Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир

Суша становилась все более орошаемой. Вместо бурных потоков потекли величавые реки с усмиренным прибрежной растительностью течением и обширным водосборным бассейном. Однако деревья не только укрепляли берега: после сезонных половодий, смывавших существенные участки леса, в каменноугольных реках стали появляться завалы из древовидных плаунов, кордаитов, других деревьев, и вокруг завалов намывались валы и острова. Намывные острова и косы в свою очередь обрастали лесом и превращались в долговременные преграды. Создавая барьеры в виде крепких бортов и лесистых островов, растения заставили реки меандрировать — образовывать плавные излучины — и пробивать себе новые проходы, размывы и перехваты между соседними излучинами. Отложения таких рек выглядят как сложная система из косослоистых линз, состоящих из зерен различной размерности, от галечников до аргиллитов, доля которых особенно велика, с градационными циклами (зернистость пласта закономерно уменьшается от его подошвы к кровле), с промоинами, заполненными осадками другого состава (рис. 27.1). Появились насыщенные влагой, периодически затопляемые поймы с вытянувшимися вдоль них галерейными лесами. Время от времени размывы богатых органическим веществом пойменных отложений приводили к формированию черноводий — насыщенных растворенным и взвешенным органическим веществом вод, плавно стекавших в близлежащие моря. Когда взвесь оседала в спокойных приречных условиях, получался плодородный слой для роста еще более пышной растительности.

Моделирование эффекта влияния наземной растительности на формирование речной сети в лабораторных бассейнах показывает, что примерно так оно и было: быстро идущие в рост зеленые насаждения (в таких опытах используется скороспелая люцерна) превращают текучую мелкую сплетенную сеть в плавный глубокий меандрирующий поток менее чем за шесть суток. Причем растения становятся руководящей и направляющей силой уже к концу вторых суток. Дело в том, что для образования излучин скорость отступления размываемого, внешнего, борта должна уравновешиваться скоростью наступления противоположного намываемого, внутреннего. И если бы не растения, укрепляющие размываемую сторону, то русло просто бы расширялось, вновь и вновь превращаясь в «докембрийскую» сплетенную сеть, независимо от слагающих берег отложений (глина, песок или галька). Побочным результатом образования самоподдерживающегося меандрирующего русла является появление в нем намывных участков — островов и речных кос. Перенос результатов эксперимента, с учетом масштабирования, на реальную местность предполагает формирование излучин у реки шириной 40 м и глубиной 1,5 м за период от пяти до семи лет.

Да и седиментологические свидетельства весьма красноречивы, что показывает изучение 178 кембрийско-девонских ископаемых рек: остатки корневой системы становятся обычными с уровня 410 млн лет, промышленные залежи каменного угля (признак существования лесов) — с 390 млн лет, лесных завалов — с 330 млн лет; конечно, преобразуются и речные (аллювиальные) отложения — возрастает доля пойменных илов и глин (отчасти являвшихся результатом длительного переноса частиц, отчасти — биохимического разложения минералов) и тонкозернистых песчаников, тогда как грубозернистых и особенно аркозовых песчаников (с плохо окатанными песчинками) становится меньше. Одна из причин снижения доли богатых калием аркозов как раз заключается в том, что растения и грибы в буквальном смысле целенаправленно изымают этот элемент из калиевого полевого шпата, разрушая минерал. Возрастает и мощность речных отложений, которые принимают вид линзовидных нагромождений, поскольку накапливаются значительное время (рис. 27.1). Это и означает, что реки жили дольше и текли дальше, превращая крупные угловатые песчинки в мелкие, хорошо окатанные зерна и илистые частицы и осаждая все это в виде мощных пластов.

Под сенью лесов насытились влагой почвы, накопились грунтовые воды и настоялись непересыхающие столетиями и тысячелетиями озера и старицы, в которых начали заводиться пресноводные животные — щитни, ветвистоусые раки, эутикарциноиды (Euthycarcinoida), насекомые, а также улитки и двустворки, рыбы, среди которых выделялись древние акулы, и земноводные. (У эутикарциноидов, обитавших в пересыхающих водоемах 490–240 млн лет назад, членистый панцирь до 10 см длиной подразделялся на головной отдел с усиками-антеннами и челюстями-мандибулами, туловище с 12–14 парами простых членистых конечностей и длинный хвост.) Поскольку донные осадки в таких водоемах, а также меандрирующих реках долгое время накапливаются в водной среде, их начинают ворошить свои, пресноводные, биотурбаторы (прежде всего, членистоногие и их личинки), следы деятельности которых становятся заметны в верхнесилурийских отложениях. Особенно быстро стали развиваться пресноводные сообщества 320–310 млн лет назад — под сенью каменноугольного леса.

Глава 28. Зачем рыбам суша?