Пермский период
Пермский период
В конце прошлого столетия многое в истории жизни на Земле было ещё неясным и загадочным. Одну из больших загадок представлял собой пермский — следующий за каменноугольным — период, последний период древней эры.
Учеными была установлена стройная последовательность развития видов на протяжении миллионов лет. Но эта последовательность странным образом прерывалась в пермское время: его морские отложения содержали множество остатков разнообразных морских обитателей, в материковых же отложениях почти не удавалось обнаружить органических остатков.
Отсюда известный английский учёный Мурчисон сделал вывод о крайней бедности пермской наземной жизни. Мурчисон утверждал, что в пермском периоде жизнь была сосредоточена в океане, материки же представляли собой беспредельные каменистые пустыни, покрытые озерами, солеными и мертвыми. Лишь вдоль речных берегов могла существовать жизнь, и то крайне скудная и примитивная.
Мурчисон считался крупным авторитетом. Многие палеонтологи поверили ему и решили, что изучать континентальные пермские отложения — пустая трата сил и времени.
Но некоторым учёным категорическое утверждение Мурчисона представлялось необоснованным. Ведь в каменноугольном периоде растительный и животный мир на суше достиг значительного развития; в отложениях следующей, мезозойской эры обнаружены многочисленные остатки ещё более высокоорганизованных растений и животных. Как же, в таком случае, пермские материки могли представлять собой почти безжизненные пустыни? Такой вывод противоречил твёрдо установленному наукой факту постепенного, прогрессивного изменения живых организмов, всей теории эволюционного развития жизни.
Среди учёных, решительно несогласных с мнением Мурчисона, был молодой русский геолог Владимир Прохорович Амалицкий. Изучая почвы в бывшей Нижегородской губернии, он убедился, насколько широко распространены отложения пермского времени на северо-востоке Европейской России.
«Нужно продолжать поиски. Новые исследования дадут возможность проверить вывод Мурчисона», — решил Амалицкий.
Свои исследования он начал с пестроцветных глин и песков в бассейне Волги и Оки. Вскоре ему посчастливилось сделать первую находку. Недалеко от Нижнего Новгорода он обнаружил множество ископаемых раковинок антракозий — моллюсков, родственных нашим речным беззубкам. Амалицкий сравнил эти раковинки с раковинками таких же моллюсков, найденными в пермских отложениях Южной Африки. Сходство было полным, словно обладатели тех и других раковинок жили вместе. Но южноафриканские моллюски были пресноводными. Значит, антракозии, жившие в пермское время на территории нынешнего Поволжья, обитали в пресной воде. Отсюда следовал вывод: не все озера пермских континентов были горько-солеными, как это утверждал Мурчисон; среди них были водоемы и с пресной водой.
Находка пресноводных пермских моллюсков положила начало замечательным исследованиям Амалицкого, осветившим этот загадочный период истории Земли.
В последующие годы учёный совершил поездку на север, в Вологодскую и Олонецкую губернии. Исследуя верхнепермские отложения северо-востока России, Амалицкий нашел, кроме раковинок антракозий, также мелких ископаемых ракообразных эстерий и отпечатки папоротникообразных растений. Точно такие же ископаемые остатки содержали в себе пермские материковые отложения Южной Африки. Становилось очевидным, что органический мир в верхнепермское время был одинаков на этих столь удаленных друг от друга областях суши.
Ландшафт пермского периода.
Но на южных материках был в пермском периоде богатый животный мир. Во множестве жили там звероподобные пресмыкающиеся и земноводные.
Значит, можно было ожидать, что и на севере будут найдены кости ископаемых животных, подобных южноафриканским.
«Нужны систематические поиски. Они докажут, что северные материки вовсе не были в пермское время безжизненными пустынями», — пришёл к твёрдому убеждению Амалицкий.
Утверждения Амалицкого о сходстве жизни на северных и южных материках в эпоху пермского периода показались его современникам фантастическими. Ему было отказано в ассигнованиях на экспедицию. Тогда Амалицкий решил производить поиски на свои собственные скромные средства. Но где надо искать эти предполагаемые остатки животных пермского времени? Конечно, в первую очередь в верховьях Северной Двины, где так много пермских отложений, легко доступных для обследования в обрывистых склонах крутых берегов.
Летом 1895 года учёный отправился на лодке в свое первое плавание вдоль северодвинских берегов. Его сопровождала жена — верная спутница в путешествиях.
Шаг за шагом исследовал Амалицкий пермские слои, выступившие наружу в обрывистых берегах. Долгое время поиски не давали результатов. Лишь в конце лета была сделана обнадеживающая находка: в одном из оврагов, врезавшихся в береговой обрыв, Амалицкий нашел несколько ископаемых позвонков и обломков черепов и зубов. Они оказались очень сходными с остатками пресмыкающихся, находимых в Южной Африке.
С неослабевающей энергией учёный продолжал поиски в последующие годы. Новая ценная находка обогатила его коллекции: в пермских слоях Амалицкий обнаружил хорошо сохранившиеся отпечатки листьев древних семенных растений — папоротников глоссоптерисов. Эти мощные древовидные растения также росли в пермское время в Южной Африке. Судя по отпечаткам, глоссоптерисы, жившие на севере, ничем не отличались от южноафриканских.
Отпечаток листа глоссоптериса, найденный Амалицким.
Научно-исследовательские работы Амалицкого приобрели известность. Многие крупные учёные стали поддерживать его идеи. И вот наступил день, когда настойчивость учёного была вознаграждена.
Однажды, проплывая в ясное летнее утро возле города Котласа, Амалицкий увидел выступающую из отвесного берега «линзу» — поперечный разрез заполненного песком русла древней реки.
Словно огромная стометровая чечевица, линза темнела на светлом фоне других пород. И в ней, в плотных слоях слежавшегося пермского песчаника, профессор Амалицкий нашел то, что так долго и упорно искал. Пласт оказался богатейшей палеонтологической сокровищницей; он содержал отдельные кости и целые скелеты животных, живших здесь в пермское время. (Палеонтология — наука о вымерших животных и растениях.)
«Линза» — палеонтологическая сокровищница пермского периода, найденная Амалицким.
В Палеонтологическом музее Академии наук СССР есть специальный отдел, называемый Северодвинской галереей. В этом зале стоят скелеты древних животных, найденные профессором Амалицким, лежат в застекленных витринах собранные им окаменелые кости.
Мы идём по галерее, и перед нашим мысленным взором рисуются картины древней жизни, оживает странный и чуждый мир пермского периода…
…Солнце только что встало из-за невысоких холмов, озарив верхушки древовидных хвощей и папоротников, обступивших озеро.
На берег выскочил небольшой ящер и настороженно поднял голову. Его верхняя челюсть, снабженная режущим роговым краем, оканчивалась двумя крупными клыками. Клыкастого ящера не беспокоили выставленные из воды сонные глаза стегоцефала. Его тревожил какой-то неясный шорох за песчаным гребнем. И, в нерешительности повертев головой, ящер снова спрятался в заросли.
Прошла минута, другая… Раздвигая стволы, на поляну вышло огромное, неуклюжее пресмыкающееся. Его толстые кривые лапы поддерживали массивное трехметровое туловище, усаженное костяными бляхами. Широкие костные наросты скуловой области черепа торчали в стороны по бокам приплюснутой головы.
Несмотря на свою устрашающую внешность, это было мирное растительноядное пресмыкающееся парейазавр («щекастый ящер»).
Не предчувствуя беды, парейазавр подошел к озеру и наклонил голову к воде.
Узкое, гибкое туловище показалось над гребнем холма. Полураскрыв пасть, вооруженную кинжаловидными зубами, хищная иностранцевия бесшумно поползла к не замечающему её животному. Стремительный прыжок — и острые когти хищника впились в спину парейазавра…
Пласты пермских пород и находимые в них окаменелые остатки животных рассказывают нам о больших переменах на Земле, происшедших в пермское время.
Пермский период был эпохой усиленного горообразования, начавшегося ещё в каменноугольном периоде. Это новое горообразование охватило весь земной шар. Учёные назвали его варисцийским, сохранив в этом названии память о древнем германском народе варисках. Поднялись громадные горные хребты Тянь-Шаня в Средней Азии. Их вершины, покрытые вечными снегами, возносятся сейчас на высоту 6–7 километров. Гигантским каменным барьером вырос Урал. Образовались могучие цепи Алтая, Аппалачи в Северной Америке, Центральный французский горный массив и многие другие горные хребты.
Снова разверзлись жерла вулканов, извергая на поверхность расплавленные массы глубинных пород. В Сибири обширные площади залиты пермскими базальтами, в Западной Европе — пермскими порфирами. Огромные внедрения магмы вынесли к поверхности земли соединения тяжелых и редких металлов.
Именно в эту эпоху образовались рудные богатства Урала, Алтая, Казахстана: богатейшие месторождения железных и медных руд, платины, золота, соединений свинца, ртути и других металлов.
Горообразование сопровождалось во многих местах отступлением моря и увеличением площади суши. Высокие горные цепи стали барьером на пути ветров, дующих с моря и несущих влагу.
Расширился пояс пустынь. Климат на земном шаре стал более разнообразным. В Северном полушарии образовались три климатические зоны: северная влажная с умеренным климатом, дальше к югу — засушливая зона, за ней — южная, влажная и жаркая. Засушливая зона сильно разрослась к концу пермского периода. В Южном полушарии стоял умеренный климат. По континентам этого полушария в пермское время прошла волна холода. Следы древних ледников обнаружены учёными в Индии, Африке, Австралии и Южной Америке.
Изменившиеся условия существования вызвали смену форм жизни. Вымирают примитивные папоротники и лепидодендроны, резко сокращаются в числе сигиллярии и каламиты. Их начинают сменять новые группы растений: цикадовые, гинкговые, хвойные.
Мы хорошо знаем, какой вид имели эти растения, жившие свыше 200 миллионов лет назад, так как не только сохранились отпечатки их листьев и стволов, но на земле и сейчас живут представители этих растительных групп.
Цикадовые растения, или саговники, напоминали пальмы. У них был толстый ствол с пучком очень длинных перистых листьев на вершине. Сейчас саговники растут в тропических и субтропических странах; у некоторых пород стволы достигают высоты 15–18 метров.
От многочисленных пород гинкговых растений, живших в пермское время, сохранилось дерево гинкго-билоба, растущее у нас в ботанических садах на южном берегу Крыма и на Кавказе, а также в Китае и Японии.
Гинкго-билоба — стройное дерево с гладкой тёмно-серой корой, достигающее 30 метров в высоту.
Его собранные в пучки листья имеют характерную форму треугольной пластинки, разделенной на две лопасти.
Дерево гинкго-билоба, сохранившееся от пермского времени.
А появившиеся в пермском периоде примитивные хвойные деревья были предками современных хвойных пород: сосны, ели, пихты. Листва у них тоже состояла из мелкой игольчатой хвои, семена созревали в шишках. Шишки были и у саговников.
Все эти растения — хвойные, саговники, гинкговые — были голосеменными растениями. Семена у них не были покрыты плодолистиками, как у цветковых растений, а оставались открытыми.
Отсюда и название этих растений — голосеменные.
Саговые пальмы.
Моря по-прежнему населяли рыбы и различные беспозвоночные животные. Среди рыб было особенно много акуловых. Быстрые, с развитым зрением, хорошо приспособленные к водной среде обитания, рыбы оказались очень устойчивой жизненной формой. Многочисленные виды хрящевых рыб вместе с появившимися позднее костистыми рыбами дожили до нашего времени. Стегоцефалы продолжали жить в прибрежных зарослях. Не боящиеся засухи пресмыкающиеся заселяли материки, и с этого времени позвоночные животные становятся распространенными животными на Земле.
Пермское время оставило после себя не только излившиеся на поверхность глубинные базальты и порфиры, но и толщи осадочных материковых пород.
Они образовались в дельтах многочисленных древних рек, на дне обширных озер.
На Печоре и во многих других местах залегает пермский каменный уголь; под Илецком мы добываем калийную соль — ценное минеральное удобрение.
Пермские пласты вообще богаты солями. Горообразовательные процессы нарушили связь пермских морей с океаном. Моря разбились на внутренние бассейны и лагуны. Вода в них усиленно испарялась, отлагая соли, гипс и доломит — минерал, который мы используем сейчас в качестве строительного огнеупорного материала. Огромные залежи пермской соли и гипса имеются в Соликамском бассейне, по реке Каме. Они занимают здесь площадь в 1800 квадратных километров.
Реки, стекавшие с Урала, выносили на нынешнюю территорию Европейской части нашей страны массы песка и красноватых глин, в которых хорошо сохранились скелеты животных и отпечатки растений, населявших Землю в пермское время. Мощные осадочные породы этого периода были хорошо изучены в конце прошлого столетия на территории бывшей Пермской губернии. Учёные решили назвать период пермским.
Около 25 миллионов лет длился пермский период, бывший временем суровых испытаний для живого населения Земли. Но растительный и животный мир выдержал эти испытания, приспособился к новым трудным условиям и пошел в своём развитии по новым эволюционным путям.