МАССОВЫЕ ВЫМИРАНИЯ

Искажения палеонтологической летописи. Породный сигнал. Корреляция между объемами пород и длительностью эпох

Итак, палеонтологическая летопись достаточно представительна, надежна и устойчива, чтобы с ее помощью можно было адекватно восстанавливать наиболее принципиальные вехи в развитии глобальной биоты.

Однако эта летопись может быть искажена относительно потенциальной, в связи с чем ее использование может быть поставлено под вопрос. Основными искажающими факторами являются следующие. Относительно малое влияние может иметь «монографический фактор» - расположение крупных исследовательских центров в поле развития пород определенного возраста, преимущественное изучение одних стратиграфических интервалов и групп ископаемых организмов по сравнению с другими, что вытекает из культурных, производственных и даже коньюктурных соображений.

Более существенным следует считать вопрос о связи числа описанных таксонов с площадью и объемом пород данного возраста. Действительно, логично предположить, что более высокие площади и объемы пород, доступных для изучения, только в силу одного этого должны «производить» больше ископаемых таксонов. В свою очередь площадь, занятая породами того или иного возраста, зависит главным образом от их древности, так как древние породы либо перекрыты более молодыми, либо претерпели существенную эрозию. Наконец, некоторые интервалы геологической истории по тем или иным причинам могли продуцировать значительно меньше осадков чем другие.

Возможная связь между площадью выходов пород данного возраста и числом описанных таксонов была замечена давно. Количественно эту связь на примере морских организмов оценил впервые Д.Рауп (Raup, 1976), который показал наличие между числом видов, площадью и объемом пород данного возраста достоверной высокой корреляции (r=0,84 и r=0,88 соответственно) на основании анализа распространения около 70 тыс. видов.

Для оценки наличия в палеонтологической летописи породного сигнала, нами проанализированы данные, основанные на подсчетах новых видов животных и растений, описанных с территории бывшего СССР и опубликованных на страницах «Палеонтологического журнала» в 1959-1994 гг (4459 видов) и во всех изданиях в 1970-1988 гг., отраженных в реферативном журнале «Геология» (19306 видов). Такие выборки имеют особый интерес, так как они обобщают относительно новые описания, в которых стратиграфическая привязка дана намного точнее, чем это было в первой половине нашего века. Представительность этих выборок можно оценить путем их сравнения с базой данных для морских животных, полученной Д.Раупом по «Zoological Record» (124834 вида). Наиболее новые данные по площади неметаморфизованных осадочных пород (Allison,Briggs,1993) имеются только для систем, что делает сравнение этих параметров довольно грубым.

Сравнение показало (рис.2), что распределение видов, описанных в «Палеонтологическом журнале» с территории бывшего СССР, по возрасту почти идеально совпадает с распределением всех видов для этой же территории (коэффициент корреляции r=0,89). Корреляция же первой выборки с площадью пород данного возраста оказалась незначимой (r=0,42), тогда как данные из «Zoological Record» демонстрируют существование надежной корреляции между ними (r=0.64).

Рис.2. Сравнение распределений по периодам числа новых видов животных и растений по данным различных источников и площади неметаморфизованных обнаженных осадочных пород

И на более детальном временном разрешении (на уровне эпох) данные по двум выборкам с территории бывшего СССР (рис.3,4) демонстрируют ту же зависимость. Однако для РЖ «Геология» база данных оказалась несколько меньшего объема (12955 видов), так как для остальных видов распространение было указано только на уровне системы. Обе базы данных хорошо совпадают друг с другом (r=0,80). Они были сравнены с суммарными объемами всех пород на континентах и скоростями седиментации, как они были определены А.Б.Роновым и др. (1976), а также с длительностью эпох по У.Харленду и др. (Harland et al., 1990). И та и другая базы не только довольно хорошо скоррелированы с объемами пород (r=0,66 и r=0,69 соответственно), но и с длительностью эпох (r=0,49 и r=0,52 соответственно).

Рис.3.Сравнение распределений по эпохам числа новых видов животных и растений под данным различных источников и длительности эпох

В свою очередь объемы и длительности также скоррелированы друг с другом (r=0,68). Корреляция же со скоростью седиментации отсутствует, что объяснимо с общих позиций. На графиках можно видеть, что наличие корреляции определяется прежде всего тем , что максимальное число видов описано из ордовика, девона и карбона, юры и мела. Эти интервалы характеризуются наибольшими объемами сохранившихся осадков и максимальной длительностью эпох.

Рис.4. Графики зависимости распределений новых видов, описанных с территории СССР в «Палеонтологическом журнале» и во всех публикациях (А), последних и длительности эпох по Harland et al., 1990 (Б), доли видов по периодам и площади обнаженных осадочных пород (В) и всех новых видов и площади осадконакопления в соответствующие эпохи (Ронов, 1994) (Г)

Таким образом, следует признать, что опубликованная палеонтологическая летопись содержит в себе заметный сигнал, отражающий доступные для изучения площади и объемы пород соответствующего возраста, сохранившиеся на континентах к настоящему времени. Однако наличие корреляции между объемами пород и длительностью эпох свидетельствует о том, что основной вклад в этот сигнал связан именно с последним параметром, так как чем длительнее рассматриваемый промежуток времени, тем большие объемы осадков должны были образоваться. В таком случае этой корреляцией можно было бы пренебречь, но существование зависимости между числом описанных видов и площадью выходов осадочных пород заставляет с осторожностью относиться к данному выводу.