М. М. Аксиров сущность новой теории эволюции земли в свете разрешения актуальных проблем геологии и палеонтологии

Вид материала

Документы

Содержание 4. Прямое отражение сокращения суток в осадконакоплении Глава VII. ОБ ОБРАЗОВАНИИ ОСАДОЧНЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2. Углеобразование в каменноугольном периоде

Подобный материал:

• Конференция посвящена обсуждению актуальных проблем современной геологии, гидрогеологии, 46.05kb.
• «Исследование актуальных проблем теории и истории литературы в контексте современного, 118.09kb.
• Удк (575) гипотеза земного абиогенеза в свете данных палеонтологии, молекулярной биологии, 301.96kb.
• Волгоградская академия государственной службы институт переподготовки и повышения квалификации, 356.08kb.
• Владимира Терентьевича Пашуто Москва, 19 21 апреля 2011 г программа, 82.84kb.
• И прилегающих регионов биармийской области, 1515.61kb.
• «Основы стратиграфии», 1875.54kb.
• На правах рукописи здобнова елена Николаевна миоспоры и водоросли, 276.95kb.
• Институт Проблем Экологии и Эволюции им., 5712.14kb.
• Программа Всероссийского совещания «200 лет Отечественной палеонтологии», 147.55kb.

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 А.К. Матвеев, 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 А.К. Матвеев, 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 Н.М. Страхов: «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. Исследование А.Х.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, 1968). 1. Фаза 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.

Внезапное появление и быстрое возрастание количества ранее не встречавшихся спор в денсоспоровой фазе отражают появление нового типа растительности. Из данных работ (Смит, 1968; Снигиревская, 1986) следует, что этот тип растительности был приспособлен к очень неблагоприятным внешним условиям, которые могли возникать именно в пору глубокого погружения бассейна во мрак ночной тьмы. В это время природно-климатические, в целом экологические условия оказывались настолько неблагоприятными, что губительно действовали на растительные ассоциации, характерные для других фаз развития фитоценоза. Этим объясняется то, что растительность денсоспоровой фазы состояла из сравнительно небольшого числа видов, способных существовать на торфах с низким содержанием минеральных питательных веществ, о чем говорится в работе (Смит, 1968). И другие упомянутые выше факты из последней работы, а также данные Н.С. Снигиревской (Снигиревская, 1986) согласны с нашей точкой зрения, что в ходе разворачивания денсоспоровой фазы территория осадконакопления находилась в очень неблагоприятных абиотических условиях, соответствующих глубокой ночной тьме. Из специфических особенностей развития и отмирания лесной растительности следует, что процесс накопления ОВ протекал в течение долгого времени. Поэтому биомасса, которая отмирала в первой фазе, могла сохраниться только в условиях сравнительно низкой температуры. Это находится в согласии с отмеченным выше холодным состоянием климата во время накопления ОВ вплоть до начала трансгрессивной фазы. После последней фазы, а местами и в ходе ее, начинался процесс углефикации органической массы, которая накапливалась в течение предыдущей ночи. Об этом процессе подробно сказано ниже. Отсутствие колец прироста или их единичность у деревьев каменноугольного периода говорят об однообразных климатических условиях, которые не претерпевали резких или существенных изменений в течение десятков и сотен лет. В ходе накопления ОВ в Донецком бассейне происходило уменьшение количества видов растительности, свидетельствующее о постепенном ухудшении экологических условий. С течением времени лес становился более редким, затем исчезал и вовсе в данном бассейне (Снигиревская, 1986). А под конец в чрезвычайно неблагоприятных экологических условиях, возникавших в Донецком бассейне в это время, полегала и основная масса довольно устойчивых типов растительности. Это свидетельствует о суровых экологических условиях, которые наступали в бассейне к концу накопления ОВ. Описываемый при этом в работе (Снигиревская, 1986) случай, скорее всего, представляет собой один из вариантов, о котором пишет А.Х.В. Смит, а именно тот вариант, когда за денсоспоровой фазой непосредственно идет трансгрессивная фаза. Такой ход событий соответствует тому, что фитоценоз исчезал под давлением чрезвычайно неблагоприятных экологических условий, которые возникали в пору денсоспоровой фазы – глубокой ночи, – и уже после этого почти до самого наступления следующего палеодня в бассейне не появлялась растительность. Такая смена растительных ассоциаций в Донецком бассейне действительно соответствует одному из выявленных в работе (Смит, 1968) вариантов, когда за денсоспоровой фазой непосредственно следует трансгрессивная фаза. Изменение климата, как уже сказано, сначала происходило в сторону похолодания, а само похолодание - в результате медленного приближения теневой стороны, наступления палеоночи и последующего пребывания бассейна осадконакопления на антисолнечной стороне. После полуночного пика климат менялся уже в сторону потепления. Такое представление находится в полном согласии с последовательностью наступления различных фаз развития фитоценоза на территории осадконакопления, которую выявил А.Х.В. Смит. Но, как уже упомянуто, он все время представляет бассейн как торфяное болото в обычном смысле, как традиционно полагают геологи. А это, как уже говорилось выше, противоречит особенностям развития бассейна, в первую очередь очевидному факту, что образование отложений, подстилающих угольный пласт, явно происходило на суше. Из изложенной здесь концепции следует объяснение и того факта, что ни в одном случае, если образцы отбирались через небольшие интервалы, комплекс ликоспоровой фазы не был обнаружен непосредственно рядом с комплексом денсоспоровой фазы (Смит, 1968). Причина этого явления с излагаемой здесь позиции заключается в том, что природно-климатические условия, имевшие место в бассейне при этих двух фазах, отличались друг от друга весьма существенно. Это вытекает из того, что соответствующие данным фазам этапы времени суток никогда не граничили друг с другом. Ведь абиотические условия, характерные для времени постепенного приближения Солнца к закату (или удаления от точки восхода), естественно, должны были сильно отличаться от тех, которые могли возникнуть в ходе глубокой ночи, охватывающей и полночь. Развитие растительной ассоциации промежуточной фазы протекало при абиотических условиях, которые возникали на переходном этапе между этими двумя состояниями.

Все сказанное здесь находится в согласии и с тем, что плауновидные, расцвет которых приходился на каменноугольный период, когда сутки составляли десятки тысяч лет, с триаса постепенно исчезли. Получается, что для этих древесных растений наиболее подходящими были природно-климатические условия, которые возникали в полночь и вблизи нее при довольно продолжительных сутках карбона. Возможно, эти плауновидные при иных внешних условиях не выдерживали конкуренцию с другими видами растений, которые были характерны для более коротких суток триаса. То, что комплексы ликоспоровой и промежуточной фаз могут чередоваться несколько раз до появления комплекса денсоспоровой фазы, свидетельствует о том, что и при таких длительных сутках не всегда проявлялась денсоспоровая фаза в обычное для нее время суток.

Итак, синтез всех затронутых здесь данных с учетом величины суток в каменноугольном периоде приводит к следующему сценарию отмирания и накопления материнского растительного материала при формировании гумолитов. В угольных бассейнах карбона каждые сутки после спада полуденной жары и формирования почвенного слоя вновь возникали живые организмы, в том числе и лесная растительность. Каждая фаза изменения споровых комплексов в них представляла собой этап развития, отмирания и накопления определенных типов и сообществ растительности, существовавших в разное время длительных суток. Все начиналось с того, что после спада невыносимой полуденной жары формировался почвенный слой и появлялись живые организмы, в том числе и флора. С приближением бассейна к антисолнечной стороне наступала первая фаза похолодания и начиналась массовая гибель - отмирание самых теплолюбивых типов растительности и их сообществ. Дальнейшее приближение теневой стороны, а затем переход на эту сторону и постепенное погружение территории осадконакопления в наступающую тьму ночи приводили к прогрессирующему похолоданию климата. Развитие, отмирание и накопление растительной массы в каждой из фаз до денсоспоровой фазы сопровождались дальнейшим ухудшением абиотических условий, в частности дальнейшим похолоданием, которое вызывалось все более глубоким погружением бассейна в ночную тьму. В процессе постепенного понижения температуры, сопровождаемого переносом водяных паров с освещенной стороны атмосферой и выпадением обильных осадков, складывались особые абиотические условия неустойчивой среды. Под влиянием абиотических параметров среды, которые претерпевали очень медленные изменения с постепенным все большим углублением бассейна во тьму ночи, возникали новые сообщества и типы растительности. В ходе все большего погружения во тьму ночи и непрерывного приближения территории осадконакопления к меридиану, проходящему через антисолнечную точку, в общем происходило ее постепенное удаление от освещенной стороны Земли и прогрессирующее похолодание. Со времени начала перехода на теневую сторону с течением времени абиотические условия среды претерпевали все более и более значительное ухудшение до наступления глубокой ночи, когда разворачивалась денсоспоровая фаза. Непрерывное изменение климата в сторону похолодания продолжалось до тех пор, пока бассейн не миновал меридиан, который проходит через АТ. Начиная с этого момента времени, в дальнейшем изменение природно-климатических, экологических условий протекало в противоположном направлении, чем имело место до этого. Соответственно далее смена фаз развития фитоценоза в бассейне идет в иной последовательности – после денсоспоровой фазы сначала наступает промежуточная, а затем ликоспоровая. Такая последовательность хода событий в бассейне соответствует смене прослоев угольного пласта, которую А.Х.В. Смит называет простейшей. С рассветом и приходом нового дня начинается интенсивное таяние льда, накопленного в течение ночи, в результате чего наступает настоящая трансгрессия, которая понемногу переходит к формированию морской обстановки в бассейне. Но и до этого в процессе приближения к закату, перехода на теневую сторону и пребывания территории осадконакопления в глубокой тени обильные выпадения осадков могли привести к ограниченному затоплению отдельных мест, образованию ограниченных водных бассейнов. О таком одном случае сказано выше при рассмотрении циклотемы из Западной Виргинии, описанной Ригером. А вот с восходом Солнца и приходом очередного палеодня наступала настоящая широкомасштабная трансгрессия и время одноименной фазы. Постепенно со сменой ночи на день наступали и иные природно-климатические условия, под влиянием которых уничтожались ранее существовавшие растения, а их места в ходе трансгрессивной фазы занимали быстро растущие виды. «В этом отношении показательно, что из спор, характерных для фазы, многие считаются родственными папоротникам и папоротникообразным растениям» (Смит, 1968). Именно такие растения должны были быть характерными для непрерывного освещения дневного времени суток, которое наступало с излагаемой здесь точки зрения на данном этапе развития территории осадконакопления. Отсюда видно, что и типы растительной ассоциации, характерной для трансгрессивной фазы, подтверждают нашу точку зрения о развитии, отмирании и накоплении растительной массы при формировании гумолитов в каменноугольном периоде. Таким образом, особенности каждого этапа развития территории угленакопления, скорее всего, были связаны с особенностями ее инсоляции, которые возникали в ходе движения Солнца по суточной параллели в течение продолжительных суток.

Некоторые представители древесных растений переживали природно-климатические перемены, связанные с моментом восхода и наступлением очередного дня, и оказывались в условиях стабильного непрерывного освещения при длительных сутках. Именно в это время абиотические условия в бассейне осадконакопления претерпевали более существенные перемены, в результате которых у деревьев могли формироваться единичные кольца прироста. О возможности подобного развития событий говорится ниже, исходя из отсутствия стволов деревьев, у которых кольца сохранялись в древесине корней. Нужно иметь в виду и то, что и в предшествующие восходу Солнца времена в ходе роста, отмирания и накопления растительной массы происходили изменения параметров абиотической среды, которые могли привести к образованию колец прироста у деревьев. Однако в условиях длительных суток такие явления должны были иметь место весьма редко, и это подтверждается тем, что у деревьев карбона либо есть единичные кольца прироста, либо их вообще нет. Естественно, эти древесные растения не могли достигнуть высоты 70 м и нескольких метров в диаметре за 1-2 года, как полагают некоторые исследователи. Достоверных свидетельств такого явления не знает история развития царства растений, и ныне они не наблюдаются. Поэтому вполне обоснованно многие ученые полагают, что эти деревья росли в однообразных климатических условиях, которые не претерпевали существенных, резких изменений в течение десятков и сотен лет. А такой климат должен был быть характерным как раз для продолжительных дней и ночей каменноугольного периода. Это непосредственно следует из того, что в данном периоде геологической истории Солнце надолго застывало почти в одной точке на небе относительно разных конкретных территорий осадконакопления всего земного шара. При этом солнечное излучение играло роль главного фактора, определяющего климатическую систему Земли.

Таким образом, из существования суток в десятки тысяч лет в каменноугольном периоде следует, что в это время истории Земли возникали особые климатические, в общем, абиотические условия, под действием которых могли происходить отмирание и накопление растительной массы. Представление, что именно таким путем накапливались остатки лесной растительности, которые слагали угольные пласты гумолитов в карбоне, как показано выше, находится в согласии с фактическими данными. Необходимые необычные абиотические условия их отмирания и накопления в соответствии с фактическими данными возникали, как уже сказано, в результате приближения территории осадконакопления к теневой стороне, ее перехода на эту сторону и пребывания в глубоком мраке ночной тьмы продолжительное время. С этим были связаны имевшие место разные фазы развития бассейна угленакопления, что подтверждается фактическими данными. При этом было несколько разных фаз развития, отмирания и накопления материнского исходного вещества угольного пласта, каждая из которых в соответствии с нашими расчетами в нижнем карбоне могла составлять от тысячи до десятков тысяч лет. Наконец, отметим, что изложенная здесь концепция об отмирании и накоплении лесной растительности, из которой формировался уголь в каменноугольном периоде, находится в полном согласии с вполне достоверным заключением известного ученого М.Д. Залесского: «Накопление материнского вещества большинства углей происходило не в водоеме путем сноса и отложения его там, а на суше» (Залесский, 1913).