Известковые наноископаемые представляют собой класс крошечных (менее 30 микрон в диаметре [1] ) микроископаемых , которые похожи на кокколиты, отложенные современными кокколитофоридами . [2] Нанноископаемые являются удобным источником геохронологических данных из-за обилия и быстрой эволюции образующих их одноклеточных организмов ( наннопланктона ) [3] и простоты обработки образцов осадка . [4] Практическое применение известковых наноископаемых в областях биостратиграфии и палеоэкологии [5] стало очевидным после того, как в 1968 году началось глубоководное бурение в рамках проекта Deep Sea Drilling Project [4] , и с тех пор они широко изучаются. [5] Нанноископаемые представляют собой одну из важнейших палеонтологических записей с непрерывной продолжительностью 220 миллионов лет. [6]
Кристиан Готфрид Эренберг , исследуя мел из Рюгена , в 1836 году записал наблюдение за тем, что позже было названо « кокколитом », и изобразил кокколиты и дискоастеры в своей «Микрогеологии » (1854), ошибочно классифицируя эти диски как своего рода сложные сферические конкреции . Т. Х. Хаксли ввел термин «кокколиты» в 1858 году (из-за их формы, напоминающей Protococcus), соглашаясь с их неорганической природой. [5] В 1861 году Джордж Чарльз Валлих и, независимо, Генри Клифтон Сорби выяснили органическую природу кокколитов, наблюдая за их скоплениями, коккосферами . Затем Хаксли изменил свои взгляды и заявил, что кокколиты являются скелетными элементами неизвестного организма, Bathybius haeckelii , изначальной формы органической жизни. Одной из целей экспедиции «Челленджера» было понять природу Bathybius [7], но ученые на борту корабля пришли к выводу, что гелеобразное вещество, по-видимому, удерживающее диски в коккосфере вместе, было результатом обработки образцов [7] и позже объявили, что кокколиты представляют собой защитную броню крошечных наннопланктонных водорослей (термин был придуман в 1909 году Гансом Ломанном для обозначения мельчайшего планктона, размером менее 60 микрон, который проходил через обычные фитопланктонные сети). [4]
Исследования систематики наннопланктона в начале 20-го века (Эрвин Камптнер, Жорж Дефляндр и Трюгве Брааруд [8] ) позволили М. Н. Брамлетту и В. Р. Риделю [9] успешно использовать наннофоссилии для биостратиграфии (1954). Проект глубоководного бурения (DSDP, 1968) раскрыл мощь этого метода: стратиграфические позиции были найдены в течение нескольких минут после того, как керн был поднят на борт судна. В то же время непрерывные керны DSDP обеспечили прочную основу для установления биозон наннофоссилий . [4] Потребовались десятилетия, чтобы установить всеобъемлющие хронологические схемы (например, Мартини 1971; Сиссингх 1977; Рот 1978; Окада и Букри 1980). [10]
Исследователи начали использовать просвечивающие электронные микроскопы в середине 1950-х годов, перейдя на сканирующие электронные микроскопы в 1960-х и 1970-х годах. Оптические микроскопы с кросс-поляризационным и фазово-контрастным освещением , методы, представленные в 1952 году Камптнером и Браарудом и Нордли соответственно, до сих пор используются для рутинных полевых работ. [9]
Терминология в этой области развивалась с течением времени, и наноископаемые также иногда называют «наннопланктоном» и «кокколитами», а также некоторыми другими названиями, особенно в литературе, опубликованной в 1950-х и 1960-х годах. Термин «известковый нанноископаемый» был выбран в публикациях DSDP (хотя до этого он редко использовался) и приобрел популярность впоследствии, в начале 1970-х годов. [4] «Известковый» происходит от латинского : calx , « известь », и означает «содержащий известь». [11]
Сиссер и Хак описывают общее использование следующим образом: [12]
Сами Сиссер и Хак используют термин «наннопланктон» как общее название для всех организмов, как живых, так и вымерших, а термин «нанноископаемые» используют при описании конкретно ископаемых форм.
Многочисленные характеристики известковых наноокаменелостей делают их ценным инструментом биостратиграфии и биохронологии : [13]
Известковые нанопланктонные окаменелости можно найти в отложениях, которые простираются от позднего триаса до современных времен. Биоразнообразие известкового нанопланктона возросло в юрский и меловой периоды, достигнув пика в 150 видов в позднем меловом периоде . [15]
Границы биозон в стратиграфии определяются биогоризонтами , точками в слоях, где происходят значительные изменения в содержании и распределении ископаемых. Типичные события, используемые для биогоризонтов: первое появление, последнее появление, изменение в обилии таксонов . Комбинация биозон, расположенных в стратиграфическом порядке, приводит к зонированию (или схеме). [10]
Первая биозональность кайнозоя с 21 биозоной для неогена и 25 биозонами для палеогена была опубликована в 1971 году Мартини, она использовала буквенно-цифровые обозначения, начиная с NN для неогена и NP для палеогена (первая N обозначает наннопланктон), нумерация увеличивалась от самого глубокого стратиграфического слоя. Окада и Букри представили свои схемы в 1980 году с зонами, кодированными буквами CN и CP (C обозначает кокколит). Агнини и др. в 2017 году объединили шкалы, повторно введя новые биогоризонты для ненадежных, в результате чего получились схемы, закодированные как CNP для палеоцена , CNE для эоцена, CNO для олигоцена , CNM для миоцена , CNPL для плиоцена / плейстоцена (CN обозначает известковые нанноископаемые). [16]
Согласованная стратификационная ссылка кодифицирована как Глобальная стратотипическая секция и точка границы (GSSP) Международной комиссией по стратиграфии . Известковые наноископаемые, за очень немногими исключениями, обеспечивают четкие биогоризонты, указывающие положение границ GSSP в кайнозое. [16]
Известковые наноокаменелости используются в археологии для установления происхождения различных артефактов: керамики, мозаики , оснований картин, статуй и каменной кладки. [17]