Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Руководящие ископаемые – это особые виды ископаемых, которые стратиграфы и геологи используют в качестве ключей, так сказать, для раскрытия последовательности горных пород на протяжении времени. Руководящие ископаемые представлены конкретными животными или растениями, которые населяли обширный географический район на протяжении относительно короткого времени, отличались от других видов или подвидов, были широко распространены и легко идентифицируются. Ключевые признаки руководящих ископаемых позволяют геологам разделять слои на основе их морфологии (формы) и распространения.

Например, давно вымершие трилобиты (группа морских артропод, класс Trilobita) считаются основными руководящими ископаемыми палеозойской эры. Существовали тысячи видов этих морских беспозвоночных, которые со временем менялись определенным образом (рис. 3.1, слева). Господство трилобитов закончилось с самым крупным когда-либо зафиксированным вымиранием, свидетельства которого обозначают завершение палеозойской эры и четко определяют границу пермского периода с последующим триасовым. Точно так же основными руководящими ископаемыми мезозойской эры являются аммониты с их спиральными раковинами (рис. 3.1, справа). Аммониты были плодовитыми животными, давшими начало множеству видов, которые позволяют геологам идентифицировать и соотносить геологические слои, а их вымирание знаменует окончание мезозоя.

Рис. 3.1. Слева: трилобит среднего кембрийского периода, гора Стивенс, Британская Колумбия (Mark A. Wilson, 2009); справа: аммонит, Лайм-Реджис, побережье Дорсета, Великобритания (Fluffybiscuit, 2010)

Как мы видели, работы палеонтолога Мэри Эннинг наряду с работами других ученых, в том числе немецкого палеонтолога Фридриха фон Квенштедта и его ученика Альберта Оппеля в 1850-х гг., стали основой для разработки аммонитовых зон – картографированных зон, определяющих возраст комплекса горных пород на основе изменений аммонитов. Аммонитовые зоны калиброваны для отложений по всему миру, в том числе в слоях Западного Внутреннего пролива мелового периода – крупного внутреннего моря, которое когда-то простиралось от Канады до Мексики и на протяжении более 30 млн лет разделяло Северную Америку на два массива суши.

Аммониты быстро скользили сквозь воды Западного Внутреннего пролива, в то время как на его берегах оставались дорожки следов динозавров и их скелеты. Над его широкими солеными потоками летали птерозавры. Там, где сегодня на высоте 1,5 км возвышается Денвер и Скалистые горы, когда-то, в зависимости от периода времени, глубина пролива составляла от 182 м (ровное дно) до 200–500 м (дно с котловинами). Дно было сложено из бедного кислородом ила с промежуточными слоями песка, что создавало идеальные условия для сохранения ископаемых останков. В конечном итоге материал литифицировался, превращаясь в сланцы Пирр, формацию Ниобрара и другие комплексы. Эти горные породы оказались подняты наверх примерно 40–70 млн лет назад вместе с молодыми Скалистыми горами в результате процесса горообразования, который называется ларамийским орогенезом.

Геологи определили возрастные зоны в сланцах Пирр, рядом с Лавлендом, штат Колорадо, на основе распределения различных видов аммонитов (см. цветную вклейку 3.2); зона карты, обозначенная голубым цветом, представляет самый молодой возраст, характеризующийся одним видом из рода Sphenodiscus[128]. Геологи также используют для разграничения времени виды головоногих моллюсков с прямой раковиной – белемнитов.

И аммониты, и белемниты могут дать дополнительную информацию об условиях среды, в которой они жили. В частности, белемниты выстраивались вдоль течения, следовательно, их ископаемые раковины, которые называются рострами, указывают направление движения воды. Исследования раковин аммонитов и ростров белемнитов раскрывают и другие климатические параметры, такие как температура воды.