Корейский гость в "строматолитовом" заповеднике

В июне — июле проводились совместные полевые исследования Института геологии и геохимии УрО РАН, Геологического института (ГИН) РАН и отдела геологических наук Национального университета Тэйгу (республика Корея). ГИН в полевой экспедиции представлял кандидат геолого-минералогических наук В.Н.Сергеев, а корейскую геологическую науку – профессор Ли Сень-Джо. Исследования были посвящены интереснейшей проблеме изучения палеонтологических остатков древнейшей на Земле формы жизни – цианобактерий, или сине-зеленых водорослей.

   Эти ископаемые остатки довольно хорошо сохранились в отложениях эталонной последовательности верхнего докембрия – рифее. Возраст отложений — от 1650 до 600 млн лет. Они широко распространены в пределах Западного склона Южного Урала, в горных районах Челябинской области и Башкортостана. Ископаемые цианобактерии представлены двумя группами образований, для которых используются различные методы изучения. Сами микрофоссилии, или организмы цианобактерий, представляют собой микроскопические выделения, различимые лишь в хороший оптический микроскоп. Образуемые же их сообществами бактериальные маты формируют в процессе жизнедеятельности особые скорлуповатые текстуры отложений — строматолиты, которые наблюдаются уже визуально и прекрасно различимы в обнажениях карбонатных пород.
   В зависимости от палеоклиматических, палеоэкологических и палеогеографических условий строматолиты могут иметь различную форму, что ценно как для восстановления условий осадконакопления, так и для корреляции отложений на региональном уровне. В последнем случае строматолиты, как и микрофоссилии, имеют не только научное, но и практическое значение для геологического картирования, поиска полезных ископаемых, в том числе нефти и газа.

Сине-зеленые водоросли на заре развития жизни не имели конкурентов и занимали обширные экологические ниши, развиваясь в мелководных (фотических) зонах водных бассейнов, достигая глубин 40—60 м и поднимаясь в периодически осушаемую приливно-отливную зону морских побережий и лагунного мелководья. Именно рифейское время в истории Земли оказалось периодом максимального расцвета строматолитов. В последующем они были вытеснены другими, более сложными и приспособленными формами жизни, хотя и сохранились до настоящего времени в тех условиях, которые мало пригодны для других групп организмов. 

В карбонатных последовательностях эталонного разреза рифея существует несколько уровней развития строматолитов, для которых разработана классификация с выделением условных подразделений, позволяющих сравнивать их между собой как в Уральском регионе, так и с подобными формами в других регионах нашей страны (Енисейский кряж, Сибирская и Восточно-Европейская платформы) и верхнепротерозойских разрезах Китая, Индии, Скандинавии, Канады, Австралии.

Если строматолиты хорошо сохраняются в карбонатных породах даже в условиях низкотемпературного метаморфизма, то микрофоссилии уничтожаются уже при первичной раскристаллизации карбонатных пород при литификации. Таким образом теряется первичная информация о строении и форме этих «прародителей жизни». Однако следы микрофоссилий все-таки можно обнаружить, если они были законсервированы в кремнях – выделениях аморфного кремнезема среди карбонатных осадков. Нахождение таких горизонтов с конкрециями раннедиагенетических кремней и их микроскопическое изучение в тонких срезах  (шлифах) дают палеонтологам уникальную возможность как реставрировать  сами организмы, так и получить информацию об условиях осадконакопления в древних водных бассейнах.

Благодаря изучению окремненных микрофоссилий из эталонных разрезов уральского рифея В.Н Сергеевым, выяснилось, что бассейны нижнего рифея были преимущественно мелководно-морскими, в то время как для среднего и верхнего рифея некоторые выделенные виды микрофоссилий отвечают гиперсоленым условиям изолированных от моря очень мелководных водоемов. Это подтверждает заключение о жарких и сухих (преимущественно аридных) условиях седиментации на протяжении верхней части среднего и значительной части верхнего рифея, полученное комплексом литолого-геохимических методов.               

Для палеонтологических реконструкций и восстановления эволюции древнейших форм жизни в верхнем докембрии очень важно сравнительное изучение одних и тех же возрастных уровней в различных регионах. Гость из Южной Кореи является специалистом по строматолитам и микрофоссилиям в верхнедокембрийских отложениях Юго-Восточной Азии. Обилие прекрасно обнаженных разрезов и большие мощности карбонатных пород в рифейской последовательности Западного склона Южного Урала дают прекрасную возможность для детального сравнительного изучения различных видов строматолитов, их эволюции на протяжении 1 млрд лет геологической истории.

Исследования проводились в классических естественных обнажениях по берегам горных рек Ай, Сатка, Юрюзань, Катав в Челябинской области, а также в карьерах Бакальских сидеритовых месторождений. Здесь гостя трудно было удержать от детального исследования в вертикальных бортах карьера прекрасной колонии строматолитов мощностью до 80 метров. Колония образует, как представляется специалистам, один из древнейших на планете ископаемый карбонатный риф.

Были исследованы уникальные по полноте и насыщенности палеобиотой карбонатные разрезы среднего и верхнего рифея на горных склонах и в скальных выходах на реках Большой и Малый Инзер в Белорецком районе Башкортостана. Из-за высокой воды в горных реках, вызванной обильными дождями в начале лета, многие береговые обнажения оказались труднодоступными. От участников экспедиции потребовались немалые усилия, применение альпинистских приемов для их изучения и получения каменного материала.         

Не обошлось и без курьезов, вызванных различиями не только восточной и нашей культур, но и климатических, и географических. Гость долго не мог променять родной «Доширак» на наваристые щи и плов, изготовленные умелыми руками нашего повара Н.В.Гладышевой. Первую же грозовую ночь, которую мы сладко проспали на высокой пойме реки Катав, профессор провел в систематических замерах уровня воды и утром страдал от того, что не выспался. В нашем климате такой дождь исчезает в почвенном слое лесов, в Корее же он немедленно скатывается с обнаженных каменистых склонов, приводя к паводку. Большое впечатление на гостя произвела неожиданная встреча с группой студентов-геологов Башкирского нефтяного института, проходивших полевую практику в районе реки Большой Инзер под руководством доцента М.В. Рыкуса. Места наших полевых лагерей совпали, и «коллеги» быстро нашли общий язык, благо,  продвинутая молодежь сейчас говорит и понимает по-английски.

Полевой сезон завершен. Впереди самое увлекательное – проверка высказанных гипотез, кропотливое изучение сотен шлифов, лабораторный анализ зарисовок, фотографий и полевых описаний. Следующий визит в Уральский «строматолитовый заповедник»  профессор С.-Д. Ли планирует уже в компании студентов-помощников – таким важным представляется сравнительное изучение южно-уральских объектов.

М. Крупенин,
старший научный сотрудник Института геологии и геохимии УрО РАН, 
кандидат геолого-минералогических наук.

На снимках:  профессор Ли Сень-Джо на съемке строматолитов. 
Для палеонтолога фотокамера такой же 
важный инструмент, как и геологический молоток; 
В.Н.Сергеев и Ли Сень-Джо на затопленной пойме р. Большой Инзер.