ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ

 

 

Апт, альб и поздний мел. Растительность мелового периода. Фотопериодизм и распространение покрытосеменных

 

В апте—альбе произошла одна из крупнейших перестроек растительного покрова Земли, связанная с быстрым распространением покрытосеменных растений: магнолий, лавров, платанов, троходендронов, эвкалиптов и дубов, а также новой формации хвойных, в которой господствующее положение заняли сосновые, приспособленные к интенсивному солнечному освещению и к засушливым условиям, итаксодиевые, в основном теплолюбивые и переносящие сильное переувлажнение.

 

Разнообразие гинкговых значительно сокращается. Почти полностью исчезают чекановския и байера; в поздний мел перешли только роды гинкго, фени- копсис и сфенобайера. Полностью вымерли и такие доминанты лесов мезозоя, как подозамиты и питиофиллум. Среди цикадофитов исчезли все беннетиты и многие саговые. Существенно обновился состав папоротников, среди которых теперь уже полностью отсутствовал кониоптерис, и еще шире распространились глейхении и схизейные.

 

В Сибири заметно сокращается количество цикадофитов и уменьшается их разнообразие; среди них в основном остаются мезофильные роды: нильссония, хейлунгия, якутиелла. Гинкговые существенную роль в лесном древостое сохраняли только в Северо-Восточной Сибири и Верхоянско-Колымском крае; на остальном пространстве они перешли на положение реликтов.

 

Хвойные в апте—альбе достигают максимального разнообразия (27 родов с 56 видами). Их основные массивы по-прежнему сосредоточивались на территории Сибири и Восточной Азии. Брахифиллум и пагиофиллум исчезают с больших площадей Западной и Южной Сибири, но сохраняются в пределах Средней и Центральной Азии, хотя и здесь их роль в составе растительности падает. По распространению этих ксерофильных хвойных видно, что аридная область в альбе резко сократилась, а лесная зона (гумидиый климат) значительно расширилась, при этом леса относительно неокомских обеднилнсь теплолюбивыми и ксерофильными породами.

 

В конце раннего мела всюду (кроме северных и северо-восточных районов Сибири) появились покрытосеменные растения. Пыльца покрытосеменных в большем количестве встречается в нижнемеловых отложениях аридной области. В Сибири развитие растений этого класса явно запаздывало. В пределах Вилюйской впадины пыльца покрытосеменных найдена лишь в виде единичных зерен и только в самых верхних горизонтах альба I Болховитина, 1959].

 

 

В. А. Вахрамеев [1962] считает, что первые покрытосеменные появились еще в юрское время, но были крайне немногочисленными и не оставили сколько- нибудь заметных следов в отложениях этого периода. Изменения климата, произошедшие в течение апта—альба, позволили покрытосеменным растениям использовать свои физиологические преимущества и из скромных ингредиентов старой флоры перерасти в созидателей новых растительных формаций.

 

Чтобы понять характер климатических изменений, необходимо вспомнить особенности физиологической организации покрытосеменных растений, создавшие им преимущества перед их предшественниками — голосеменными. М. И. Голенкин [19271 отмечал, что типичные растения палеозоя и мезозоя — папоротники, цикадофиты и древние хвойные — могли существовать только в условиях влажной атмосферы. Покрытосеменные же приспособлены к условиям континентального климата: меньшей влажности, сезонным колебаниям температуры и осадков и более интенсивному воздействию солнечной радиации. Они в большей мере, чем другие группы растений, используют почвенную влагу, а более совершенная сосудистая система (лучше снабжающая влагой растение) дала возможность развитию широкой поверхности листьев, что в свою очередь способствовало приспособлению к солнечному климату.

 

С этого времени характер и сила солнечного освещения (фотопериодизм) становятся важнейшим экологическим условием существования флоры, не менее существенным, чем температура и атмосферые осадки. Утверждение, что основным побудительным фактором в быстром расселении покрытосеменных был именно солнечный климат (с возросшей дозой прямой радиации ?), с несомненностью вытекает из исторических и географических особенностей развития этой группы растений на территории Евразии. Раньше всего (еще в неокоме) покрытосеменные появились в областях аридизированного климата. Позже они проникли на северо-восток материка, где почти неизменная юрская мезофильная флора голосеменных существовала до конца мелового периода.

 

Коренные изменения растительности, связанные с появлением и быстрым расселением покрытосеменных, не могли быть обусловлены похолоданием, поскольку климат раннего мела был даже теплее ранне- и среднеюрского, при котором мезозойская полихронная флора достигла своего расцвета. Причиной этого не могло явиться и резкое изменение количеству и режима выпадения атмосферных осадков, так как степень и характер увлажнения материка при переходе от неокома к апту—альбу изменились не столь значительно, как на границе средней и поздней юры. Сохранилась в прежнем виде и региональная дифференциация климата.

 

Таким образом, основные компоненты климата (температура и атмосферные осадки) и общий план климатической зональности во время появления покрытосеменных растений коренных изменений не претерпели. Очевидно, эти важные преобразования в составе растительного мира были связаны с иными причинами, вероятнее всего с усугублением континентальности климата. усиле- нием солнечного сияния и повышением воздействия прямой солнечнэй радиации на растительный покров Земли. И хотя покрытосеменные заметную роль в составе растительности приобрели лишь в апте—альбе, решающее значение в истории их развития все же имел неоком с его аридным климатом. Именно в неокоме благодаря общей аридизации климата уменьшились влажность и облачность и соответственно усилилось воздействие на приземные слои солнечной радиации. Растения, существовавшие в условиях сильной влажности и облачности (папоротники, некоторые гинкговые, подозамиты и др.), стали исчезать из областей аридизирующегося климата. На смену им пришли растения, лучше переносящие сухость воздуха и продолжительное солнечное сияние.

 

В позднем мелу Северную Евразию покрывали хвойио-широколиственные леса, содержащие реликты древней флоры. Согласно В. А. Вахрамееву [1962], в этих лесах широколиственные были представлены преимущественно платановыми (платан, креднерия, протофиллум); начиная с сенона их частично вытеснили троходендроны, ставшие доминантами северной растительности. Из других покрытосеменных в первой половине позднемеловой эпохи значительную роль играли аралия, сассафрас, цисситес, дальбергитес, а во второй половине — макклинтокия, вибурнум, норденскиольдия. На протяжении всего мелового периода был широко распространен зизифус.

 

В конце мела появились и быстро распространились различные сережкоцветные: ивы, березы, ольхи. Хвойные были представлены сосновыми (сосны, ели, пихты, тсуги, кедры) и таксодиевыми (секвойя, таксодиум, глиптосгробус). Еще сохранялись реликты юрской и раннемеловой флоры: карликовые формы цикадофитов (нильссония, псевдоцикас), араукариевые, подозамитесы и гинкго. Нижний ярус хвойно-широколиственных лесов по-прежнему составляли папоротники: лигодиум, схйзейные, осмундовые, глейхении, селягинеллы, среди которых еще не исчез юрский кладофлебис.

 

Хвойно-широколиственные леса Северной Евразии были провинциально дифференцированными. На северо-востоке материка они состояли в основном из сосновых, хвойных, и троходендронов. На территории Западной и Южной Сибири в составе этих лесов возрастала роль покрытосеменных растений, главным образом ив, каштанов, кленов. В Средней Европе, Казахстане, Монголии и Северном Китае широколиственные были представлены преимущественно платанами, лаврами, дубами, каштанами, кленами. Среди хвойных заметную роль играли кедры, подокарповые и кипарисовые. Из реликтов среднемезо- зойской флоры чаще всего встречается гинкго.

 

Богатство растительности возрастало с приближением к Тихому океану, достигая наивысшего разнообразия на территории Приморья, Корейского полуострова, Сахалина и Японских островов. Леса Дальнего Востока отличались многообразием папоротников, которые часто формировали самостоятельные фитоценозы (на морских побережьях и аллювиальных низменностях). В первой половине позднемеловой эпохи здесь были еще широко распространены глейхениевые и осмундовые. В дальнейшем количество папоротников сокращается из-за выпадения теплолюбивых форм. Вместе с тем резко увеличивается количество покрытосеменных: ильмовых, кленов, каштанов, дубов, ольхи, березы, а также сосновых, таксодиевых (метасеквойя) и исчезают последние представители цикадофитов (отозамитес и нильссония).

 

В аридной зоне, по-прежнему включавшей часть Южной Европы, Переднюю, Среднюю и Центральную Азию, Южный Казахстан и весь Центральный Китай, господствовал ландшафт саванн с одиночными оазисами и галерейными лесами вдоль рек, в которых произрастали ксерофилизованные представители хвойных (в том числе брахифиллум, пагиофиллум), лавровых, миртовых. В этих оазисах продолжала обитать динозавровая фауна.

 

В южной половине Евразии, следовавшей за аридной областью, была распространена исключительно вечнозеленая растительность из магнолиевых, лавровых, миртовых, фикусов, дубов, пальм, древовидных папоротников.

 

Растительность позднего мела явно указывает на усиление солнечности (и континентальное) климата в это время. Такими свидетельствами являются массовое внедрение в леса Северо-Востока Евразии светолюбивых покрытосеменных растений и соответственно переход на положение реликтов цикадофитов, гинкговых, подозамитов и папоротников (кладофлебис), нуждавшихся в мощном облачном покрове и постоянных туманах, защищавших от солнца.

 

Леса с мезофильными растениями, так же как и пояс интенсивного угле- накопления, в течение позднего мела отступают к арктическому и тихоокеанскому побережьям, при этом реликты древней растительности неуклонно исчезают из внутриматериковых районов, хотя продолжают сохраняться в условиях океанического климата побережья и островов до начала палеогена (находки цикадофита нильссония в палеогене Японии). В составе ксерофильной растительности распространяются представители семейства лавровых, обладающих блестящими кожистыми листьями, отражающими часть падающего на них солнечного света.

 

 

К содержанию: В.М. Синицын «Введение в палеоклиматологию»

 

Смотрите также:

 

Науки о Земле    Древние климаты   Климат в неолите   Палеоокеанология    Оледенение и Жизнь