ДРЕВНИЙ КЛИМАТ

Олигоценовая эпоха, олигоцен

В олигоценовую эпоху (37,5—22,5 млн. лет) по особенностям литогенеза, растительным ассоциациям и палеозоогеографическим данным можно выделить пояса тропического, субтропического, умеренного и умеренно-холодного климата ( 5.10). Похолодание, наступившее во второй половине олигоцена, постепенно распространялось от полюсов к экватору. Оно интенсивно развивалось и это отчетливо устанавливается по появлению несвойственных для субтропических областей бореальных типов литогенеза, фаунистических комплексов, растительных ассоциаций и по палеотермометрическим данным.

Тропические условия в течение олигоценовой эпохи существовали иа юге Северной Америки, в Центральной Америке, на значительной части Южно-Американского и Африканского континентов и на юге Евразии. О высоких температурах свидетельствуют развитие латеритных кор выветривания (Сенегал, Бразилия, Южная Англия, Южный Китай), состав- переотложенных продуктов выветривания, распространение экстракарбонатной и сульфатно-карбонатной формаций, тропический состав растительности и морской фауны. В мелководных частях морских бассейнов располагались разнообразные рифовые постройки, в строении которых принимали участие кораллы и известковые водоросли. В шельфо- вых частях обитали одиночные и колониальные шести- и восьми- лучевые кораллы, нуммулиты, морские ежи, разнообразные двустворчатые и брюхоногие моллюски.

В течение олигоценовой эпохи происходило существенное сокращение ареала теплолюбивой фауны. Так, если в начале олигоцена нуммулиты были широко распространены в бассейне Тетиса и проникали в периферические части эпиконтинентальиых морей (Испания, Алжир, Египет), то в позднем олигоцене их ареал ограничивался только центральными областями Тетиса. Значительное обеднение состава планктонных фораминифер свойственно не только Средиземноморской области, но и всему тропическому поясу [48].

В течение олигоценовой эпохи в Западной Европе, так же как и на остальных континентах в зоне тропического климата, происходит постепенная смена растительного покрова. Если в раннем олигоцене флора являлась тропической, то в середине олигоцена «а видовом и экологическом типе растительности отразилось похолодание.  

Похолодание второй половины олигоцена отразилось и на процессах корообразования и литогенеза. В периферических областях тропического пояса латеритообразование прекратилось и коры выветривания имели каолинт — гидрослюдистый состав. Сокращается значение экстракарбонатных формаций и начинают преобладать глинисто-карбонатные и терригенно-карбонатные образования.

Несмотря на небольшое количество палеотемпературных определений по олигоценовой эпохе, они тем не менее дают возможность судить о количественных показателях тропического режима этого времени. Ц. Эмилиани [137] по раковинам планктонных фораминифер изотопным методом установил, что в современной экваториальной части Атлантики в среднем олигоцене средние годовые температуры достигали 28°С, но затем они понизились.

В начале олигоцена в Закавказье температуры среды обитания устриц в мелководных частях моря составляли 20—22 °С, в среднем олигоцене они снизились до 14—16°С, а в позднем олигоцене— до 10—12°С и даже до 6-^8°С.

Влажный климат с высокими температурами был в Центральной Америке, на востоке Южно-Американского континента, значительной части Африки и юго-востоке Евразии. По своему географическому положению перечисленные области можно считать экваториальными. Для экваториального климата свойственно развитие латеритных кор выветривания, латеритных покровов и оса- дочно-элювиальных бокситов (Сенегал, Индия, Южный Китай), активное каолинитообразование и угленакопление (Пуэрто-Рико, Венесуэла, Колумбия, Бразилия, Гвинея, Сомали, Бирма, Южный Китай, острова Суматра, Ява, Калимантан). В морях происходило накопление высокомагнезиальных органогенных и оолитовых известняков, а в прибрежной зоне располагались крупные рифовые постройки и обитал только тропический комплекс фауны.

В пределах тропического пояса выделяются области равномерно-влажного, переменно-влажного и аридного климата. Аридные условия в олигоцене существовали в западной части Южно- Американского континента, на северо-востоке Африки и в Аравии. В этих областях распространены соли (юг Перу, Чили, Египет), гипсы и ангидриты (Перу, Египет, Йемен, Кувейт, Ирак), карбонатные и гипсоносные континентальные красноцветы. Для этих территорий характерно развитие ксерофильного редколесья и ландшафтов опустыненной саванны. Лесная растительность была приурочена главным образом к крупным речным долинам и морским побережьям, однако в ее составе преобладали засухоустойчивые формы. На плакорных пространствах преобладали злаки, эфендро- вые и маревые.

Выделенные на палеоклиматической карте области переменно- влажного тропического климата характеризовались аридными условиями в раннем олигоцене и условиями, близкими к гумид- ным, в позднем олигоцене. В раннем олигоцене небольшие залежи солей формировались в Мексике, Испании, во Франции и Пакистане. К этим же районам приурочено накопление гипсов, ангидритов и развитие карбонатных красноцветов, пролювиальных и русловых фаций. Однако в середине олигоцена на приморских и внутриматериковых низменностях распространяются озерно- болотные системы, в пределах которых осуществлялось угленакоп- ление. Углистые и лигнитовые глины, лигниты и прослои бурых углей известны в Боливии, Венесуэле, Чили, Аргентине, Испании, Франции, Австрии, Югославии, Греции и Турции.

В тропическом переменно-влажном климате Южной Америки наряду с тропическими влажными и засухоустойчивыми растениями произрастали субтропические ассоциации.

Олигоценовые леса Западной Европы были смешанного типа. Здесь изобиловали не только теплолюбивые пальмы, лавры, магнолиевые, кипарисовые, вечнозеленые дубы, таксодиумы, но и росли менее теплолюбивые каштаны, листопадные дубы, буки, клены и ясени. В горных районах на склонах произрастали хвойные (сосна, ель, тсуга, пихта), а в долинах располагались теплолюбивые широколиственные и вечнозеленые формы. Однако в среднем и позднем олигоцене леса низкогорий Южной Европы приобрели субтропический облик.

Северный субтропический пояс обосновывается развитием угленосных песчано-глинистых осадков со значительным содержанием каолинита, гидроокислов железа и марганцевых руд. Как в Евразии, так и на Северо-Американском континенте выделяются области с климатом, близким к аридному. Такой климат свойствен юго-западным и западным районам США, Средней Азии, Южному Казахстану, Джунгарии, Заалтайскому Гоби и Алашани. Здесь развиты красноцветные слабокарбонатные формации с преобладанием монтмориллонита в глинистых толщах. Растительность дифференцирована на две экологические группировки. Одну составляли формы долинного типа, в том числе таксодиум, буковые, гикори, лапина и ликвидамбар. К другой относилась растительность междуречий, представляющая собой редколесье, состоявшее из лавровых, циннамомумов, сассафрас, фисташковых и ксеро- фильных кустарниковых форм.

В субтропической переменно-влажной области Азии индрико- териевая фауна дифференцирована на две экологические группировки [80]. К долинной и озерно-болотной относятся аминодонты, антракотерии, пристинотерии, а на засушливых водоразделах обитали индрикотерии: газелеобразный продремотерий и наземные черепахи. По мнению В. М. Синицына, редколесья водораздельных пространств напоминали современные жестколистные вечнозеленые леса Восточного Средиземноморья. Поэтому можно считать, что климат этой территории характеризовался средними зимними температурами 0—2°С, средними летними около 25°С, годовая сумма атмосферных осадков составляла 600—800 мм/год.

В равномерно-увлажненных областях субтропического климата в начале олигоцена осуществлялось сиаллитное выветривание и оподзоливание останцов ферриаллитных кор выветривания, сохранившихся с палеоцена и эоцена. Оподзоливание было связано с интенсивным выносом железа почвенными растворами, обогащенными гумусом. Мобилизация огромных масс железа, мигрировавших из оподзоленных ферриаллитных кор выветривания, служила материалом для образования месторождений сидерито-лептохлори- товых и шамозитовых руд в Северном Приаралье и на юге Западной Сибири.

В Казахстане, Южной Сибири, Монголии и Корее в раннем олигоцене продолжали образовываться каолинитовые коры выветривания. Однако в позднем олигоцене в составе глинистых толщ уменьшается количество каолинита и большое распространение получают гидрослюдистые и монотермитные глины, что также является свидетельством понижения температуры [80, 103].

В результате изменения климатических условий в течение оли- гоценовой эпохи менялся тип растительности. В раннем олигоцене наряду с ореховыми, гикори, дубами, грабами, буками, вязами, кленами произрастали ликвидамбары, стираксы, магнолии, ниссо- вые, вечнозеленые дубы. В среднем олигоцене возрастает роль сосен, березовых и ивовых, преобладающих в позднем олигоцене.

Более разнообразной была растительность Дальнего Востока, Японии, Северного Китая, Кореи, чему способствовал морской тип климата. В наиболее увлажненных участках произрастали леса, сложенные болотным кипарисом и ниссами. Хорошо дренированные территории занимали широколиственные леса, состоящие из умеренно-теплых (орех, гикори, бук, каштан) и субтропических форм (магнолия, циннамомум, самшит, падуб, сумах, пальмы, ликвидамбар). Однако в позднем олигоцене исчезают вечнозеленые (пальмы, цинномомум, падуб), возрастает роль листопадных, а на водоразделах располагаются сосново-еловые леса.

В. И. Баранов и Л. М. Ятайкин [5], а позднее и многие палинологи (3. К. Пономаренко, Т. В. Погодаева и др.) пришли к выводу, что лесная растительность Западного Казахстана в то время напоминала современные леса Японии, которые растут в условиях влажного умеренно-теплого климата, близкого к субтропическому. Средние летние температуры составляли 20—24°С, средние зимние— 0—4°С, годовая сумма атмосферных осадков достигала 1000 мм.

В Северной Европе, на европейской части СССР и на юге Сибири были широко распространены таксодиевые на переувлажненных низменностях с одновременным развитием секвойи на водоразделах и возвышенных плато. В соответствии с этим В. М. Сини- цын [80] считает, что климат этих регионов характеризовался средними январскими температурами 3—4°С, средними июльскими 20—23°С, средними годовыми 12—1б°С, общее количество осадков около 1000 мм/год с более или менее равномерным распределением в течение года.

В южном полушарии условия субтропического гумидного климата характерны для южных областей Южно-Американского и Африканского континентов. В Южной Америке распространены песчано-глинистые отложения с монотермитными глинами и значительным содержанием растительного детрита. Довольно часто встречаются прослои углистых и лигнитовых глин и лигнитов. Угленосные толщи известны в Южной Аргентине (Пико-Кемадо, Индико, Пыоберн) и на юге Чили. Остатки флоры представлены главным образом хвойными, широколиственными и вечнозелеными.

Пояса умеренно-холодного и умеренного климатов с равномерным увлажнением выделяются в пределах Северо-Американ- ского и Евразиатского континентов, которые хорошо устанавливаются по характеру выветривания и по типу растительного покрова и составу фауны. В южной части областей с умеренным климатом широко распространены песчано-глинистые олигомиктовые и полимиктовые толщи, обладающие значительной угленосностью (штаты Вашингтон, Канзас, Калифорния, север Западной Сибири, Нижнее Приангарье, западное Прибайкалье, Забайкалье, Монголия и северная часть Японии). Каолинитовые глины присутствуют лишь на крайнем юге умеренной области и в отличие от субтропического пояса характерны только для нижних частей разреза. Преобладающую роль играют гидрослюды, хлориты, реже встречается монтмориллонит. Терригенная часть полимиктового состава характеризуется преобладанием неустойчивых к выветриванию минералов. В фациальном отношении песчано-глинистые отложения довольно разнообразны, но ведущая роль принадлежит бассейновым фациям. Вместе с тем в прибрежных зонах морей среди терригенных толщ, главным образом в основании олигоценового разреза, встречается небольшое количество глауконита.

В областях умеренного климата произрастали широколиственные листопадные леса, состоящие из ореховых, буковых и каштановых с небольшой примесью ликвидамбара и таксоидевых. В ряде мест появляются элементы субтропической флоры (магнолия, ликвидамбар, миртовые) [80, 102]. Одновременно с ними на возвышенностях росли хвойно-широколиственные леса. По мнению В. М. Синицына [80], леса на северо-востоке Евразии по составу и структуре были близки к современному аппалачскому лесу США. В настоящее время здесь средние январские температуры составляют —10°С, средние температуры в июле 24°С, годовая сумма атмосферных осадков составляет 1000 мм.

Надо отметить, что в конце олигоценовой эпохи в умеренном поясе произошло существенное видоизменение растительного покрова. В первую очередь исчезли теплолюбивые формы, причем не только вечнозеленые субтропические, но и многие листопадные, основную роль стали играть хвойные и хвойно-мелколистные леса, состоящие из сосен, слей и сережкоцветных.

В более северных районах Евразии и Северо-Американского континента характер осадконакопления был таким же, как и в умеренном поясе. Здесь также распространены песчано-глинистые полимиктовые толщи, иногда с пластами бурых углей (Аляска, Анадырско-Корякская область). Глинистых образований довольно мало, а известные обладают гидрослюдистым составом. В песках преобладают обломки неустойчивых к выветриванию минералов. Так же как и в зоне умеренного климата, преобладают озерные, пойменные и старичные фации. Преимущественно были развиты хвойные и хвойно-лиственные леса, состоящие из тенелюбивых и умеренных форм (ель, пихта, тсуга, бук, гикори). Это позволяет сделать вывод о сравнительно невысоких температурах. Средние летние температуры, по-видимому, не превышали 16— 18°С, а зимой были отрицательные температуры.

В южном полушарии умеренно-холодный влажный климат был в Австралии и Антарктиде. В морях, омывавших Восточную Австралию и Новую Зеландию, наряду с субтропическими формами (одиночные шестилучевые кораллы и восьмилучевые коралловые полипы) обитала характерная для умеренного климата фауна двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Результаты палеотемпературных определений Ф. Дормана и Е. Жилла [132, 133] также свидетельствуют о сравнительно умеренных температурах. Так, температуры среды обитания Chlamys составляли 20 °С, Ostrea — 17—18°С, a Glycemeris—13—14°С. По данным И. Деверо [129, 130], в раннем олигоцене в Повой Зеландии температура среды обитания двустворчатых моллюсков была довольно низкой и не превышала 12—14°С.

В Австралии распространены сероцветные песчано-глинистые отложения с высоким содержанием углистого вещества и в ряде мест с прослоями и пластами угля (Южная и Западная Австралия, шт. Виктория, Новая Зеландия). В морских песчано-глини- стых толщах довольно часто встречается глауконит (юго-западная часть Австралии, Бассов пролив, Новая Зеландия), свидетельствующий о том, что средние годовые температуры вряд ли опускались ниже 10 °С. Растительный покров представлял собой смешанный лес, состоящий из хвойных, подокарповых, южных буков, сережкоцветных, листопадных широколиственных с присутствием единичных субтропических форм (бомбацицея). На основании этого можно считать, что климат в Австралии в олигоцене был уме- ренно-теплым, но в конце олигоцена, так же как и на других континентах, произошло понижение температуры.

Похолодание во второй половине олигоценовой эпохи особенно сильно отразилось на природных условиях субтропического и умеренного поясов. В это время в Антарктиде температура настолько сильно понизилась, что появились горные ледники. Площадь их постепенно увеличивалась и они образовали ледниковый щит. По новейшим данным [23], первые ледники появились в горах Гамбурцева, ледниковый щит возник при температуре, на 20 °С превышающей современную. Появление обширного оледенения в Восточной Антарктиде усилило первоначальное похолодание. Средняя годовая температура воздуха в конце олигоцена у побережья Восточной Антарктиды сильно понизилась и составляла не более +4°С.