Море под ногами
Как сделать палеонтологическое открытие, не выезжая из Москвы
Палеонтология для большинства из нас — это наука о древних гигантских ящерах и мамонтах. Очень многие с детства хорошо ориентируются в видах динозавров и без труда отличают трицератопса от тиранозавра. Но находка костей крупного животного — редкая удача, повседневная работа палеонтологов связана с совсем другими существами, окаменелости которых любой может найти буквально у себя под ногами: на берегу моря или реки, в овраге, в заброшенном карьере, в строительном отвале. Но, как правило, мы не можем сказать о них ничего большего, чем «красивый камешек», «древняя раковина» или «чертов палец». Редакция N + 1 решила сделать для вас сверхкраткий путеводитель по самым частым палеонтологическим находкам, которые наверняка делал почти каждый житель Центральной России.
На протяжении сотен миллионов лет территория Москвы, Московской области и более половины европейской части России была покрыта морем. На месте Красной площади ползали морские звезды, в Бутово плавали акулы, на Тверской и на Арбате копошились морские огурцы. Сегодня их многочисленные остатки лежат глубоко под землей и обычно скрыты от глаз, но не всегда.
Древних морей было два, и каждое имело очень долгую историю. Первое море появилось здесь в начале девонского периода и существовало большую часть каменноугольного и половину пермского периодов — примерно 140 миллионов лет (от 400 миллионов лет до 260 миллионов лет назад).
Когда оно высохло, на протяжении еще более ста миллионов лет на месте Москвы и Подмосковья простиралась суша.
В середине юрского периода, примерно 165 миллионов лет назад, море вернулось и продержалось еще около 120 миллионов лет.
Много раз менялись характеристики этих двух морей: глубина, химический состав воды, температура. Обычно это был бассейн с нормальной соленостью, с глубинами около 20–30 метров, со средней температурой, как в нынешнем Средиземном море, то есть вполне комфортной.
Его населяли многочисленные животные. Их остатки лежат глубоко под землей и обычно скрыты от глаз, но не всегда. Газоны в Москве зачастую отсыпают черной глиной, где можно увидеть остатки головоногих моллюсков юрского периода (им около 150 миллионов лет), в щебенке на детских площадках и на тропинках столичных парков можно собрать целую коллекцию остатков каменноугольных животных (живших около 300 миллионов лет назад).
На окаменелости можно натолкнуться на берегу реки, где вода размывает горные породы, в русле ручья или просто рядом с ямой, которую копают коммунальные работники. И это не говоря о песчаных или глиняных карьерах в Подмосковье или об отвалах, возникающих после прокладки метро в Москве.
Наконец, самостоятельный палеонтологический музей представляют собой вестибюли многих станций Московского метрополитена.
Такие случайные находки выглядят не столь эффектно, как экспонаты музеев, и представляют собой фрагменты, обломки или, как шутят палеонтологи, фрагменты кусков обломков. Но знать о них небесполезно. По крайней мере, чтобы правильно расположить их по группам.
Членики морских лилий
Морские лилии (Crinoidea) — обширный класс иглокожих животных, наших двоюродных родственников. Тела иглокожих состоят из многочисленных сегментов и после смерти животного разваливаются на отдельные части. В случае с морскими лилиями обычно сохраняются членики их стеблей. Они выглядят как кружочек, звездочка или многоугольник с дыркой посередине. Нередки и небольшие «столбики» или «башенки», состоящие сразу из нескольких члеников.
В окрестностях Москвы остатки морских лилий обычно принадлежат животным каменноугольного возраста, обитавшим в Московском море около 300 миллионов лет назад. Они попадаются часто и даже послужили причиной курьеза: уфологи регулярно принимают остатки морских лилий за фрагменты инопланетных кораблей или куски техники древних «продвинутых» цивилизаций.
В карьерах Подмосковья встречаются и хорошо сохранившиеся экземпляры морских лилий, но их добыча и препарирование — весьма трудная задача.
Иглы и пластинки морских ежей
Морские ежи (Echinoidea) — близкие родственники морских лилий, их тела после смерти также разваливаются на отдельные сегменты. В горных породах сохранялись в основном отдельные иглы морских ежей, зачастую толстые и массивные, напоминающие булаву или толстый огурец. Фрагменты таких игл можно заметить в щебенке, которой отсыпают, например, дорожки в парках.
Там же попадаются пластинки панцирей, похожие на многоугольник или кружок с небольшим возвышением посередине: к нему крепилась игла.
Целые экземпляры морских ежей встречаются нечасто. На фото ниже запечатлен крупный, размером с теннисный мяч, панцирь подмосковного морского ежа в виде россыпи пластинок, от которых отходят иглы. По краям плиты находятся многочисленные членики морских лилий.
Интересно, что в Москве и Подмосковье почти все полные остатки каменноугольных морских ежей представлены в плоском, раздавленном виде. Панцири, сохранившие округлую форму, здесь практически не находят.
Брахиоподы
Брахиоподы (Brachiopoda) — особый тип морских беспозвоночных с внешней раковиной. Они немного похожи на двустворчатых моллюсков, хотя отличаются особенностями симметрии. У двустворчатых моллюсков зеркальны обе створки, а у брахиопод они отличны, зато симметричны правая и левая сторона каждой створки.
Брахиоподы господствовали в морях палеозойской эры, а сейчас представлены небольшим количеством форм. Их остатки часто сохранялись в ископаемой летописи. Иногда окаменелых раковин брахиопод в породе так много, что эти скопления напоминают булыжные мостовые.
В окрестностях Москвы брахиопод, скорее всего, можно найти где-нибудь на даче, особенно на берегу реки, где вода размывает коренные породы или просто притащила обломок глыбы с окаменелыми раковинами.
У некоторых брахиопод раковина отличалась длинными отростками. Благодаря этому в Древнем Китае их называли ласточками, отвар из таких брахиопод считался хорошим средством от болезней желудка. У нас в Воронежской области похожие раковины называли коровками.
Кораллы
Ископаемые кораллы (Anthozoa) в Москве и области принадлежат к ископаемым каменноугольного периода. Натолкнуться можно на остатки как одиночных, так и колониальных кораллов.
Одиночные кораллы имеют характерную изогнутую форму и похожи на окаменелый коготь или зуб. Их нередко и принимают за зубы или когти динозавров, хотя сложное ажурное строение перегородок и внешняя скульптура очевидно указывают, что это постройки беспозвоночных.
Колониальные кораллы выглядят как скопление трубочек или полостей. Раньше их называли окаменевшими сотами.
Стоит отметить, что кораллы служат индикатором теплых морей. Благодаря им мы знаем, что 300 миллионов лет назад море в в европейской части России было теплым и обладало нормальной соленостью.
Брюхоногие моллюски
Брюхоногие моллюски, или гастроподы (Gastropoda), обитают в морях уже более 500 миллионов лет. Они и сейчас представляют крайне обширную и разнообразную группу.
В ископаемой летописи не всегда от них сохранялись сами раковины, зачастую оставались лишь внутренние слепки — ил, затвердевший в пустотах раковины. Такой же слепок получится, если цементом заполнить сосуд, а затем его разбить.
Известняк каменноугольного периода иногда переполнен такими слепками, в основном от раковин брюхоногих моллюсков беллерофонов (Bellerophon).
Аммониты
Аммониты (Ammonoidea) — головоногие моллюски, во множестве населявшие моря во времена динозавров, то есть в юрском и меловом периодах. Внешне они напоминали современных наутилусов.
Завитые в спираль раковины аммонитов служат обычным предметом коллекционирования у любителей палеонтологии. Поиск и добыча целых раковин представляет известные трудности и требует навыков, но фрагменты можно встретить даже на московских газонах, которые отсыпают черными глинами. Они обычно выглядят как дуга, покрытая разными бороздками, пупырышками и морщинами (некоторые при жизни были усеяны шипами).
Подчас можно найти и прекрасной сохранности раковины аммонитов, с сохранившимся перламутровым слоем.
Белемниты
Белемниты (Belemnitida) — тоже головоногие моллюски времен динозавров, плававшие в морях юрского и мелового периодов. При жизни они напоминали кальмаров.
В хвостовой части туловища у белемнитов располагался ростр, выполнявший роль балласта и помогавший маневрировать во время плавания. После гибели животного ростры погружались на дно и очень часто замещались минералами, сохраняясь в невероятных количествах.
Ростры белемнитов — самая распространенная окаменелость юрского периода. Их можно встретить где угодно, начиная от полей и проселочных дорог и заканчивая газонами Москвы. Ростры крайне твердые, разрушить их сложно, поэтому река или ручьи могут уносить их за многие километры от выхода юрских пород.
Целые ростры похожи на наконечник. Раньше в народе их называли чертовыми пальцами или громовыми стрелами. Считалось, что порошок из ростра помогает заживлять царапины. Это в самом деле так: порошок образует стерильную корочку, не пропускающую грязь.
Любопытно, что если тереть ростр в порошок, он издает запах кошачьей мочи. Благодаря этой странной особенности в античное время ростры белемнитов считали окаменелой мочой рыси.
И некоторые редкости
Кроме самых распространенных ископаемых стоит упомянуть и о палеонтологических редкостях, найденных в окрестностях Москвы. Во-первых, это остатки позвоночных животных юрского периода. Например, в карьере возле станции Пески в ста километрах от Москвы находили остатки небольших хищных динозавров, крокодилов и черепах юрского периода.
Изредка в Подмосковье попадаются значимые фрагменты скелетов морских рептилий: остатки челюстей, ласты и позвоночные столбы ихтиозавров и плезиозавров.
По каменноугольному периоду редкостями можно считать целые остатки морских звезд и некоторых рыб, к примеру, родственников знаменитого кистеперого целаканта.
Антон Нелихов
На это указали следы их кормления на окаменевшем участке морского дна
Первые глубоководные виды рыб появились уже в раннем мелу. К такому выводу пришли палеонтологи, проанализировав следы на каменной плите с итальянской формации Паломбини. По словам исследователей, скорее всего эти отметины создали придонные рыбы, которые рылись в субстрате абиссальной равнины в поисках беспозвоночных. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, вероятно, рыбы начали колонизировать глубоководную зону после того, как ее продуктивность резко выросла на рубеже юры и мела. Даже в глубинах океана можно встретить позвоночных животных. Например, южные морские слоны (Mirounga leonina) во время охоты погружаются примерно до 2400 метров ниже уровня моря, а клюворылы (Ziphius cavirostris) — до 3000 метров ниже уровня моря. А рыбы постоянно живут на глубинах до 8200-8400 метров. Рекордсменами среди них считаются морские слизни из рода Pseudoliparis, одного из которых ученые встретили в Идзу-Бонинском желобе к юго-востоку от Японии на глубине 8336 метров. Древнейшие известные свидетельства существования глубоководных, то есть обитающих ниже 200 метров от поверхности океана, позвоночных относятся к позднему мелу. В отложениях этого времени обнаружены остатки рыб из отрядов Aulopiformes и Tselfatiiformes, которые могли жить в толще воды в нескольких сотнях и тысячах метров ниже поверхности моря. Глубоководные придонные рыбы появляются в палеонтологической летописи еще позднее — в палеогене. По мнению специалистов, скорее всего, позвоночные начали заселять морские глубины намного раньше, но, поскольку ископаемые глубоководных обитателей чрезвычайно редки, убедительных аргументов в пользу этой гипотезы до сих пор не было. Обнаружить их удалось команде палеонтологов под руководством Андреа Баукона (Andrea Baucon) из Университета Генуи. В центре внимания исследователей оказалась известняковая плита с позднемеловой палеонтологической формации Паломбини в Италии. Она представляет собой окаменевший участок морского дна, который располагался на абиссальной равнине в западной части океана Тетис, на глубине более трех километров. Анализ нанофоссилий показал, что возраст образца составляет 132,6-121,4 миллиона лет. На поверхности плиты хорошо заметны многочисленные следы, которые, судя по всему, оставили какие-то живые существа. Их можно разделить на несколько типов. Следы первого типа неглубокие и напоминают диски диаметром от 12 до 41 миллиметра. Авторы отнесли их к ихнороду (то есть роду вымерших животных, описанному по следам жизнедеятельности) Piscichnus. Согласно устоявшимся представлениям, Piscichnus представляют собой следы кормления придонных рыб, которые с помощью челюстей или выдуваемой или вдуваемой струи воды удаляли морской осадок, чтобы добраться до спрятавшихся в нем беспозвоночных (так же охотятся и некоторые современные рыбы). По мнению исследователей, округлые следы на плите с формации Паломбини имеют аналогичное происхождение. При этом охота древних рыб, похоже, была успешной, поскольку внутри следов первого типа плотность окаменевших нор, принадлежащих беспозвоночным, ниже, чем за их пределами. Второй тип следов представляет собой двойные параллельные борозды длиной от 21 до 171 миллиметров и шириной от 12 до 48 миллиметров. Согласно современным наблюдениям, такие отметины оставляют на морском дне рыбы, когда в поисках добычи скребут ил или песок увеличенными верхними зубами. Так ведут себя, например, химеры (Chimaeriformes) и спаровые (Sparidae). Борозды на плите, могли возникнуть точно так же, хотя и неясно, какие именно рыбы их оставили. Вероятно, на плите с формации Паломбини остались отметины от кормления по крайней мере двух видов рыб: представители одного из них удаляли субстрат с помощью челюстей или струй воды, а второго — скребли его зубами. Наконец, третий тип следов представлен единственной канавкой в форме синусоидальной волны. Средняя длина этой волны составила 156 миллиметров, а амплитуда — в среднем 18 миллиметров. Исследователи отнесли ее к ихнороду Undichna. Предполагается, что Undichna — это следы, прочерченные в субстрате плавниками рыбы, которая проплывала невысоко над дном. Канавка на плите из Паломбини одиночная, так что она могла быть оставлена хвостовым или анальным плавником. Результаты исследования подтверждают, что рыбы заселили абиссальную зону уже в раннем мелу, не менее 120 миллионов лет назад. Это значительно раньше предыдущих оценок. Тем не менее, Баукон и его коллеги подчеркивают, что позвоночным понадобилось целых 400 миллионов лет, чтобы заселить глубоководные экосистемы. Для сравнения, на сушу они вышли уже через 150 миллионов лет после появления. Согласно одной из гипотез, в действительности рыбы обитали в морских глубинах уже давно, однако полностью или почти полностью исчезли около 91,5 миллиона лет назад в результате сеномано-туронского океанического бескислородного события, которое вызвало вымирание многих групп морской фауны. Впоследствии позвоночным животным пришлось заново колонизировать эту часть моря. Однако выводы Баукона и его соавторов противоречат данной идее. Глубоководные рыбы с формации Паломбини жили до массового вымирания на рубеже сеномана и турона и при этом по крайней мере особенностями кормления напоминали современных. Таким образом, бескислородное событие не было стимулом, после которого рыбы начали активно расселяться в глубокие слои океана. По мнению авторов, более вероятно, что глубоководные экосистемы долгое время были слишком бедными, чтобы поддерживать фауну позвоночных. Однако на рубеже юры и мела в океанах произошел быстрый рост продуктивности, отчасти связанный с появлением покрытосеменных растений и более активным выносом органических веществ с суши. В результате биомасса живых организмов на глубинах ниже 200 метров сильно увеличилась, что позволило рыбам заселить эту зону и дать начало разнообразным видам. В частности, здесь стало больше донных беспозвоночных, следы кормления которыми остались на плите из Паломбини. В пользу этой идеи говорит тот факт, что большинство групп рыб, которые доминируют в современных глубоководных экосистемах, появились в мелу, причем некоторые — в самом его начале. Среди них, например, трескообразные (Gadiformes) и ошибнеобразные (Ophidiiformes), возникшие 100 и 115 миллионов лет назад соответственно. Впрочем, не исключено, что другие группы рыб, например, химеры, и до этого проникали в глубоководные экосистемы, когда условия там становились подходящими — но никаких следов этого в палеонтологической летописи не осталось. Следы кормления на морском дне оставляют не только рыбы, но и головоногие моллюски. Например, глубоководные осьминоги Cirroteuthis muelleri ради охоты погружаются на 500-2600 метров. Большую часть времени эти моллюски дрейфуют в толще воды, где относительно безопасно и не нужно тратить энергию на плавание. А чтобы поесть, они спускаются на морское дно и ловят рачков и червей, оставляя на субстрате восьмиугольные отметины.