Формация Флориссант — это осадочная геологическая формация, выходящая на поверхность вокруг Флориссанта , округ Теллер, штат Колорадо . Формация известна обильными и исключительно хорошо сохранившимися окаменелостями насекомых и растений, которые найдены в аргиллитах и сланцах. На основании радиометрического датирования аргоном, возраст формации составляет эоцен (приблизительно 34 миллиона лет [4] ), и ее интерпретируют как озерную среду. Окаменелости сохранились благодаря взаимодействию вулканического пепла с близлежащего вулканического поля Тридцатидевятая миля с диатомовыми водорослями в озере, что вызвало цветение диатомовых водорослей. Поскольку диатомовые водоросли упали на дно озера, все растения или животные, которые недавно умерли, были сохранены диатомовыми падениями . Тонкие слои глины и грязи, перемежаемые слоями пепла, образуют «бумажные сланцы», содержащие прекрасно сохранившиеся [5] окаменелости. Национальный памятник Флориссант Фоссил Бедс — национальный памятник, созданный для сохранения и изучения геологии и истории этого района.
Название Флориссан происходит от французского слова, означающего «цветение». В конце 19 века туристы и археологи приезжали в это место, чтобы понаблюдать за дикой природой и собрать образцы для коллекций и изучения. Окаменевший лес, который сегодня является одной из главных достопримечательностей памятника, потерял большую часть своей массы из-за того, что коллекционеры вывезли с этого места большое количество окаменевшей древесины . [6]
В 1860-х и 1870-х годах эта территория была впервые нанесена на карту геологами. Геологи из Hayden Survey посетили эту территорию в начале 1870-х годов, ископаемые растения из пластов были описаны Лео Лескеро , ископаемые насекомые — Сэмюэлем Хаббардом Скаддером , а ископаемые позвоночные — Эдвардом Дринкером Коупом . [7] Впервые эта формация была официально названа как пласты озера Флориссант Чарльзом Уитменом Кроссом в 1894 году. [8]
В 1969 году после долгой юридической тяжбы между местными землевладельцами и федеральным правительством был создан национальный памятник Florissant Fossil Bed. Сегодня парк посещают около 60 000 человек в год, и он является местом продолжающихся палеонтологических исследований. [7] [9] Сама формация была переименована в Florissant Formation в 2001 году в соответствии с требованиями Североамериканской комиссии по стратиграфической номенклатуре. [10]
.jpg/1280px-Florissant_Fossil_Bed_National_Monument,_Colorado_(9179298199).jpg)
В конце эоцена и начале олигоцена, примерно 34 миллиона лет назад, эта область представляла собой озерную среду с секвойями. Фундамент представляет собой протерозойский гранит Пайкс-Пик. Существует несогласие между гранитом Пайкс-Пик и следующим блоком, туфом Уолл-Маунтин. [11] Огромное несогласие вызвано эрозией, которая произошла во время поднятия современных Скалистых гор, орогенеза Ларамид . [12] Туф Уолл-Маунтин был отложен в результате крупного извержения из далекой кальдеры . Сама формация Флориссант состоит из чередующихся единиц сланца, аргиллита, конгломерата и вулканических отложений. В формации Флориссант описано шесть единиц. В порядке снизу вверх: нижняя сланцевая единица, нижняя сланцевая единица, средняя сланцевая единица, конгломератная единица покрывающей породы, верхняя сланцевая единица и верхняя пемзовая единица. Каждый из сланцевых блоков представляет собой озерную среду, состоящую из очень тонких сланцев, которые изобилуют окаменелостями, которые чередуются с туфами извержений. [11] Нижний аргиллит был интерпретирован как среда потока, а верхняя часть блока является отложением лахара . Аргиллиты отложились на дне долины, но не в озере. Разделение сланцевых блоков неозерными отложениями может означать, что существовало два поколения озерных отложений. Лахары , которые прошли через долину, могли перекрыть долину, что позволило создать озеро. Средние и верхние сланцевые блоки затем отложились в этом втором поколении озера. Конгломерат покрывающей породы отложился, когда большой лахар прошел через долину и накопился на дне озера. [6]
Орогенез Ларамид, который создал современные Скалистые горы, поднимал область на запад с конца мелового периода , [13] хотя точное время орогенеза является предметом споров [12] В конце эоцена и раннем олигоцене вулканические эпизоды начали происходить к юго-западу от области Флориссанта. Эти эпизоды извержений откладывали пепел и другие вулканические обломки на месте Флориссанта, и вулканический материал был одним из важнейших факторов в окаменении растений и животных, которые так многочисленны в формации. Бумажные сланцы, содержащие ископаемые, перемежаются с более крупными отложениями вулканического материала. [6] [14]
Большинство пород, которые были отложены после олигоцена и до плейстоцена, были вымыты. [15] [16] Большинство оставшихся единиц состоят из обломков выветренного гранита Пайкс-Пик, вулканических пород и грязи, которые были перенесены ручьями, протекавшими через эту область. Некоторые кости мамонта были найдены внутри этих единиц и были датированы возрастом около 50 000 лет. [6]
Примерно в 25–30 километрах к юго-западу образовалась серия стратовулканов, похожих на современные вулканы, такие как гора Сент-Хеленс, которые периодически извергались. Названный вулканическим центром Гаффи , в пределах более крупного вулканического поля Тридцатидевятая миля , вулкан извергался с образованием куполов, лавовых потоков и пирокластическими событиями. [18] [19] Пепел от этих событий осел по всей области, а лахары стекали по долинам. Осевший пепел создал туф, а лахары сформировали аргиллиты и конгломераты формации Флориссант.
Флориссант был отложен в палеодолине после того, как один из лахаров запрудил ее. Получившееся озеро стало размером до 36 км 2 . [7] Было два цикла озерных сред. Первый создал нижний сланцевый пласт, в то время как второе озеро создало средний и верхний сланцевые пласты. [6] В конце концов, вулканы стали спящими и начали разрушаться. Со временем вулканы стали настолько размытыми, что на поверхности больше нет их явных признаков. Вместо этого эоценовая эрозионная поверхность является единственным остатком вулканов этого района. [16]
Вулканический материал, вызвавший столько разрушений, привел к сохранению окаменелостей в сланцах и аргиллитах формации Флориссант. По мере того, как пепел откладывался на ландшафте, он переносился водой через ручьи и лахары в озеро. Затем лахары покрыли основание секвойи, которая жила в то время, и стволы деревьев стали тверже и окаменели. Благодаря перминерализации осадки, которые были в грунтовых водах, протекали через стволы деревьев, заменяя исходное вещество кремнистыми минералами, заменяя органическое вещество кремнеземом. Этот процесс минерализации привел к сохранению пней деревьев. [6]
В самом озере вулканические отложения периодически откладывались в озеро либо путем прямого осаждения, либо через выветривание. Вулканический материал был богат кремнеземом. В то время в озере жили диатомовые водоросли , чьи панцири также состояли из кремнезема. Приток большего количества кремнезема привел к цветению диатомовых водорослей в озере. Поскольку популяция диатомовых водорослей значительно увеличилась, стресс от вулканических эпизодов в то же время вызвал большое отмирание местной биоты . По мере того, как растения и животные отмирали, их листья и тела падали в озеро, и в конечном итоге большое количество органического вещества накапливалось на дне озера. Этот процесс повторялся часто, возможно, ежегодно, поскольку сток от дождя собирался в озере, вызывая циклическое цветение и отмирание диатомовых водорослей. Цветение и отмирание диатомовых водорослей создавали слои отложений золы и глины, называемые парами, в результате чего образовывалось множество тонких слоев. Каждый микрослой золы и глины был уплотнен наложенными осадками, чтобы создать «бумажные сланцы» (обычно толщиной от 0,1 до 1,0 мм). В этих бумажных сланцах можно найти наиболее хорошо сохранившиеся окаменелости в формации. На основе этой информации было подсчитано, что озеро могло просуществовать от 2500 до 5000 лет, если пары диатомовых водорослей представляют годовые циклы. [14]
В пластах формации Флориссант имеется большое разнообразие растений, от крупных секвой до микроскопической пыльцы. Окаменевший лес является одной из главных туристических достопримечательностей памятника с примерно 30 сохранившимися пнями. Они являются одними из самых больших окаменевших пней в мире. [ требуется ссылка ] Большинство пней были идентифицированы как принадлежащие Sequoia affinis , близкому родственнику современной прибрежной секвойи ( S. sempervirens ). [20] Эти деревья могли быть высотой до 60 м (200 футов), пока их не убили лахары, перекрывшие доступ кислорода к их корням. Дендрохронологическое исследование годичных колец привело к предполагаемому возрасту в 500–700 лет, когда деревья были убиты и захоронены. Некоторые из пней принадлежат покрытосеменным растениям . [6]
Формация Флориссант также известна своими окаменевшими листьями и отпечатками, которые они оставили. Также есть образцы фруктов, семян, шишек и цветов, которые все сохранились в бумажных сланцах формации. Большинство листьев происходят от деревьев и кустарников. Покрытосеменные растения являются доминирующей палеофлорой, но также присутствуют хвойные. [6]
Некоторые из шишек, листвы и пыльцы были идентифицированы как происходящие от секвой. Существуют явные различия в окаменелом материале Sequoia affinis по сравнению с современными секвойями Калифорнии. Листва в окаменелостях тоньше, а женские шишки меньше, чем у современных образцов. [6] В сланцевых пластах во Флориссанте было идентифицировано более 130 видов пыльцы. Эти виды представляют собой образцы из многих различных местообитаний, которые были расположены вблизи и вокруг озера, а также дальше вверх по долине. [6]
Бентосные диатомовые водоросли являются доминирующим типом кремнистых водорослей, обнаруженных в пластах. Они легко фоссилизируются из-за своих кремниевых оболочек. В периоды вулканизма приток кремния из вулканического пепла приводит к цветению водорослей, что приводит к образованию водорослевых матов и исключительной сохранности окаменелостей. Флориссант важен тем, что является одним из самых ранних известных примеров пресноводных диатомовых водорослей. [14]
Большинство ископаемых животных, найденных во Флориссанте, являются беспозвоночными , но было найдено много образцов позвоночных . При таком большом количестве видов, идентифицированных в этом месте, становится очевидным, что окружающая среда была идеальной для выживания большого количества животных в этом районе. Отличная сохранность этих животных дает представление об окружающей среде, в которой они выживали, а также о некоторых аспектах их поведения.
Беспозвоночные ископаемые Флориссанта — это членистоногие , такие как пауки, многоножки , насекомые и остракоды ; и моллюски, такие как моллюски и улитки. Из них наиболее значимыми, по-видимому, являются пауки и насекомые, более 1500 видов которых были идентифицированы в ископаемых слоях. [6]
Паукообразные хорошо представлены во Флориссанте, в основном это большое разнообразие пауков. Также были возможные примеры сенокосцев и папочки-длинноногих . Могут быть некоторые свидетельства существования галловых клещей , но полностью идентифицированных окаменелостей их тел пока не обнаружено. Одним из необычных аспектов пауков, найденных в формации, является то, что они не найдены с загнутыми внутрь ногами, а вместо этого они полностью вытянуты. Это может указывать на то, что они умерли при более высокой температуре или в кислых водах. [21] Насекомые, которые найдены в слоях пепла и глины, разнообразны и многочисленны. Подёнки , стрекозы , равнокрылые стрекозы , кузнечики , сверчки , кузнечики , тараканы , термиты , уховертки , паутинные прядильщики , цикады , змеекрылые , златоглазки , жуки , мухи , комары , бабочки , моль , осы , пчелы , муравьи и другие насекомые были найдены во Флориссане. [22] Из них жуки являются наиболее разнообразными и доминируют по количеству образцов, найденных в виде ископаемых. Около 38% образцов, найденных в ископаемых слоях, являются разновидностями жуков. Эти ископаемые являются водными и наземными насекомыми, что дает представление об экологии и биологии области. [6]
Считается, что остракоды питались водорослями на дне озера. Большинство ископаемых образцов остракод происходят из сохранившихся панцирей или кормовых придатков. На данный момент описан только один вид остракод. Было идентифицировано несколько пресноводных моллюсков, включая пресноводных и наземных. Самым многочисленным моллюском, который был идентифицирован во Флориссане, являются брюхоногие моллюски (улитки). [6]
Окаменелости позвоночных во Флориссане в основном представляют собой небольшие фрагменты неполных костей. Было описано несколько видов позвоночных, в основном рыб, но также птиц и млекопитающих. Рыбы, обнаруженные на этом месте, включают форели , присоски , сомы и пиратские окуни . Большинство из них были донные обитатели, за исключением окуней, и многие были терпимы к плохим водным условиям. Большинство рыб были найдены в тех же слоях сланца, а не в других слоях сланца. Это может указывать на то, что в истории озера были более терпимые времена для популяций рыб, чем в другие времена. [6]
В слоях были найдены три образца птиц, включая кукушку . Большая часть скелета была утеряна, но все еще имелось достаточно диагностических признаков, чтобы идентифицировать птицу. Также есть образцы сизоворонок и куликов . Другие птицы были описаны в ранней литературе 19 века, но точная идентификация этих образцов невозможна из-за отсутствия информации. [6]
Млекопитающие почти не встречаются в сланцах, пока что был обнаружен только один экземпляр небольшого опоссума . В нижних аргиллитових единицах есть образцы сломанных костей лошади, бронтотерия и ореодонта . Лошадь была бы маленькой, примерно такой же большой, как собака среднего размера, с тремя пальцами на каждой ноге. Вся эта информация основана на полной нижней челюсти. Самое большое млекопитающее, которое было обнаружено до сих пор, — это бронтотерий , животное размером со слона с парой толстых рогов на макушке. Вся эта информация основана на фрагментированных позвонках и небольших кусочках зубной эмали. Ореодонт — это вымершее семейство, которое напоминает современных овец и свиней. Единственный образец ореодонта — это фрагмент челюсти. [6] Другие млекопитающие были описаны в формации на основе образцов зубов. Всего в Флориссанте было обнаружено и описано около дюжины таксонов млекопитающих. [23]
Удивительно, но ни одна рептилия или амфибия не были зарегистрированы во Флориссанте, где их можно было бы ожидать. Объяснений этому нехватке не было предложено, учитывая, что в музеях хранится около 40 000 образцов из этого места. Причиной может быть токсичность воды из-за вулканической активности, но есть задокументированные случаи присутствия водных животных в озере. [6]
Ископаемые растения, и в частности их листья, были наиболее полезными источниками информации о палеоклимате во время отложения формации Флориссант. Растения в среднем имеют меньшую толерантность к климатическим изменениям, тогда как многие животные могут быть мобильными и реагировать на быстрые сезонные или суточные изменения. [24]
Сравнение ископаемых растений и листьев с современными аналогами позволяет делать выводы о климате на основе физиологических и морфологических сходств. Один из лучших способов сделать это — изучить характеристики найденных листьев. Рассматривая физиогномику или анализ общего внешнего вида на основе климатических факторов, средняя средняя температура (или MAT) оценивается примерно в 13 °C, что намного теплее современной MAT во Флориссане в 4 °C. Также были оценки, что MAT составляла от 16 до 18 °C, основанные на сравнении с ближайшими живыми родственниками растений. Также есть указания на то, что сезонные изменения в этом районе были не такими значительными, как те, что наблюдаются в современное время. Оценки MAT, основанные на пыльце, показали температуру до 17,5 °C, но пыльца, возможно, менее диагностична, чем листья. . [16]
На основании небольшого размера и особенностей зубов, количество осадков в период с позднего эоцена до раннего олигоцена оценивается примерно в 50-80 сантиметров в год, с отчетливым сухим сезоном. Это намного влажнее, чем среднее количество осадков в 38 см, которое выпадает в этом районе в современное время. Большая часть осадков выпадала в конце весны и начале лета, с редкими снегопадами зимой. [6]
Анализ годичных колец показывает, что окружающая среда, в которой росли секвойи во время отложения осадков, была даже более благоприятной, чем современный климат, в котором растут секвойи в Калифорнии. Средняя ширина кольца, один год роста, больше ширины секвойи в центральной Калифорнии. [6] К концу эоцена глобальная температура начала снижаться. Однако этот эпизод глобального похолодания не указан в палеонтологической летописи во Флориссанте. [16]
Окаменелые водоросли и водные покрытосеменные растения указывают на то, что озеро было пресноводным и неглубоким. Возле ручьев и берега было много влаги, что позволяло расти пышной растительности. Однако выше по склонам холмов была более приспособленная к засухе растительность. У подножия долины в ландшафте доминировали деревья (например, секвойи). Нижний ярус этого леса состоял из более мелких деревьев и кустарников. Между различными местообитаниями от подножия долины вверх по склонам холмов должен был быть постепенный переход, с некоторым перекрытием между ними. [6]
Насекомые из этой области также указывают на различные среды обитания. Существуют исключительно водные насекомые, такие как стрекозы, которые могли бы прожить всю свою жизнь на озере или около него. Между тем, пчелы и бабочки предпочли бы более открытые пространства на окружающих склонах холмов и лугах. [21]
Ранние оценки высоты слоев Флориссанта были определены как от 300 до 900 метров, что намного ниже современной высоты в 2500-2600 метров. Однако более поздние оценки, основанные на палеофлоре, поставили высоту в эоцене намного выше. Были предложены диапазоны от 1900 до 4100 метров. Это могло бы означать, что глобальное изменение климата, а не тектоническое поднятие, было бы основной причиной изменения окружающей среды в этом районе. [6] Фактическая высота области Флориссанта во время эоцена все еще определяется. Хотя большая часть анализа с использованием палеофлоры показывает, что область находится на более высокой высоте, чем в современное время, есть доказательства того, что высота была такой же низкой, как и в более ранних оценках. [25]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Викицитатника
Тексты из Викиресурса
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета