Глава 6. Геологические периоды фанерозоя

История периодизации фанерозоя. Геологические периоды и их характеристика. Тектоническое обоснование перподизации; Каледонская, Герцинская и Альпийская тектоно-магматические эпохи. Фанерозойская история континентов и океанов; образование и распад Гоидваны и Лавразии

В последующих главах нам придется многократно упоминать различные подразделения фанерозоя - последних 570 млн. лет история Земли, о которых накоплены наиболее детальные сведения (полученные при изучении пород континентальной коры и, в частности, хранящихся в них достоверных остатков организмов) и которые явились основным предметом исследования классической геологии XIX и первой половины XX в. В итоге классическая геология смогла воссоздать во многих деталях фанерозойскую эволюцию континентальной коры.

О структуре, свойствах и поведении океанской коры классическая геология практически не имела сведений, что крайне затрудняло понимание движений земной коры в целом или, как говорят, глобальной тектоники Земли. Сейчас построение исторической геологии океанской коры (и тем самым земной коры в целом) уже началось, в связи с чем созданное классиками здание современной геологии подвергается революционной перестройке. О некоторых новых воззрениях уже говорилось в предыдущей главе (образование новой океанской коры в рифтовых зонах срединно-океанских хребтов, растяжение океанского дна, заглубление океанской литосферы в мантию в зонах Заварицкого - Беньофа), другие будут рассмотрены ниже. Эта же глава посвящается краткому изложению основных сведений классической исторической геологии фанерозоя.

Термин фанерозой (от греческих слов фанерос - явный, зоэ - жизнь) введен Чедвиком в 1930 г. Доля докембрийских пород в обнажениях на поверхности Земли невелика, в обнажениях же, которые были известны геологам XIX в., она практически была равна нулю, так что для них фанерозойские породы исчерпывали всю геологическую летопись. Еще Ардуино (1759) предложил делить эти породы по степени их древности на первичные, вторичные и третичные (последний из этих терминов сохранился и сейчас, он используется для наименования первого периода кайнозойской эры). Расчленение фанерозоя на три эры - древней жизни (палеозой, PZ, длительностью 340 млн. лет), средней жизни (мезозой, MZ, длительностью 163 млн. лет) и новой жизни (кайнозой, KZ, последние 67 млн. лет вплоть до нашего времени) - окончательно было введено Дж. Филлипсом в 1841 г. С биологической точки зрения палеозой может быть вкратце охарактеризован как эра господства морских беспозвоночных, рыб и земноводных, мезозой - пресмыкающихся и кайнозой - млекопитающих.

Эры делятся на периоды, периоды - на эпохи, эпохи - на века; имеются и еще более мелкие подразделения. Всем им даны наименования в основном по местностям, в которых были встречены наиболее яркие или типичные обнажения соответствующих осадочных слоев. Обобщающая колонка "толщи с окаменелостями" впервые была предложена Чарлзом Лайелем в 1839 г.

В дальнейшем расчленение трех эр фанерозоя на геологические периоды многократно пересматривалось, пока не сложилась современная номенклатура, приведенная в табл. 5. Третичный период разделяют на палеогеновый и неогеновый (в табл. 5 указаны также эпохи); каменноугольный (карбон) - на пенсильванский и миссисипский. В таблице указаны также применяющиеся сокращенные обозначения эр и периодов. Наконец, в ней приведен абсолютный возраст границ между периодами в миллионах лет (и в скобках после наименований эр и периодов - их продолжительность), определенный калий-аргоновым методом и утвержденный Международной геохронологической комиссией в 1965 г. (отметим, что первая шкала абсолютного возраста геологических периодов фанерозоя была составлена А. Холмсом по данным свинцового метода еще в 1947 г.; современная шкала отличается от нее лишь немногим). Дадим теперь краткую характеристику каждому из геологических периодов начиная с самых древних.

Таблица 5. Геологические периоды фанерозоя

Кембрий был выделен английским геологом А. Седжвиком в 1835 г., назван по древнему наименованию английской провинции Уэльс, где встречаются древние сланцы этого периода. В докембрийское время, в конце венда, территории современных континентов были в основном осушенными (как говорят, венд был теократической эрой), а начало кембрия ознаменовалось обширным наступлением моря (трансгрессией), сменившимся затем в середине периода некоторым отступанием (регрессией) во время Салаирской тектоно-магматической эпохи (см. с. 31). Если докембрийская (вендская) фауна была бесскелетной, то в кембрии появились животные со скелетами, раковинами и панцирями. Особое развитие получили трилобиты (рис. 25) - подкласс морских членистоногих, впоследствии вымерших, размерами 2 - 10 см, иногда до 75 см (из ныне существующих животных на них больше всего похожи представители отряда мечехвостов, так называемые кингкрабы). Для раннего кембрия характерны также похожие на губок рифообразующие животные с известковым скелетом археоциаты. Упомянем еще плеченогих (брахиопод) с двустворчатой раковиной и ряд других животных.

Рис. 25. Отпечаток среднекембрийского трилобита (Сибирская платформа)

Ордовик введен как нижняя эпоха силура английским геологом Р. Мурчисоном в 1835 г.; название предложено Лепворсом (4879 г.) но древнему кельтскому племени ордовиков, населявших Северный Уэльс во времена Римской империи; в Уэльсе имеются граувакковые толщи этого периода; в качестве самостоятельного периода утвержден лишь в 1960 г. (21-й сессией Международного геологического конгресса). Его первая половина ознаменовалась обширными трансгрессиями моря, в результате которых середина ордовика оказалась талассократической эпохой; во время этой эпохи наибольшая за весь фанерозой часть площади современных континентов находилась под водой. Конец ордовика ознаменовался регрессией моря. Из животных наряду с трилобитами, брахиоподами, головоногими моллюсками, примитивными иглокожими цистоидеями широкого развития достигли граптолиты - впоследствии вымершие донные и плавающие колониальные морские животные с хитиноподобной оболочкой, образующие подтип в типе полухордовых (из ныне живущих организмов к ним наиболее близки так называемые крыложаберные).

Силур введен Р. Мурчисоном в 1835 г., назван по древнему кельтскому племени силуров, населявших Шропшир в Уэльсе (иногда называют также готлапдием по о. Готланд в Балтийском море, где имеются обнажения пород этого периода). В нижнем силуре произошла крупная трансгрессия моря, сменившаяся в верхнем силуре почти повсеместной регрессией. Из животных наряду со специфическими граптолитами и брахиоподамп широкого развития достигли кишечнополостные - рифообразующие кораллы табуляты и ругозы, а также рачки с двустворчатой раковинкой остракоды и крупные, длиной до двух метров, морские членистоногие эвриптериды (ракоскорпионы, гигантостраки); появились первые рыбы и сухопутные растения - псилофиты и плауновые.

Девон введен А. Седжвиком и Р. Мурчисоном в 1839 г., назван по графству Девоншир в Англии; в качестве типового избран разрез девонских пород в Рейнско-Ардеинской области Европы. Начало девона было теократической эпохой, в течение которой и накопились красноцветные лагунно-континентальные отложения древнего красного песчаника Англии; затем произошли обширные трансгрессии моря. В течение девона проявлялся ряд ранних фаз Герцинской тектоно-магматической эпохи. Наряду с брахиоподами, гигантостраками и кораллами широкого развития достигли морские лилии - криноидеи (остатки которых образовали криноидные известняки), головоногие моллюски - наутилусы и аммониты (в частности, гониатиты), бесчелюстные и панцирные рыбы (так что девон иногда называют "веком рыб"); в конце девона от кистеперых рыб произошли первые земноводные животные - панцирноголовые стегоцефалы. Появились папоротникообразные, птеридоспермовые, плауновые и хвощовые растения, образовавшие на суше первые леса.

Карбон (каменноугольный период) выделен английскими геологами У. Конибиром и У. Филлипсом в 1822 г., назван по слоям каменного угля в породах этого периода. После регрессии в начале карбона и обширной трансгрессии в его нижней половине произошла резкая регрессия моря в середине периода, затем опять наступила трансгрессия моря. Наряду с брахиоподами, кораллами, криноидеями, моллюсками (особенно головоногими, гониатитами и первыми белемнитами), остракодами широкого развития достигли фораминиферы (крупные фузулины), хрящевые и костистые рыбы (в том числе акулы), стегоцефалы, прямокрылые насекомые (в частности, огромные стрекозы). Появились первые пресмыкающиеся, но до их расцвета еще далеко. Леса образовывали гигантские тростники каламиты, древовидные плауновые лепидодендроны и сигиллярии, голосемянные кордаиты и папоротникообразные; в конце периода начался рост хвойных. В многочисленных болотах формировались торфяники, превратившиеся затем в залежи каменного угля.

Пермь выделена Р. Мурчисоном в 1841 г., названа по Пермской губернии России, где в организованной им экспедиции с участием нескольких западноевропейских геологов изучались обнажения пород этого периода (на 10 лет раньше этот период был выделен бельгийским геологом О. д'Аллуа по разрезу в Саксонии и Тюрингии под названием Пенеенского, т. е. пустого, безрудного). Она началась интенсивной регрессией моря, приведшей в конце периода к установлению длительной теократической эпохи, продолжавшейся еще и в триасе. На северном суперконтиненте Лавразии в обширных лагунах засушливой субтропической зоны отлагались осадки испарения эвапориты - доломиты, ангидриты, гипсы, каменная и калийная соли Соликамска и немецкого Цехштейна, а во влажной экваториальной зоне накапливались массы отмершей растительности, превратившиеся затем в каменноугольные залежи Советского Союза (Кузбасс, Печора) и Китая. На южном суперконтиненте Гондване, по-видимому в области Южного полюса, имелось обширное континентальное оледенение, следы которого в породах этого периода имеются в Антарктиде, Африке, Индии, Австралии и Южной Америке. Из животных процветали фузулины, брахиоподы, акулы, стегоцефалы и звероподобные пресмыкающиеся тероморфы (в том числе огромные хищники иностранцевии), достигли расцвета и насекомые, зато почти исчезли трилобиты и говиатиты.

Триас введен Ф. Альберти в 1834 г., назван по его составу в континентальных отложениях Западной Европы из трех слоев: пестрого песчаника, раковинного известняка и кейпера (тремя годами раньше был выделен О. д'Аллуа под названием Кейперского). Начало триаса было теократическим, затем произошли трансгрессия, образование ряда краевых морей на периферии Тихого океана и, по-видимому, раскол Гондваны на две части: африкано-американскую и индо-австралийскую. В триасе обновилась и морская, и наземная фауна. Широкого развития достигли аммониты, двустворчатые моллюски, шестилучевые кораллы, морские ежи, бурно развились пресмыкающиеся, особенно ящеротазовые динозавры (ужасные ящеры); появились первые водные пресмыкающиеся - плезиозавры и ихтиозавры, а также первые мелкие млекопитающие; к концу периода окончательно вымерли стегоцефалы. В наземной растительности начали преобладать голосемянные цикадовые, гинкго и хвойные.

Юра выделена французским геологом А. Броньяром с 1829 г., названа по швейцарско-французским Юрским горам (в 1822 г. вводилась У. Конибиром и У. Филлипсом под названием оолитовой системы, тогда как название юрская предлагалось в то же время А. Гумбольдтом). Начало юры ознаменовалось ранней фазой Альпийской тектоно-магматической эпохи, после чего последовала трансгрессия моря (в частности, по-видимому, начал формироваться Индийский океан), а в конце периода - следующая фаза Альпийского горообразования. Наряду, с губками и рифообразующими кораллами, двустворчатыми, брюхоногими и головоногими моллюсками (из последних активно обновлялся состав аммонитов, достигли расцвета белемниты), морскими ежами, лилиями и рыбами широко развились ихтиозавры и плезиозавры, появились гигантские формы наземных растительноядных и хищных динозавров, а также летающие ящеры и зубастые птицы. Богатой была папоротниковая, хвощовая и голосемянная растительность.

Мел выделен О. д'Аллуа в 1822 г., назван по слоям белого мела, относящимся по возрасту к верхней половине этого периода. За небольшой трансгрессией в начале мела и последующей регрессией последовала одна из самых глубоких трансгрессий фанерозоя.

В это время, по-видимому, формировалась Южная Атлантика, а конец мела ознаменовался значительной регрессией (с образованием Скалистых гор Восточных Анд). В море господствовали фораминиферы (в частности, появились нуммулиты), рифообразующие колонии двустворчатых моллюсков рудистов, аммониты с раковинами разнообразных и причудливых форм (иногда огромными, диаметром до 3 м), костистые рыбы, крупные пресмыкающиеся - ихтиозавры (до середины периода), плезиозавры, а в верхнем мелу также мозозавры длиной до 12 м. На суше преобладали пресмыкающиеся, в том числе самые крупные хищники за всю историю Земли тираннозавры, крупные травоядные игуанодоны, крупные летающие ящеры птеранодоны с размахом крыльев до 8 м. В конце периода появились первые беззубые птицы и плацентарные млекопитающие, а аммониты, белемниты, рудисты, динозавры, плезиозавры и многие другие животные вымерли. Из растений в меловом периоде вначале преобладали папоротники и голосемянные, однако еще в нижней половине мела появились покрытосемянные, а во второй его половине они уже завоевали господство.

Третичный период вводился еще Ардуино в 1759 г.; он фигурировал и в схеме Ч. Лайеля, по позже был поделен на два периода. Палеоген был введен Бауманом в 1866 г. как расширение эоцена Лайеля. В течение этого периода осуществился ряд фаз альпийского горообразования, сформировались осевые хребты современных Атласа, Пиренеев, Альп, Карпат, Крыма, Кавказа, Конетдага, Памира и Гималаев; происходил ряд мелких и по крайней мере одна значительная трансгрессия с последующей регрессией в конце периода. В палеогене, по-видимому, сформировалась Северная Атлантика и возникли разломы рифтовых зон Восточной Африки. Максимально развились крупные фораминиферы - нуммулиты (так что палеоген иногда называют нуммулитовой системой), а также мелкие планктонные фораминиферы глобигерины и глобороталлии; развились брюхоногие и двустворчатые моллюски, сократилось число брахиопод. Очень распространились млекопитающие - древние хищники креодонты, от которых возникли первые копытные (всеядные кондилятры), а от них в конце периода - травоядные парно- и непарнокопытные. В палеогене появились обезьяны, в конце периода - первые хоботные. В этот период в Австралии возник самостоятельный центр развития однопроходных (таких, как утконос и ехидна) и сумчатых, а в Южной Америке - центр развития сумчатых, неполнозубых (броненосцы, ленивцы, муравьеды) и низших обезьян.

Палеоген делят на три эпохи: нижний (P₁), или палеоцен, введенный В. Шимпером в 1874 г.; средний(P₂), или эоцен, введенный Ч. Лайелем в 1833 г. (от греч. слов эос - заря и кенос - новый); верхний (P₃), или олигоцен, введенный Г. Бейрихом в 1854 г.

Неоген введен австрийским геологом М. Хёрнесом в 1853 г., по образующие ого эпохи миоцен, Ni, и плиоцен N₂ (что означает "менее новая" и "более новая"), были выделены по итальянскому разрезу еще в 1833 г. Ч. Лайелем. Этот период теократический, с наибольшим осушением территорий современных континентов за весь фанерозой. В нем окончательно сформировались современные горные системы Альпийской складчатости: Альпы, Аппенины, Карпаты, Балканы, Крым, Кавказ, Поит и Тавр, Гималаи, Анды, Кордильеры, горные области Белуджистана, Камчатки, Японии, Филиппин, Новой Гвинеи, Новой Зеландии. Происходило формирование новых рифтовых зон на континентах в областях Красное море - Восточная Африка, Байкал - Ангара - Баргузин, долина Рейна. В начале неогена возникло оледенение Антарктиды, к концу периода - в горных странах.

Основой для распознавания различных слоев морских отложений неогена являются двустворчатые моллюски отряда пластинчатожаберных, брюхоногие моллюски, фораминиферы и остракоды. В мире наземных животных появился ряд новых семейств и среди их представителей - медведи, собаки, гиены, хоботные мастодонты и динотерии, гигантские тигры, носороги, антилопы, олени, овцы, первые свиньи, трехпалые лошади гиппарионы, человекообразные обезьяны. Наиболее разнообразной фауна была в Евразии. В Северной Америке не было мастодонтов, оленей и обезьян, хищников было меньше, а копытных больше, чем в Евразии; миграция животных из Евразии в Северную Америку началась в позднем миоцене (по-видимому, в области Чукотка - Аляска). В Южной Америке развивались специфические сумчатые, копытные, грызуны, гигантские неполнозубые, плосконосые обезьяны; Миграция животных из Северной Америки в Южную началась лишь в среднем плиоцене. Австралия с ее специфическими сумчатыми оставалась изолированной. Растительность, близкая к современной, свидетельствовала о постепенном похолодании. В конце неогена в приарктических областях континентов появились хвойные леса и даже тундры.

Четвертичный период выделен французским ученым Ж. Денуайе в 1829 г. Название дано как дополнение к "первичным, вторичным и третичным" слоям пород (по Ардуино). Соответствующие этому периоду рыхлые континентальные отложения выделялись А. Вернером под названием аллювия еще в 70-х годах XVIII в. В 1823 г. английский ученый У. Бакленд разделил их на более древний дилювий - отложения "всемирного потопа" - и более молодой аллювий. В 1832 г. Ч. Лайель назвал дилювий плейстоценому т. е. "наиболее новым"; позже его стали называть также ледниковым периодом, а послеледниковое время - голоценому т. е. "самым новым". Наконец, в 1922 г. русский геолог А. П. Павлов предложил для четвертичного периода название антропоген, чтобы отметить формирование человека и человеческого общества в течение этого периода.

Четвертичный период отличается многократными сменами климатических похолоданий и потеплений. Вовремя похолоданий в высоких широтах возникали континентальные оледенения (и в связи с переходом в них значительных количеств воды из океанов уровень последних понижался на 100 - 150 м - это один из видов глобальных колебаний уровня моря в отличие от региональных, вызываемых вертикальными движениями земной коры, и от локальных колебаний); вне ледниковых областей устанавливался влажный климат; происходило понижение температуры поверхностных вод океана, даже в тропиках она снижалась на 6°С. Во время потеплений континентальные ледяные щиты стаивали, уровень океана повышался, климат внеледниковых областей становился более сухим. Колебания климата не только вызывали миграции животных и растительности из-за изменений среды их обитания, но и способствовали появлению некоторых новых видов; так, например, во время максимального (среднечетвертичного) оледенения появились мамонты и шерстистые носороги.

Комиссией по международной карте четвертичных отложений Европы в 1932 г. принято деление четвертичного периода на нижний, или эоплейстоцен (завершающийся окончанием Миндельского оледенения Альп, около 300 тыс. лет тому назад), средний, или мезоплейстоцен (завершающийся окончанием Рисского оледенения, около 75 тыс. лет тому назад), верхний, или неоплейстоцен (завершающийся окончанием Вюрмского оледенения, документируемым моренами Сальпаусселькя в Южной Финляндии, 10,8 - 10,1 тыс. лет тому назад), и голоцен. Более детальное расчленение плейстоцена, связанное с чередованием фаз оледенений, мы рассмотрим в главе 10, посвященной эволюции климата.

Завершив на этом краткую характеристику геологических периодов фанерозоя, перечень которых приведен в табл. 5, попытаемся понять, почему геологи расчленили фанерозой именно таким, а не каким-либо другим образом. Основания для того или иного расчленения даются изменениями от слоя к слою, во-первых, свойств осадочных пород (отражающих изменения условий осадкообразования в конкретном регионе в соответствующие периоды времени, являющиеся, в свою очередь, следствием прежде всего предшествующих горизонтальных и вертикальных движений земной коры, т. е. ее тектоники) и, во-вторых, ископаемых остатков организмов (отражающих уровень развития жизни на Земле).

В развитии жизни, конечно не было никакой периодичности, и палеонтологические данные никаких оснований для термина "период" не содержат. Хотя расцвет тех или иных организмов относился к определенным промежуткам времени (например, мы говорили об эре морских беспозвоночных, рыб и земноводных - палеозое, эре пресмыкающихся - мезозое, эре млекопитающих - кайнозое, веке трилобитов - кембрии, веке рыб - девоне, об аммонитах юры и нуммулитах палеогена, ассоциировали мамонтов с плейстоценом), однако границы этого расцвета в большинстве случаев были размытыми (например, трилобиты существовали не только в кембрии, но и в течение всего палеозоя, а пресмыкающиеся не только в мезозое, но и еще в карбоне, некоторые из них процветают и сейчас). Создавая хорошую основу для распознавания слоев разного возраста, палеонтологические данные, по-видимому, все же не дают однозначной естественной периодизации истории фанерозоя. К этому вопросу мы еще вернемся в следующей главе.

Рис. 26. Тектоно-магматические эпохи фанерозоя. Римские цифры - трансгрессии, зачернены теократические эпохи

Данные о свойствах осадочных пород, позволяющие судить прежде всего об их континентальном или морском происхождении, показывают, что многие территории современных континентов неоднократно то заливались морем, то осушались, Палеогеографические карты показывают, что зачастую одновременно с осушением одних участков континентов другие покрывались морем. Однако эти процессы, как правило, не уравновешивались и суммарная площадь покрытых морями территорий современных континентов то увеличивалась, то уменьшалась. Иными словами, происходили планетарные трансгрессии и регрессии моря, которые мы перечисляли при характеристике геологических периодов фанерозоя. Это чередование трансгрессий и регрессий изображено на качественном графике рис. 26.

Судя по рис. 26, конец венда был теократической эпохой. В кембрии, ордовике и силуре прошли три волны трансгрессий (первые две - только на континентах северного полушария, особенно на Сибирской и Китайской платформах), закончившиеся теократической эпохой в начале девона. В среднем и верхнем девоне и дважды в карбоне прошли еще три волны трансгрессий (особенно на Русской платформе), после чего наступила длительная теократическая эпоха, охватившая почти всю пермь и триас. В юре, а затем особенно интенсивно в верхнем мелу и, наконец, в палеогене опять прокатились волны трансгрессий; с неогена установилась новая теократическая эпоха с современным распределением суши и моря. Все же признать периодизацию, приведенную в табл. 5, естественной (а именно: имеющей тектоническую основу) довольно трудно из-за того, что не каждая фаза горообразования, завершающая планетарную регрессию, служит границей между геологическими периодами, а также вследствие того, что фазы горообразования не имели подлинно глобального характера, а проявлялись лишь в некоторых регионах и притом не вполне одновременно,

В фанерозое выделяют в первую очередь Каледонскую (нижнепалеозойскую) тектоно-магматическую эпоху (название предложено французским геологом М. Бертраном в 1887 г. по латинскому названию Шотландии). Она проявилась, во-первых, по западной, периферии Европейской платформы, на Грампианской геосинклинали (названной по Грампианским горам в Шотландии) - в Ирландии, Уэльсе, Шотландии, Скандинавии, Шпицбергене и на восточной периферии Североамериканской платформы - в Анпалачах, Нью-Фаундленде и в Гренландии; во-вторых, в Центрально-Азиатском складчатом поясе - в Центральном Казахстане, Саянах, Алтае и Монголии, а также в Восточном Китае; в-третьих, в Восточной Австралии, на Тасмании и в Антарктиде. В подвижных поясах этой эпохи преобладал морской режим, происходило огромное осадконакопление, имели место вулканизм и плутонизм (в частности, образовывались обширные гранитные батолиты); в Аппалачах, Скандинавии и в Центрально-Азиатском поясе сформировались зоны с офиолитовыми ассоциациями пород (см. главу 5). Образовавшиеся в эту эпоху каледониды ныне являются невысокими сглаженными горами с осадочным плащом над складчатым докембрийским и нижнепалеозойским фундаментом.

Во-вторых, выделяют Герцинскую (Варисцийскую, верхнепалеозойскую) тектоно-магматическую эпоху (первое название дано М. Бертраном по горной группе Центральной Европы, называвшейся древними римлянами Герцинским лесом; второе название дано австрийским геологом Э. Зюссом по древнему наименованию Кур Варискорум области Саксония - Тюрингия - Бавария). Ранняя фаза этой эпохи в конце девона - начале карбона проявилась в Андах, Аппалачах, канадской Арктике, Западной Европе и в Куэнь-Луне. Последующее фазы охватили зоны между Русской, Сибирской, Китайской и Таримской платформами (Тибет - Гиндукуш - Каракорум - Тянь-Шань - Алтай - Куэнь-Лунь, Урало-Сибирская зона, Урал, хребет Бырранга на Таймыре), Предкавказье, Кавказ, Донбасс, территорию Западной Европы (Францию, Испанию), Южной Америки (Анды) и Северной (Аппалачи, часть североамериканских Кордильер), северо-западную периферию Африки, Восточную Австралию. Интенсивное горообразование происходило преимущественно в приплатформенных зонах с надвигами на платформы. Герциниды ныне представляют собой средние и высокие, но не островерхие горы с мезокайнозойским осадочным плащом в низинах и складчатым докембрийским и палеозойским фундаментом.

Третьей является Альпийская (мезокайнозойская) тектоно-магматическая. эпоха. Ее фазы охватили зоны: Тетис от Гибралтара до Малайского архипелага, Западно-Тихоокеанскую от Новой Зеландии и Юго-Восточной Австралии до Камчатки и Чукотки и Восточно-Тихоокеанскую - Кордильеры и Анды. В триасе складчатого горообразования еще не было, но происходил интенсивный вулканизм в "огненной зоне" Кордильер - Анд и в Восточно-Сибирской зоне. В юре к нему добавился базальтовый вулканизм в Африке и Бразилии, а в мелу - также и в Индии. В палеогене развилось средиземноморское горообразование, а позже оно охватило и периферию Тихого океана. Альпиды - это высокогорные страны с высочайшими островерхими вершинами и глубокими долинами, в которых складчатый фундамент включает породы всех предыдущих периодов, а осадочный чехол еще только начинает формироваться.

Геологи неоднократно пытались найти какую-нибудь причину кажущейся периодичности или квазипериодичности тектонических процессов на Земле в целом. Установив длительности Каледонской, Герцинской и Альпийской эпох - около 180, 180 и 200 млн. лет соответственно, некоторые авторы обратили внимание на их близость к галактическому году (т. е. к периоду обращения Солнечной системы вокруг центра тяжести Галактики, составляющему около 180 млн. лет) и предложили объяснять квазипериодическое повторение тектоно-магматических эпох изменениями галактического гравитационного потенциала в окрестностях Солнечной системы вследствие эллиптичности ее орбиты в Галактике, хотя о такой эллиптичности вовсе нет никаких фактических данных. Эта фантазия сродни предположениям о расширении Земли вследствие уменьшения со временем гравитационной постоянной (о котором также нет никаких фактических данных) или космологического расширения Вселенной (хотя и известно, что оно не затрагивает размеров планет, звезд и галактик, а касается лишь расстояний между далекими галактиками, слабо взаимодействующими друг с другом). Подобные фантазии лишь уводят в сторону от выяснения истинных, внутренних причин квазипериодичности тектонических процессов - таких, как конвективные циклы (см. главу 3).

Рис. 27. Изменения суммарной площади покрытых морями территорий современных континентов (по Л. Эгьеду (1957))

После качественного графика последовательности трансгрессий и регрессий фанерозоя (см. рис. 26) рассмотрим теперь аналогичный количественный график (рис. 27), построенный венгерским геофизиком Л. Эгьедом (1957) но данным палеогеографических карт Н. М. Страхова, соответствующих максимальным трансгрессиям (черные кружки), и карт Х. Термье и Г. Термье, соответствующих умеренным уровням трансгрессий (белые кружки). На графике приведены суммарные площади покрытых морями территорий современных континентов в различные периоды фанерозоя. На нем видно, что площадь суши, испытывая резкие колебания во времени, в течение фанерозоя в общем возрастала (т. е. в среднем происходила эвстатическая регрессия моря). Однако общий объем воды в Мировом океане убывать не мог, наоборот, вследствие продолжающегося вулканизма и дегазации лав (хотя и менее интенсивных, чем в наиболее активные времена протерозоя) количество воды в гидросфере должно было увеличиваться (см. кривую 2 на рис. 15).

Следовательно, либо росла высота континентов, либо углублялись котловины океанов, либо происходило и то, и другое (и плюс к этому во время ледниковых периодов уровень океана мог понижаться на 100 - 200 м из-за перехода части воды в континентальные ледники). Однако средний уровень континентов (ныне равный 840 м; см. рис. 3) регулируется законом Архимеда (так как континенты могут рассматриваться как глыбы легкого сиаля, плавающие, как айсберги, на более плотном веществе мантии, см. рис. 6) и для заметного повышения этого уровня нужно существенное увеличение объема континентов, вряд ли имевшее место в течение фанерозоя. Поэтому остается рассмотреть фанерозойскую историю океанов. Конечно, говоря о палеоокеанах, т. е. об океанах прошлого, нам тем самым придется говорить и о палеоконтинентах и прежде всего о фанерозойских суперконтинентах Гондване и Лавразии, которые нам уже пришлось упоминать в конце главы 2 и в настоящей главе при характеристике некоторых геологических периодов фанерозоя.

Гондвана (от племени гондов и района Вана в Центральной Индии) - суперконтинент южного полушария, который, но мнению австрийского геолога Э. Зюсса, южноафриканского геолога А. Дго-Тойта и многих других ученых, существовал с начала палеозоя (после Байкальской тектоно-магматической эпохи) до конца триаса и состоял из основных частей современной Южной Америки (без Анд). Африки (без гор Атласа, но с Аравией), Антарктиды, Австралии (без восточной горной периферии), п-ова Индостан (без Гималаев) и о. Мадагаскар. Одним из аргументов в пользу гипотезы существования Гондваны было обнаружение на всех ее современных частях, в том числе в северных тропиках Индии, обширных следов огромного пермо-карбонового континентального оледенения, которых на континентах северного полушария мало или вовсе нет; в то время в Гондване развивалась специфическая растительность умеренного холодного климата с обилием папоротникообразных глоссоптерисов и хвощей.

Рис. 28. Континентальное и океанское полушария Земли

Лавразия (от Лаврентьевского, т. е. Канадского, щита и от Азии) - суперконтинент северного полушария, который, но гипотезе Э. Зюсса, образовался вследствие соединения Североамериканской и Восточно-Европейской платформ после позднекаледонской фазы горообразования в начале девона и присоединения к ним после герцинского горообразования в карбоне внегондванских азиатских платформ (по-видимому, кроме Китайско-Корейской). Вначале Лавразия была отделена от Гондваны океаном Палео-Тетис, образовавшимся еще в ордовике, но в конце карбона - начале перми Северо-Западная Африка вошла в контакт с Северной Америкой, закрыв на этом участке Палео-Тетис. Объединенные Лавразия и Гондвана образовали Папгею (эту гипотезу высказал еще в 1912 г. немецкий геофизик Альфред Вегенер). Пангея просуществовала до конца триаса, когда начали образовываться Саргассово море, отделившее Африку от Северной Америки, и новый Тетис (вероятно, чуть южнее Палео-Тетиса), отделивший Евразию от Гондвапы. Отделение Евразии от Северной Америки (т. е. распад Лавразии) началось еще в юре и окончательно завершилось в палеогене.

По всем глобальным палеогеографическим реконструкциям на Земле в течение фанерозоя (а возможно, и в более древние времена) всегда имелись океанское полушарие, занятое в основном Тихим океаном и почти свободное от континентов, и континентальное полушарие, в котором группировались почти все континенты (рис. 28).

Такая асимметрия была особенно резко выражена во времена Пангеи (пермь - триас) и, возможно, также Мегагеи Г. Штилле (начало рифея). Она должна быть типичной для эпох с одноячейковой конвекцией в мантии Земли, с полюсом подъема вещества в центре океанского и полюсом опускания в центре континентального полушария. Если при переходе к двухъячейковой конвекции ось последней (соединяющая полюсы опускания вещества) будет устанавливаться хотя бы приблизительно перпендикулярно оси симметрии предшествовавшей одноячейковой конвекции, то океанское полушарие будет при этом оставаться океанским.

Второе замечание касается понимания процессов соединения и распада континентов. В курсе исторической геологии Н. М. Страхова (1948) на основании разнообразных и обширных геологических данных излагается представление об образовании и распаде Гондваны и Лавразии. Их образование описывается как результат процессов горообразования предшествовавших тектоно-магматических эпох, причем, поскольку на соответствующих палеогеографических картах положение современных континентов принималось неизменным (фиксизм), по-видимому, имелось в виду горообразование на дне океанов, разделявших части суперконтинентов. Распад же суперконтинентов описывался как результат опускания под уровень моря некоторых их частей, вероятно, с превращением в них континентальной коры в океанскую (океанизация, требующая базификации, т. е. замены кислых пород основными). При таком толковании возникают трудности. Горообразование на дне океанов нам известно в основном только двух типов: образование срединно-океанских хребтов в рифтовых зонах, приводящее не к закрытию, а, наоборот, к раскрытию океанов, и образование островных дуг над зонами Заварицкого - Беньофа, требующее растяжения океанского дна в рифтовых зонах.

С позиции движения континентов ("мобилизм") соединение континентов может быть результатом буквального столкновения литосферных плит, несущих континентальную кору; так, например, образование Гималаев толкуется как результат столкновения Индостанской платформы с Азией. Распад же континента трактуется как результат появления под ним восходящего движения в мантии, образования рифтовой зоны и растяжения литосферных плит в обе стороны от этого разлома с формированием между ними океанской коры. В качестве примера первой стадии этого процесса указываются рифтовые долины в Восточной Африке, пример следующей стадии - образование Красного моря.