Принцип неполноты геологической летописи (принцип Ч. Дарвина)

Тема 2. Принципы стратиграфии. Время в стратиграфии.

Приступая к изучению горных пород, слагающих земную кору, геологи считают, что в них может храниться информация о тех геоло­гических событиях, которые привели к их образованию (и/или изме­нению). То есть любая горная порода является материальным доку­ментом, отражающим направленное развитие геосферы, а также «эволюцию био-, гидро- и атмосферы. Многогранность процесса об­разования горных пород является основой использования различных методов для решения стратиграфических задач. В свою очередь, это определяет комплексную (разностороннюю) характеристику страти­графических подразделений, принятую в современной геологии.

Методы стратиграфии имеют в своей основе ряд принципов, ко­торые можно разделить на <э£ш/егеологические, <э£ш/естратиграфиче-ские и ^^^стратиграфические.

Принцип актуализма (принцип Ч.Лайеля)

Был сформулирован в XIX веке Ч. Лайелем: «Силы, действую­щие на земной поверхности и под нею в настоящее время, могут быть сопоставимы по роду и степени с теми силами, которые производили геологические изменения в прошлые эпохи».

В России в 50-60-х гг. XX века этот принцип отождествлялся с концепцией униформизма и подвергался суровой критике. В отличие от принципа актуализма, суть концепции униформизма заключается в признании единообразия геологических процессов на всем протяже­нии времени существования Земли.

В настоящее время признано основополагающее значение прин­ципа актуализма при проведении всякого исторического исследова­ния. В частности, он пронизывает всю стратиграфию, используется в других областях геологии, применяется в биологии и географии.

Принцип неполноты геологической летописи (принцип Ч. Дарвина)

Относится к общим положениям стратиграфии и состоит в том, что в геологических напластованиях запечатлена лишь меньшая часть геологической истории, а большая часть приходится на перерывы. Эта мысль впервые была высказана Ч. Дарвином и в дальнейшем раз­вивалась многими учеными. Выяснилось, что наряду с крупными пе­рерывами, важная роль в неполноте геологической летописи принад­лежит бесчисленным мелким перерывам, обусловленным пульсаци-онным характером и прерывистостью самого процесса осадконакоп-ления. Имеется и вторая сторона данного принципа: неполнота (од­носторонность) палеонтологической летописи, т.е. окаменелости, за­ключенные в геологических напластованиях, представляют собой лишь незначительный процент организмов, населявших землю в прошлом. Отсюда затрудняется реконструирование с достаточной полнотой древних фаун и флор, т.к. многие их компоненты бесследно исчезли.

Палеонтологическая летопись, это дошедшие до нас остатки организмов, которые были когда-то представлены обильными и широко распространенными популяциями. Отсюда следует вывод о том, что амплитуда стратиграфического и диапазон географиче­ского распространение ископаемых форм всегда меньше истин­ного распространения этих организмов во времени и пространст­ве (Newell, 1966).

В течение геологического времени виды вымирают и сменяются новыми. Имеются оценки, показывающие, что все виды биосферы сменяются новыми за 12 млн. лет (Teichert, 1956). Скорость смены видов может быть выражена также через среднюю продолжитель­ность существования видов равную 2,75 млн. лет (Simpson, 1952). Ес­ли принять, что сейчас на Земле имеется около 5 млн. видов растений и животных, что это число на протяжении фанерозоя существенно не менялось и что оценка средней продолжительности видов верна (2,75 млн. лет), то можно рассчитать, сколько видов жило на Земле за по­следние 600 млн. лет, прошедших с начала кембрия:

(4,5 • 10⁶)(600 • 10⁶ / 2,75 • 10⁶) = 982 • 10⁶.

Сравнивая эту оценку с числом известных ископаемых видов (150 000), можно сделать вывод, что в палеонтологической летописи сохранились следы всего 0,016 % всех видов, живших в фанерозое (Рауп, Стэнли, 1974). Можно отметить, что на полноту палеонтологи­ческой летописи оказывают влияние не только перерывы в осадкона-коплении, но и такие процессы как биологическое, механическое и химическое разрушение органических остатков.

Преодоление неполноты собственно геологической (стратигра­фической) летописи шло по линии расширения геологических иссле­дований с распространением их не только на территории всех мате­риков, но и на акватории шельфа, а в последнее время и на океаниче­ское ложе.

3) Принцип необратимости геологической и биологической эво­люции

Необратимость геологического развития Земли как планеты Солнечной системы основана на том, что ее эндогенная активность имеет общую тенденцию к снижению в связи с исчерпанием запасов внутреннего тепла. Кроме этого Земля представляет собой открытую систему, подверженную влиянию процессов, протекающих в около­земном космическом пространстве.

В историческом аспекте развитие Земли, как и других планет, началось с «тектоники роста», т.е. с образования ядра. Оно продол­жалось временем господства «тектоники мантийных струй», кото­рая уже в архее начала сменяться в верхних оболочках Земли «тек­тоникой литосферных плит». Подобная смена, вероятно, наблюдает­ся в настоящее время на Венере. Марс уже миновал стадию «текто­никой литосферных плит» и вступил в стадию общего сжатия лито­сферы, а Меркурий и Луна почти полностью утратили глубинную ак­тивность и на них господствуют экзогенные процессы, вызванные внешними воздействиями (Хаин, 1997).

Очевидно, что перечисленные стадии развития планет должны отличаться по видам и интенсивности протекающих на них геологи­ческих процессов.

Говоря о принципе необратимости биологической эволюции, необходимо подчеркнуть, что развитие жизни— это процесс, заклю­чающийся в образовании новых, высших форм, создающих в себе предпосылки для дальнейшего развития. Этим объясняется общая, закономерная тенденция поступательного, восходящего движения —

тенденция развития от простого к сложному. Процесс этот необра­тим, т.е. движение вспять, от высших форм к низшим, от сложных к простым, невозможно (рис. 2.1). В то же время поступательность раз­вития нельзя понимать как плавный процесс, без зигзагов и отклоне­ний. Поступательность реализуется в борьбе различных тенденций, при этом отдельные линии общего развития могут выражать моменты регресса. Положение о необратимости биологической эволюции при­нято в качестве единого принципа и было положено в основу био­стратиграфии или палеонтологического метода в стратиграфии.

4) Принцип объективной реальности и неповторимости страти-
графических подразделений

Все стратиграфические подразделения (стратоны) имеют свое материальное выражение в геологических телах (горных породах, слоях, ископаемых остатках). Таким образом, они содержат в себе ре­зультаты различных геологических событий и объективно отражают суть этих событий.

В стратиграфическом разрезе отражается исторический процесс развития, т.е. очередность соответствующих событий во времени. Они неповторимы во времени, ибо неповторимы в своем развитии те условия, в которых они формировались, и те признаки, по которым они выделены.

Практический смысл этого принципа заключается в необходи­мости преодоления тенденции к субъективному подходу при уста­новлении стратиграфических подразделений.