Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Вміст органічних залишків у гірських породах. Палеонтологічні методи

Прекрасними індикаторами середовища є викопні рештки рослин і тварин. Їхні рештки досліджує наука палеонтологія. Палеонтологічні методи поділяють на дві групи: палеофлористичні (палеоботанічні) та палеофауністичні (палеозоологічні). Вивчають залишки ссавців, риб, молюсків, великих рослинних залишків: деревини, листя, плодів, насіння, а також мікроскопічних рослинних залишків: спори і пилку, діатомей, форамініфер тощо. Вони найбільше поширені в четвертинних відкладах. Визначають залежність давніх організмів від умов середовища проживання, і особливо, від рельєфу і тих чинників, які його створювали.

Суть палеонтологічних методів полягає у виявленні значного просторового поширення викопних решток організмів, яке дає змогу виконувати на їхній підставі кореляцію (зіставлення) розрізів, що бувають значно віддалені один від одного [2]. Дослідження особливостей поховання решток організмів може розповісти про тектонічні, геоморфологічні і кліматичні умови минулих епох, дає змогу проводити палеогеографічні реконструкції.

Зазвичай виділяють два типи поховань: викопні рештки, поховані на місці їхнього проживання (автохтонні поховання) або залишки перенесені водними потоками або вітром перед похованням (алохтонні поховання, від грец. слів “інший” і “земля”, тобто має походження з іншої місцевості).

Під час характеристики залишків рослинного і тваринного походження зазначають:

  • ступінь різноманітності форм за їхньою систематичною належністю;
  • еколого-морфологічні особливості організмів (ознаки, які розкривають специфічність середовища);
  • ступінь збереження залишків, що засвідчує умови перенесення та поховання;
  • форма збереження органічних залишків, яка може бути пов’язана не лише з умовами поховання, а й геохімічним режимом осадонагромадження (окислювальні, відновні фації);
  • спосіб розміщення й орієнтування органічних залишків у породі (можуть визначати обстановку поховання).

Вивчаючи поховання давніх рослин і тварин, треба також звертати увагу на ступінь багатства залишків, співвідношення між залишками різних груп організмів, ступінь збереження решток, характер поширення різних груп у розрізі.

Ступінь збереження решток свідчить про динаміку середовища і в деяких випадках виявляє їхнє перенесення перед похованням. Вивчаючи поховання давніх рослин і тварин, в обов’язковому порядку потрібно зазначати, чи трапляються їхні залишки, наприклад, у вигляді цілком збережених раковин, чи їхніх фрагментів тощо. Що більше розламаний палеонтологічний матеріал, то більше він піддався перенесенню. Іноді вдається помітити, що подовжені залишки тварин розташовуються на площинах нашарування порід і орієнтовані в певному напрямі. Це дає змогу визначити напрям стародавніх течій.

Багатство викопних залишків визначають за їхньою кількістю на одиницю об’єму породи. Наприклад, можна з’ясувати, що в такому-то відслоненні в середньому на кубічний дециметр вапняку трапляється три раковини копалин. У багатьох випадках така точна кількісна оцінка неможлива, особливо коли в шарі трапляються не цілі раковини, а їхні фрагменти. В такому випадку ліпше говорити про відносне різноманіття, вживаючи вирази “дуже часто”, “часто”, “рідко”, “дуже рідко” [38].

Кількісні співвідношення між залишками різних організмів у автохтонному похованні може дати уявлення про будову давніх співтовариств рослин і тварин. Досліджуючи цей показник, складають кругові діаграми співвідношення різних груп викопних решток у похованні.

У глинах, суглинках і лесах поширені дуже дрібні біологічні залишки. Щоб виділити їх з масиву породи, треба взяти шматок породи (1-6 дм3), промити його водою, підставляючи сито з діаметром отворів не більше 0,5 мм. Дрібнозем вийде через отвори, а на ситі залишаться дрібні раковини молюсків чи інші органічні залишки. Їх висушують, пакують у м’який матеріал і транспортують у лабораторію. Надалі детально вивчають під мікроскопом. Описують відслонення, з якого були взяті проби.

Оскільки в різні відрізки четвертинного періоду Землю населяли різні комплекси організмів, то є змога зробити стратиграфічне розчленовування четвертинної товщі. Виключне значення для стратиграфії антропогену має споро-пилковий аналіз, оскільки стійкі до зовнішніх впливів спори і пилок наявні практично в усіх генетичних типах відкладів. Цей метод називають ще палеопалінологічним. Його суть полягає в тому, що з шару беруть зразок відкладів, і з нього виділяють спори та насіння. Потім визначають палінологічний спектр – видовий склад рослинності та процентний вміст зерен пилку або спор кожного виду. Спектр характеризує рослинність, а отже, і клімат того відрізка часу, в якому накопичився цей шар. Відбираючи серії зразків – знизу доверху вздовж всього горизонту – отримують відомості про динаміку рослинності за відповідний час. Результати аналізів графічно зображують у вигляді палінологічних (споро-пилкових) діаграм, які мають також інформацію про зміну кліматичних умов. Сума палінологічних спектрів дає палінологічний комплекс, який відрізняється для кожного міжльодовикового періоду плейстоцену. Найліпше пилок і спори зберігаються в торфі, сапропелі та інших органогенних породах [20].

У стратиграфії четвертинних товщ застосовують діатомовий метод. Він ґрунтується на вивченні кремнієвих панцирів діатомових водоростей, які проживають у прісних і солоних водоймах. Можливості його застосування зумовлені тим, що крем’яні стулки прекрасно зберігаються і широко розповсюджені, а самі діатомеї не тільки швидко еволюціонували, а й чуйно реагували на зміну природних умов.

Для кліматостратиграфічних і палеогеографічних цілей застосовують також вивчення черепашок прісноводних молюсків. Вивчають малакофауністичними методами, які передбачають виділення комплексів викопних молюсків. За його допомогою вивчили розрізи лесових порід, які містять поховані ґрунти, і довели, що клімат часу накопичення лесів був набагато суворішим від клімату етапів ґрунтотворення.

Остракодологічний аналіз використовують для розчленування континентальних і морських відкладів. Остракоди – дрібні черепашкові рачки, тіло яких укладено в двостулкову рогову або вапняну раковину. Живуть вони у прісних і морських водах, найбільшу кількість останків приурочено до озерних, шельфових і лиманних відкладів, а також до старичного та заплавного алювію. Остракоди вирізняються широким географічним поширенням, високочутливі до зміни навколишніх умов – їхнє вивчення допомагає виявити коливання температур і солоності, глибини і динаміки вод.

Форамініферовий аналіз також використовують для кліматостратиграфії четвертинних порід. Метод застосовують тільки до морських осадів, оскільки форамініфери (або корененіжки – морські бентосні або планктонні тварини, які мають вапняну черепашку) не трапляються в прісних водах. Форамініфери слугують індикаторами температури та солоності вод, вмісту розчиненого кисню, глибини басейну [20].

Вагоме палеогеографічне значення мають знахідки залишків ссавців. Найбільша кількість решток міститься в русловому алювії рівнинних рік, ярково-балковому пролювії, карстових порожнинах. У більшості випадків скам’янілості представлені розрізненими кістками, іноді знаходять зуби, бивні мамонтів, фрагменти скелетів тварин. Вікове датування відкладень за ними майже неможливе, оскільки велика ймовірність, що кістки можуть бути перевідкладені. Знахідки цілих кістяків приурочені до торфовищ, а в багаторічномерзлих породах іноді виявляють і туші тварин.

Унікальні знахідки давніх тварин, законсервовані в озокеритовому озері, були знайдені біля с. Старуні Богородчанського району Івано-Франківської обл. У 1907 р. тут, під час підземних робіт у копальні озокериту, випадково спочатку знайшли тушу мамонта на глибині 12,5 м, а потім, на глибині 17,6 м – великий фрагмент забальзамованого волохатого носорога. Знахідки стали сенсаційними в науковому середовищі і прославили Старуню на весь світ. Зараз вони є частиною колекції Державного природознавчого музею НАН України у Львові. Ці великі знахідки разом із супутніми рештками рослин і комах стали важливим джерелом для наукової реконструкції середовища та клімату плейстоценової тундри.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом