Земля и жизнь
Шрифт:
Следует учесть, что преобладающее количество видов древнейших водорослей не образовывало четких тел постоянной формы типа строматолитов, а наслаивало осадок, превращая его в плотную породу, где лишь частично сохранялась морфология колоний и продукты их жизнедеятельности, то в виде прихотливо изогнутых столбиков, то в виде неправильных стяжений мелких известковых комочков, подобных цветной капусте. Изученность этих древнейших водорослей еще очень низка. Однако за последние годы в слоях морских отложений, образовавшихся от 1200 до 600 млн. лет назад (синийский период), выявлено большое разнообразие родов и видов синезеленых и красных водорослей, одновременно раскрывших перед нами и абсолютные скорости роста водорослевых колоний и отражение на их жизнедеятельности влияния 11-летних циклов солнечной радиации. По тому, как ориентированы в пространстве скопления карбонатного материала, созданные жизнедеятельностью водорослевых колоний за длительные промежутки времени, можно определить общее направление светового потока.
Самый главный результат исследований состоит в том, что установлена возможность вскрывать остаточные биогенные структуры у карбонатных стяжений водорослевого происхождения. Таким образом был обнаружен целый мир водорослей и водорослевых сообществ, крайне интересный для развития палеоботанической науки, для сопоставления по этим остаткам отложений разных районов, иногда весьма удаленных друг от друга, как, например, Енисейский кряж и Прибайкалье, район Туруханска и бассейн р. Алдана и т. д.
Требуются еще большие усилия, чтобы раскрыть окончательно эволюцию древнейших водорослей, разработать их систематику и определить масштабы их геологической деятельности.
Можно сказать, что водоросли, и только они, примерно за два миллиарда лет извлекли из биосферы колоссальные количества углекислоты, образовав на ее основе столь же колоссальные количества органических веществ. При отмирании колоний эти вещества послужили жизненной средой для развития других организмов (бактерий и простейших) и в итоге - исходным материалом для образования биохимическим путем углеводородных соединений - нефти и горючего газа. Водоросли способствовали отложению на дне древнейших морей огромных количеств углекислого кальция и отчасти магния. Можно считать, что в пределах современных континентов водоросли отложили за время протерозоя карбонатные породы общей мощностью более 1000 м. Эта их геологическая деятельность сопровождалась часто отложением известковых илов при участии "кальциевых" (денитрифицирующих) бактерий. Синезеленым водорослям часто сопутствовали также железобактерии, иногда господствовавшие в межвегетационные сезоны и образовывавшие в строма толитах железистые пленки.
Систематически очищая биосферу от углекислого газа и бикарбонатов (растворимых карбонатов кальция и магния), водоросли выделили за счет кислорода воды огромные количества свободного кислорода. Этим они существенно изменили свойства среды жизни на Земле, сделав ее пригодной для появления и развития аэробов в широком смысле, т. е. для новых групп микроорганизмов и для животных. Восстановление аммиака и углеводородных соединений деятельностью многих групп бактерий при одновременном накоплении в биосфере больших масс органического вещества привело к концу протерозоя (синия) к накоплению на Земле свободного азота.
Конечно, свободный азот мог накапливаться в атмосфере не только в результате жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий, но и при разложении органического вещества белкового состава в бескислородной среде биосферы того времени. В круговороте веществ в природе такой путь также мог играть важную роль.
Совместная деятельность всех отмеченных групп организмов, обитавших лишь в водных средах Земли, таким образом, в корне изменила состав атмосферы и гидросферы, значительно приблизив его в конце протерозойской эры (570 млн. лет назад) к современному.
Остатки животных в отложениях протерозоя очень редки, но нет сомнения в том, что основы животного мира были заложены одновременно с возникновением мира бактерий и фотосинтезирующих растений. Животные представлены в протерозое мелкими формами, не получившими массового развития и не принимавшими участия в породообразовании. Они пока теряются среди обильно проявившейся водорослевой и бактериальной жизни. Однако все же находки остатков организмов в метаморфических толщах докембрия известны уже в ряде стран мира, в особенности они участились в пределах некоторых горных районов Дальнего Востока, Сибири и на севере европейской части СССР. К таким районам можно причислить и Украину, в частности докембрий Украинского кристаллического массива. В 1958 г. В. В. Бесе в породах криворожской серии наблюдал некоторые "проблематические" остатки организмов, оставшиеся ближе не изученными.
В 1965 г. при микроскопическом изучении конгломератов верхней свиты криворожской серии из района рудника им. М. В. Фрунзе были обнаружены уже хорошо сохранившиеся остатки организмов. В геологическом строении района этого рудника участвуют породы метабазитовой и криворожской серий глубокого докембрия, образующие синклинальную структуру субмеридионального простирания. Верхняя из этих серий сложена различными сланцами, мраморами, песчаниками и конгломератами. Характерной особенностью некоторых сланцев, реже песчаников и мраморизованных известняков, является местами содержание углеродистого материала с переходами даже в углистые сланцы. Конгломераты состоят из окатанных обломков кварцитов, песчаников, гранитов и очень редко из известняков, по-видимому, принадлежащих к более древней серии отложений докембрия. В штуфе керна с глубины в 1344-1345 м, представленном именно конгломератом, была обнаружена галька такого состава с одиночной галькой карбонатной породы с явными остатками организмов. Цемент песчанистый перекристаллизованный, показывающий зеленосланцевую фацию метаморфизма на переходе к амфиболитовой. Абсолютный возраст конгломерата, точнее время его метаморфизма, по данным Ф. И. Котловской (1961), А. П. Виноградова, Л. В. Комлева и А. И. Тугаринова (1965), указывается около 2000 млн. лет.
С помощью прозрачного шлифа в гальке мраморизованного известняка установлены несомненные остатки синезеленых водорослей, в сопровождении нескольких экземпляров остатков кораллообразных представителей беспозвоночных животных, что, конечно, не только для докембрия Украины, но и вообще является большой сенсацией. Остатки водорослей представлены в виде местных скоплений одноклеточных форм, а также водорослевым трихомом, свернутым в спираль, со следами его окружавшей студенисто-слизистой массы (?). Подобный тип сохранности ранее многократно наблюдался. Остатки кораллообразных организмов вскрыты в косых и продольных сечениях, причем их внутренняя полость заполнена или остатками одноклеточных водорослей, или густой массой метаморфизованного органического вещества (битумами?). Кораллиты Aseptalia были узкоконической или роговидной формы с двуслойной стенкой и без каких-либо перегородок.
Не менее древние остатки фауны червей, трубкожилов - Udocania problematica обнаружены А. М. Лейтесом в отложениях битунской свиты удоканской серии Забайкалья, возраст которых определен в 2000-1600 млн. лет. На этом же стратиграфическом уровне в туломозерской свите сегозерской серии ятулия Карелии В. А. Перевозчиковой обнаружены створки раковины.
В отложениях гонамской свиты в бассейне р. Учур (Дальний Восток) автором установлены остатки спикуд губок и двух типов проблематик. Фрагменты спикул губок представлены одноосными спикулами - рабды и спикулами крючковидной формы. В этой же свите в Аяно-Майском районе установлены колониальные водоросли Gonamophyton, широко распространенные в мурандавской свите хребта Малый Хинган Приамурья и щекурьинской свиты восточного склона Приполярного Урала, где были распространены также колониальные водоросли Murandavia.
Обильный материал по древнейшей органике получен из слоев нижнего и среднего протерозоя Южной и Центральной Карелии. Он представлен здесь как исключительно мелкими, так и относительно крупными формами, в числе которых главнейшая роль принадлежит синезеленым водорослям, обитавшим в составе планктона и бентоса. Они представлены как одноклеточными, так и, чаще, колониальными формами, частью в виде сложных биоценозов. Представители бентоса часто развивались последовательно друг на друге в общем процессе, приводившем к образованию соответствующего осадка, охватываемого литогенезом. Отчетливо выражены микрослои, вероятно, обусловленные сезонными изменениями условий жизни фотосинтезирующих организмов. Субстрат иногда был подвижным (песчаники?), причем формировались так называемые онколиты. В составе вещества их наслоений удается различать остатки отдельных видов синезеленых водорослей. Возможен подсчет числа сезонов вегетации при формировании таких образований. Иногда формировались онколиты удлиненной формы, направленного развития. Наблюдались случаи их прижизненного срастания, что могло произойти при делении клеточных колоний. Их вещество первично имело студенисто-слизистую консистенцию, как это и свойственно синезеленым водорослям.