Алексей Розанов - Что произошло 600 миллионов лет назад

Совершенствование методики обработки образцов в лабораториях, значительное увеличение чувствительности приборов позволяет теперь получать надежные результаты по породам, которые еще несколько лет тому назад казались безнадежными для определения в них первичной намагниченности. Теперь это стало возможно и по красным известнякам и даже по сероцветным известнякам и доломитам.

Очень большое количество материала было обработано по разрезам юга Сибирской платформы (реки Лена и Алдан), где расположены классические разрезы верхов докембрия и раннего кембрия. Лабораторные исследования были проведены в двух американских лабораториях в Принстоне и Пасадене проф. Д. Киршвинком. Проанализировано было несколько сотен образцов, отобранных через каждые 20—50 см по разрезу. Сходимость результатов, полученных при анализе образцов, взятых из параллельных разрезов, оказалась удивительно хорошей, и поэтому на эти результаты можно смело опереться. Итак, было установлено, что палеоэкватор в томмотское время проходил через Сибирскую платформу с северо-запада на юго-восток (рис. 33). Движение этого блока земной коры (Сибирская платформа) в течение раннего кембрия происходило стабильно на юг-юго-запад, и уже к среднему кембрию он находился между 20-ми и 50-ми южными широтами. Сама Сибирская платформа была несколько повернута по отношению к сегодняшнему ее положению.

Таким образом, перемещение Сибирской платформы в течение раннего кембрия (30 млн. лет) составило более 30°, т. е. около 1° за 1 млн лет. Но не скорость движения Сибирской платформы нас сейчас интересует. Главное — это то, что в начале раннего кембрия она находилась в приэкваториальной зоне, и то, что здесь формировались рифогенные образования, вытянутые поперек Сибирской платформы вдаль так называемой «переходной зоны», игравшей роль седиментационного барьера (между двумя совершенно разными бассейнами). Напрашиваются здесь, конечно, определенные аналогии с современными барьерными рифами, но в раннем кембрии это еще были ненастоящие рифы в их современном понимании. Крайне интересно и то, что эта рифоподобная полоса в течение раннего кембрия перемещается и направление ее перемещения противоположно направлению движения Сибирского блока в целом. В этом можно усмотреть дополнительное подтверждение правильности выводов о направлении миграции Сибирского блока земной коры. Высокой степени достоверности данные были получены также по Монголии, Австралии и Северной Америке.

Если посмотреть на современную карту, то разница между районом среднего течения рек Лены и Алдана, где проводились палеомагнитные наблюдения на Сибирской платформе, и районом: аймака Алтай и Монголии, где также были получены палеомагнитные данные, составляет около 15°. Аналогичный результат (11°—14°) был получен и для разницы раннекембрийских палеоширот.

Близкое к палеоэкватору положение занимал в раннем кембрии запад Северной Америки, а вся она находилась в основном в южном полушарии. Последовательные определения палеомагнитных характеристик по всему раннему кембрию показали, что Северная Америка постепенно перемещалась на север (здесь опять нужно иметь в виду положение самой Северной Америки относительно направления С—Ю, которое отличалось практически на 90°).

Очень интересные результаты были получены при исследовании раннекембрийских пород Австралии. Они показали, что юг Австралии в это время находился чуть севернее экватора и вся она располагалась в северном полушарии. Исходя из палеомагнитных данных по кембрию, достаточно очевидно и близкое положение друг к другу, по крайней мере, континентальных блоков, составлявших древний континент Гондвану (Южная Америка, Африка, Антарктида, Индия и Австралия).

В последнее время более или менее корректные данные получены по южному Китаю (провинция Юньнань). Они позволяют думать, что платформа Янцзы находилась также в приэкваториальной зоне, но в северном полушарии.

И все же полная картина взаимного положения континентальных блоков на основании имеющихся данных по палеомагнетизму восстановлена быть не может. Более того, как я уже говорил, существует несколько вариантов построения общей картины, в том числе учитывающих и результаты палеомагнитных исследований. Но здесь существует еще одна трудность метода, недоучет которой может привести к серьезным ошибкам. Хорошо, когда пробы для палеомагнитного анализа взяты из хорошо датированных (прежде всего по фауне) пород. Но очень часто, особенно раньше, образцы брались из пород, которые были более всего перспективны с точки зрения самого метода, т. е. с точки зрения установления первичной палеонамагниченности. Но таковыми считались прежде всего породы красных окрасок, содержащие железистые минералы, образовавшиеся в специфических условиях аридного климата, ненормальной солености и т. д. Естественно, что такие породы, как правило, или совсем не содержат фауны, или она очень редка. Возраст таких отложений определяется обычно в широких пределах. Конечно, такие данные все равно интересны, но непригодны для детальных (точных) глобальных построений.

Другой тип пород, считавшихся более перспективными для палеомагнитных исследований,— это эффузивные и интрузивные породы, т. е. породы магматического происхождения, излившиеся из вулканов или интрудировавшие осадочный чехол. Определение возраста таких пород производится не по органическим остаткам, а по соотношению с другими породами, которые они прорывают, или по радиоизотопным данным. Такие определения возраста очень приблизительны и таят в себе много ошибок. Поэтому самые идеальные лабораторные палеомагнитные результаты не могут компенсировать «грубости» каменного материала, по которому проведены эти исследования.

Итак, подведем итог: на сегодня для кембрия уже существует значительное (но еще недостаточное) количество корректных палеомагнитных данных, полученных из пород, хорошо охарактеризованных фауной (т. е. точно датированных), что позволяет быть уверенными в том, что Сибирь и Монголия, запад Северной Америки, Австралия и Китай находились в приэкваториальной зоне.

В последние десятилетия довольно интенсивно развиваются различные методы определения палеотемператур. Эти методы невозможно точно проконтролировать, но разные косвенные соображения дают возможность попять реальность оценок палеотемператур, которые получены этими методами. Правда, следует признаться, что прикидки возможных палеотемператур делались и ранее, еще в 50-е годы, на основе исследований специфики осадконакопления (например, накопление красноцветных карбонатов, эвапоритов и т. д.). По аналогии, вероятно, с современными условиями К. К. Зеленов считал, что, например, толщи томмотского и атдабанского ярусов Лены и Алдана накапливались в мелководном бассейне с температурами воды 28—30°.

Долгое время после этого конкретные исследования по нижнему кембрию не проводились, а некоторые выводы были сделаны из интерполяции данных по более молодым отложениям и теоретическим расчетам по верхнему докембрию. Так, например, Н. А. Ясаманов приводит для верхнего докембрия цифры 35—45°. Трудно, правда, попять, имеются ли в виду средние температуры, или речь идет о том, что такие температуры рассчитаны для каждого конкретного места (Тиман, Прибайкалье, Восточные Саяны и др.) Н. А. Ясаманов пишет, что эти расчеты каким-то образом связаны с наличием строматолитов. Как полагает автор, все это относится к позднему рифею, но не вполне ясно, о какой части позднего рифея (R3) идет речь. Ведь продолжительность R3 около 200—300 млн. лет. Но попробуем принять эту цифру и посмотреть па другие данные по более молодым эпохам.

Для девона Закавказья, Урала и Восточно-Европейской платформы приводятся цифры 24—31° с некоторым увеличением в этих пределах от начала девона (D) к концу. Если огрубить ситуацию и считать, что от R3 к D шло постепенное снижение температур, то в кембрии мы должны бы иметь 30—33°. Эта цифра, как мы видим, незначительно отличается от предложенной К. К. Зеленовым, исходившим из совершенно других посылок.

Уже в самые последние годы материал по нижнему кембрию Сибирской платформы вновь стал объектом пристального исследования. Были изучены данные по содержанию магния в типичном для осадочных пород минерале глауконите. Поскольку между температурой и соленостью морской воды существует прямая зависимость, то соотношение распределения магния и палеотемператур должно находиться также в определенной зависимости. И. В. Николаева рассмотрела данные по мезозойским отложениям ряда регионов и получила хорошую сходимость результатов с палеотемпературными данными Н. А. Ясаманова, полученными на основании изучения соотношения изотопов кислорода и отношений Mg/Ca в карбонатах.