Природные закономерности квартера
Природные закономерности квартера
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Поскольку четвертичная геология связана с чрезвычайно обширным перечнем естественных и даже гуманитарных наук, то и арсенал используемых ею методов отличается большим разнообразием. Здесь мы познакомимся с теми из них, которые употребляются наиболее часто. Методы объединены в три группы: стратиграфического расчленения четвертичной толщи, абсолютной геохронологии и определения генезиса отложений. Понятно, что такое объединение носит условный характер, поскольку при решении определенных задач в каждом конкретном случае один и тот же метод может применяться для разных целей: например, палеонтологические методы помогают не только произвести стратиграфическое разделение отложений, но и поставляют информацию о генезисе пород. Поэтому, для получения достоверных результатов, при решении проблем любого рода необходимо пользоваться максимально возможным набором самых разных методов. В отдельную группу выделены геоморфологические методы, отличающиеся универсальностью использования.
Методы стратиграфического расчленения
Четвертичной толщи
Стратиграфия является одной из основных проблем изучаемой науки. Поскольку главной особенностью развития природы в квартере явилась смена теплых этапов холодными, то и выделение более мелких временных отрезков опирается на определение количества и специфики таких этапов. Следовательно, стратиграфия четвертичных накоплений производится, как правило, по климатическому принципу – используемые при этом методы призваны разделить четвертичные отложения на группы, формировавшиеся в диаметрально противоположных климатических условиях: ледниковых и межледниковых. С этой целью применяются методы палеонтологические, а также палеомагнитный, изотопно-кислородный и другие.
2. 1. 1. Палеонтологические методы
Палеонтологические методы заключаются в изучении останков (или отпечатков) живых организмов и подразделяются на две группы: палеофлористические (палеоботанические) и палеофаунистические (палеозоологические). Залегающие в горных породах окаменевшие органические останки называются фоссилиями (от латинского fossilis – ископаемый). Совокупность, или комплекс органических останков, содержащихся в породе, называется ориктоценозом (от греческих oriktos – ископаемое, kenos – общий).
Анализируя возможности применения палеонтологических методов для стратиграфии квартера, необходимо иметь в виду следующее. Изучение окаменелостей, найденных в дочетвертичных слоях, позволяет весьма точно оценить время их накопления – в первую очередь, благодаря обнаружению руководящих организмов, то есть используя биостратиграфический принцип. Вместе с тем, для четвертичных отложений такой подход оказывается неприемлемым. Обусловлено это малой продолжительностью квартера в целом и, тем более, входящих в его состав ледниковых и межледниковых эпох – на Земле попросту не успевали возникнуть и широко распространиться новые, руководящие виды. Поэтому главная цель изучения фоссилий в четвертичной геологии – восстановление не единичных организмов, а целых ассоциаций, в силу чего в геологии квартера принято выделять фаунистические и флористические комплексы. Анализ этих комплексов позволяет достаточно уверенно определить палеоклиматические условия того времени, когда обитали данные организмы. Следовательно, палеонтологические методы поставляют информацию для палеогеографических и палеоэкологических реконструкций. Поскольку в разные отрезки квартера на Земле обитали разные комплексы организмов, то появляется возможность произвести стратиграфическое расчленение четвертичной толщи – но уже на базе климатостратиграфического принципа (смотри также радел “Принципы и методы стратиграфии квартера”).
В разрезе четвертичных отложений наблюдается чередование отложений, накопившихся ледниками в холодные этапы, с озерными, болотными, аллювиальными и прочими, содержащими органику породами, возникшими в теплые межледниковые этапы. Осадки гляциальные являются переотложенными и палеонтологически немыми – обнаруженные в них фоссилии не позволяют оценить возраст пород. Поэтому пролить свет на развитие природы в отдаленном прошлом могут лишь отложения теплых этапов развития, а также породы, сформировавшиеся во время оледенений, но за пределами распространения глетчеров. Необходимо подчеркнуть, что главными источниками знаний о развитии природы в квартере служат межледниковые горизонты.
Палеофлористические методы, в свою очередь, разделяются на две группы: изучения микрофоссилий (пыльцы, спор и водорослей) и макрофоссилий (плодов, семян и отпечатков растений). Их применение базируется на том, что даже малейшие колебания климата отражаются в составе растительных останков
Палеопалинологический метод (споро-пыльцевой) имеет исключительное значение для стратиграфии квартера по той причине, что устойчивые ко внешним воздействиям споры и пыльца присутствуют практически во всех генетических типах отложений. Именно споро-пыльцевой анализ лежит в основе всех новых стратиграфических схем квартера Беларуси. Суть метода заключается в том, что из слоя берется образец отложений, и из него выделяются споры и семена. Затем определяют палинологический спектр – видовой состав растительности и процентное содержание зерен пыльцы или спор каждого вида. Таким образом, спектр характеризует растительность, а значит и климат того отрезка времени, в котором накопился данный слой. При отборе серии образцов – снизу вверх по всему горизонту – получают сведения о динамике растительности за соответствующее время. Результаты анализов графически изображаются в виде палинологических (споро-пыльцевых) диаграмм, поставляющих информацию и о смене климатических условий. Примеры палинодиаграмм приведены в последующих разделах пособия (рис. 25, 27, 30). Сумма палинологических спектров дает палинологический комплекс, отличающийся для каждого межледниковья плейстоцена. Лучше всего пыльца и споры сохраняются в торфе, сапропеле и других органогенных породах.
Палеокарпологический метод опирается на изучение плодов и семян покрытосеменных растений, захороненных в четвертичных отложениях. Его стратиграфическая роль гораздо ниже, поскольку такие останки сохраняются плохо, а количество диагностических признаков у них обычно невелико. Для исследований этим методом наиболее пригодны осадки болотные и озерные.
Диатомовый метод базируется на изучении кремневых панцирей диатомовых водорослей, обитающих как в пресных, так и в соленых водах. Возможности его применения в стратиграфии обусловлены тем, что кремневые створки прекрасно сохраняются и пользуются широким распространением, а сами диатомеи не только быстро эволюционировали, но и чутко реагировали на смену природных условий.
Палеофаунистические методы опираются, в первую очередь, на исследование экологически обусловленных комплексов животных. Чаще всего в четвертичной геологии изучают останки млекопитающих, моллюсков и планктонных организмов.
Изучение останков млекопитающих разделяется на исследование останков крупных и мелких наземных животных.
Маммологические методы посвящены исследованию останков крупных млекопитающих. Животных плиоцена и квартера объединяют в фаунистические комплексы, состав и время обитания которых рассматривались ранее. Наибольшее количество останков содержится в русловом аллювии равнинных рек, овражно-балочном пролювии, карстовых полостях. В большинстве случаев фоссилии представлены разрозненными костями, причем возрастная датировка отложений по ним почти невозможна, поскольку велика вероятность, что кости переотложены. Находки целых скелетов приурочены к торфяникам, а в многолетнемерзлых породах иногда обнаруживаются и туши животных.
Микротериофаунистические методы позволяют изучать мелких млекопитающих (грызунов, насекомоядных и др.). Эти останки встречаются несравнимо чаще, нежели кости крупных животных, и приурочены к тем же типам отложений. Из-за малых размеров, кости грызунов быстро разрушаются, поэтому сохранность фоссилий обычно низкая. Наибольшее количество пригодных для изучения находок представлено зубами, уцелевшими благодаря прочному покрову эмали.
Изучение раковин пресноводных моллюсков, производимое с помощью малакофаунистических методов, также предполагает выделение комплексов ископаемых моллюсков. Успешнее всего такой анализ применяется в климатостратиграфических и палеогеографических целях. С его помощью изучены разрезы лессовых пород, содержащие погребенные почвы – доказано, что климат времени накопления лессов был гораздо суровее климата этапов почвообразования.
Остракодологический анализ используется в климатостратиграфических целях при расчленении как континентальных, так и морских отложений. Остракоды – мелкие ракушковые рачки, тело которых заключено в двустворчатую роговую или известковую раковину. Обитают они как в пресных, так и в морских водах, наибольшее количество останков приурочено к отложениям озерным, шельфовым и лиманным, а также к старичному и пойменному аллювию. Остракоды отличаются широким географическим распространением, и обладают высокой чуткостью к изменению окружающих условий – их изучение позволяет выявить колебания температур и солености, глубины и динамики вод.
Фораминиферовый анализ также используется для климатостратиграфии четвертичных пород. Метод применим только к морским осадкам, поскольку фораминиферы (или корненожки – морские бентосные или планктонные животные, обладающие известковой раковиной) не встречаются в пресных водах. Фораминиферы служат индикаторами температуры и солености вод, содержания растворенного кислорода, глубины бассейна.
Примерно по тому же принципу, что и палеонтологические методы, используют палеопедологический метод, посвященный изучению погребенных почв. Ископаемые почвы отражают всю совокупность природных условий времени своего формирования, следовательно, по ним можно производить палеоклиматические реконструкции. Наиболее эффективно палеопедологический анализ применяется в изучении лессовых пород.
2. 1. 2. Палеомагнитный и изотопно-кислородный методы
Палеомагнитный метод, изначально служивший целям стратиграфии более древних этапов развития Земли, находит все большее применение в четвертичной геологии. Основу метода составляет признание того факта, что знаки намагниченности полюсов Земли непостоянны во времени, а направление линий магнитного поля фиксируется кристаллами магнитных минералов, оседающими в водной среде или магматическом расплаве. Кроме того, изменяется и географическое положение магнитных полюсов, что также “консервируется” ориентировкой кристаллов. Поскольку названные вариации носят глобальный характер, то палеомагнитный метод позволяет коррелировать время осадконакопления на самых удаленных территориях. Исследованию подвергаются образования эффузивные, морские, озерные, аллювиальные, лессовые.
Продолжительность этапов, когда знак полярности и расположение магнитных полюсов были постоянны, в истории планеты неодинаковы. Смена знака полярности получила название инверсии магнитного поля.
Магнитные эпохи – длительные отрезки времени (сотни тысяч лет), на протяжении которых знак намагниченности полюсов сохранялся. Внутри магнитных эпох выделяются магнитные эпизоды – кратковременные этапы инверсии магнитного поля.
Магнитные экскурсы – отрезки времени, когда геомагнитный полюс смещался на достаточно большое расстояние, а затем возвращался обратно.
Магнитным эпохам кайнозоя присвоены порядковые номера, считая от современной: Брюнес – первая. Следовательно, эпохи с нечетными номерами обладают прямой (нормальной) полярностью, а с четными – обратной полярностью. Предшествующие геомагнитные эпохи именуются Матуяма (№ 2), Гаусс (№ 3), Гильберт (№ 4).
Последняя продолжительная инверсия (ранга эпохи) произошла около 780 тыс. л. н., и этот переход получил название “граница Матуяма – Брюнес”. Во многих стратиграфических схемах квартера, в том числе и в унифицированной схеме четвертичных отложений Беларуси, с названным рубежом совпадает начало четвертичного периода. Существует, однако, и другое мнение, согласно которому нижняя граница квартера лежит гораздо ниже – вблизи кровли слоя, накопившегося во время эпизода прямой полярности Олдувей, т. е. примерно 1,76 млн. л. н. [6].
Изотопно-кислородный метод, разработанный американским геохимиком Ч. Эмилиани, применяется для изучения морских осадков. Следовательно, наряду с палеомагнитным, он относится к числу ведущих современных методов, используемых не только для региональной стратиграфии, но и для глобальных корреляций. Данный анализ опирается на то, что в скелетах морских животных (створках фораминифер) содержатся разные изотопы кислорода: 18О и 16О, а доля каждого из них зависит от температуры и солености воды. Причем как рост температуры, так и опреснение воды понижают соотношение 18О/ 16О, поскольку падение температуры на 1 ºС ведет к росту доли изотопа 18О на 0, 02 %. Поэтому на графике, отражающем изменение данной пропорции во времени, четко отражается смена условий ледниковых (воды холодные и соленые) межледниковыми (теплыми и опресненными). В результате исследований океанических отложений, накопления верхнего кайнозоя были разделены на изотопно-кислородные ярусы, счет которых идет от современности к древности. Нечетным номерам ярусов отвечают теплые этапы, а четным – холодные. В новой версии стратиграфической схемы квартера Беларуси нижняя его граница совпадает с рубежом между 37 и 36 ярусами, тогда как согласно унифицированной схеме она расположена между 19 и 18 ярусами.
Контрольные вопросы
§ На какой принцип опирается стратиграфия четвертичных отложений?
§ Какова специфика применения палеонтологических методов в четвертичной геологии?
§ Из каких отложений выделяются фоссилии для стратиграфического расчленения плейстоцена?
§ Перечислите методы, применяемые для стратиграфии четвертичной толщи.
§ Как называются этапы смены знака или расположения магнитных полюсов?
§ Какие методы наиболее эффективны для глобальной стратиграфии четвертичных отложений?
ИСТОРИЯ НАУКИ
Развитие науки на Украине
В истории изучения четвертичных образований территории республики можно выделить два этапа, различающихся уровнем знаний о строении, составе и закономерностях формирования четвертичной толщи. Первый этап охватывает промежуток времени от начала XIX века до середины ХХ, а второй – годы после завершения Великой Отечественной войны.
Контрольные вопросы
§ Перечислите гипотезы, объясняющие происхождение четвертичных пород.
§ Кого называют создателями ледниковой гипотезы?
ЧАСТЬ II
И межледниковых эпох
Во внеледниковых зонах, охватывавших преимущественно тропические широты, климат и характер экзогенных процессов не изменялся – эти процессы, подчиняясь закону широтной зональности, были такими же, как и в современности. Следовательно, здесь продолжали накапливаться те же типы осадков, что и на доледниковом этапе развития. Нужно лишь отметить, что по причине морской регрессии, сопровождавшей каждое оледенение, площади осадконакопления на суше возрастали, а в океане сокращались. Установлено, что во время крупнейших по объему оледенений уровень Мирового океана понижался на 100–120 м [24]. Кроме того, временами резко увеличивалась влажность в пустынных регионах тропических широт. Связано это с тем, что развитие ледниковых покровов могло приводить к сильному сдвигу ветровых поясов, и западные ветры, смещаясь далеко в низкие широты, приносили обильные осадки в ныне засушливые области. Такие климатические этапы называют плювиальными. Во время плювиалов на территории Сахары возникала густая речная сеть, развивалось множество озер. Об этом свидетельствуют не только речные и озерные осадки плейстоцена, но и найденные здесь наскальные рисунки, на которых изображены жирафы, буйволы и слоны. О том же говорят найденные в пещерах рыболовецкие принадлежности древнего человека и кости животных.
По мере потепления и роста влажности климата происходило восстановление природной зональности. В соответствии с климатическими этапами, на захваченных ранее ледниками равнинах формировались лесные ландшафты: таежных и смешанных лесов во время предоптимума, и хвойно-широколиственных и широколиственных в фазу оптимума. Установлено, что на протяжении каждого нового межледниковья формировались свои, отличные от предыдущих интергляциалов растительные ассоциации. Поэтому изучение флористических останков позволяет определить возраст не только межледниковых отложений, но и стратиграфическую приуроченность выше- или нижележащих моренных горизонтов.
Тундровые животные исчезали, их место занимали обитатели лесов и лесостепей. Распространение биоты привело к развитию процессов почвообразования, активному накоплению органогенных и других типов отложений термогенной формации.
Резко изменялись и геолого-геоморфологические процессы. На смену морозному выветриванию приходило температурное и химическое. В условиях возросшей влажности начались суффозионные процессы. Постепенное вытаивание погребенных льдов обусловило развитие термокарста. Термокарст – это процесс вытаивания подземных льдов и последующего проседания земной поверхности. Он происходит тогда, когда глубина сезонного оттаивания грунтов превышает глубину залегания подземных льдов. В результате термокарста возникают блюдцеобразные котловины – аласы. В разрезе склонов аласов отчетливо видны вызванные просадкой деформации слоев горных пород (изменения угла падения слоев, сбросы и др.). Если термокарстовые западины расположены вплотную друг к другу, то между ними воздымаются останцовые бугры, именуемые байджерахами [20]. Процессы термокарста к концу фазы предоптимума завершались.
Рост температур способствовал освобождению Мирового океана ото льда, испарение с его поверхности возрастало. Восстанавливалась доледниковая схема циркуляции атмосферы, и циклоны несли налитые влагой тучи на просторы материков. По наполнившимся водой руслам мчались бурные потоки, размывая и вынося обломки, загромоздившие речные долины во время оледенения. Мощь воды еще более усиливалась возросшими уклонами русел, поскольку происходило гляциоизостатическое поднятие территории, освободившейся от чудовищного давления. Поэтому на первом этапе межледниковья в работе рек господствовала глубинная эрозия, шло формирование надпойменных террас. В фазу оптимума продольные профили русел приближались к кривой равновесия, скорость течения ослабевала, развившаяся боковая эрозия расширяла речные долины, достигшие стадии зрелости. Особенностью развития речных долин была унаследованность – располагались они примерно там же, где и до оледенения. Одновременно с аллювиальными процессами, на крутых склонах, не успевших покрыться растительностью, оживало оврагообразование, а у подножий задернованных пологих склонов накапливался делювий. Влажный и теплый климат обеспечивал накопление в озерах торфянистых сапропелей, если же временами климат иссушался, то на дно оседали карбонатные породы. Рост увлажнения приводил к подъему грунтовых вод и заболачиванию, накоплению торфяников.
Одновременно с таянием льдов, рос уровень Мирового океана. Поскольку скорость изостатического подъема суши была несравнимо ниже, то морские воды затапливали низинные побережья. Результатом морских трансгрессий плейстоцена явилось чередование ледниково-морских и шельфовых отложений на поверхности приморских равнин севера Европы, Западной Сибири и Северной Америки.
В конце фазы постоптимума происходило чередование все более коротких волн тепла и все более продолжительных холода, усиливалась сухость, и обводненность рек уменьшалась, озера заполнялись осадками, в составе которых уже преобладали минеральные, торфонакопление в болотах ослабевало. Растительность становилась скуднее и разреженнее, активизировалась работа ветра.
Контрольные вопросы
§ Какие экзогенные силы господствовали на территориях ледниковых и внеледниковых зон во время ледниковых и межледниковых этапов?
§ Какие отложения свидетельствуют о стадийности развития ледников?
§ Как изменялось строение осадочного чехла и рельефа к концу каждого оледенения и межледниковья?
§ Какие отложения свидетельствуют о господстве перигляциальных условий?
§ Отложения каких формаций накапливались на территориях разных зон в разные климатические этапы?
Подразделений
(по И. И. Краснову, К. В. Никифоровой, Е. В. Шанцеру, с изменениями)
| Принцип выделения | Стратиграфи- ческий таксон | Геохронологический эквивалент | Продолжительность, лет | ||
| Историко-тектонический | Биостратиграфический | Эонотема | Эон | ~ 1 млрд. | |
| Эратема (группа) | Эра | 67–330 млн. | |||
| Система | Период | 25–70 млн. | |||
| Отдел | Эпоха | 15–25 млн. | |||
| Ярус | Век | 3–5 млн. | |||
| Климатостратиграфический | Зона | Фаза (хрон) | 1–2 млн. | ||
| Раздел | Этап | 0,5– 1 млн. | |||
| Звено | Пора (подэтап) | 200–500 тыс. | |||
| Надступень (надгоризонт) | Темп | 80–150 тыс. | |||
| климатолит (горизонт ступень,) | 20–80 тыс. | ||||
| стадиал (подгоризонт) | Стадия | 5–20 тыс. | |||
| Наслой | Осцилляция | 1–5 тыс. |
То же самое касается распределения слоев по вертикали: на соседних участках, удаленных друг от друга на несколько километров (а то и сотен метров), можно вскрыть как разное количество горизонтов одинакового возраста или происхождения, так и породы, накопленные в диаметрально противоположных условиях, но залегающие на одной глубине.
Разнообразие четвертичных пород послужило одной из причин, по которым до сих пор окончательно не определена продолжительность квартера, не установлены количество и ранг его подразделений, высказываются разные мнения о границах и времени максимального оледенения и т. д. Если суммировать сказанное, то станет понятно, почему к настоящему времени не разработана единая стратиграфическая схема квартера, а вместо нее существует множество местных (региональных) схем.
Контрольные вопросы
§ Перечислите общие принципы стратиграфического расчленения отложений и укажите главный для четвертичной системы.
§ Какие существуют стратиграфические подразделения внутри четвертичной системы? Укажите их геохронологические эквиваленты.
§ На основании каких признаков проводится нижняя возрастная граница квартера?
Развитие флоры
Эволюция флоры на территориях, подвергавшихся в четвертичном периоде покровным оледенениям, отражает собою общие тенденции развития природных процессов: вслед за колебаниями климата изменялся и состав растительности. Особенности таких изменений проявились в следующем. Во-первых, из-за многократных и сильных похолоданий резко сократилось количество теплолюбивых (термофильных) видов, широко представленных в составе плиоценовой флоры. Во-вторых, чередование холодных и теплых этапов обусловило частые географические перегруппировки растений, в результате чего происходило формирование сообществ смешанного состава. В третьих, процесс эволюции закономерно вызвал появление новых, типично плейстоценовых разновидностей (реже – видов) растений, родственных современным. И наконец, как подтверждение тому, внутри класса мхов возникло и широчайше распространилось семейство сфагновых мхов.
Главным природным фактором, определившим развитие флоры в четвертичном периоде, выступили покровные ледники. На протяжении ледниковых, межледниковых и интерстадиальных этапов формировались совершенно разные, самостоятельные группы растительных ассоциаций, которые объединяются в три типа флор: перигляциальные (ледниковые), межледниковые и интерстадиальные. При этом состав их также испытывал изменения, соответственно климатическому этапу или климатическим особенностям каждого конкретного отрезка времени. Если во время всех оледенений видовой состав флоры перигляциальных зон отличался сравнительным постоянством, то в межледниковья и интерстадиалы он был отличным.
Перигляциальная (ледниковая) флора возникала непосредственно близ края ледника и характеризовалась исключительно скудным составом. Здесь, в экстремальных условиях, могли существовать лишь самые холодоустойчивые и, как правило, ксерофильные (способные выдерживать засуху) представители: карликовые (кустарниковые) ивы и березы, мхи, осоки и др. По наиболее характерному растению – куропаточьей траве (лат. dryas) – такая флора получила название дриасовой.
Межледниковые флоры, как уже отмечалось, не были идентичны друг другу – на этом базируется стратиграфическое расчленение квартера. Во время межледниковья вместе со сменой климатических фаз происходила последовательная смена растительных сообществ: после деградации ледника на месте развития перигляциальной флоры возникала вначале бедная лесотундровая растительность, а к концу предоптимума – более разнообразная таежная и смешанных лесов, со все меньшим участием холодоустойчивых видов. Приход оптимальной фазы климата сопровождался распространением богатых, с густым подлеском и обилием трав хвойно-широколиственных, а в самые теплые межледниковья плейстоцена – даже широколиственных лесов. Похолодание в фазу постоптимума приводило к обратной последовательности: широколиственные леса вытеснялись хвойно-мелколиственными, затем – хвойными, пока очередной приближающийся ледник не вымораживал территорию до такой степени, что распространялись ландшафты тундрового криволесья.
Итак, применительно к территории Беларуси, общими чертами, свойственными растительности всех межледниковий, являются:
· господство лесной флоры;
· богатство видового состава;
· распространение смешанных хвойно-широколиственных лесов с обширным перечнем широколиственных пород;
· редкость или полное отсутствие холодоустойчивых аркто-альпийских видов в составе растительности оптимальной фазы межледниковья;
· большое разнообразие травянистых сообществ;
· широкое распространение среди трав представителей рода бразений, включающих как ныне вымершие, так и экзотические виды.
Интерстадиальные флоры возникали в гораздо более суровых условиях – при временном отступлении края ледника. В отличие от межледниковых флор, интерстадиальные характеризовались систематической бедностью. В интерстадиалы распространялись ландшафты лесотундр, и лишь иногда – смешанных хвойно-мелколиственных лесов из сосны, ели, ольхи, березы.
Для средней полосы Восточно-Европейской равнины выделено несколько типичных флористических комплексов, получивших широкое развитие в среднем и верхнем плейстоцене. Эти флористические комплексы являются региональными типами флор, сменявшими друг друга на протяжении плейстоцена.
Шлавско-даумантайская флора (по названиям литовских разрезов Шлава и Даумантай), существовавшая в брестское время, имела интергляциальный облик – отличалась видовым однообразием и преобладанием холодоустойчивых растений. В ней доминировали травянистые сообщества, в составе которых довольно много было древних, ныне вымерших плиоценовых видов. Лесные массивы занимали небольшую площадь, из ограниченного числа древесных пород встречались лиственницы, ели, можжевельник, березы.
Венедская флора, распространившаяся с началом наревского оледенения, была типично перигляциальной, безлесной. Вместе с деревьями исчезли и теплолюбивые травы, место которых заняли такие холодоустойчивые виды, как куропаточья трава, ежеголовник северный, карликовая береза и ива.
Шкловско-снайгупельская флора развивается после таяния наревского ледника, в беловежское межледниковье. В теплом климате широко распространились хвойно-широколиственные леса, значительно более богатые, нежели нынешние. Главной лесообразующей породой являлась лиственница, часто встречались сосны, несколько реже – ели. Велико было разнообразие лиственных деревьев и кустарников, которые сильно напоминали современных обитателей, отличаясь от них рядом архаичных признаков. Так, из деревьев произрастали вымершие формы липы, клена, граба. Богатейшая травянистая растительность насчитывала свыше 200 видов, в том числе множество ископаемых плиоценовых и раннеплейстоценовых обитателей, а также экзотов, сейчас характерных для Азии и Америки (дальневосточный ежеголовник, американский камыш, американская осока).
Приход березинского покрова ознаменовался вытеснением как неогеновых реликтов, так и большинства растений зон смешанных и хвойных лесов. Перигляциальная зона была оккупирована прибывшими с севера тундровыми растениями, среди которых лишь иногда встречались сохранившиеся водно-болотные виды.
Александрийская флора приурочена к середине среднего плейстоцена и характеризуется господством хвойно-широколиственных лесов. Наиболее яркой их особенностью было, во-первых, видовое богатство хвойных, а во-вторых – обилие темнохвойных пород: ели, пихты и даже теплолюбивого тиса. Лиственные деревья и кустарники также отличались разнообразием, хотя и в меньшей степени, чем хвойные – только древесных форм насчитывалось более 25, и почти все они были близки к современным. Среди пестрого набора трав александрийской флоры особое значение занимали новые виды, приобретшие руководящее значение: камыш Смита, арацитос межледниковый, уруть маленькая, евриала европейская. Для экзотов в целом свойственна тенденция всего квартера: падение доли плиоценовых представителей и рост значения плейстоценовых.
Отрезок времени, завершающий средний плейстоцен, выделяется чрезвычайно продолжительным припятским ледниковым этапом. К настоящему времени на территории Беларуси не найдено следов продолжительного интерстадиала в составе межморенных днепровско-сожских отложений, как не найдено и органогенных образований, поэтому нет и достоверных данных об особенностях растительности нашего региона [6].
Муравинская флора, формировавшаяся в самом теплом и влажном из межледниковий плейстоцена, отличается от растительности всех других интергляциалов. Во-первых, ее отличает меньшее видовое разнообразие как трав, так и деревьев и кустарников. Соответственно, почти не встречается плиоценовых реликтов. Во-вторых, преобладают довольно теплолюбивые широколиственные виды, во всяком случае леса, подобные по составу муравинским, ныне произрастают гораздо южнее – близ северных предгорий Средней Европы. В третьих, резко сократилось участие экзотов: практически полное господство приобрели европейские виды, особенно граб, скальный дуб, липа. Четвертой особенностью муравинской флоры следует назвать расцвет и широкое распространение теплолюбивых трав бразениевого комплекса, часть из которых сейчас на территории Украины встречается редко, а многие и вовсе отсутствуют: осока американская, камыш Торея, камыш Смита, сальвиния плавающая, альдрованда пузырчатая, наяда и др.
В начале поозерской ледниковой эпохи в очередной раз началось обеднение лесной флоры. Широколиственные муравинские леса постепенно заместились хвойно-мелколиственными с участием лиственницы и современных местных видов среди трав. Представители бразениевого комплекса исчезли. В среднепоозерское время территория республики практически лишилась лесов, видовое разнообразие флоры сократилось почти вдвое. Гигантские площади были захвачены перигляциальным комплексом аркто-бореальных и аркто-альпийских травянистых растений (лютик, лапчатка, лебеда, зеленые мхи). Во время максимальной стадии оледенения основу тундрово-степной флоры составляли карликовая береза и ива, рдесты, ежеголовник северный и др. По сведениям А. А. Величко, во вторую половину поозерского времени, ставшую климатическим минимумом всего мезо-кайнозоя, перигляциальная флора распространилась вплоть до субтропиков. Об этом свидетельствуют палинологические спектры образцов, взятых со дна Черного моря в 100 км к западу от Батуми [2].
На протяжении голоцена происходит становление современного набора представителей как растительного, так и животного мира, обитающих в умеренных и высоких широтах. Главная особенность формирования популяций заключается в том, что основным фактором, определяющим состав биоты, стал не природный, а антропогенный.
Развитие фауны
Развитие животных в четвертичном периоде происходило под воздействием изменяющихся природных условий. Если на протяжении палеогена и неогена в средней полосе Евразии и Северной Америки преобладали теплолюбивые формы млекопитающих тропических широт, то с конца неогена состав фауны начал трансформироваться. В плейстоцене, из-за чередования ледниковых и межледниковых этапов, природные условия северных материков многократно изменялись. Общей тенденцией таких изменений было понижение температуры и усиление континентальности климата, что обусловило проявление следующих фаунистических особенностей:
· формировались такие группы травоядных, которые отличались способностью питаться жесткой травой (лошади, хоботные);
· возникали и широко распространялись холодоустойчивые формы, достигшие расцвета во время последнего оледенения;
· в умеренных широтах во время оледенений на свободных ото льда территориях развивалась фауна холодных степей, а в межледниковья – лесная и степная;
· в разных частях света и, более того, в разных регионах одной части света, возникали разные фаунистические комплексы;
· произошла экспансия сибирских видов, широко распространившихся по материкам северного полушария.
Млекопитающие реагировали на холодные ледниковые эпохи либо миграций, либо филогенетической эволюцией. Многие виды, не выдержав конкуренции, или не устояв перед сменой климата, вымирали. Так, оледенения вызывали исчезновение теплолюбивых европейских представителей, место которых быстро захватывалось переселенцами из более континентальных восточных районов. Например, с брестским временем связана миграция из Сибири гигантского бобра – трогонтерия, широко распространившегося к началу наревского оледенения. В днепровское время по территории Европы расселяются такие роды, предков которых в плиоцене не обнаружено: северные олени, лемминги, пеструшки, полевки, пищухи. На протяжении плейстоцена произошло не менее десяти волн таких переселений, причем темпы их были весьма высокими – новые обитатели захватывали территорию Европы примерно за 9–10 тысячелетий. Миграции животных в ледниковые и межледниковые этапы привели к появлению фаунистических сообществ смешанного состава, где сочетались не только европейские и сибирские виды, но и старые (плиоценовые) с новыми (голоценовыми), а также обитатели совершенно разных ландшафтов. По данным Р. Флинта, из 119 видов млекопитающих, ныне обитающих в Европе и соседних частях Азии, 113 появились в четвертичном периоде благодаря миграц