Мария Корф,
ученица 7 класса ГБОУ г. Москвы «Школа № 1541»
Мой исследовательский проект посвящен ископаемым обитателям позднего девона Новгородской области. В ходе исследования бурегской и рдейской свит франского яруса Ильменского глинта найдена ископаемая позднедевонская морская фауна: остатки брахиопод, гастропод, криноидей, панцирных, лопастеперых, двоякодышащих рыб и следы червей-илоедов. На основании наблюдений и находок сделаны выводы о разных условиях образования геологических слоев и об изменениях уровня и солености древнего моря.
Введение
Девон – это период палеозойской эры. Он начался 419 млн лет назад и закончился 358,9 млн лет назад. Девонская система была выделена в 1839 году известными английскими геологами Адамом Седжвиком и Родериком Импи Мурчисоном. Ее название связано с графством Девоншир в Англии, где распространены геологические породы этого возраста. В девоне материки были собраны в два континента – Лавруссию и Гондвану, большие участки которых представляли собой низменности и были затоплены морем (рис. 1).
1. Земля в девоне
Восточно-Европейская платформа находилась в экваториальном поясе. Климат на планете был очень теплым, среднегодовая температура составляла 28–31°C [2, 4, 6].
Девон – время расцвета рыб. Они активно заселяли все морские и пресноводные бассейны и были самыми прогрессивными обитателями на Земле в то время. Широкого распространения достигли панцирные (плакодермы) (рис. 2), кистеперые (рис. 3) и двоякодышащие рыбы (рис. 4). В конце периода сложились благоприятные условия для освоения животными суши. Снижение кислорода, особенно в воде, способствовало появлению у рыб приспособлений для дыхания атмосферным воздухом [1, 4, 5, 6].
2. Coccosteus cuspidatus Miller ex Agassiz, реконструкция
3. Glyptolepis sp. Miller ex Agassiz, реконструкция
4. Двоякодышащие рыбы, реконструкция
Местом исследования был выбран Ильменский глинт, так как он является ближайшим наиболее протяженным постоянно обновляющимся естественным обнажением морских отложений верхнего девона на Русской равнине. Слово глинт имеет датское происхождение «klint» и обозначает «обрыв, уступ». Глинтом называют геологическое образование природного происхождения, сложенное осадочными породами и представляющее собой срез пласта земной коры.
Ильменский глинт расположен в Новгородской области недалеко от города Старая Русса на южном берегу Ильмень-озера. Ильменский глинт является частью северо-западного крыла Московской синеклизы и представляет собой береговой обрыв высотой до 15 метров и протяженностью около 10 километров между деревнями Коростынь на западе и Устрека на востоке. Ильменский глинт – стратотип верхнедевонских отложений в России, относящийся к Главному девонскому полю. Главным девонским полем называется обширная площадь выхода девонских отложений на северо-западе Русской платформы. Оно охватывает Ленинградскую, Псковскую, Новгородскую и Вологодскую области России, Эстонию, Латвию, Литву и часть Белоруссии.
Изучение разреза началось в середине XVIII века по поручению Екатерины II немецким ученым, минералогом, геологом, основоположником стратиграфии Иоганом Готлобом Леманом (рис. 5), с 1761 года находившимся на русской службе и являвшимся членом Императорской академии наук и художеств, и основоположником русской школы геологической картографии, директором Горного института (1856-1872), академиком Императорской Петербургской академии наук с 1850 года Григорием Петровичем Гельмерсеном (рис. 6) [3]. В 1840 году в исследовании разреза принял участие выдающийся английский геолог, один из основателей девонской системы Родерик Импи Мурчисон (рис. 7). Благодаря его исследованию ученые предположили и потом доказали общность геологических слоев древнего красного песчаника Шотландии, известняков графства Девоншир в Англии и Ильменского глинта на основании схожести найденных образцов ископаемой фауны (брахиопод и рыб).
5. Иоган Готлоб Леман
6. Григорий Петрович Гельмерсен
7. Родерик Импи Мурчисон
Цель проекта
Провести палеонтологическое исследование девонских отложений Новгородской области.
Задачи проекта
1. Определить район и методику экспедиции для поиска девонских отложений.
2. Провести поиск окаменелостей в юго-западной части берегового обрыва Ильмень-озера (Ильменский глинт).
3. Определить найденные образцы.
4. Сделать выводы о том, какие организмы населяли Новгородскую область в девоне и какими были условия их обитания.
Тема работы интересна тем, что на территории Москвы и Подмосковья отложения девона доступны только при бурении скважин.
Методика исследования
Я прочитала книги и статьи по исследованию Ильменского глинта [3, 7], изучила геологические карты и фотографии окаменелостей этого обнажения, вместе с родителями составила маршрут нашего исследования. В течение трех лет мы проводили поиск и сбор окаменелостей в разных местах и слоях глинта, фотографировали и определяли найденные образцы.
Результаты исследования
Нам удалось изучить отложения девонского периода почти на всем протяжении Ильменского глинта. Обследован берег Ильмень-озера в районе деревень Коростынь, Пустошь, Ретлё и Устрека и берега реки Псижи в окрестностях деревни Буреги. По результатам экспедиций составлена диаграмма, показывающая распределение доступных для исследования геологических слоев на исследуемых участках (рис. 8) и карта района поиска с местами находок (рис. 9). Найденные окаменелости определены и сфотографированы, фотогалерея размещена на сайте ammonit.ru.
8. Диаграмма, отображающая геологические слои, доступные для исследования
9. Карта района исследования с местами находок. (Б – брахиоподы, Г – гастроподы, И – черви-илоеды, К – криноидеи, Р – рыбы)
В окрестностях деревни Ретлё (рис. 10, 11) высота берегового обрыва – около 15 метров. Он сложен известняками бурегской свиты франского яруса, отличающимися по составу, цвету и мощности. Они представлены ракушняковым известняком (красно-бурого цвета), плитчатым известняком (светло-буро-желтого и розового цвета) и комковатыми известняками (серовато-белого цвета). В обрыве имеются трещины, разломы и оползни. На берегу большое количество гальки со следами жизнедеятельности червей-илоедов и ядрами гастропод. Красно-бурый ракушняковый известняк (рис. 12) состоит из раковин брахиопод разной сохранности. Его окраска связана с большим выносом железа с континента в период формирования слоя. В нем собрано больше всего образцов окаменелостей.
10. Глинт в окрестностях д. Ретлё
11. Глинт в окрестностях д. Ретлё
12. Слой красно-бурого ракушняка
Обнаружено большое количество разных видов брахиопод (Brachiopoda Duméril): отряд Strophomenida Opik (рис. 15), Cyrtospirifer tenticulum Vern. (рис. 14) и Cyrtospirifer schelonicus Nal. (рис. 17), Pseudoatrypa uralica Nal. (рис. 16), Rhytialosia petini Nal. (рис. 13); гастроподы (Gastropoda Cuvier): Platyschisma uchtensis Keyserling (рис. 18), Bellerophon sp. Monfort (рис. 19); фрагменты морских лилий (Crinoidea Miller) и следы жизнедеятельности червей-илоедов (Annelida Lamarck). Найденные образцы отличаются наибольшим разнообразием и хорошей сохранностью.
13. Rhytialosia petini Nal.
14. Cyrtospirifer tenticulum Vern
15. Отряд Strophomenida Opik
16. Pseudoatrypa uralica Nal.
17. Cyrtospirifer schelonicus Nal.
18. Platyschisma uchtensis Keyserling
19. Bellerophon sp. Monfort
В окрестностях д. Устрека (рис. 20) высота глинта от 2 до 5 метров. Отложения представлены бурегской свитой, которая повторяет слои в Ретлё. Для этой части берегового обрыва характерно, что бурый ракушняк залегает у подножья глинта. Окаменелости разной сохранности представлены брахиоподами: Cyrtospirifer tenticulum Vern., Cyrtospirifer schelonicus Nal., Pseudoatrypa uralica Nal., Rhytialosia petini Nal.; гастроподами: Platyschisma uchtensis Keyserling, Bellerophon sp. Monfort; следами червей-илоедов.
20. Глинт в д. Устрека 9. Карта района исследования с местами находок. (Б – брахиоподы, Г – гастроподы, И – черви-илоеды, К – криноидеи, Р – рыбы) 8. Диаграмма, отображающая геологические слои, доступные для исследования
Река Псижа. Мы исследовали правый и левый берег реки Псижи (рис. 21–23) в окрестностях деревни Буреги от автомобильного моста вниз по течению и устье реки (рис. 24), где она впадает в Ильмень-озеро. Береговой обрыв слева до 5 метров, справа высотой 1–3 метра, представлен желтовато-бурыми бурегскими плиточными известняками. В районе моста найдены образцы брахиопод Pseudoatrypa uralica Nal. (рис. 25), фрагменты морских лилий и плиты известняка со следами жизнедеятельности червей-илоедов (рис. 26). В устье реки левый берег покрыт большим количеством гальки со следами гастропод, брахиопод и червей-илоедов.
21. Левый берег р. Псижи выше моста
22. Левый берег реки Псижи в д. Буреги
23. Левый берег р. Псижи ниже моста
24. Устье реки Псижи
25. Pseudoatrypa uralica Nalivkin
26. Следы червей-илоедов
В окрестностях д. Пустошь (рис. 27, 28) в Ильмень-озеро впадает река Саватейка. Глинт высотой от 3 до 9 метров представлен желто-бурыми известняками бурегской свиты мощностью до 2 метров, под которыми залегают слои ильменских глин рдейской свиты мощностью до 8 метров. К западу от деревни известняки почти полностью замещаются ильменскими глинами (рис. 29).
27. Глинт в д. Пустошь
28. Глинт в д. Пустошь
29. Ильменские глины
Через слои ильменских глин горизонтально проходит тонкая полоска серого известняка, в которой встречаются большое количество фрагментов мелких криноидей и фрагменты рыб. В ильменских глинах найдены фрагменты кожных пластин панцирных рыб класса Placodermi McCoy, подкласса Arthrodira Woodward, Plourdosteus trautscholdi Eastman (рис. 30, 31, 33), зубы плакодерм (рис. 32) и других рыб, чешуя лопастеперых рыб (Sarcopterygii Romer) Glyptolepis sp. Miller ex Agassiz (рис. 35), небные пластины двоякодышащих рыб (Dipnoi Müller) (рис. 33, 34), брахиоподы Cyrtospirifer tenticulum Vern. и большое количество фрагментов морских лилий (Crinoidea Miller).
30. Обломок правой заглазничной пластины Plourdosteus trautscholdi Eastman
31. Левая передняя боковая пластина Plourdosteus trautscholdi Eastman
32. Зуб плакодермы
33. Правая небная пластина Dipnoi M ller и фрагмент передней верхнебоковой пластины плакодермы Plourdosteus trautscholdi Eastman
34. Небная пластина Dipnoi M ller
35. Фрагмент чешуи лопастеперой рыбы Glyptolepis sp. Miller ex Agassiz
В окрестностях д. Коростынь (рис. 36, 37) в береговом обрыве, высота которого около 8 м, присутствуют голубые и розоватые ильменские глины мощностью около 8 метров, относящиеся к рдейской свите. Мощность известняков бурегской свиты, встречающихся западнее деревни Коростынь, не более метра, залегают они над ильменскими глинами. Берег покрыт галькой, на которой встречаются фрагменты гастропод (рис. 38) и брахиопод плохой сохранности, а также следы жизнедеятельности червейилоедов.
36. Берег в окрестностях д. Коростынь
37. Берег в окрестностях д. Коростынь
38. Ядра гастропод
Выводы
На основании наблюдений и находок сделаны выводы о том, что Ильменский глинт сложен осадочными породами франского яруса верхнего девона, которые в местах нашего исследования представлены бурегской и рдейской свитами. В обнажении обрыва четко определяются разные геологические слои, которые отличаются по составу, цвету, мощности и ископаемым остаткам, что говорит о разных условиях их образования. Обнаружение в глинах рдейской свиты небных пластин двоякодышащих рыб, криноидей и брахиопод свидетельствует о том, что исследуемая территория в конце девона представляла собой мелководную часть морского бассейна с нормальной соленостью недалеко от береговой линии. Позднее, во время формирования слоев известняков бурегской свиты, море часто отступало, соленость увеличивалась, в лагунах откладывались соли: в некоторых слоях отсутствуют остатки стеногалинных организмов (брахиопод), но присутствуют следы эвригалинных организмов (червей-илоедов, гастропод). Это говорит о колебании уровня и солености водоема в конце девона. С увеличением солености уменьшалось количество обитающих видов: отсутствие в некоторых слоях видимых остатков живых организмов может свидетельствовать о неблагоприятных условиях (повышенной концентрации соли) или о том, что слой формировался в условиях суши. Спустя миллионы лет здесь, благодаря соляному промыслу, возник город Старая Русса.
Выражаю благодарность за помощь в работе своему научному руководителю, учителю биологии Серегиной Марине Валерьевне, и в определении окаменелостей педагогу дополнительного образования Московского детско-юношеского центра экологии, краеведения и туризма Кулагиной Людмиле Владимировне, сотрудникам Палеонтологического института им. А.А. Борисяка Российской академии наук Захаренко Галине Владимировне и Лебедеву Олегу Анатольевичу и участникам форума ammonit.ru.
Литература
1. Друщиц В.В., Обручева О.П. Палеонтология. Под редакцией Ю.А. Орлова. Издательство Московского университета, 1962.
2. Ивахненко М.Ф., Корабельников В.А. Живое прошлое Земли. Москва, «Просвещение», 1987.
3. Маршалл Дж.Е.А. Ильменский глинт: потенциальный геопарк девонского периода / Дж.Е.А.Маршалл, Д.Дж. Сиветер / Записки Горного института. 2018. С. 581-590. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.581.
4. Нелихов А., Иванов А. История Земли. От звездной пыли к звездной пыли. Москва, «Манн, Иванов и Фербер», 2019.
5. Обручева О.П. Панцирные рыбы девона СССР. Под редакцией Ю.А. Орлова. Издательство Московского университета, 1962.
6. Патриция Викерс Рич, Томас Хьювитт Рич, Милдред Адамс Фентон. Каменная книга. Летопись доисторической жизни / Пер. с англ. С дополнениями и изменениями. – М.: МАИК «Наука», 1997. – 623 с., 433 ил.
7. Шишлов С.Б. Складчатые и разрывные деформации верхнего девона на территории южного Приильменья (северо-запад русской плиты) // Региональная геология и металлогения. 2015. № 61. – С. 21-26.
