В Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН занимаются изучением вопросов морфологии, систематики и эволюции аммоноидей (надотряд Ammonoidea) – вымершей группы головоногих моллюсков (класс Cephalopoda), имевших наружную раковину. Эти существа обитали в морских бассейнах на протяжении около 350 млн лет: они появились в начале девонского периода и вымерли в конце мелового периода. Начало девона датируется 419 млн лет назад, конец мела ‒ 66 млн. лет назад.

Об особенностях аммоноидей и о том, почему важно их изучать, рассказывает Алексей Георгиевич Константинов – старший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии мезозоя и кайнозоя ИНГГ СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук.

Аммоноидеи рода Orientosirenites, обитавшие в карнийском веке в морских палеобассейнах севера Средней Сибири и Cеверо-Востока Азии

Почему важно изучать этих ископаемых?

Аммоноидеи являются важнейшей группой морских беспозвоночных организмов, с помощью которых можно определять относительный возраст отложений. Это объясняется высокими темпами их эволюции и быстрой сменой во времени родов и видов, а также широким распространением в морских палеобассейнах. Последнее было связано, вероятно, с разносом океанскими течениями и быстрым расселением этих головоногих моллюсков на ранней планктонной стадии развития. Аммоноидеи принадлежали к экологической группе нектона, т.е.  они могли свободно перемещаться в толще воды и обитали как в прибрежных шельфовых обстановках, так и в обстановках более открытого и глубокого моря. После гибели моллюска раковины аммоноидей падали на дно, захоронялись в осадке и сохранялись в ископаемом состоянии в морских отложениях независимо от их фациальной принадлежности (т. е. независимо от состава отложений и условий их образования в данном местонахождении).

Послойно изучая разрезы морских отложений далекого прошлого, ученые определяют систематический состав аммоноидей, выделяют комплексы видов, сменяющие друг друга по разрезу от более древних, в нижележащих слоях к более молодым, в вышележащих. Установленные комплексы аммоноидей и их последовательность прослеживаются на площади благодаря биостратиграфической корреляции (сопоставлению) и на этой основе разрабатываются зональные аммоноидные шкалы.

Переброска Усть-Ленского отряда Института из пос. Тикси на правобережье р. Кендей (низовья р. Лены). Стоят (слева направо): А.Г. Константинов, А.В. Ядренкин, О.С. Урман, Е.С. Соболев. На вездеходе ‒ сотрудники Усть-Ленского заповедника.

Благодаря особенностям своего развития, аммоноидеи имеют большое значение для стратиграфии и являются ортостратиграфической группой ископаемых для мезозоя. Ископаемые остатки аммоноидей имеют исключительно важную роль для детального зонального и подзонального расчленения мезозойских отложений многих регионов мира и их межрегиональной и глобальной корреляции. Общая (Международная) стратиграфическая шкала триасовой, юрской и меловой систем почти целиком основана на эволюции аммоноидей.

Зональные шкалы по аммоноидеям являются также связующим звеном при построении стратиграфических схем триасовых отложений нового поколения, так как с помощью их сопоставления с Международной  стратиграфической шкалой определяется возраст свит, подсвит и пачек, осуществляется увязка всех зональных шкал и биостратиграфических данных по другим группам (двустворчатым моллюскам, наутилоидеям, фораминиферам, конодонтам, радиоляриям) в единую биостратиграфическую схему, строится корреляционная часть стратиграфической схемы, включающая скоррелированные местные стратиграфические схемы для разных фациальных районов. Сведения о географическом распределении аммоноидей очень важны и для палеогеографических реконструкций как свидетельства распределения на Земле морских бассейнов в разные геологические эпохи.

Разрез триаса на восточном побережье п-ва Таймыр, в районе мыса Цветкова. В ходе экспедиционных работ сотрудники ИНГГ СО РАН нашли здесь интересные образцы

Триасовые аммоноидеи как объект исследований

Алексей Константинов специализируется на изучении аммоноидей и стратиграфии триасовой системы арктических регионов севера Средней Сибири и Северо-Востока Азии. Продолжительность триасового периода составляет порядка 50 млн лет (251-201 млн лет назад). Совокупность отложений триасового возраста относится к триасовой системе.

Раковина аммоноидей представляет собой высокую коническую трубку поперечного сечения различной формы, которая постепенно расширяется с ростом и, как правило, у подавляющего большинства форм, свернута в плоскую спираль.  Реже, у гетероморфных аммоноидей, она может быть развернутой, прямой, полусвернутой или неправильно свернутой. Раковина разделена поперечными перегородками на многочисленные камеры, в последней из которых, жилой камере, помещалось тело моллюска.

– В систематике этой группы ископаемых используются три группы признаков, – говорит Алексей Константинов. – Во-первых, форма раковины (общая форма раковины, степень объемлемости оборотов, диаметр умбиликуса, форма поперечного сечения оборотов и ее элементы и т.д.). Во-вторых, ее скульптура. Раковина может быть гладкой, либо с различными  форме и частоте радиальными или спиральными струйками роста, ребрами, шипами, бугорками, бороздами и так далее. В-третьих, одной из важнейших групп признаков является строение лопастной линии, которая образуется в месте соприкосновения перегородки камеры с раковиной.

А.Г. Константинов в маршруте на левобережье р. Яна. Совместные работы с Янской геолого-съемочной партией ОАО «Янгеология» (пос. Батагай, республика Саха (Якутия).

Все признаки у аммоноидей изменяются с ростом раковины, поэтому эта группа ископаемых является трудной для систематики, так как исследователь должен фиксировать и изучать все изменения признаков формы раковины, скульптуры и лопастной линии в онтогенезе (индивидуальном развитии). Только при проведении онто-филогенетических исследований аммоноидей, наряду с четким стратиграфическим контролем их находок в разрезах возможно выявить тенденции их эволюции и приблизиться к разработка их естественной (филогенетической) систематики, основанной на родстве групп.

Выявленные тенденции эволюции аммоноидей, с одной стороны, представляют собой палеонтологическое обоснование зональных шкал по аммоноидеям, а с другой, помогают в восстановлении истории развития этой группы головоногих моллюсков.

Наличие скульптированных раковин у некоторых моллюсков имело практическое значение –ребра, бугорки и шипы помогали им выживать.

– Предполагается, что триасовые аммоноидеи  с грубо скульптированными раковинами обитали на мелководных участках шельфа, в верхней сублиторали, в довольно неспокойной гидродинамической обстановке. – отмечает Алексей Константинов. – Ребра, бугорки и шипы защищали их от ударов и от врагов – например, от рыб. В мелководных участках шельфа параметры среды изменяются достаточно часто, поэтому жившие там моллюски быстро эволюционировали. Аммоноидеи с гладкой раковиной и сложной лопастной линией были обитателями более открытого и глубокого моря. Стабильная остановка обусловила их сравнительно медленную эволюцию и помогла преодолеть аммоноидеям рубеж триаса и юры, один из критических рубежей в истории группы, когда вымерли все цератиты (отряд Ceratitida), и лишь филлоцератиты (отряд Phylloceratida) преодолели его и дали начало всем посттриасовым аммоноидеям.

Выходы средне- и верхнетриасовых отложений вдоль правого борта реки Кючус, левого притока реки Яна. На заднем плане ‒ хребет Кулар. Здесь ученые ИНГГ СО РАН вели совместные работы с Янской геолого-съемочной партией ОАО «Янгеология»

На изучении каких районов сконцентрированы исследователи?

По словам Алексея Георгиевича, наибольший интерес для дальнейшего изучения аммоноидей и биостратиграфии триасовых отложений представляют районы северо-востока России. В этом регионе находятся разрезы морских триасовых отложений, в которых наиболее полно отражены этапы эволюции аммоноидей и других групп фауны морских беспозвоночных.

В предыдущие годы специалисты ИНГГ СО РАН провели ряд экспедиций в эти арктические районы. Исследования велись в центре и на востоке полуострова Таймыр, на острове Котельный, в низовьях реки Лена, в бассейне реки Яна, в верховьях реки Индигирки, в среднем течении реки Колымы и на Охотском побережье. Все эти местонахождения являются труднодоступными, и добраться туда можно только на вертолете.

В ходе экспедиций Алексей Георгиевич и его коллеги проводили послойное литолого-палеонтологическое изучение разрезов триаса, фиксировали элементы залегания, которые определяют положение слоев и пластов горных пород в пространстве, отбирали образцы. В результате этих работ была собрана обширная коллекция ископаемых, систематизацией которых ученые уделяют немало времени.

Сейчас Алексей Константинов занимается изучением аммоноидей семейства Sirenitidae  из карнийского яруса (237-227 млн лет назад) верхнего триаса. Ученый произвел ревизию состава и распространения этой группы и выделил новый род Orientosirenites.

Текст к публикации подготовил
пресс-секретарь ИНГГ СО РАН
Павел Красин
8 923 248 52 78
press@ipgg.sbras.ru

Иллюстрации предоставлены А.Г. Константиновым