ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ МЕЗОЗОЙСКОЙ ЭРЫ

Мезозойская эра, или эра средней жизни, — довольно продолжительный отрезок геологической истории Земли длительностью около 175 млн. лет. Несмотря на то что мезозой затерян в дебрях далекого прошлого, о существовании в то время природных условий, разнообразных ландшафтов, о составе атмосферы, солености и глубинах морей и океанов, холодных и теплых течениях, животных и растительном покрове можно судить более уверенно и подробнее реконструировать их, чем, например, для палеозоя. Отложения морского и континентального происхождения мезозойского возраста весьма многочисленны и распространены достаточно широко на всех континентах. Они содержат обильные остатки беспозвоночных и позвоночный животных, стволов и веток, отпечатки побегов и листьев, многочисленные споры и пыльцу растений. В отложениях мезозоя запечатлены следы тектонических движений, вулканизма и экзогенных преобразований.

В отличие от более древних периодов геологического прошлого, когда о ландшафтах и особенностях органического мира мы могли судить только по изучению отложений современных континентов, начиная со среднего мезозоя появляются геологические данные по морям и океанам. Благодаря глубоководному бурению на основании изучения керна + скважин получены неоценимые сведения не только о составе и возрасте пород, залегающих на глубинах нескольких сот и даже тысяч метров от поверхности дна океанов, но и об условиях их образования.

В течение мезозоя в разных районах планеты периодически происходили интенсивные складкообразовательные и горообразовательные движения, сопровождаемые обильными вулканическими извержениями. Осуществлялось не только разрастание устойчивых областей земной коры, но и расколы континентов по крупным разломам с образованием рифтовых зон и активные перемещения литосферных плит.

Триасовый период — время раскола земной коры

В течение триасового периода, продолжавшегося около 35 млн. лет, в результате крупнейших расколов земной коры Пангея — этот супергигантский материк — разделился на два огромнейших материка — Гондвану и Лавразию.

Ранний триас — время полного завершения герцинского орогенеза. Поднятия и складкообразовательные движения в это время обозначились в Аппалачах, в пределах Мексиканского залива, на о-ве Тасмания, в Восточной Австралии, на юге Африки (Капские горы) и в Монголо-Охотском поясе.

Поднятиями были охвачены обширные платформенные участки. Области активизации платформ и орогенные области характеризовались не только активным воздыманием, но и формированием глубинных разломов и интенсивным вулканизмом. В триасовом периоде произошел распад Гондваны и Лавразии. Вдоль возникших глубинных разломов, предопределивших контуры современных материков южного полушария, впоследствии образовались глубокие протяженные впадины — рифтовые зоны, вначале весьма похожие на современные рифты Байкала или зону Великих Африканских разломов.

На границе палеозоя и мезозоя разломы рассекли многие устойчивые участки земной коры. Например, на Сибирской платформе они явились центрами излияний базальтовых лав, известных под названием траппов. Эти траппы имеют мощность около 2,5 км и занимают территорию свыше 500 тыс. км².

В конце триасового периода произошла новая вспышка вулканизма. По ожившим древним и вновь образованным разломам на земную поверхность с глубины в несколько сот километров устремились потоки базальтовых лав. Под тяжестью многокилометровых толщ базальтов земная кора прогибалась, и по возникшим трещинам изливались новые порции базальтовых лав.

Новая тенденция в развитии литосферы Земли наметилась в связи с расколом Пангеи и раздвижением континентов в разные стороны. В это время полностью закрылся океан палео-Тетис, Китайский континент причленился к Евразии, возник новый мезозойский океан Тетис, располагавшийся между Евразиатским и Африканским континентами. Тетис сильно сужался к западу и расширялся в восточном направлении. Это дало основание установить существование в Тетисе двух расходившихся на восток ветвей срединно-океанических хребтов. Северная ветвь охватывала Альпы, Карпаты, Балканы, Малый Кавказ и Эльбурс, а южная — Аппенины, Динариды, Анатолию и Южный Иран. Между этими хребтами располагались микроконтиненты: Итальянский, Родопский, Иранский. В. то далекое время максимальная ширина мезозойского океана Тетис составляла 2500 км.

Вдоль рифтовых зон начала раскрываться Северная Атлантика, находившаяся между Северо-Американским и Африканским континентами. Южная Америка соединялась с Африкой, но отделялась от Северной Америки океаническими просторами, существовавшими на месте современного Карибского моря и Мексиканского залива.

Глубина морей, покрывавших современные континенты, была небольшой. Только в геосинклинальных областях и вблизи срединно-океанических хребтов существовал контрастный рельеф с перепадами глубин в несколько тысяч метров.

Сильные изменения произошли в триасовом периоде в составе органического мира. На смену вымершим в конце перми группам фауны и флоры пришли новые. Наземный растительный мир знаменовался появлением важнейших представителей хвойных и дальнейшим развитием гинкговых и цикадофитовых. Наряду с ними продолжали существовать реликты палеозойских семенных папоротников, кордаитов и каламитов, которые, однако, уже в середине триаса вымерли.

Животному царству суши было свойственно преобладание рептилий и заметное сокращение земноводных, в частности стегоцефалов. Существенные изменения произошли в классе рептилий. Зверообразные и котилозавры вымерли, и им на смену в середине триаса пришли динозавры. В триасе появились и первые млекопитающие. Это были мелкие и весьма немногочисленные животные.

Органический мир морей был довольно богат и многообразен. В мелководных, нормально-соленых условиях большого расцвета достигли головоногие моллюски — аммониты и белемниты. Аммониты в отличие от своих позднепалеозойских предков имели более сложное строение и весьма богатую и разнообразную скульптуру горизонтально завитой раковины. Сильно видоизменилась фауна двустворчатых моллюсков — появились устрицы, возникли новые роды среди брюхоногих моллюсков и морских ежей, а также первые представители шестилучевых кораллов.

Большого разнообразия достигли морские позвоночные. К плавающим пресмыкающимся относились многочисленные ихтиозавры и плезиозавры, а среди рыб преобладали костистые.

Практически повсеместное распространение имел однотипный теплолюбивый комплекс морских беспозвоночных. Например, остатки одних и тех же рептилий и амфибий, жизнедеятельность которых прекращалась при среднегодовых температурах ниже 10°С, обнаружены даже на крайнем северо-востоке и востоке Евразии и в южной части Австралии, т. е. в тех районах, которые по палеомагнитным данным располагались вблизи Северного и Южного полюсов. По-видимому, даже в околополярных районах в раннем и среднем триасе температура вряд ли опускалась ниже уровня, характерного для субтропического пояса.

Наиболее прохладные условия в течение триасового периода существовали на северо-востоке Евразии. По сравнению с другими областями здесь обнаружено очень малое содержание карбонатного материала (одного из основных показателей теплого климата), установлен иной тип растительности и животного царства, в котором отсутствуют типичные группы тропический организмов (кораллы, морские ежи). Остатки морских беспозвоночных обладают нежными и тонкими раковинами.

На протяжении триасового периода наблюдается очень интересная зависимость организмов от окружающей среды. Вследствие возрастания сухости воздуха в первой половине триаса многие рептилии были вынуждены проводить значительную части времени в неглубоких озерах, реках и в прибрежных зонах морей. Причем некоторые из них (ихтиозавры и плезиозавры) по мере увеличения аридизации стали совсем водными формами Другие, наоборот, приспособились к обитанию на суше и приобрели толстый роговой панцирь, предохраняющий их от испарения и перегревания. В конце триаса ввиду сильного измененения ландшафтно-климатических обстановок произошло обновление фауны рептилий.

Юрский период — расцвет динозавров

Юрский период — один из самых характерных периодов мезозойской эры. Во многих отношениях он отличается от триасового, и главное заключается в том, что юра — это время типично морских условий в жизни континентов. Отмечаются две морские трансгрессии, которые одновременно охватили почти все континенты. Они проявились в конце раннеюрской и начале позднеюрской эпохи и разделялись отчетливой регрессией среднеюрской эпохи.

Тектоническая жизнь на планете в течение юрского периода была более интенсивной, чем в триасе. Для этого периода типичны процессы складко- и горообразования, происходившие в результате столкновения литосферных плит, и крупные нарушения глыбового характера в пределах платформ и областей активизации. Образование горстовых поднятий и грабенов сопровождалось интенсивным наземным вулканизмом. Древнекиммерийский орогенез затронул отдельные районы Альпийского, Гималайского пояса (Пиренеи, Альпы, Карпаты, Крым, Кавказ, Тибет, Индокитай). Орогенические движения происходили в конце средней юры, но особой силы они достигли в позднеюрскую эпоху, когда охватили северные районы Тихоокеанской геосинклинального пояса.

В это же время Австралия и Антарктида отделились от Африки и Индии, и возникший новый Индийский океан соединился с восточной окраиной океана Тетис. Наиболее обширный в юрском периоде был Тихий океан. Его размеры даже превышли современные. Азия отделилась от Северной Америки океаническим бассейном. На западной окраине Северной Америки происходила интенсивная складчатость — так называемый невадийский орогенез, который по времени соответствовал позднекиммерийскому. Складкообразование сопровождалось внедрением крупных интрузий и высокотемпературным метаморфизмов. Образование невадийского пояса складчатости и батолитов было обусловлено процессе столкновения континента с oстровной дугой.

Юрская флора характеризовалась господством голосеменных форм. Споровые, в основном папоротниковые и хвощевые, образовывали самостоятельные заросли в пределах отдельных сильно увлажненных низменностей, примыкавших к морям и крупным озерам. Растительный покров в первой половине юрского периода был представлен хвойными, цикадофитовыми, беннеттитовыми и гинкговыми. В поздней юре в связи со снижением влажности леса поредели, исчезли влаголюбивые формы и появились растения, способные переносить засуху. Вначале редколесья располагались на возвышенностях, но впоследствии из-за роста засушливости они распространились и на приморские низменности.

По экологическому характеру и систематическому составу в течение ранней и средней юры на платформах северного полушария, флора которых в настоящее время хорошо изучена, существовали, по крайней мере, три геоботанические зоны. Флора, произраставшая на северо-востоке Евразии и северо-западе Северной Америки, обладала наименьшим систематическим разнообразием и характеризовалась слабым развитием теплолюбивых форм и отсутствием представителей тропической и экваториальной флоры. Здесь росли главным образом хвойно-гинкговые леса.

Теплолюбивые цикадофитовые и беннеттитовые появились только на южных окраинах зоны хвойно-гинкговых лесов. По сравнению со своими сородичами из южных областей они имели небольшую высоту и слабо разветвленный ствол. Роль травянистого покрова в хвойно-гинкговых лесах играли низкорослые папоротники, мелкие хвощи и плауны. Деревья обладали годовыми кольцами нарастания, подобными тем, которые имеются у современных деревьев, растущих в условиях сезонных колебаний температур. Однако, по мнению известного советского палеоботаника В. А. Вахрамеева, климат зоны хвойно-гинкговых лесов вряд ли можно было считать суровым. Несмотря на хорошо выраженную сезонность климата, зимы были мягкими: средние зимние температуры не опускались ниже 0°С. Многие гинкговые в прохладные сезоны года теряли листву.

В ранней и средней юре в зоне хвойно-гинкговых лесов существовала необычайно высокая увлажненность, что и предопределило развитие обильно увлажненных ландшафтов. Здесь располагались озерно-болотные и сильно заболоченные низменности. В широких речных долинах находились пойменные заболачивающиеся озера и старицы. В них, а также в дельтах полноводных рек накопление растительных остатков способствовало формированию угленосных осадков.

Значительные изменения в составе растительного покрова и географическом распространении различных форм произошли в позднеюрскую эпоху. Только флора южных и северных приполярных районов по существу сохранила свой прежний облик. Благодаря высокой влажности и сохранившемуся температур-ному режиму здесь продолжали рост хвойно-гинкговые леса с папоротниковым подлеском. Постепенно смещавшаяся в северном полушарии засушливость климата вносила определенные коррективы не только в распределение ландшафтных обстановок, но и в состав и распределение растительного покрова. В районах, которые подверглись сильной аридизации, многие влаголюбивые формы исчезли, леса поредели, и в них сохранились лишь засухоустойчивые формы. Практически полностью исчезли гинкговые и папоротниковые. В целом растительный покров в областях умеренного увлажнения стал напоминать в экологическом отношении современные леса восточной части Средиземноморья. Растительность ксерофильного редколесья обладала чертами, свойственными засушливому климату. Беннеттитовые и цикадофитовые имели кожистые листья, а хвойные — чешуйчатую хвою.

В низких широтах из-за высокой степени аридизации растительный покров был сильно разрежен, а местами полностью отсутствовал. Деревья произрастали только в долинах рек и вблизи источников воды. Здесь основная роль принадлежала опустыненным саваннам, саванно-степям и полупустыням. В областях с сильным дефицитом влаги располагались пустыни.

Ландшафт юрского периода (по 3. Шпинару и 3. Буриану)

Лесная растительность этого времени состояла преимущественно из голосеменных.

В низких широтах, в областях обильного увлажнения, тип растительного покрова в поздней юре по сравнению с ранне- и среднеюрской эпохами почти изменился. Здесь произрастали влаголюбивые тропические и экваториальные сообщества беннеттитовых, цикадофитов и древовидных папоротников.

Фауна позвоночных юрского периода характеризовалась значительным развитием гигантских рептилий, среди которых различа-ются наземные, водные и летающие формы, травоядные и хищные.

Родоначальником динозавров являлись сравнительно широкой распространенные еще в конце палеозоя и триасе мелкие ящеры — текодонты. В триасе эти ящеры стали передвигаться на двух задних ногах. Поскольку главным органом чувств у рептилий были глаза, преимуществом по сравнению с другими обладали особи с высоко поднятой головой. Они лучше ориентировались среди высокой травянистой растительности.

Многие из динозавров имели огромные размеры. Длина некоторых из них была 20—25 м, а масса достигала 30—35 т. Среди динозавров были распространены как четырехногие формы, так и двуногие. Многие гиганты вели полуназемный образ жизни. Значительную часть времени они, подобно современным бегемотам, проводили в воде. Для поддержания большого веса тела кости скелета должны были обладать значительной прочностью. Однако быстро перемещаться по суше такие гиганты не могли. Они обладали полыми костями скелета, тонкими зубами, пригодными для поедания только мягких побегов и водорослей, и облегченными шейными позвонками. Динозавры, ведущие полуназемный образ жизни, имели далеко отодвинутые глаза и длинные носовые (воздухоносные) ходы. Благодаря этому, например, утконосые динозавры зауролофы могли полностью погружаться в воду, спасаясь от врагов или в поисках пищи.

Некоторые полуназемные динозавры имели укороченные передние конечности, снабженные перепонками, длинный уплощенный хвост. Они были хорошими пловцами. В то время как полуназемные динозавры передвигались преимущественно на четырех ногах (диплодоки, бронтозавры) и реже на двух (зауролофы), типично наземные формы, за малым исключением, были двуногими. Они обитали главным образом в сильно увлажненных местах, покрытых богатой растительностью, но с твердой почвой, так как в сильно заболоченных или густозалесенных местах они не смогли бы передвигаться. Среди наземных динозавров различались растительноядные и хищные. Ярким представителем растительноядных динозавров были игуанодонты. Некоторые из них достигали в длину 10 м. Эти животные имели трехпалые задние конечности с перепонками, которые позволяли перемещаться по топким побережьям рек, озер и морей. Они обладали своеобразным клювом, который использовался при объедании листьев и побегов с кустарников и деревьев и как средство защиты. Животное имело сильную челюсть и могло наносить клювом опасные укусы и рваные раны. Страшными хищниками, жившими в юрском периоде, были крупные двуногие динозавры — карнозавры.

Наземные динозавры размножались с помощью яиц, которые они откладывали в теплый песок, точно так же как это в настоящее время делают крокодилы и черепахи. Растительноядные динозавры вели стадный образ жизни. Об этом свидетельствует множество отпечатков следов, обнаруженных в ископаемом состоянии на берегах древних морей и крупных озер.

Обилие сильно заболоченных территорий, густая лесная растительность, наличие многоводных и широких рек, крупных озерных бассейнов в ранней и средней юре способствовали значительному сокращению численности наземной динозавровой фауны и смещению ареала их обитания в пределы ксерофильного редколесья. Господствующее положение в сильно обводненных ландшафтах заняли полуназемные и водные рептилии. Среди последних главенствовали ихтиозавры и плезиозавры. Ихтиозавры своей внешностью напоминали современных дельфинов, но в отличие от них имели более удлиненную морду с зубастой пастью. Длина их тела достигала 6 м. Вместо передних и задних ног у них были плавники в форме ласт. Ихтиозавры, так же как и млекопитающие, были живородящими животными.

Современниками ихтиозавров были плезиозавры, плиозавры и др. Плезиозавры и плиозавры обладали мощными ластами. Они довольно свободно чувствовали себя в воде. Небольшая голова с зубастой пастью, в которой находилось множество острых конических зубов, располагалась на очень длинной шее. Наиболее крупные особи достигали в длину 10 м.

Постепенно ряд рептилий приспособился к обитанию в воздушной среде. Предками юрских летающих ящеров — птерозавров были текодонты, а точнее, те из них, которые вели древесный образ жизни и обладали способностью планировать с ветки на ветку, подобно некоторым современным формам. Планирование на небольшие расстояния у одних особей осуществлялось благодаря длинным чешуям которые расширялись на концах, образуя тонкостенные мешочки, у других — с помощью эластичной кожистой пленки, натянутой между конечностями и туловищем.

Летающие ящеры (рамфоринхи, птеродактили и птеронодоны) быстро освоили воздушный океан. Они были представлены многочисленными видами разных размеров от карликов до гигантов. Рамфоринхи имели длинный хвост, пятипалые задние конечности и длинные узкие перепончатые крылья размахом около 1 м. Гигантами среди летающих ящеров следует признать птеродактилей, многие из которых достигали в размахе крыльев около 8 м. Однако это, как стало известно, не предел поскольку найдены скелеты, по которым можно судить, что отдельные особи имели размах крыльев около 15 м.

Челюсти летающих ящеров были густо усажены острыми и длинными зубами, тело одних покрывала густая шерсть, а тело других — чешуя, крылья были перепончатыми.

В юрский период появились первые птицы — археоптериксы и археорнисы, которые были величиной с голубя. Необходимо отметить, что эти птицы имели много общих черт с пресмыкающимися, особенно в строении черепа и скелета. Вместе с тем они обладали более совершенной кровеносной и нервной системой, у них были лучше развиты органы чувств по сравнению с рептилиями. Большой объем мозга, забота о потомстве и хорошая приспособляемость к различным условиям жизни способствовали широкому расселению птиц и обитанию в самых разнообразных ландшафтно-климатических условиях.

В пресных озерах, а также в старицах и полноводных реках обитала моллюсковая фауна. Озера, расположенные на низменностях, и широкие поймы рек зарастали водной и прибрежной растительностью и превращались в болота. Здесь происходило накопление мощных толщ угля. Воды озер и стариц содержащие большое количество продуктов гниения растения были бедны кислородом, известью и многими питательными веществами. Это привело к тому, что придонная фауна водоемов состояла из однообразных остракод и моллюсков.

В поздней юре в результате иссушения климата и исчезновения густой и влаголюбивой растительности многие водные бассейны из заболоченных превратились в открытые и лишенные растительности, что в свою очередь привело к увеличению в воде кислорода и извести. Господствующее положение заняли формы экологически связанные с теплыми и прозрачными водами. Это различного типа крупные формы двустворчатых и брюхоногих моллюсков.

Богатством видов отличалась в юрском периоде морская фауна беспозвоночных. Причем в ее распространении намечается ряд различий, позволяющих наметить существование зоогеографических провинций и областей. Так, например, в пределах северного полушария выделяются по крайней мере три экологических типа фауны: бореальный (северный), смешанный и тропический. Наиболее богатой и разнообразной была фауна беспозвоночных тропических морей. В сторону полюса она сильно обеднялась.

В ранней и средней юре в тропических и бореальных морях обитали аммониты и белемниты, а также двустворчатые моллюски. Ряд типичных бореальных форм мигрировал в низкие широты, а в поздней юре наблюдалась обратная картина. В высокие широты перемещались тропические представители головоногих и двустворчатых моллюсков и брахиопод, кораллы, морские ежи и строматопоры.

Расцвет коралловой фауны произошел в середине поздне-юрской эпохи. В это время существовало максимальное количество семейств и родов кораллов, а во многих морских бассейнах в зоне мелководья возникли многочисленные рифовые постройки. Крупнейшие рифовые тела существовали на перифериях тропического океана Тетис, в эпиконтинентальных тропических морях Северной и Южной Америки и Африки.

Субтропический пояс выделяется для территории Евразии, и по отношению к современным широтам он простирался субмеридионально. Субтропический климат господствовал в Северной Европе, на значительной части Восточно-Европейском платформы, на Урале, в Сибири, Монголии. Здесь среднегодовые температуры изменялись в пределах 12,5—13°С. Даже в бассейне Печоры, на Таймыре и на островах Земли Франца-Иосифа среднегодовые температуры морских вод в позднеюрскую эпоху временами достигали 17,5°С. Наиболее низкие температуры были характерны для умеренного пояса. Умеренный климат в это время rocподствовал в северном полушарии на Крайнем Северо-Востоке СССР и Аляске. В морях умеренного пояса обитала бореальная фауна, состоявшая главным образом из тонкостенных двустворчатых моллюсков и редких белемнитов.

Меловой период — становление океанов и возникновение цветковых

Мезозойская эра заканчивается меловым периодом, продолжавшимся около 70 млн. лет. Он знаменовал собой качественно новый этап в развитии ландшафтно-климатических областей и органического мира Земли. В течение этого периода тектоническая жизнь планеты оставалась активной.

Продолжалось раздвижение гондванских континентов. Северная Америка отделялась от Африки и Евразии. Эти активные раздвижения сопровождались формированием новых морей и океанов. Так, например, Атлантический океан приобрел близкие к современным очертания, возникли Бискайский залив и Гренландское море. В это время был заложен рифт Красного моря и началось раскрытие Индийского океана, а Индостан и Мадагаскар отделились от Африки. Индостанский континент совершил длительное путешествие, исчисляемое тысячами километров, пока в середине палеогена он не столкнулся с Азиатским континентом. В результате такого столкновения были образованы Гималаи.

Началу мелового периода был свойствен регрессивный этап развития, но в середине раннего мела ему на смену пришел трансгрессивный этап. Позднемеловая морская трансгрессия была одной из самых величайших трансгрессий на Земле В это время многие континенты оказались покрытыми морем. Море занимало почти 40% территории современной Евразии и 35% территории Северной Америки, около 20—25% территории Африки и Австралии и 15% территории Южной Америки.

В середине мелового периода осуществлялось широкое расселение многих представителей высшей флоры — покрытосеменных растений. Еще в начале мелового периода их роль в растительном покрове была невелика, но уже в середине позднемеловой эпохи они заняли главенствующее положение.

По сравнению с поздней юрой в раннем мелу произошло изменение морфоанатомического строения гинкговых. В то время как юрские гинкговые обладали сильно расчлененной листовой пластинкой, раннемеловые формы имели уже цельную пластину. Это свидетельствует не столько о более высокой ступени развития, сколько об их приспособлении к сезонным, а возможно, и к суточным колебаниям температур.

Многие древесные сообщества хвойных и гинкговых, особенно те, которые росли в высоких и средних широтах, обладали ясно выраженными годичными кольцами. Это свидетельствует о существовании в зоне хвойно-гинкговых лесов относительно прохладных условий.

В средних широтах располагалась зона цикадофитово-беннеттитовых лесов. Она отделялась от зоны хвойно-гинкговых лесов довольно узкой полосой развития смешанных цикадофитово-хвойно-гинкговых лесов. В Евразии к этой зоне относились крайний север Европы, Северный Урал, юг Западной Сибири и Приморье.

Наивысшего расцвета и разнообразия достигла флора в областях с тропическим влажным климатом. Склоны возвышенностей и низменности были покрыты густым пологом лесе весьма сходного с современными экваториальными лесами Особенно большого разнообразия достигли цикадофитовые и многочисленные древовидные папоротники. В сторону областей с засушливыми условиями многие влаголюбивые формы исчезали лесной покров редел и превращался в ксерофильное редколесье.

Лесная растительность тропического типа произрастала в Южной Евразии, на юге Северной Африки, юге Гренландии, а также в Африке, Австралии и Южной Америке.

В начале раннемеловой эпохи в лесах, состоящих из голосеменных форм, появились первые представители покрытосеменных растений. Уже в конце раннего мела их роль резко увеличилась. Сильно уменьшился видовой состав голосеменных несмотря на существование довольно благоприятных условий Появились и сравнительно быстро распространились по всем земному шару магнолии, лавровые, платаны, эвкалипты и дубы.

Температуры приповерхностных морских вод в экваториальном и тропическом поясах на протяжении большей части раннего мела были довольно высокими. Например, в морях Западной Европы в начале раннего мела они составляли 20—25°С. Примерно такие же температуры существовали в конце раннего мела в морях, расположенных на востоке Южной Африки, в Северной Австралии и Северной Америке.

В самом конце раннего мела произошло снижение температур на 2—3°, и это незамедлительно сказалось на составе фауны. Резко сократились ареалы кораллов и рудистов, появились не только организмы, которые могли существовать в различных температурных условиях, но и бореальные организмы, а также уменьшилось карбонатонакопление.

Экваториальный пояс охватывал север Южно-Американского континента, центральную часть Африки, юг Аравии, Индию и Индокитай. По обе стороны от него находились области с тропическим засушливым климатом. Северный аридный сектор охватывал юг США, Мексику, Центральную Америку, север Африки и Южную Евразию, а южный — Южную Америку, Африку и центральные области Австралии. В этих областях преобладали пустыни и полупустыни с ксерофильным редколесьем, весьма сходные с современными саваннами.

Понижение температурного режима в конце раннего мела произошло повсеместно. Так, снижение среднегодовых температур на 5—8°С по сравнению с началом раннемеловой эпохи установлено для морей, расположенных на территории Карпат, Крыма, Северного Кавказа, юга европейской Части СССР, Средней Азии и Сибири.

Как уже отмечалось выше, в конце раннего мела произошла существенная перестройка растительного покрова. Этот важнейший в истории Земли и биосферы факт до настоящего времени все еще не нашел полного объяснения. Неясны причины и места возникновения покрытосеменной растительности. В конце раннего мела продолжались активные перемещения континентов, сильно изменилась концентрация углекислого газа и кислорода в атмосфере, осуществилось глобальное понижение температур, появились сезонные колебания температур и влажности, уменьшилась облачность, а следовательно, усилился приток как яркого солнечного света, так и жесткой радиации. Очевидно, эти факторы и привели к изменению соотношения мало приспособленной к резким колебаниям температур голосеменной и споровой флоры и широкому распространению лучше приспособленной покрытосеменной.

В отличие от голосеменных покрытосеменные растения обладают большей фотосинтезирующей поверхностью, у них более совершенные водно-сосудистая и корневая системы и они могут лучше переносить сезонные колебания температур и влажности.

В позднемеловое время хвойно-широколиственные леса произрастали в высоких широтах северного и южного полушарий. В конце позднего мела появились и сильно расширили свои ареалы листопадные теплоумеренные формы — орех, бук и береза. Хвойные были представлены сосновыми (сосна, ель, пихта, тсуга, кедр) и таксодиевыми. Однако еще в течение длительного времени в приполярных районах присутствовали реликты не только раннемеловой, но и даже юрской флоры. Здесь располагались заросли из низкорослых форм цикадофитов, араукариевых и гинкговых. В средних широтах произрастали широколиственные леса — платаны, лавры, дубы, каштаны и клены. В субтропиках росли как широколиственные листопадные, так и вечнозеленые магнолии, лавры, пальмы, а также секвойи, эвкалипты, сосны; в подлеске располагались папоротники, гинкговые и цикадофитовые.

Во влажных тропиках и в приэкваториальной части произрастали дождевые экваториальные леса, вечнозеленая растительность которых была представлена главным образом пальмами, древовидными папоротниками, вечнозелеными дубами, магнолиями и т. д.

Среди наземной фауны позвоночных в течение позднего мела появились новые виды четвероногих растительноядных рептилий — анкилозавры, цератопсы, которые обладали пассивными средствами защиты от хищников (шипы, панцирь, роговой покров). Они уже не жили, как их предки, в прибрежно-морских или приозерных зарослях, а переместились в пределы саванного редколесья. В этих ландшафтах водились рогатые цератопсы, очень сходные и в экологическом, и в морфологическом отношении с появившимися в кайнозое носорогами. В саванных ландшафтах существовали утконосые динозавры —гадрозавры. Они перемещались на двух ногах и были очень тесно связаны с водной средой. Об этом свидетельствуют, во-первых, утиная морда с далеко отодвинутыми ноздрями и, во-вторых, наличие плавательных перепонок на ногах. Гадрозавры питались прибрежной болотной растительностью, обитали в широких речных руслах, дельтах рек и по образу жизни напоминали современных бегемотов.

Большого разнообразия в позднемеловое время достигли крокодилы, основным местообитанием которых являлись реки, пойменные озера и старицы. Условия открытой саванны с умеренно аридным климатом и сезонным, но обильным выпадением осадков благоприятствовали развитию динозавровой фауны. Динозавры обитали в многочисленных тихих водоемах, окруженных зарослями из влаголюбивых растений. В заболоченных тропических и субтропических лесах на внутриматериковых аллювиальных и приморских озерно-дельтовых низменностях с обильным увлажнением происходило резкое сокращение видового состава динозавров. В субтропиках это объяснялось не столько высокой влажностью, сколько умеренностью климата и почти сплошным развитием озерно-болотных ландшафтов.

Слабое распространение позвоночных в лесных ландшафтах было связано с неблагоприятными условиями их обитания, непроходимостью лесных зарослей и огромных заболоченных пространств, трудностью пропитания.

На протяжении позднемеловой эпохи на Земле существовали экваториальный, тропический, субтропический и умеренный пояса. Первые два в отличие от аналогов предшествующей эпохи захватывали более обширные территории. В тропическом поясе обитали теплолюбивые организмы, произрастали вечнозеленые дождевые леса и располагались саванны. Температурный режим повсеместно был довольно высоким. Максимально высокие температуры существовали в середине позднемеловой эпохи. В морях Западной Европы они колебались в пределах 19—25°С, но в конце позднего мела, особенно на границе с кайнозоем, за исключением Южной Европы, среднегодовая температура понизилась до 15°С.

Высокие среднегодовые температуры были характерны для Карпат, Крыма, Закавказья и юга Средней Азии, в течение позднемеловой эпохи они изменялись в пределах 18—27°С. Высокие температуры в течение позднемеловой эпохи существовали в морях, располагавшихся на территории США (20—26°С), на юге Канады (20—28°С) и севере Австралии (20—24°С).

Гибель гигантов

В конце мелового периода некогда богатая динозавровая фауна пришла в упадок, и ни один из ее представителей не перешел рубеж между мезозойской и кайнозойской эрами. На протяжении сравнительно короткого промежутка времени вымерли не только крупные сухопутные и морские рептилии, но и целый ряд морских беспозвоночных, в частности аммониты, белемниты и некоторые семейства планктонных фораминифер.

Многие поколения ученых пытались выяснить причину вымирания динозавров и других представителей мезозойской фауны. Высказывались самые различные предположения — от фантастических до вполне реальных, но и до настоящего времени действительные причины этой катастрофы пока еще не установлены. Ясно лишь то, что причиной гибели не могли послужить какие-либо значительные изменения рельефа земной поверхности, так как он даже в конце мела — начале палеогена оставался равнинным.

В меловом периоде динозавры прочно занимали основные жизненные пространства земной поверхности. И вдруг, а это в геологическом смысле произошло почти мгновенно, как по мановению волшебной палочки, они вымерли. Что же случилось? Конечно, динозавры были примитивнее появившихся им на смену млекопитающих. Они обладали менее энергичным обменом веществ и, следовательно, меньшей активностью, а она во многом зависела от солнечного тепла. Однако эволюционные преобразования и замена более прогрессивными группами в ходе геологической истории должны были происходить постепенно, а не внезапно, как это имело место в конце мезозоя.

Внезапное вымирание динозавров могло быть следствием одновременного наложения многих несомненно взаимосвязанных причин. Наиболее важными могли быть изменения пищевых ресурсов или даже состава пищи, концентрации кислорода и углекислого газа в атмосфере, усиление потока космической радиации и т. д.

Рассмотрим подробнее возможность действия перечисленных причин на жизнедеятельность динозавров. В отличие от сменивших их животных динозавры не имели надежной внешней термоизоляции, как, например, птицы (перья) или млекопитающие (волосяной покров, толстый слой жира). По-видимому, они не имели и постоянной температуры крови, вследствие чего им были опасны как перегрев в жаркое время, так и переохлаждение при значительных понижениях температуры воздуха. Поэтому наиболее распространенным объяснением вымирания динозавров принято считать изменение климатических условий на земной поверхности.

Нормальная жизнедеятельность динозавров протекала в тропическом и экваториальном поясах при равномерной высокой влажности с узкими интервалами в колебаниях суточных, сезонных и годовых температур. Понижение среднегодовых температур до 10—15°С привело к утрате активности и даже способности к передвижению и могло быть причиной гибели динозавров, так как их экологическими преемниками были теплокровные млекопитающие, способные переносить значительные колебания температуры среды обитания. Этот температурный фактор гибели динозавров подтверждается установлением на границе мелового и палеогенового периодов сильного похолодания.

Наибольшие снижения температур примерно до 10—12°С имели место в высоких и средних широтах, в результате чего существовавшие там ландшафты сильно видоизменились. Однако динозавровая фауна вряд ли могла перенести столь значительное похолодание. Тем более что в отличие от млекопитающих динозавры были тесно связаны с местами обитания и не приспособлены к активным миграциям. В тропических областях и приэкваториальной части температуры понизились, но не настолько, чтобы они могли так сильно отразиться на жизнедеятельности крупных организмов. Хорошо известно, что даже во время ледниковых эпох, когда материковое оледенение охватывало значительные территории (например, во время максимального оледенения в четвертичном периоде ледяной панцирь в отдельных районах спускался до 52° с.ш.), в экваториальной части продолжал существовать высокотермический режим, хотя ширина экваториального и тропического поясов последовательно суживалась. Следовательно, в конце мелового периода экваториальный и тропический пояса продолжали существовать, и в этих районах должны были сохраниться динозавры. В таком случае могло произойти не глобальное вымирание динозавров, а лишь сокращение их ареалов.

Однако динозавры вымерли почти одновременно как в средних, так и в низких широтах. Возможно, определенную роль в гибели рептилий низких широт сыграла наступившая в связи с понижением температур значительная аридизация климата, которая вызвала сильные изменения ландшафтных условий. В конце мелового периода произошла крупная регрессия и обширные участки земной поверхности освободились от водного покрова. Все это привело к резкому увеличению испаряемости, так же губительному для динозавров, как и понижение температур.

Одной из причин вымирания динозавров могло быть изменение интенсивности солнечной радиации и жесткости космических лучей, которое могло произойти на границе мела и палеогена. Некоторые ученые считают, что резкое увеличение интенсивности и жесткости космического излучения было вызвано вспышкой сверхновой звезды. Оно оказало губительное влияние на формы жизни, связанные с обитанием на открытых пространствах и в верхней толще воды. В этом случае под воздействием космических лучей должны были погибнуть все живые существа. Однако на суше вымерли только крупные рептилии, а мелкие представители — змеи, ящерицы, черепахи, крокодилы — сохранились. Продолжали существование многие обитатели водной среды, в том числе и жившие в зоне морского мелководья — устрицы, брахиоподы, морские ежи и т. д.

Большой интерес среди геологов вызвала оригинальная гипотеза, согласно которой гибель динозавров произошла вследствие мутаций в организме, вызванных сильной радиацией. Резко возросшая интенсивность космических лучей нарушила воспроизводство потомства. Возникает вопрос: если это в действительности было так, то почему бомбардировка жестким излучением оказалась смертельной только для динозавров? Весьма важное опровержение этой гипотезы было получено в процессе специальных исследований костей ископаемых гигантов. Как оказалось, ни кости динозавров, ни их яйца не содержат доказательств повышенной радиоактивности.

Одни ученые усматривали причину гибели динозавров в вирусной эпидемии, а другие считали, что перед гибелью динозавры вдруг стали откладывать яйца с очень толстой скорлупой. В результате этого не все детеныши смогли пробивать скорлупу и рождаемость динозавров резко упала. Однако как в одном, так и в другом случае остается неясным вопрос: почему одновременно] вымерли не только наземные, но и водные динозавры?

Как отмечалось выше, динозавры откладывали яйца в теплый песок и под действием определенных температур в них развивались зародыши. Снижение среднегодовых температур и возникновение сезонных и суточных контрастов привело к тому, что яйца не получали необходимого тепла и зародыши в них в конце концов погибали. Поэтому рождаемость динозавров резко снизилась, и в дальнейшем они вымерли.

Недавно была высказана гипотеза, суть которой заключается в том, что динозавры погибли в результате массового отравления алкалоидами покрытосеменных растений. Однако этому предположению противоречит тот факт, что массовое появление покрытой семенных приходится на конец раннемеловой эпохи, а гибель динозавров произошла только в конце позднемеловой эпохи, т. е. примерно через 30—40 млн. лет. Если алкалоиды покрытосеменных были действительно смертельными для динозавров, то они должны были исчезнуть уже в начале позднего мела, однако они продолжали еще долго жить и развиваться. Так что и эта гипотеза не в состоянии объяснить причину массового вымирания динозавров.

Существует еще одна гипотеза, с помощью которой пытаются объяснить гибель динозавров в результате изменения содержания химических соединений и микроэлементов в окружающей среде. Появление новых микроэлементов и соединений могло сильно повлиять на судьбу динозавров. Многие элементы и соединения освобождались при разложении горных пород под воздействием на них природных вод, обогащенных органическими кислотами и углекислым газом. Легкорастворимые вещества при выветривании выносились, а соединения железа (преимущественно гидроокислы железа), алюминия и титана оставались на месте. Известно, что карбонат кальция и фосфаты являются необходимой составной частью скелетных образований животных. Наибольший недостаток этих соединений ощущается в тропическом и экваториальном поясах, т. е. в главном местообитании динозавров. Животный мир современных тропических влажных лесов характеризуется небольшими размерами, что является своеобразной реакцией органического мира на дефицит карбоната кальция и фосфатов. Продолжающееся в течение всей позднемеловой эпохи интенсивное выветривание привело к тому, что почвенные воды и растительность оказались обеднены этими соединениями. Динозавры стали испытывать сильный известковый и фосфатный голод, кости их, не получая в достаточном количестве эти соединения, не могли выдерживать больших нагрузок, что и привело к массовой гибели гигантов.

В процессе интенсивного выветривания нарушился круговорот микроэлементов, играющих большую роль в жизнедеятельности животных. Уменьшение количества натрия в крови вызывало истощение нервной системы, дефицит железа способствовал развитию малокровия, уменьшение йода влекло за собой увеличение щитовидной железы, а нехватка фтора способствовала развитию болезней зубов. Поэтому большой дефицит микроэлементов мог вызвать массовую гибель таких животных, как гигантские ящеры.

Сильное влияние на развитие животных оказывает присутствие в почвенных растворах, корах выветривания и морских бассейнах стронция. Повышение его концентрации приводит к тому, что он замещает кальций в костной ткани. В то же время стронций довольно быстро удаляется из тканей и костей животных, и кости становятся пористыми и хрупкими.

Не менее вредное воздействие на организм животных оказывают и другие элементы. Переход селена из почв и растений в организмы животных приводит к нарушению работы сердца, поражению суставов, выпадению волосяного покрова и т. д. Недостаток кобальта в организме животных вызывает авитаминоз, а меди — малокровие.

Вероятно, в конце мезозоя в силу взаимного наложения многих причин произошла гибель гигантов. Вполне возможно, что главной причиной вымирания динозавров было изменение климата, сопровождаемое последовательными изменениями других природных условий.

В процессе глубоководного бурения в океанах на границе между меловыми и палеогеновыми отложениями был обнаружен тонкий слой глины, обогащенный иридием. В связи с этим американские ученые высказали предположение, что динозавры могли погибнуть в результате отравления иридием + и другими тяжелыми металлами. Повышение содержания иридия в породах объясняется столкновением нашей планеты с крупным космическим телом. Недавно слой, содержащий повышенное количество иридия на границе мела и палеогена, обнаружен в Италии, Югославии и СССР.