Сущность новой теории эволюции земли в свете разрешения актуальных проблем геологии и палеонтологии (стр. 6 )

4. Особенности карбонатонакопления после палеозоя

Рассмотрим особенности эволюции карбонатонакопления, анализируя распространенность разных типов карбонатных формаций на шкале времени, в том числе и с интенсивным доломитообразованием. Подавляющее большинство этих формаций относится к позднему протерозою-палеозою, малая часть - к мезозою (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Страхов, 1958, 1962). Следующие данные подтверждают наш вывод о сокращении продолжительности суток с кембрийского периода по антропоген. Начиная с кембрия, в истории Земли прогрессировала тенденция вытеснения хемогенной седиментации частью биогенной, а частью терригенной (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Страхов, 1958, 1962). Произошли необратимые изменения химического состава и количества карбонатных отложений: этап и масштабы доломитообразования последовательно сокращались. Условия осадконакопления все более благоприятствовали накоплению известняков (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Страхов, 1958, 1962). Если в палеозойских сериях доломиты резко преобладали над известняками, то затем постепенно произошло сокращение их количества (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Кузнецов, 2001; Страхов, 1958, 1962). В мезозое и в третичное время доломитообразование носит случайный характер: оно то бывает, то отсутствует (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Страхов, 1958, 1962). В мезозое «интенсификация галогенеза происходила путем увеличения числа мест, где формировались гипсы и соли, сами же месторождения были ограничены по площади и массам» (Страхов, 1962). В мезозое и кайнозое ареал доломитообразования переместился из обширных морских водоемов палеозоя в прибрежную зону полуизолированных заливов, лагун и литорали часто с повышенной соленостью (Кузнецов, 2001). С излагаемой здесь точки зрения такое развитие событий показывает, что в рассматриваемые эры продолжительность суток, непрерывно убывая, стала значительно короче, чем в палеозое (см. таблицу 2). Таким образом, по всем убедительным данным, интенсификация галогенеза в мезозое поддерживалась в результате более частого наступления дня, что находится в согласии с сокращением суток в ходе фанерозойского эона. Поскольку дни были короче, чем в палеозое, то здесь в течение дня в значительной мере или полностью высыхали только небольшие водоемы. Тем не менее, интенсификация галогенеза в мезозое, как уже упомянуто, поддерживалась за счет частого наступления дня.

5. Особенности галогенеза палеозоя

Если в мезозое интенсификация галогенеза происходила путем увеличения числа мест, где формировались гипсы и соли, сами же месторождения были ограничены по площади и массам, то усиление этого процесса в палеозое протекало в другом режиме. «Совсем иначе интенсифицировался галогенный процесс в палеозое. Грандиозные скопления солей в каждой из резко галогенных эпох возникали путем формирования весьма немногих - одного - двух - трех колоссальных месторождений». «Эти формации всегда несравненно крупнее. Многими сотнями и тысячами квадратных километров измеряются лишь самые маленькие из них, обычно же это тело в десятки и сотни тысяч, а нередко в миллионы квадратных километров» (Страхов, 1962) (подчеркнуто – М. А.). В полнейшем соответствии с нашей точкой зрения эти факты означают полное иссушение морей и океанов в условиях очень продолжительного дня - здесь сутки были гораздо продолжительнее, чем в мезозое. Интересно, что исходя из фактов, это было подмечено. Как пишет один из авторов, «Земля в некоторые периоды своей жизни не вращалась… Земля на тысячелетия подставляла Солнцу один бок». В той же работе констатируется: «Некоторые геологи считают, что мощные пласты соли возникали в условиях необычайно сильного испарения» (Друянов, 1975).

Таким образом, в позднем протерозое и палеозое чередование дня и ночи в условиях продолжительных суток обусловливало периодические оледенения и трансгрессии в планетарном масштабе. В результате этих событий в самых разных местах земного шара непрерывно возникали внутриматериковые, платформенные моря, которые затем высыхали ускоренным темпом в ходе длинного дня. Высокие температуры на освещенной стороне Земли держались длительное время на огромных территориях и мигрировали к полярным областям. Все это оставило убедительные свидетельства в виде карбонатных слоев в этих циклах позднего протерозоя и палеозоя. Удивительно, что этот величественный памятник в платформенном чехле существованию длительных суток в прошлом – карбонатные циклы – до сих пор не получил никакой сколь-нибудь приемлемой интерпретации. Предлагаемое в этой книге объяснение их генезиса и наши расчеты по уменьшению продолжительности суток от палеозоя к мезозою подтверждаются и другими фактическими данными из осадочного чехла, относящимися не только к карбонатонакоплению, но и другим геологическим процессам (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Кузнецов, 2000, 2001; Страхов, 1958).

Глава VI. ДИСИМмЕТРИЯ В ОСАДКОНАКОПЛЕНИИ

1. Дисимметрия осадконакопления после кембрийского фанерозоя и протерозоя

Из приведенных выше закономерностей изменения ротационного режима Земли и суток во времени следует, что в течение некоторых этапов послекембрийского фанерозоя величина суток в условиях ее убывания должна была принимать такие же значения, какими они были в течение определенных промежутков времени протерозоя. В полном соответствии с таким представлением и изменением суток во времени фактические данные, относящиеся к этим этапам геологической истории, указывают на дисимметрию в осадконакоплении относительно кембрийских толщ (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). Но имеет место не симметрия, а дисимметрия относительно кембрийских отложений, в первую очередь из-за необратимости уровня развития внешних оболочек Земли – гидросферы, биосферы и атмосферы. В фанерозое повторялись те аспекты осадконакопления, которые в основном контролировались величиной палеосуток в протерозое, точнее, особенностями инсоляции, характерными для длины суток. Легко проследить основные аспекты дисимметрии осадконакопления в протерозое и в послекембрийском фанерозое, о которых идет речь. Для этого достаточно сравнить основные фактические данные осадконакопления, относящиеся к разным отрезкам времени этих этапов геологической истории, когда, по нашим расчетам, продолжительность суток была равна. Существующие данные указывают на дисимметрию распределения термоэр и гляциоэр между протерозоем и послекембрийским фанерозоем (Аксиров, 1989, 1999). При этом нижнепротерозойские оледенения соответствуют позднекайнозойским, а позднепротерозойские - палеозойским, имевшим место после кембрия (Аксиров, 1989, 1999). Длинные промежутки времени в протерозое и мезо-кайнозое, в течение которых на Земле не было покровных оледенений (Аксиров, 1989, 1999; Монин, Шишков, 1979), соответствуют друг другу. В данном случае имеется в виду следующее. От нижнего до верхнего протерозоя и в течение значительного промежутка времени мезо-кайнозоя покровных оледенений не было (Монин, Шишков, 1979). По нашему мнению, это связано с тем, что в эти периоды продолжительность суток была значительно короче, чем в палеозое. И поэтому наступление ночи не приводило к покровному оледенению. Такие оледенения в эти этапы геологической истории не возникали также в полярных областях (Монин, Шишков, 1979; Ясаманов, 1986), что, по-нашему мнению, было следствием одновременного влияния двух факторов. Во-первых, в течение года эти области получали значительное количество солнечной энергии, как и сейчас. Во-вторых, на освещенной стороне Земли теплые климатические условия мигрировали (распространялись) к высоким широтам в освещенное время сравнительно длинных суток. Сопоставление данных позднего протерозоя с послекембрийским палеозоем позволяет объяснить еще одну особенность. Как уже отмечалось, автор выявил, что в эти этапы геологической истории палеосутки все время были очень продолжительными и изменялись в одних и тех же пределах. Он считает, что именно поэтому отложения позднего протерозоя и послекембрийского палеозоя обнаруживают четкие признаки чередования схожих ледниковых и межледниковых фаз (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Монин, Шишков, 1979; Чумаков, 1989). При этом оледенение должно было происходить ночью, а проявление межледниковой фазы - днем (Аксиров, 1988,1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а). Подтверждается такое представление низкоширотностью этих оледенений и характером распространения индикаторов-антагонистов палеоклимата, о которых еще говорится ниже.

2. Дисимметрия в осадконакоплении венда, с одной стороны,

и ордовика и нижнего силура – с другой

В соответствии с нашими расчетами в венде сутки изменялись в таких же пределах, как в ордовике и нижнем силуре. Четко обозначенные в осадочном чехле многочисленные фактические данные по венду (Аксиров, 1988, 1989, 1999) указывают на особенности осадконакопления в это время. Эти специфические особенности не только получают истолкование из наших расчетов по изменению суток во времени, но и подтверждают их. Например, в работе (Чумаков, 1989) отмечены следующие необычные особенности распространения ледниковых и галогенных отложений, а также широтных спектров индикаторов-антагонистов в венде. «Ледниковые отложения на вендских палеомагнитных реконструкциях приурочены к широтам от 0 до . Сходный палеоширотный спектр получается и для галогенных отложений венда… Палеоширотные спектры индикаторов-антагонистов на рассматриваемых палеомагнитных реконструкциях почти полностью перекрываются. Но, пожалуй, еще большим несоответствием с палеоклиматическими закономерностями является то, что области оледенений разделяются бассейнами карбонато - и соленакопления или близко соседствуют с ними…В целом индикаторы климата имеют на палеомагнитной реконструкции незакономерное, пятнистое расположение. Даже учитывая их вероятную разновозрастность и рассматривая распространение ледниковых и соленосно-карбонатных отложений независимо, не удается наметить не только зональности или субширотные пояса, но даже сколько-нибудь единые ареалы. Можно, таким образом, констатировать, что парадокс низкоширотных верхнедокембрийских оледенений является частным случаем более общего верхнедокембрийского палеоклиматического парадокса. Необычные палеоширотные спектры и пятнистый характер расположения главных палеоклиматических индикаторов противоречит основной климатической закономерности Земли - широтной климатической зональности». Однако эти фактические данные и даже сопровождающие их рассуждения автора получают естественное объяснение с точки зрения наших расчетов по изменению суток во времени. Например, широтная климатическая зональность не может быть климатической закономерностью Земли в условиях продолжительных суток, что вытекает из особенностей инсоляции. Из анализа многочисленных фактических данных следует, что нынешняя широтная климатическая зональность возникла в ходе фанерозойской эры. И возникла она постепенно в результате роста скорости ротации Земли и уменьшения продолжительности суток в полном соответствии с приведенным выше изменением суток во времени (Аксиров, 1988, 1989, 1997, 1999; Aksirov, Иванов, 2006, 2006а) (об этом еще будет сказано ниже). «Необычные палеоширотные спектры и пятнистый характер расположения главных палеоклиматических индикаторов» сами по себе также соответствуют физико-географическим и геологическим условиям, которые должны были возникать в результате чередования дня и ночи в условиях длительных суток венда. Такой характер расположения главных палеоклиматических индикаторов вполне соответствует нашей оценке суток в сотни тысяч и около миллиона лет в это время. При такой продолжительности суток, естественно, теплые климатические условия мигрировали к полярным областям на освещенной стороне Земли в условиях длительного дня. При этом ледниковые отложения формировались в течение палеоночи, а соленосно-карбонатные отложения – в ходе значительного дня при сравнительно высокой интенсивности инсоляции и соответствующих теплых климатических условиях. И эти антиподы-индикаторы налагались друг на друга, о чем сказано в приведенной выше цитате, в результате чередования дня и ночи в условиях длительных суток.

3. Установление широтной климатической зональности

на Земле и изменяющиеся сутки

На основе приведенной выше закономерности изменения суток во времени и известных фактических данных попытаемся проследить картину тех событий, которые происходили в проявлении зональности климата на Земле постепенно в ходе смены разных периодов фанерозойской истории. Речь идет о следующих событиях, которые протекали постепенно в течение многих миллионов лет (Аксиров, 1999). В первую очередь отметим следующее явление в кембрии, о котором уже упомянуто. По существующим данным, в кембрийское время различие в температурном режиме между полярными и экваториальными областями не выявлено (Аксиров, 1989, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а), как автор считает, из-за очень значительной продолжительности суток. В ордовике это различие начинает проявляться, и разность температур достигает 20-С (Аксиров, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). Для сравнения, в настоящее время она достигает С. Известно, что уже в среднекаменноугольном периоде существовали незначительные различия между фаунами высоких и низких широт, обусловленные поясностью климата (Аксиров, 1999). В перми зоогеографическая зональность стала еще более отчетливой. А в меловом периоде изотермы 15 и C уже смещались к северу только на 10-С широты (Аксиров, 1999). Широтно-зональный климат постепенно установился в течение кайнозойской эры (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). По всем данным, именно рост скорости ротации Земли в палеогене и неогене привел к существенному возрастанию температурного контраста между экваториальными и полярными областями, а также довольно четкому выявлению широтного характера климатической зональности. В начале плейстоцена зональная дифференциация климата почти достигает нынешнего состояния (Аксиров, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). Отмеченное выше своеобразие пространственного распространения индикаторов-антагонистов палеоклимата в венде, как уже упомянуто, является результатом наложения друг на друга ледниковых и межледниковых отложений, которые чередовались вследствие смены дня и ночи в условиях продолжительных суток. Широкий спектр палеоширот соленосно-карбонатных отложений венда - естественное следствие жарких климатических условий, которые мигрировали к полярным областям в ходе длительного дня (Аксиров, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). В соответствии с излагаемыми здесь закономерностями изменения суток во времени на освещенной стороне планеты в условиях длинных суток теплые (жаркие) климаты мигрировали (распространялись) на достаточно высокие широты (Аксиров, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а). Таким образом, данные палеоклимата по фанерозойской эре, а также по венду не только получают истолкование с точки зрения наших расчетов по изменению суток во времени, но и подтверждают их. В то же время отметим, что эти данные не имеют естественного объяснения с точки зрения традиционной парадигмы геологии. Данные по венду прямо говорят об этом: «Наблюдаемый на палеомагнитной реконструкции венда характер распространения индикаторов климата не соответствует также и тем климатическим условиям, которые следует ожидать, исходя из любой гипотезы, предложенной для объяснения «парадокса низкоширотных верхнедокембрийских оледенений» (Чумаков, 1989). При этом постледниковая аридизация, о которой говорится в этой работе, в соответствии с нашей позицией наступала после каждой фазы оледенения, что вполне естественно с точки зрения величины суток в венде и того, что должно было происходить после смены ночи днем. На основе анализа данных по венду делается следующий вывод: «По-видимому, такие радикальные события могут произойти только в результате изменения параметров движения и ориентировки Земли или величины солнечной инсоляции. Если при этом вспомнить, что в венде и позднем рифее было по меньшей мере четыре ледниковых периода, из которых, кроме лапландского, ещё два более ранних «претендуют» на низкие палеошироты, то придется допускать несколько подобных быстрых перестроек циркуляции на Земле и изменений её астрономических параметров за сравнительно ограниченный промежуток времени. Такая возможность кажется маловероятной» (Чумаков, 1989). Да, действительно, с точки зрения гипотезы И. Канта приливного замедления вращения Земли эта возможность ничтожно мала. Но с нашей позиции все отмеченные здесь факты получают естественное объяснение.

На основе анализа многочисленных и четко обозначенных в платформенном чехле специфических фактических данных мы заключили, что климатические, физико-географические и геологические условия межледниковых фаз позднего протерозоя и палеозоя весьма существенно отличались от тех, которые ныне наблюдаются на Земле. Исследование данных палеогеографических обстановок карбонатонакопления, которые возникали в позднем протерозое-палеозое (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Кузнецов, 2000; Страхов, 1962), позволяет с учетом обнаруженных автором закономерностей сделать вывод о следующей последовательности событий. Каждый продолжительный палеодень был представлен межледниковой фазой, которая, как уже сказано выше, начиналась с трансгрессии. В результате пресноводной трансгрессии и последующего повышения уровня солености воды возникали внутриконтинентальные, платформенные и эпиконтинентальные моря. В течение значительной части освещенного времени суток на средних и низких широтах устанавливались высокие температуры, а теплые климатические условия мигрировали к полярным областям, что не имеет аналога ныне на Земле. Данные по карбонатонакоплению и галогенезу (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Страхов, 1958, 1962) указывают на интенсивное течение процессов прогрессивного осолонения и постепенного высыхания древних водоемов морского генезиса, что, по всем данным, связано именно с действием непрерывной солнечной радиации в условиях продолжительного дня. В соответствии с этой точкой зрения в условиях роста интенсивности инсоляции в дополуденное время первыми формировались известняки, карбонатные породы. Далее в условиях прогрессивного осолонения, частичного или полного высыхания водоемов морского генезиса формировались галогенные отложения. Отметим, что индикаторы теплых (жарких) климатов, которые формировались при этом, по масштабу и иным особенностям соответствуют тем условиям, которые могут сформироваться в результате воздействия инсоляции, характерной для длинных суток. Наступление продолжительной палеоночи приводило к низкоширотным оледенениям. Такая интерпретация естественным образом объясняет процитированные выше фактические данные из работы (Чумаков, 1989) по венду, в том числе низкоширотные оледенения, а также отсутствие широтной климатической зональности. В это время чередование дня и ночи в условиях очень длинных суток оставило особенно четко выраженные наглядные отложения в осадочном чехле в полном соответствии с нашим представлением, которое исходит из величины суток в венде в сотни тысяч - около миллиона лет. При этом автор использовал многочисленные фактические данные геологии, палеонтологии и палеоклиматологии, без которых немыслимо восстановление особенностей истории ротационного режима Земли и изменения суток во времени (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Кузнецов, 2001; Страхов, 1958, 1962; Aksirov, 1995). Поэтому вызывает удивление интерпретация в работах (Чумаков, 2005, Chumakov, 2003), которая ссылается на автора этой книги (Аксиров, 1989): «Некоторые исследователи далеко отошли от геологических фактов и явлений в попытках объяснить парадокс низкоширотных оледенений».

Дисимметрия осадконакопления относительно кембрийских толщ, о которой говорилось выше, более четко выражена в венде и в соответствующих ему ордовике и нижнем силуре, поскольку они разделены наименьшим интервалом времени (только кембрийским периодом). Венд имеет сходный набор палеоклиматических индикаторов и аналогичную климатическую историю, включающую ледниковые и межледниковые эпизоды (Аксиров, 1999; Чумаков, 1989).

4. Прямое отражение сокращения суток в осадконакоплении

Происходившее с нижнего карбона по конец перми сокращение суток, которое вытекает из нашего расчета изменения суток во времени, находит прямое и четкое подтверждение в соответствующих уменьшениях мощности позднепалеозойских циклотем и изменениях их структуры. Для того чтобы убедиться в этом, надо вспомнить, что в ходе каждых продолжительных суток откладывался один ритм и, естественно, большей величине суток должна была соответствовать большая мощность цикла при прочих одинаковых условиях. Уменьшение длины суток прямо просматривается в разрезах, где хорошо развиты отложения карбона и перми, запечатлевшие весь непрерывный ход осадконакопления в позднем палеозое. Так, например, при детальном изучении разреза от серии жерновых песчаников к угленосной толще в Англии отмечены следующие изменения в циклах: «Вверх по разрезу циклы утоняются, и количество их увеличивается. Прослои морских пород встречаются во все меньшем количестве циклов и в конце концов становятся совсем редкими, в то время как количество прослоев каменного угля в том же направлении растет» (Дафф и др., 1971, с. 142). В дальнейшем, в мезозое осадочные суточные ритмы становятся мелкими и многочисленными в полном соответствии с закономерностями сокращения суток во времени в ходе фанерозойского эона (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995; Наливкин и др., 1977). Приведенный выше пример примечателен и тем, что показывает, какие изменения могут происходить в течение процесса осадконакопления при непрерывном уменьшении продолжительности суток, которая вначале имела значение в десятки тысяч лет.

Итак, из всего сказанного выше следует, что благодаря наличию воды, атмосферы и жизни на Земле в осадочном чехле четко фиксировались особенности инсоляции, характерные для длинных и постепенно меняющихся суток. И фактические данные исследований осадочных толщ подтверждают полученный в рамках ОТО и ньютоновской теории тяготения вывод, что нынешняя скорость вращения Земли генерировалась постепенно в результате перемещения по геодезической в гравитационном поле. Осадконакопление четко зафиксировало и тот весьма примечательный факт, что в ходе геологической истории произошло изменение направления ротации планеты. Именно благодаря этому явлению в течение определенного, значительного этапа геологической истории Земли сутки имели большую продолжительность, которая изменялась во времени. Последнее событие сыграло исключительную роль в эволюции органического мира, экзогенных геологических процессов и биосферы в целом. Исследование данных палеоклимата и их интерпретация с позиции перемены в ротационном режиме Земли и соответствующего изменения суток во времени позволяют сделать вывод о причине многих необычных и удивительных явлений прошлого и настоящего, в том числе о самом нетипичном периоде климата на Земле в настоящую эпоху.

Глава VII. ОБ ОБРАЗОВАНИИ ОСАДОЧНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

1. Угленакопление

К настоящему времени накоплены многочисленные геологические данные, указывающие на то, что уголь, нефть и другие горючие ископаемые формировались из органической массы, накопление и дальнейшее превращение которой были связаны с особыми климатическими и физико-географическими условиями. Вопрос о возникновении на Земле таких условий в прошлом под влиянием особенностей инсоляции, характерной для длинных суток, исследован в работах (Аксиров, 1988, 1989, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а). Исходя из этих результатов исследований автора, связанных с установлением закономерностей изменения продолжительности суток, рассмотрим возможные случаи особых климатических условий, которые способствовали отмиранию и накоплению ОВ при формировании гумолитов в карбоне.

Выдающийся специалист-угольщик профессор МГУ , исследуя угольные бассейны различных тектонических областей, пришел к следующему чрезвычайно важному выводу, который опровергает традиционное представление о процессе формирования угленосных формаций: «Вопрос об образовании угленосных формаций этих месторождений (речь о политипных угольных бассейнах – М. А.), по-видимому, требует более подробного рассмотрения. Они образовались без прямого воздействия тектонического фактора, хотя бытует представление, что образование угленосных формаций во всех случаях связано с его обязательным участием... Однако во всех случаях образование самой угольной формации не подчинено тектоническому контролю: ее состав и условия залегания определяются способностью пород, слагающих эту площадь, крастоваться и продуктивностью фитоценоза, заселявшего впадину» (Матвеев, 1973). Сказанное относится не только к политипным угольным бассейнам, которые имел в виду , но и ко всем территориям, где формировались гумолиты. Так что данное заключение одного из крупнейших угольщиков 20-го века соответственно обобщается и для других типов угольных бассейнов.

В геологии как следствие гипотезы приливного торможения доминирует эндогенная концепция, которая решающую, можно сказать, монопольную роль приписывает геотектонике в образовании любых видов осадочных формаций, в том числе и тех отложений, правильное повторение (цикличность) которых выражена очень четко. При этом некоторые геологи даже говорят об осцилляционных ритмах земной коры, хотя остается совершенно неизвестным механизм их возникновения. Аналогично обстоит дело, как уже упомянуто, и с механизмом влияния этих фантастических ритмов на структуру осадочных формаций, в частности и на горные породы, представляющие собой элементы осадочных циклов. Таким образом, широко, но без необходимого обоснования, распространено мнение, что сам факт накопления осадочных отложений и формирования осадочных горных пород в основном является результатом тектонических движений. Но вот что по этому поводу писал еще академик : «По существующим сейчас взглядам, единственным фактором, определяющим мощность осадочных формаций, является тектонический режим, господствующий в эпохи их становления. Эта точка зрения, выставленная вначале тектонистами, прочно вошла затем в обиход литологических рассуждений без каких-либо существенных изменений. Несмотря на общепризнанность такой трактовки, приходится все же указать, что она весьма упрощена и что действительный механизм возникновения мощностей формаций гораздо сложнее, а факторы, участвующие в этом процессе, гораздо разнообразнее… Совершенно очевидно, что методика анализа процессов, формирующих мощность древних осадочных толщ, должна быть радикально усовершенствована» (Страхов, 1969). Примечательно, что этот академик, один из крупнейших специалистов по осадочному процессу, в том числе и эволюции осадконакопления в истории Земли, считал, что одним из важнейших факторов седиментации в прошлом был палеоклимат.

К настоящему времени в результате исследований многочисленных и представительных фактических данных по процессу осадконакопления в совокупности стала довольно прозрачной роль геотектоники в формировании осадочных формаций. Постепенно выявляется, что влияние этого фактора на осадочные формации в основном было связано с формированием палеоструктур (Матвеев, 1973; Полуаршинов и Бирка, 1989). Образование впадины под действием геотектоники обычно предшествовало его заполнению осадочным материалом, а формирование самих осадочных формаций в основном находилось под контролем экзогенных факторов. Конкретные многочисленные исследования древних осадочных пород опровергают традиционное представление о главной роли геотектоники в осадочном процессе и приводят к иной точке зрения (Полуаршинов и Бирка, 1989). Такое представление находится в полном согласии и с излагаемой здесь точкой зрения, которая позволяет сравнительно полно учитывать следующие источники материала, вовлекаемого в осадочный процесс: 1. Продукты разрушения, выветривания и смыва, в том числе и ранее образовавшиеся магматические, осадочные и метаморфические породы. 2. Растительные и животные организмы или продукты их распада. 3. Атмосферные газы. Накопление этих веществ, по всем данным, в древние эпохи геологической истории Земли протекало в основном под влиянием экзогенных процессов (ветра, воды, солнечной энергии), характерных для длинных суток. Исследование с излагаемой здесь позиции механизмов формирования осадочных отложений и эволюции осадконакопления в истории Земли показывает, что главным фактором образования осадочных формаций, в том числе и угленосных, за геологическое время была не геотектоника, а экзогенная энергия. Эта истина проходит красной нитью через всю историю осадконакопления геологической истории Земли. В этом убеждает и исследование наиболее типичных сочетаний осадочных горных пород в осадочном чехле. С таким заключением находятся в согласии не только результаты многочисленных исследований осадочных формаций, но и теоретическое моделирование осадочного процесса в условиях значительных суток, составляющих десятки тысяч лет. В этом отношении особый интерес представляет исследование процесса формирования элементов позднепалеозойских циклотем различных тектонических областей. Примечателен и упомянутый выше факт, что в угольных циклотемах каменноугольного периода пласты угля и другие элементы толщиной всего несколько десятков сантиметров часто прослеживаются на большие расстояния по площади без каких-либо следов тектонических воздействий. Это яркое свидетельство того, что на процесс формирования элементов угольных циклотем данного периода геотектоника не оказывала заметного влияния. Об этом говорилось выше при рассмотрении позднепалеозойских циклов большей части центральных областей Северной Америки (Ферхуген и др., 1974). Но оказывается, что это примечательное положение имеет место для угольных циклотем и из других регионов данного этапа геологического времени. Такие исследования, проведенные в работах (Аксиров, 1988, 1989, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Aksirov, 1995), продолжаются и в этой книге.

В настоящее время геологи установили достоверные свидетельства того, что уголь, нефть и другие горючие ископаемые формировались из органической массы, накопление и дальнейшее превращение которой были связаны с особыми климатическими, физико-географическими и геологическими условиями, не характерными для нынешнего этапа осадконакопления. Но возможность возникновения таких специфических условий в прошлом не согласуется с традиционной парадигмой геологии, гипотезой приливного замедления вращения Земли. Вопрос о возникновении необычных климатических условий на планете в прошлом под влиянием особенностей инсоляции, характерной для длинных суток, исследован в работах (Аксиров, 1988, 1989, 1997, 1999; Аксиров, Иванов, 2006а; Aksirov, 1995). Этому вопросу посвящена и значительная часть материала, который излагается ниже. Исследуя вопросы отмирания и накопления растительной массы в процессе угленакопления в карбоне, а также источника тепла, под действием которого протекала углефикация, здесь все время будем иметь в виду и более общую постановку проблемы - генезис необычных условий осадконакопления, имевших место в данном периоде.

При рассмотрении этих вопросов мы исходим в первую очередь из наших результатов по исследованию закономерностей изменения продолжительности суток во времени. Продолжим здесь исследование особых климатических и термических условий, которые вытекают из продолжительности суток в каменноугольном периоде и которые, как убедимся ниже, действительно способствовали отмиранию и накоплению лесной растительности в процессе угленакопления. А поиск источника тепла при углефикации в этой работе проводится исходя из довольно полных фактических данных, накопленных к настоящему времени. При этом предпринимается и попытка кратко затронуть все аспекты процесса угленакопления в каменноугольном периоде, которые относятся к гумолитам.

2. Углеобразование в каменноугольном периоде

Исследование комплексов спор и петрографических особенностей битуминозных углей показывает, что на территории угленакопления (если выражаться словами геологов, в частности и А. Х.В. Смита, то в области торфонакопления) в ходе роста, отмирания и накопления исходной растительной массы в разные этапы ее развития существовали неодинаковые типы растительности. «Смит показал, что в некоторых пластах Йоркширского угольного бассейна существует определенная последовательность в смене комплексов миоспор и типов углей. Эта же последовательность повторяется целиком или частично во многих угольных пластах в других угленосных бассейнах» (Смит, 1968). В вертикальном разрезе угольного пласта Йоркширского бассейна обнаружены четыре фазы изменения споровых комплексов: ликоспоровая, промежуточная, денсоспоровая и трансгрессивная. Эта же последовательность повторяется целиком или частично в угольных пластах и других угленосных бассейнов карбона (Смит, 1968). «В простейшем случае от подошвы пласта вверх до крассидюрена включительно следуют прослои, соответствующие последовательно ликоспоровой, промежуточной и денсоспоровой фазам. От прослоя крассидюрена до кровли пласта наблюдается обратная последовательность». По мнению этого автора, особенности развития бассейна осадконакопления (если сказать традиционными словами, которых придерживается А. Х.В. Смит, то торфяных болот) станут более понятными, если удастся выяснить причины этой смены прослоев угольного пласта. «В то время как одни пласты полностью укладываются в эту простую схему, в других соотношение оказывается более сложным. Комплексы ликоспоровой и промежуточной фаз могут чередоваться несколько раз до появления комплекса денсоспоровой фазы. Комплекс денсоспоровой фазы редко встречается в пласте более чем на одном или двух уровнях. Он может располагаться непосредственно в кровле пласта или отделяться от этой последней прослоем с комплексом промежуточной фазы.

Ни в одном случае, если образцы отбирались через небольшие интервалы, комплекс ликоспоровой фазы не был обнаружен непосредственно рядом с комплексом денсоспоровой фазы» (Смит, 1968). Причину смены прослоев угольного пласта некоторые геологи, в том числе и данный автор, объясняют изменением глубины воды, переходом от субаквальных условий к субаэральным, иногда с последующим возвратом к субаквальной обстановке торфонакопления. Однако такому представлению противоречат факты. Во-первых, если бы отмирание лесной растительности в первой фазе происходило в результате погружения, то вторая фаза не могла бы быть представлена таким богатым сообществом, какое на самом деле наблюдается. Во-вторых, это представление не соответствует характеру накопления подстилающих угольный пласт отложений, которое происходило явно в континентальных условиях на суше. Не соответствует оно и особенностям непрерывного развития лесной растительности в процессе ее отмирания и накопления, а также и тому, что растительность во время образования подстилающих пород состояла из тех же форм, какие обитали в дальнейшем в бассейне осадконакопления, но не обязательно в таких же количественных соотношениях (Смит, 1968). По нашему мнению, более веское возражение против этого объяснения состоит все-таки в том, что оно не согласуется с особенностями процесса непрерывного развития фитоценоза, которые имели место в ходе отмирания и накопления растительной массы в течение длительного времени. Фактические данные говорят о том, что отмирание лесной растительности разных типов и сообществ происходило непрерывно и в течение долгого времени. При этом примечательно то, что на остатках погребенных растений росли другие, пронизывая их совершенно недеформированными корешками. В условиях лесов с торфяными залежами молодые деревья селились на почвенном субстрате на протяжении всего этапа накопления ОВ. Доказательством этого являются многочисленные молодые корни, которые пронизывают уже захороненные остатки других. Это имеет место не только в нижней и средней частях угольного пласта, но и в его верхних горизонтах (Снигиревская, 1986). И это свидетельствует о том, что накопление растительной массы шло в период активного роста деревьев, которые росли на разных стадиях развития территории угленакопления, а не только в начальной фазе его зарастания. Кроме того, диапазон экологических условий, в которых произрастали древовидные плауновидные, был очень широким (Снигиревская, 1986). Например, в хорошо исследованных угольных пластах Донецкого бассейна накопление растительной массы «шло в период активного роста плауновидных, которые росли на разных стадиях развития бассейна, не только в начальной фазе зарастания территории» (Снигиревская, 1986). Из этих данных следует красноречивое заключение. Во-первых, развитие территории угленакопления шло без перерыва с самого начала ее зарастания, т. е. с начала появления там растительности, в том смысле, что рост, гибель и накопление растительности были непрерывными. Во-вторых, деревья росли в основном в своих естественных условиях до конца срока жизни и умирали после этого естественной смертью. Но при этом они не разлагались полностью, а накапливались, хотя и в течение длительного времени. А такое может иметь место только при весьма низкой температуре, что свидетельствует об условиях роста, развития, гибели и накопления материнской растительной массы угольного пласта. По всем ныне накопленным и представительным данным, как убедимся ниже, эти особые условия возникали в результате перехода территории угленакопления на антисолнечную сторону. Особые климатические условия и низкие температуры начинали возникать при приближении бассейна осадконакопления к теневой стороне Земли и продолжались долго, в том числе и в течение длинной ночи. Убедимся в этом, рассматривая пять фаз формирования территорий угленакопления – торфяников, о которых говорится в работе (Смит, 1968), с излагаемой здесь позиции. Это накопление подстилающих отложений, ликоспоровая, промежуточная, денсоспоровая и трансгрессивная фазы. Условия образования отложений, подстилающих угольный пласт, представляются разными авторами по-разному, но есть неопровержимые свидетельства того, что они не были болотными в обычном смысле (Залесский, 1913). Выше при рассмотрении циклотем каменноугольного периода уже говорилось, что накопление почвенного слоя или слоя глины происходило в континентальных условиях, на суше. Однако традиционное представление исследователей о торфяных болотах, в которых все время присутствовала вода, настолько сильно укоренилось, что оставляет свой отпечаток почти на всех попытках объяснить условия накопления подстилающих отложений угольного пласта. Так, например, исходя из этой традиции и в работе (Смит, 1968) принято представление, что подстилающие отложения накапливались в субаквальной обстановке, достаточно мелководной, чтобы здесь могли поселиться растения. Исходя из анализа состава спор, А. Х.В. Смит пишет, что растительность во время образования подстилающих пород состояла из тех же форм, какие обитали на торфяных болотах, но не обязательно в тех же количественных соотношениях. При этом обильно представлены виды рода Lycospora. Исходя из фактических данных, этот автор заключает, что на данном этапе развития бассейна древесные плауновидные составляли существенный элемент растительной ассоциации. Кроме того, споровые комплексы подстилающих отложений содержат ряд видов, которые, как правило, не встречаются в прилегающих пластах угля, но характерны для более поздних фаз развития торфяного болота. По мнению А. Х.В. Смита, «ликоспоровая фаза соответствует классическому представлению о торфяных болотах. В это время существовала преимущественно древесная растительность, над торфом был тонкий слой воды. По данным спорового анализа, деревья были представлены главным образом плауновыми», «растительные структуры хорошо сохранились в витрините – основном микрокомпоненте ликоспоровой фазы» (Смит, 1968). С нашей точки зрения, определенный интерес представляет и последний факт, поскольку он находится в согласии с тем, что с самого начала данной фазы – первой фазы отмирания растительности – до конца накопления растительной массы пласта угля климат был довольно холодным. То есть с начала первого этапа отмирания и накопления растительной массы в дальнейшем до конца накопления всего ОВ данного пласта он оставался все время сравнительно холодным, временами меняясь в сторону еще большего похолодания. В. Смита представляет очень ценный материал, однако некоторые его теоретические высказывания носят, по нашему мнению, искусственный характер; речь о следующих двух моментах, которые, по-видимому, требуют более тщательного исследования. Когда промежуточная фаза следует за ликоспоровой, она соответствует периоду прогрессивного обмеления воды. Если же она сменяет денсоспоровую фазу, то тогда, наоборот, отвечает постепенному углублению. Кроме того, он допускает, что одни прослои в углях образовались тогда, когда над поверхностью болота, залитой водой, возвышались бугры. А другие образовались из торфа, формировавшегося под водой, в анаэробной обстановке. Наверное, более тщательного анализа требуют и данные, которые его привели к предположению, что внутри ареала осадконакопления существовали крупные озера, в которых осаждались органогенные илы, впоследствии превратившиеся в кеннели или кеннелеподобные угли. Но нужно отметить, что последнее представление само по себе, в общем, не противоречит излагаемой здесь нашей точке зрения. «Растительность промежуточной фазы была богаче видами, чем флора ликоспоровой фазы, и, вероятно, менее лесная со значительным развитием травянистых форм» (Смит, 1968). Изменения, которые происходили в растительной ассоциации при переходе к этой фазе от ликоспоровой фазы, по нашему мнению, требуют подробного анализа с привлечением палеоботанических аспектов вопроса. Денсоспоровая фаза характеризуется внезапным появлением и быстрым возрастанием количества спор Densosporites sphaerotriangularis, что, по справедливому мнению А. Х.В. Смита, отражает появление нового типа растительности на поверхности болота. Далее он полагает, что появление в денсоспоровой фазе столь же характерных мегаспор и полное отсутствие как тех, так и других типичных форм этой фазы в иных фазах противоречит их аллохтонному происхождению. С нашей позиции особый интерес представляет и вывод А. Х.В. Смита, что растительность здесь состояла из сравнительно небольшого числа видов, способных существовать на торфах с низким содержанием минеральных питательных веществ. Согласно его теории, денсоспоровая фаза соответствует торфам, поверхность которых находилась выше уровня воды и которые развивались благодаря высокой влажности атмосферы. В любом случае мощные пласты крассидюрена показывают, что обстановка, соответствующая денсоспоровой фазе, могла сохраниться довольно стабильно в течение долгого времени (Смит, 1968). Наконец, с нашей позиции не безынтересен и отмечаемый автором факт, что пирит, образующийся, как все считают, в застойных восстановительных условиях, в крассидюрене менее обилен, чем в большинстве других петрографических типах угля, включая остальные разновидности дюрена. Далее за денсоспоровой фазой, как уже упомянуто, в случае, называемом автором простейшим, последовательно идут промежуточная и ликоспоровая фазы, за которыми следует трансгрессивная фаза. Все отмеченные здесь фактические данные с нашей позиции объясняются тем, что накопление подстилающих отложений и смена растительных ассоциаций, которые соответствуют различным фазам изменения споровых комплексов, происходили в результате естественных изменений положения бассейна осадконакопления относительно Солнца в течение одних длительных суток. Об этих различных возможных положениях территории осадконакопления относительно светила, от которых зависела ее инсоляция, неоднократно упоминалось выше, а наиболее подробно при рассмотрении циклотем каменноугольного периода. Из них мы выделим здесь следующие пять, которые, по всем данным, соответствуют пяти фазам формирования торфяников по А. Х.В. Смиту (Смит, 196Фаза накопления подстилающих отложений или почвенного слоя протекала во второй половине палеодня после спада невыносимой полуденной жары в бассейне осадконакопления, о чем неоднократно говорилось выше при исследовании угольных циклотем карбона. К этому времени Солнце уже давно миновало кульминационное положение относительно бассейна и непрерывно двигалось в направлении заката. Накопление почвы (слоя глины), о чем сказано выше при рассмотрении циклов каменноугольного периода, происходило на суше в результате переноса мелких частиц из зоны невыносимой жары, которая была расположена вокруг подсолнечной точки по соседству с данной территорией. При этом в бассейне понемногу появлялась лесная растительность, которая далее развивалась в условиях суши и непрерывного освещения. 2. Ликоспоровая фаза разворачивалась в процессе дальнейшего понижения положения Солнца над горизонтом относительно территории осадконакопления и приближения его к закату. Формирование растительной ассоциации и накопление растительной массы этой фазы сопровождались непрерывным похолоданием и отмиранием самых теплолюбивых растений в результате понижения положения Солнца над горизонтом. Для этого времени уже было характерно появление значительного количества водяных паров над бассейном осадконакопления в результате переноса их атмосферой с освещенного полушария. То есть пары воды переносились с тех мест освещенной стороны Земли, где испарение было активным из-за непрерывной и интенсивной инсоляции и соответствующей жары, характерной для длительных суток. В результате конденсации паров воды выпадало значительное количество осадков, тем не менее, и на данном этапе развитие бассейна протекало в основном в условиях суши. 3. Разворачивание промежуточной фазы происходило в условиях дальнейшего похолодания из-за постепенного перехода бассейна на теневую сторону Земли, а затем и наступления тьмы ночи. Соответствующее время охватывает и переход Солнца через точку заката и некоторое время ночи. В ходе этой фазы тоже продолжались отмеченные выше процессы, начало которых связано с наступлением предыдущей фазы: дальнейшее похолодание, перенос водяных паров с освещенной стороны планеты, их конденсация и выпадение в виде осадков на территории осадконакопления. 4. Начало следующей денсоспоровой фазы связано с постепенным и еще более глубоким погружением бассейна в ночную тьму. Дальнейшее разворачивание этой фазы протекает при непрерывном приближении бассейна к меридиану, который проходит через антисолнечную точку. При этом продолжается прогрессирующее похолодание, приближается и минует полуночный пик крайне неблагоприятных экологических условий. Время разворачивания этой части фазы охватывает и момент перехода через меридиан, проходящий через точку АТ. Далее бассейн еще долго движется в направлении точки восхода, пребывая в глубокой ночной тьме, а денсоспоровая фаза все еще продолжается. Факты, известные относительно этой фазы, находятся в полном согласии с тем, что на данном этапе накопления растительной массы происходило глубокое погружение территории осадконакопления в ночную тьму (охватывающую и полночь), и в дальнейшем она долго оставалась в глубоком мраке теневой стороны Земли. Об этом в первую очередь свидетельствуют весьма неблагоприятные абиотические условия, которые царили в это время в бассейне (Аксиров, 1999; Аксиров, Иванов, 2006, 2006а; Смит, 1968; Снигиревская, 1986). С похолоданием и ухудшением абиотических условий, по нашему мнению, связано внезапное появление и быстрое возрастание количества спор Densosporites sphaerotriangularis, что отражает появление нового типа растительности на поверхности болота, как сказано в работе (Смит, 1968). С наступлением данной фазы абиотические условия среды настолько сильно ухудшались, что их не выдерживали растительные ассоциации, характерные для ликоспоровой и промежуточной фаз. По нашему мнению, с этим связано появление в денсоспоровой фазе весьма характерных мегаспор и полное отсутствие как тех, так и других типичных форм этой фазы в иных фазах (Смит, 1968). Бассейн, миновав, так сказать, полуночное состояние, когда он находился ближе всего к АТ или вокруг нее, постепенно идет к переходу на освещенную сторону. Но, двигаясь в направлении точки восхода, территория осадконакопления все еще долго находится во власти темной ночи, а абиотические условия продолжают оставаться довольно неблагоприятными. Вот в таких условиях идут развитие, отмирание и накопление растительной ассоциации денсоспоровой фазы. С концом этой фазы сначала в бассейне вновь наступает время промежуточной, затем и ликоспоровой фазы. Соответствующие последним двум фазам новые положения бассейна почти симметричны тем, которые он уже занимал ранее относительно меридиана, проходящего через АТ. То есть новые два положения бассейна, занимаемые им при наступлении промежуточной, а затем ликоспоровой фазы, соответственно симметричны относительно данного меридиана тем, при которых ранее возникали там эти же фазы в обратной последовательности. Это обстоятельство - результат того, что новые положения территории осадконакопления на земном шаре относительно Солнца последовательно оказывались аналогичными тем, какие имели место ранее при отмеченных двух фазах, но в ином порядке. Этим объясняется то, что изменение растительных ассоциаций вновь проходит промежуточную и ликоспоровую фазы, но уже в иной последовательности. А далее с концом ликоспоровой фазы наступает время активного таяния льда, накопленного на теневой стороне, что приводит к трансгрессии. Вместе с возникновением трансгрессивной обстановки наступает и одноименная фаза фитоценоза бассейна, которая разворачивается в условиях освещенного времени суток. Имеющиеся фактические данные свидетельствуют о том, что развитие, отмирание и накопление лесной растительности во всех фазах формирования бассейна осадконакопления происходили при необычных изменениях климата, характерных именно для длительных суток. При этом погружения в воду в смысле традиционного представления геологов не было ни в одной из первых четырех отмеченных фаз развития бассейна. Затопление территории осадконакопления приходилось на трансгрессивную фазу, но и это приводило к морской обстановке, а не к торфяному болоту или субаквальной обстановке, достаточно мелководной. Однако, как уже подчеркнуто, в результате переноса водяных паров с освещенной на неосвещенную сторону Земли, их конденсации и выпадения в виде осадка, порой обильного, течение трех фаз – ликоспоровой, промежуточной и денсоспоровой – сопровождалось влажными условиями. При этом климат в бассейне должен был быть гумидным, что имело место на самом деле в соответствии с фактическими данными. Наступление трансгрессивной фазы сопровождалось уже широкомасштабным затоплением, в результате чего на территории осадконакопления впоследствии возникала морская обстановка. Об этом подробно сказано выше, в том числе при рассмотрении угольных циклотем карбона. Обильное выпадение осадков в течение ночи, естественно, могло привести к возникновению водных бассейнов, а в сочетании с низкой температурой – к оледенению, нередко и покровному. Последнее подтверждается твердо установленными следами оледенения, которые были характерными для каменноугольного периода. Более крупные масштабы оледенения, вероятнее всего, должны были приходиться на низкие широты, что и на самом деле имело место в соответствии с фактическими данными. Изложенное здесь представление о фазах формирования торфяников (по терминологии А. Х.В. Смита) – угольных бассейнов – карбона находится в согласии с фактическими данными, в том числе и с данными об угольных циклотемах. Из особенностей непрерывного отмирания фитоценоза и ее сохранения в ходе накопления материнской массы угольного пласта следует, что изменение климата с самого начала имело направленный характер и оказывало избирательно постоянное губительное влияние на определенные сообщества и типы древесной растительности. С начала ликоспоровой фазы до середины денсоспоровой фазы это изменение климата шло в одном направлении, в том числе в сторону похолодания, а в дальнейшем до конца накопления ОВ данного (одного) пласта угля – в противоположном. Но при этом термические условия все время были достаточно низкими, чтобы уже накопленная и постепенно накапливаемая растительная масса не подвергалась полному разложению. По всем данным, непрерывное отмирание и накопление растительной массы сопровождалось непрерывным, но весьма медленным и направленным изменением природно-климатических условий. Возможно, это направленное изменение внешних условий выступало в качестве причины интенсивного отмирания растительности. До наступления середины денсоспоровой фазы территория осадконакопления двигалась относительно Солнца в направлении более глубокого погружения в ночную тьму. Соответственно абиотические условия постепенно ухудшались. В дальнейшем бассейн осадконакопления удалялся от меридиана, проходящего через АТ, двигаясь в направлении рассвета, а изменение абиотических параметров среды шло в обратном направлении, так что отмирание и накопление растительной массы все время протекали при непрерывном и направленном изменении внешних условий.