы растительности и осадконакопления, господствовавшие на территории Сибири в первой половине миоцена, свидетельствуют- об умеренном, уже отчетливо континентальном климате, смягчавшемся к востоку и в области Тихоокеанского побережья сменявшемся океаническим, с характерным для него ровным в течение года ходом температур и увлажнения. Среди современных климатов его ближе всего напоминает климат орегонского сектора Тихоокеанского побережья Северной Америки (средняя месячная температура января + 8, июля +15°, годовая сумма осадков 2000—3000 мм).

В верхнем миоцене сибирские леса еще больше обеднились широколиственными и по составу приблизились к северному подтипу Лав- рентьевского леса, переходному к Гудзонскому (среднемесячная температура января —12, —10°, июля +18°, осадки 750 мм).

Северная половина Восточно-Европейской равнины и Скандинавия в миоцене были покрыты растительностью и почвами, близко напоминающими современную растительность и почвы северных районов Аппалачской зоны США, переходной к Лаврентьевскому лесу (Боли, 1948). Это были широколиственно-хвойные леса с реликтами вечнозеленых растений. Хвойные в них были представлены сосной, елью, пихтой, тсугой; важнейными лесообразующими породами среди лиственных были дубы, гикори, грабы, березы, клены, ольхи, ивы, липы и каштаны. Подобие миоценовых ландшафтов Северной Европы с современными североаппалачскими несомненно проистекает из сходства их климатов, которое и позволяет для миоцена Северной Европы принять среднемесячную температуру января +2, 0°, июля +22, +20° при среднегодовой сумме атмосферных осадков порядка 1000 мм.

В пределах южной половины Восточно-Европейской равнины и в области герцинид Западной Европы леса были разнообразнее и богаче по составу. Они содержали много теплолюбивых широколиственных пород, среди хвойных были очень распространены таксодиевые (таксодиум, секвойя); в подлеске еще сохранялись вечнозеленые растения: мирты, магнолии, а в более южных районах также и пальмы сабаль. На континентальных низменностях (особенно в пределах герцинской Европы) соверщались процессы угленакопления, достигшие большого размаха в среднем миоцене. Эта зона по характеру ландшафтов, а следовательно, и по климату сопоставляется с Виргинско-кенттукским районом Аппалачской области и нижним течением р. Миссисипи, которые ныне характеризуются субтропическим климатом со средней месячной температурой января + 2, +4°, июля +23, +25° и годовой суммой атмосферных осадков 1200—1500 мм (Боли, 1948). Распределение атмосферных осадков по сезонам в рассматриваемой части миоценовой Европы, судя по региональному развитию процессов угленакопления, было в общем равномерным.

Морозобоины, обнаруживаемые на листьях ископаемых растений из угленосных отложений германского миоцена, говорят о том, что сезонные и суточные колебания температуры в это время были уже значительными и нередко сопровождались падением температуры воздуха ниже 0° (Schwarzbach, 1961).

В фауне миоценового Северного моря резче выступили черты бореальной зоогеографической области, хотя элементы средиземноморского происхождения в ней еще сохранялись до конца эпохи. В миоценовой фауне Северного моря по-прежнему были богато и разнообразно представлены моллюски, среди которых, однако, отсутствовали пектениды, наиболее распространенное семейство двустворок древнего Средиземноморья. Колониальные кораллы и крупные фораминиферы, типичные обитатели морей тропической области, теперь уже не выходили за пределы альпийской Европы, но теплолюбивые формы глобигерин в Северном море были еще широко распространены. Также и в ихтиофауне миоценового Северного моря господствовала внетропическая группа тресковых. Среди осадков этого моря уже не представлены карбонатные образования, но широко распространены кварцевые пески, содержащие много глауконита — минерала, показывающего на субтропический климат.

В части Средней Европы, переходной к альпийской (Бавария, Австрия, Чехословакия, Закарпатье), нижний миоцен был последней фазой существования вечнозеленой растительности, которую И. А. Ильинская (I960) считает близкой современным лавровым лесам Канарских островов (февраль +12,8°, август +22° и равномерные, достаточно обильные осадки). И. А. Ильинская все же полагает, что климат нижнего миоцена в Средней Европе был менее морским, чем современный климат Канарских островов, особенно в Закарпатье, испытывавшем отдаленное влияние аридной области. Поэтому контрасты летних и зимних температур в Средней Европе нижнего миоцена должны были быть несколько больше 10°.

На рубеже нижнего и среднего миоцена на территории Закарпатья зимние температуры стали опускаться до 0° и ниже, что и было причиной смены преимущественно вечнозеленой растительности листопадной (Ильинская, 1960). Все же флоры первой половины среднего миоцена в этой зоне характеризовались значительной ролью вечнозеленых форм (свидетельство о достаточно теплом климате) и крупнолистностыо (показатель высокой влажности).

Климат этого времени И. А. Ильинская сравнивает с климатом округа Мацумото в Японии, через который проходит граница современного произрастания циннамомума (температура самого теплого месяца + 22,2°, самого холодного —2°, годовая сумма осадков 1152 мм, из них 69 мм твердые).

Растительность верхнего тортона и сармата (Мс22 — Мс3) в целом была мелколистной, что было связано с недостаточной влажностью в период вегетации. Полное исчезновение вечнозеленых форм, удерживавшихся здесь лишь до середины сармата, указывает на усиливавшееся похолодание (главным образом, зимнее).

Альпийская Европа находилась южнее миоценового тропика. В ней продолжалось образование латеритовых красноцветов и накопление осадков высококарбонатной формации, продолжала существовать вечнозеленая растительность. Уже в пределах Предальпийского прогиба в разрезах миоцена появляется много карбонатных пород и вечнозеленых растений, на долю которых здесь приходится более половины всех остатков. По ископаемой флоре Энингена Р. Хандке (Schwarzbach, 1961) оценил среднегодовую температуру в 16° (современная 9°).

Климат альпийской Европы в миоцене представляется как жаркий, с продолжительными и сильными засухами (летними?). Это вытекает из необычно широкого распространения на ее территории гипсоносных и соленосных отложений, отмеченных в различных районах Испании, в Сицилии, Рейнском грабене, Венском бассейне, Трансильвании, Валахии, Галиции и Молдавии, и полного отсутствия среди них углепро- явлений. Естественно, что при подобном характере отложений миоцена трудно представить, чтобы мезофильная растительность макаронезий- ского типа (существующая при постоянно влажном климате и умеренно теплом лете) могла здесь иметь региональное распространение, как предполагает Е. М. Лавренко (1951). Вероятнее всего леса альпийской Европы в основном имели ксерофильный, средиземноморский, характер и только местами, в условиях более равномерного увлажнения, приобретали вид, близкий макаронезийскому.

В морских фациях миоцена типично тропические фауны с крупными фораминиферами( лепидоциклинами) и,колониальными кораллами не заходят дальше южной половины Аквитанского залива, Средиземного моря и Малого Кавказа.

Как и в палеогене, климат дрейнего Средиземноморского бассейна иссушался к востоку, и в этом направлении усиливается роль ксерофитов в составе растительности (циннамомум, маслина, грецкий орех, дуб) и отложений карбонатно-сульфатной формации в осадочных сериях.

На равнинных пространствах Южной Украины, Паннонского бассейна, Нижнего Поволжья, Ставрополья и Северного Казахстана в первой половине миоцена еще удерживались широколиственные буково- каштано-дубовые леса с незначительным участием вечнозеленых растений. Состав этих лесов постепенно обеднялся как за счет пород теплолюбивых (миртовые, ликвидамбар, платан), так и за счет пород, требовательных к условиям влажности и тени (таксодиум, нисс, бук и т. д.), окончательно исчезнувших к сармату или в его начале. При этом сплошная лесная зона распадалась на отдельные массивы, постепенно уменьшающиеся в размерах и редеющие. К верхнему миоцену леса исчезают с плакоров, но еще сохраняются в речных долинах и понижениях как азональный тип растительности. Господствующим ландшафтом теперь становятся степи. С распадом широколиственных лесов и замещением их лесостепями, а затем степями совпала смена анхитериевой фауны, связанной с лесными ландшафтами, степной фауной гиппариона.

Параллельно с изменениями растительности и фауны менялись характер выветривания и литогенетический тип осадков, накапливав- знихся в этой зоне: произошло общее сокращение глинистого материала в коре выветривания и осадочных толщах и изменился его минералогический состав от преимущественно каолинового в преимущественно монтмориллонитовый, совершенно прекратилось угленакопление, повысилась степень карбонатности осадков. Эти сдвиги в процессах литогенеза определенно указывают на усиление континентальности климата, уменьшение количества атмосферных осадков (меньше 500 мм в год), на сокращение вегетационного (теплого) периода, возросшую амплитуду колебания температур (жаркое лето и достаточно холодная зима), следствием чего явилось уменьшение биологической продуктивности растительного покрова (еще достаточно высокой в зоне широколиственных лесов), общее ослабление процессов выветривания и смена господствующей среды осадконакопления с кислой на щелочную, слабый промыв кор выветривания атмосферными осадками, обеспечивавший лишь вынос наиболее энергично мигрирующих соединений (хлориды, сульфаты) и накопление в местных бассейнах седиментации извести и отчасти кремнезема.

Близким ландшафтным аналогом лесостепной зоны юга европейской части СССР и Северного Казахстана является ксерофильный Ап- палачский лес Оклахомы и Канзаса и область его перехода к центральным прериям (среднемесячная температура января +5, +4°, йюля — около 25°, годовая сумма атмосферных осадков 700—500 мм).

Ксерофитная лесостепная зона миоцена продолжалась на восток до Алтая и Хангая; здесь она прерывалась и затем снова возникала на территории Восточной Монголии и Барги, где отмечены приблизительно те же типы растительных сообществ и литогенетические формации осадочных пород.

 В рассматриваемую (субтропическую) климатическую эпоху входил Черноморско-Каспийский бассейн, который в первой половине эпохи имел связь с Мировым океаном, а позже превратился во внутреннее море с пониженной соленостью. В раннем миоцене в этом бассейне продолжалось накопление майкопской серии, в основном глинистой (гидрослюдисто-монтмориллонитовой), содержащей в своих осадках огромное количество рассеянного углерода, сидерита и выделений серного колчедана (глинистая сидерит-колчеданная формация В. В. Лаврова). Основными поставщиками глинистого материала и растительного углерода в Майкопский бассейн служили Восточно-Европейская и Тургай-Северо-Казахстанская равнины, где в условиях ландшафта широколиственного леса они продуцировались в большом количестве. Отложения среднего и верхнего миоцена, покрывающие майкоп, меньше содержат органического углерода и больше карбонатны, в чем, несомненно, нашло отражение иссушение климата близлежащей суши.

В первой половине миоцена Черноморско-Каспийский бассейн населялся исключительно разнообразной фауной моллюсков с массивными богато скульптированными раковинами (субтропический комплекс) . Во второй половине эпохи фауна его резко обедняется, но не по причине изменений климата, а в связи с нарушением режима солености вод, вызванным изоляцией этого бассейна от Мирового океана.

Аридная область в миоцене также испытала похолодание, которое теперь распространялось на Нань-Гоби и Тибет (в связи с их энергичным поднятием). На равнинах Бей-Гоби выветривание и растительность приобрели в значительной степени бореальный (саванностепной) характер, тогда как на территории Нань-Гоби они еще сохраняли субтропический (саванный) тип.

В предгорных впадинах Нань-Гоби в миоцене продолжалось накопление молласоидной толщи карбонатных красноцветов (массагет), в которой вверх по разрезу можно видеть увеличение относительной роли пролювиальных фаций и усиление влияния физического выветривания- в областях минерального питания.

Тропик миоценовой эпохи, до которого распространялось похолодание, проходил через Центральную Францию, Альпы, Балканский полуостров, Малый Кавказ, Гималаи, нижнее течение р. Янцзы и южную- оконечность Японии. В южной части Евразии, лежащей за этой линией, процессы выветривания и растительность существенных изменений не- претерпели.

К содержанию книги: Палеоген и неоген