Помоги проекту - поделись книгой:
В янтаре Прибалтики установлено 197 видов растительности: споровых 63, голосеменных 33, покрытосеменных 101 [Катинас, 1971].
Сосна в янтаре представлена 16 видами, выявленными в основном по находкам фрагментов хвои. Имеются также образцы соцветий с рассыпанной пыльцой и свободная пыльца, несколько видов пихты, а также лиственницы, родственной современной лиственнице даурской, ели. Семейство таксодиевых отмечено видами рода секвой и зонтичной сосны. Среди кипарисовых найдены остатки родов виддрингтонии, либоседруса и кипарисовика.
Таким образом, в лесу преобладают растения умеренно теплого климата, широко распространены хвойные и широколиственные деревья, а также споровые растения. Видовая принадлежность многих растительных остатков не определена.
Минеральные включения
Минеральные включения в янтаре представлены сульфидом железа - пиритом и битуминозным веществом. Тонкая корка пирита часто выстилает стенки круглых полостей сечением до 0,5 см. Пластинчатые скопления мелкозернистого пирита наблюдаются между слойками-натеками различно окрашенного янтаря. Наследуя форму натека, такие скопления нередко изогнуты. Реже мелкозернистый пирит имеет форму столбиков длиной до 3 мм. Оригинальны крупные блестящие выделения пирита диаметром до 0,5 мм, сравнительно легко извлекаемые из лунок такого же диаметра. Некоторые из этих выделений с элементами огранки похожи на кристаллы. Пириту присущ латунно-желтый цвет. Поверхность его бывает блестящей и тусклой, слегка окисленной. По отношению к янтарю является более поздним образованием.
Битуминозное вещество, включенное в янтарь, черное вязкое или хрупкое. Вязкий битум выстилает пленкой стенки пустоток до 0,5 мм в диаметре. Хрупкий битум наблюдается в клиновидных трещинках, разбивающих центральную часть некоторых кусочков янтаря.
Газовые включения
Газовые включения в янтарях Прибалтики исследовали геологи З. Н. Несмелова и А. В. Хабаков. По величине и обилию газовых включений эти авторы выделяют такие разности янтаря: 1) с заметными, местами довольно крупными включениями, размером от 0,1 до 2 мм, одиночными или располагающимися группами; 2) с включениями, сгруппированными около остатков организмов, которые затонули и сохранились в янтаре; 3) с пустотами, изредка встречающимися во включениях организмов, по своим очертаниям отчасти совпадающими с формой органогенных полостей; 4) с массой мельчайших включений, образующих желтоватую молочно-белую муть в янтаре.
Наиболее распространены молочно-белые разности янтаря с обилием мельчайших (порядка 0,001 мм) газовых включений, создающих замутненность. Включения концентрируются в цепочки и полосы, выдержанные по направлению или расходящиеся в разные стороны. Интересны концентрические узоры, обусловленные замкнутым распределением неодинаковых по величине и густоте включений. Они хорошо заметны в костяном янтаре даже невооруженным глазом.
Менее распространены газожидкие включения. Форма их вытянутая, эллипсоидальная, круглая. Величина от 0,1 до 1,1 мм. Объем газовой фазы в круглых включениях колеблется от 20 до 75%. Газовый пузырек неподвижный или свободно бегающий в жидкости. Эллипсоидальные и вытянутые включения несколько сплюснуты. Содержание газовой фазы у них может достигать 50%. Несколько особняком стоит газовое включение, содержащее твердую фазу. Форма включения неправильная, величина немного больше 1 мм. В исследованном материале встречаются образцы, на 80-90% заполненные включениями. Количество их влияет на степень прозрачности и окраску янтаря.
Кроме газовых и газожидких, в виде единичных находок отмечены однофазовые жидкие включения. Они круглые, величина их не превышает 0,4 мм.
Относительно природы газовых включений в янтаре имеются две точки зрения. Согласно одной из них газовые включения представляют собой неизмененные первичные включения. Это законсервированные пузырьки воздуха, попавшие в смолу в момент ее истечения. Другая точка зрения предполагает, что газовые включения появились в момент превращения смолы в янтарь.
Насыщенность молочно-белого янтаря газом достигает 631 мм на 1 кг (средняя 500 мм на 1 кг). Если учесть, что не все поры были вскрыты, то эта цифра будет еще больше. В составе янтаря обнаружены (в объем. %): СO2 3,6-10,2; O2 0,5-0,6; Н2 2,4; N2 87,6-93,3; Аr, Кr, Хе 1,093-1,211; Ne, He 0,003.
Как видим, преобладает азот. Заметные содержания Двуокиси углерода и водорода можно объяснить процессами метаморфизма смол. В составе газа полностью отсутствуют углеводородные составляющие и сероводород. Отношение аргона к азоту, равное 0,012-0,013, близко к отношению этих газов в современном воздухе. Содержание легких инертных газов (10-3объем. %) также не отличается от концентрации их в современной атмосфере. Изотопный состав аргона очень близок к отношению смеси изотопов аргона в современном воздухе.
Учитывая сказанное, можно предположить, что газ в янтаре представляет собой метаморфизованный воздух, захваченный и удержанный в ископаемой смоле со времени палеогена. Самая существенная часть газа - кислород исчез из его состава. Он вполне мог быть израсходован в процессе превращения ископаемой смолы в янтарь. Если это так, то, следовательно, состав атмосферы Земли с палеогена до настоящего времени существенно не изменился. Однако вряд ли можно безоговорочно принять такой вывод. В литературе есть указания на то, что при продолжительном хранении янтаря на воздухе в нем постепенно увеличивается газовая фаза, вытесняющая жидкость. Под вакуумом жидкость вытесняет газовую фазу. Таким способом пустоты в янтаре заполнились раствором медного купороса и других веществ, которые впоследствии выкристаллизовались в виде мелких зернистых агрегатов. Поэтому не исключено, что воздушная фаза в молочно-белом янтаре в результате вековой диффузии могла мало-помалу быть обменена и заменена извне.
Включения в янтаре и эволюция органического мира
Находки животных и растений в янтарях позволяют уточнить некоторые представления об изменении органического мира на протяжении последних геологических эпох.
Балтийский янтарь относительно молод: он образовался примерно в середине палеогена, около 50-45 млн. лет назад. Животный мир палеогена, в частности насекомые, мало отличается от современных форм. Это дает основание считать, что в последние 60-50 млн. лет в эволюции насекомых наступил период покоя. Около 50% родов и 99% семейств насекомых, найденных в балтийском янтаре, живут и сейчас. Мало изменились обнаруженные в янтаре многоножки, клещи, пауки, равноногие раки, наземные моллюски. Слабо эволюционировали и другие животные; почти не изменились за это время и растения. Сравнительно быстро развивались в кайнозое только млекопитающие.
В отличие от балтийских янтари мелового периода (135-65 млн. лет назад) несут большую информацию о той эпохе. Заключенные в янтарях животные были современниками динозавров, плезиозавров, мезозавров.В этот период появились саламандры, разнообразнее стали костистые рыбы, птицы утратили признаки рептилий. В органическом мире мелового периода определяющую роль играли беспозвоночные и насекомые. Поэтому вполне понятен интерес, вызванный находками фауны насекомых в меловых ископаемых смолах Таймыра. К тому же до недавнего времени меловые насекомые были почти не исследованы. Впервые их детальное описание выполнили А. П. Расницын, Б. Б. Родендорф и В. В. Жерихин.
Отметим несколько групп, имеющих непосредственное отношение к рассматриваемому вопросу. Представители первой группы являются свидетелями больших биоценотических перестроек, происходивших в конце мезозоя. К ним относятся насекомые (цикадки), жившие в мелу, пережившие перестройку и сохранившиеся в современной фауне. Другие насекомые, в частности поденки подсемейства мэзонэтинэ, в конце мела вымерли и уступили место другим ветвям лептофлебиид, третьи - наездники (сцелиониды и бракониды) возникли только в мелу и существуют доныне. Вторая группа представлена полностью вымершими насекомыми (комарик из не описанного еще семейства, наездник семейства сидэрфит), просуществовавшими только до начала палеогена. Многие группы насекомых, характерные для кайнозоя, в меловой период были редки. Это в первую очередь жалоносные перепончатокрылые, в основном муравьи, бабочки, высшие мухи, термиты, представленные только примитивными формами. В палеогене эти насекомые стали разнообразнее и встречались чаще.
Исследования показали, что количество вымерших видов насекомых постепенно уменьшалось от верхнеюрского времени до кайнозоя. В палеогене, как уже упоминалось, фауна насекомых была близка к современной. Количество вымерших насекомых особенно резко упало во второй половине мелового периода. Это явление не случайно и, но мнению Б. Б. Родендорфа и В. В. Жерихина [1974], связано с коренной перестройкой растительности - резким увеличением покрытосеменных, с которыми тесно связана жизнь насекомых. К середине мелового периода на Земле произрастали деревья, кустарники и травы, очень похожие на растения наших дней. Некоторые из этих деревьев и кустарников были листопадными.
Эволюционные преобразования растений и животных, установленные с помощью включений органических остатков в янтарях, сказались и на жизни позвоночных. На суше продолжали господствовать динозавры - огромные, с длинной шеей животные, ведущие полуводный образ жизни, но в середине мела они начали вымирать. Стегозавры юрского времени исчезли, вместо них появились плоскоголовые животные с большими шипами. Значительно изменились и другие группы рептилий. Наиболее перспективными оказались насекомоядные - это были первые плацентарные животные.
Таким образом, изучение включений животных и растений в янтарях имеет большое значение для понимания становления современной энтомофауны и решения ряда общеэволюционных проблем.
Условия захоронения живых организмов
Захороненные в янтаре животные и растения представляют собой естественные препараты в прозрачной среде. Благодаря прекрасной сохранности они выгодно отличаются от обычного палеонтологического материала. В препаратах, своего рода «прозрачных гробницах», хорошо видны не только целые объекты и их сообщества, но и отдельные фрагменты, что позволяет изучить внешний вид животного и тонкие детали его строения. Исследователь получает полноценный палеонтологический материал, и притом в значительном количестве. На его основе палеонтолог старается воссоздать жизнь и среду, исходя из допущения, что реакция живых существ на окружающий их мир была в далеком прошлом такой же, как и в настоящее время. Подобные выводы до некоторой степени ориентировочны, но они строятся на реальной основе.
Включения в янтарях следует считать наиболее совершенными из всех ископаемых остатков исчезнувших видов. Слои смолы, стекавшие по стволам доисторических coceн и мягко наплывавшие друг на друга, захватывали с собой и древесную кору с живыми существами, и песчинки, кусочки земли, паутинки, занесенные сюда непогодой, и капельки росы, не успевшие испариться, и другие объекты. Смола заливала на земле мелких насекомых, паучков, птичьи перья, травинки, опавшие листья - словом, все, что встречалось на ее пути. Часто насекомые попадали в смолу на лету.
Почти все животные и растения заключены между прозрачными слегка изогнутыми легко раскалывающимися слоями-натеками янтаря. Именно слоистый янтарь позволяет заглянуть в органический мир палеогенового периода, познакомиться с растительными сообществами в «янтарном» лесу и с населявшим его животным миром. Каждый кусочек янтаря с фауной и флорой древности чем-то самобытен: или распространением, или биологией, или другими особенностями.
Исследование характера захоронения насекомых в балтийском янтаре показало, что животные находятся на границе двух слоев, различающихся по своему физико-химическому состоянию. Нижний слой, к которому прикрепилось животное, более вязок, чем верхний. Прикосновение к слою насекомого стоило ему жизни. Захоронение животного происходило не путем постепенного увязания его в смоле, а в результате мягкого наслоения порций смолы, формирующих верхний натек. Последний, в свою очередь, состоит из множества маломощных слойков. Этим слойкам и отводится главная роль в захоронении попавшего в смолу насекомого. По-видимому, вязкость смолы верхнего натека была столь незначительной, что не могла деформировать даже самые мягкие ткани организма,- на животных сохранились мельчайшие волоски, жилочки на крыльях, ажурная расцветка глаз и другие мелкие детали строения.
Различное первоначальное физико-химическое состояние натеков смолы подтверждается изотопными данными углерода в натеках. Нижний слой, к которому приклеилось животное, по изотопному составу углерода (δ13С = - 21,8‰) тяжелее углерода верхнего слоя (δ13С = - 22,2 ÷ - 23,0‰), где это животное было захоронено.
Интересен вопрос о степени сохранения животных и растений в янтаре. Долгое время считали, что животные в янтаре (особенно мелкие) не сохраняются, а постепенно истлевают, оставляя после себя лишь пустую полость, которая тем не менее достаточно точно отражает внешние морфологические признаки организма, и оболочку из тонких пузырьков вокруг животного. Это положение справедливо во многих случаях при захоронении в янтаре небольших животных с мягкими тканями или тонкой кутикулой - внешней оболочкой насекомого.
В 1903 г. русский ученый Н. Корнилович, а позже немецкие Ленгеркен и Потони обнаружили во включениях, содержащих насекомых, хитиновый покров, остатки внутренних органов, поперечно-полосчатую мускулатуру. После этого на каждое такое включение в янтаре стали смотреть как на совершенный его слепок, инкрустированный коричневыми остатками кутикулы. Сквозь слой смолы подобный слепок производил впечатление целого насекомого. При этом большое значение в сохранении объекта имела кутикула. Тонкая кутикула при окаменении растрескивалась, из нее выпадали мелкие детали внешнего строения, облик животного становился нечетким. Насекомые со сравнительно плотной кутикулой сохранялись хорошо.
Применение электронного микроскопа к исследованию остатков в балтийском янтаре вскрыло новые детали их строения. В некоторых включениях сохранились практически все ткани, в том числе мягкие. Ученые Калифорнийского университета, исследовавшие под электронным микроскопом одну из таких находок - муху, отметили хорошую сохранность клеток животного. Основываясь на прекрасном состоянии находки, они даже надеются извлечь из клеток неизмененную ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и сравнить ее с ДНК современных мух. Это позволит проследить эволюционные изменения в генетическом материале организма насекомых за 45 млн. лет.
Интересные данные были получены при исследовании под электронным микроскопом мухи-зеленушки в балтийском янтаре. У насекомого хорошо сохранилась кутикула и ее скульптура, в середине обнаружены остатки внутренностей с частичками непереваренной пищи, мышечные волокна и другие органы. Отлично видны глаза и даже их пигментные клетки, а также система трахей, по которым кислород поступал к глазам. Обе находки насекомых в янтаре - сенсация в науке. До последнего времени самыми древними животными, дошедшими до нас в замороженном состоянии, считались туши мамонтов и носорогов из отложений плейстоцена Сибири.
Большую помощь палеоботаникам оказывает исследование остатков растений (листьев и стеблей, лепестков цветов и др.). В самом деле, отпечатков древесных стволов и листьев, в виде которых обычно предстают ископаемые остатки растений, явно недостаточно для их уверенного определения. Электронно-микроскопическое исследование включепий растений в балтийском янтаре показало их хорошую сохранность. Несомненно, что в будущем электронный микроскоп окажет неоценимую помощь в установлении флоры «янтарных» лесов.
Иногда животные и растения (или их остатки) только приклеиваются к смоле, не перекрываясь более поздними ее натеками. Со временем органические остатки выкрашиваются и исчезают, оставляя после себя углубление - отпечаток, до деталей повторяющий внешний облик растения или животного. Особенно часты на кусках янтаря отпечатки листьев, древесной коры и растительных волокон.
Уникальным случаем захоронения животных в янтаре является прикрепление к не затвердевшей еще смоле водных беспозвоночных - моллюсков и членистоногих. Один из таких образцов, исследованных автором книги, представлял собой кусок предкарпатского янтаря весом 1270 г. На верхней половине и на одной из боковых его сторон обнаружены плотно скрепленные с янтарем створки пластинчатожаберного моллюска Nucula sp. Так как створки утоплены в янтарь, можно полагать, что они прикрепились к еще не окаменевшей ископаемой смоле. Это могло произойти в прибрежно-морских отложениях миоцена Предкарнатья - серовато-зеленых песках, глинистых алевролитах с включениями глауконита и морской фауны, из которых янтарь позже был переотложен. Другой кусок янтаря, исследованный С. Залевской, интересен тем, что в него как бы вросли хорошо сохранившиеся мелкие раковины морских желудей (Balanus improvisus Darw.). Они еще в палеогене прикрепились своим большим основанием к поверхности незатвердевшей смолы в литоральной зоне моря и навечно остались в ней.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЯНТАРЯ И ЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Образование янтаря
С давних пор люди пытались объяснить происхождение янтаря.
Первые, довольно наивные представления относительно возникновения янтаря находим у античных авторов. Так, Эсхил и Софокл отождествляли янтарь со слезами. Эта аналогия не случайна, некоторые выделения янтаря действительно похожи на капли. Плиний Старший в одном из томов «Естественной истории» излагал наиболее распространенные взгляды на происхождение янтаря. Древнегреческий философ-материалист Демокрит считал, что янтарь - это окаменелая моча диких животных, в частности рыси. Образно толковал возникновение янтаря Ниней: он заключил, что янтарь - это концентрат солнечных лучей, выброшенный волнами на берег. Сам же Плиний Старший, как и Аристотель, отмечал растительное происхождение янтаря. По его мнению, янтарь образовался из жидкой живицы хвойных и со временем затвердел от холода. Справедливость такого утверждения Плиний видел в следующем: при трении янтарь пахнет смолой и, как смола хвойного дерева, горит коптящим пламенем.
Близкие взгляды на образование янтаря высказывал древнеримский историк Тацит. Он писал о литовских племенах эстах: «<...> они - единственный народ, который на мелких местах моря на берегу собирает янтарь, называемый ими „глезем" <...> Сам же янтарь, как легко можно видеть, не что иное, как сок растений, так как в нем иногда встречаются зверьки и насекомые, заключенные в некогда еще жидкий сок. Очевидно, что эти страны покрыты были пышными лесами, которые, так же как и в таинственных странах Востока, выделяли из себя бальзам и амбру. Лучи низкого солнца изгоняли этот сок, и жидкость капала в море, откуда она бурями выносилась на противоположный берег».
Позже янтарь принимали за специфическое выделение китов, которое напоминало амбру.
В средние века происхождение янтаря мало занимало ученых, которые, по существу, не внесли ничего нового в этот вопрос.
Некоторые сведения о янтаре находим у одного из авторов раннего средневековья - Кассиодора (первая четверть VI в.), канцлера короля остготов. Он благодарит эстов за присланные королевскому двору янтарные дары: «Море дарит вам этот камень, который сверкает таким волшебным блеском и происхождения которого вы, по вашим же словам, не знаете, хотя первыми получаете его в дар от моря».
В книге Ибн Сины «Канон врачебной науки» не только описаны лечебные свойства янтаря, но и приведены сведения о его происхождении: «Говорят, что дерево румского ореха растет в реке, которая называется Ларинданос. Из этого дерева вытекает камедь; выделяясь, эта камедь тотчас же сгущается в воде. Это то, что называется иликтрун, а некоторые люди называют его хусуфури, и это янтарь. Если его потереть, от него распространяется приятный запах, а цвет его такой, как цвет золота».
Среднеазиатский ученый-энциклопедист Бируни в известном трактате «Собрание сведений для познания драгоценностей» (1048) уделил вопросам образования янтаря больше внимания. Он, пожалуй, одним из первых подметил различие между янтарем и янтареподобной ископаемой смолой - копалом, установив, что копал плавится при более низкой температуре (200°С), чем янтарь (360°С). Бируни опроверг мнение персидского ученого Хамзы, считавшего, «что янтарь - это сорт бус, плавающих в Средиземном и Каспийском морях». Он писал, «что это не так, так как в обоих морях не видно тех трав и жучков, подобных тем, которые есть в смоле янтаря». К тому же янтарь - это не готовые бусы, а куски, из которых вышлифовываются бусы и другие изделия. Бируни принимал янтарь за растекшуюся по земле древесную смолу, которая медленно застывала, и именно поэтому в янтаре «находят то, что в него попадает из насекомых и прочего».
Существовали представления о янтаре как о морской пене, застывшей под действием солнечного света; нефти, окаменевшей на дне моря; затвердевшем жире неведомых рыб.
Начиная с XVI в. янтарь интересует многих исследователей. Однако происхождение его по-прежнему толкуется по-разному. Немецкий ученый Г. Агрикола источником янтаря считал жидкие битумы, выделяющиеся на морском дне из разлома и затвердевающие на воздухе. Как уже говорилось, автор первой книги о янтаре А. Аурифабер принимал янтарь за ископаемое битуминозное вещество, изменяющее свою консистенцию при вытекании из недр Земли. Голландский исследователь А. Кирхер также принимал янтарь за битум, однако последний вопреки распространенному мнению вытекал из недр Земли не на суше, а на дне моря. Всплывая па поверхность, он волнами разносился по морю и выбрасывался на берег. Итальянский ученый А. Чезальпино не отрицал растительного происхождения янтаря, но считал его застывшей живицей, сносимой реками в море и распределяемой волнами вдоль берега. К оригинальному заключению относительно природы янтаря пришел немецкий ученый Ф. Гартман. По его мнению, ископаемая древесина и янтарь имеют неорганическое происхождение, оба они являются жильными образованиями. Итальянский исследователь П. Боккони принимал янтарь за нефть, затвердевшую в морской воде. Немецкий исследователь Г. Лудельф заключил, что янтарь - смесь каменного масла, серной кислоты и мочевины. Первые два вещества возникают в недрах Земли и, выделяясь по трещинам на дне моря, попадают в воду. Здесь они соединяются с мочевиной - продуктом разложения морских организмов. Эту смесь волны выносят на берег: здесь и происходит ее затвердевание и превращение в янтарь.
Из изложенного ясно, что спор о происхождении янтаря вели в основном сторонники двух гипотез - органической и неорганической.
Решающее значение в развитии органической теории происхождения янтаря имели труды М. В. Ломоносова «Слово о рождении металлов от трясения земли» (1757) и «О слоях земных» (1761). В них ученый подверг резкой критике сторонников неорганической гипотезы. На растительное происхождение янтаря, писал М. В. Ломоносов, указывают близкие значения плотностей янтаря и смолы хвойных деревьев, кроме того, вода, выделенная из янтаря, пахнет гарью, что присуще только растительному материалу. Янтареносные слои Германии и других стран заключают в себе полуистлевшие остатки «трухлого» дерева и бурый уголь (лигнит). К тому же в самом янтаре находятся также насекомые, пауки и другие мелкие животные вместе с листочками и ветвями растений. М. В. Ломоносов довольно остроумно отстаивал свои, близкие современным, взгляды на образование янтаря: «Кто таковых ясных доказательств не принимает, тот пусть послушает, что говорят включенные в янтарь червяки и другие гадины. Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошествующим влажным растениям, искали и собирали все, что служит нашему пропитанию; услаждались между собою приятностью благорастворенного времени и, последуя разным благовонным духам, ползали и летали по травам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти. И так садились мы на истекшую из дерев жидкую смолу, которая нас, привязав к себе липкостью, пленила и, беспрестанно изливаясь, покрыла и заключила отовсюду. Потом от землетрясения опустившееся вниз лесное наше место вылившимся морем покрылось; деревья <...> илом и песком покрылись, купно со смолою и с нами: где долготою того времени минеральные пески в смолу проникали, дали большую твердость и, словом, в янтарь превратили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные богатые на свете люди иметь могут».
Высмеивая сторонников образования янтаря на нефти при воздействии на нее кислотами, М. В. Ломоносов писал:
«Еще ни один химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи и из земли янтаря не составил».
Взгляды М. В. Ломоносова на происхождение янтаря намного опередили научную мысль середины XVIII в. и своевременно не были должным образом оценены. Лишь спустя десятилетие они нашли своего первого и истинного приверженца в лице немецкого исследователя Ф. Бокка. Однако споры еще долго не затихали. Много лет спустя после изложения идей М. В. Ломоносова известный естествоиспытатель Ж. Бюффон утверждал, что янтарь образовался из меда пчел, а исследователь X. Жиртаннер принимал янтарь за продукт жизнедеятельности больших лесных муравьев.
Как же образовался янтарь? Когда-то, примерно 50 млн. лет назад, задолго до появления человека, на территории нынешней Швеции и части Балтийского моря располагалась суша. Климат этого времени был гумидным. Первоначальным актом в образовании янтаря явилось обильное выделение смолы из хвойных. Причины его самые разнообразные. Главной следует считать резкое потепление климата. Сосны были чувствительны и к внешним воздействиям. Во время гроз, ураганов и им подобных явлений они выделяли смолу-живицу, имевшую защитную функцию: быстро затвердевая, живица засыхала на пораженном участке, предохраняя дерево от заражения через рану. Основная масса смолы вытекала из деревьев, сломанных при весенних буреломах. Не менее обильно истекала смола, когда разные вредители леса грызли, прокалывали и долбили кору. Деревья вынуждены были залечивать нанесенные им раны. Густая клейкая смола образовывала на деревьях желваки, сгустки, гроздья, капли, которые, не выдержав собственного веса, падали на землю. Иногда процесс смоловыделения прерывался и через некоторое время возобновлялся, что способствовало образованию многослойных выделений смолы. На смолу садились насекомые и приклеивались. Не в силах высвободиться из липкой массы, они навечно оставались в ней.
Падали на землю или умирали на корню и от старости сосны, содержавшие значительное количество смолы не только на поверхности, но и в середине дерева.
Смолопродуктивность сосен в основном зависит от их способности выделять смолу, что, в свою очередь, обусловлено характером протекающих в дереве физиологических процессов. Предполагают, что смолоносные системы сосен, росших 50 млн. лет назад, и современных хвойных различаются: в далеком прошлом были больше смоляные карманы. Поэтому истечение смолы из сосен могло происходить и в обычных условиях. Нарушение последних приводило к увеличению или уменьшению выходов живицы.
Согласно наблюдениям у современных хвойных смола выделяется интенсивнее по направлению к югу, т. е., чем выше температура, тем больше выход живицы. Этому процессу также благоприятствует повышенная влажность воздуха и оптимальная для сосен влажность почвы. В тропиках Юго-Восточной Азии произрастает огромное (диаметр 15 м) даммаровое дерево (Dammara australis). Ствол дерева сплошь покрыт темной смолой. Желтоватой смолой покрыта даже почва, иногда на довольно значительных глубинах. В литературе описан кусок даммаровой смолы весом 20 кг.
На втором этапе происходило захоронение смолы в лесных почвах. Оно сопровождалось рядом физико-химических превращений смолы, характер которых в значительной степени зависел от того, в какие условия эта смола попадала. В сухой, хорошо аэрируемой почве смола преобразовывалась при участии кислорода. Устойчивость смолы повышалась, увеличивалась ее твердость. В заболоченных участках, в анаэробной обстановке, смола сохраняла свою хрупкость.
Третий этап в образовании янтаря отмечен размывом, переносом и отложением ископаемых смол в водный бассейн. Условия, благоприятные для возникновения и накопления янтаря, связаны с геохимической и гидродинамической спецификой бассейна.
Превращение смолы в янтарь идет при участии кислородсодержащих, обогащенных калием щелочных иловых вод, которые при взаимодействии со смолой способствуют появлению в ней янтарной кислоты и ее эфиров. На заключительных стадиях этого процесса формируется не только янтарь, но и глауконит - минерал, постоянно сопровождающий скопления янтаря, т. е. превращение ископаемой смолы в янтарь и образование глауконита происходит в одной окислительно-восстановительной обстановке. Находка глауконита - свидетельство слабощелочной и слабовосстановительной среды. Отсутствие этого минерала в породе - лишнее доказательство интенсивной аэрации осадков.
В итоге описанных превращений ископаемая смола заметно уплотнилась, растворимость ее уменьшилась, твердость, температура плавления и вязкость увеличились. Малые молекулы, входящие в состав ископаемой смолы, объединились в одну макромолекулу. Так сформировалось прочное высокомолекулярное соединение со свойствами современного янтаря. Концентрация янтаря в породах контролируется двумя главными факторами - окислительно-восстановительной обстановкой минералообразующей среды и количеством ископаемой смолы, поступившей в бассейн седиментации. Глауконита в осадочных породах значительно больше, чем янтаря. Следовательно, обстановка, благоприятствующая возникновению обоих веществ, не так уж редко создается в земной коре. Однако янтарь в этих условиях может возникнуть лишь при поступлении в бассейн ископаемой смолы из недалеко расположенных источников сноса.
Так образовалось Приморское месторождение янтаря. Необходимо подчеркнуть, что в нем выявлены не только самые большие запасы янтаря, но и наибольшие (из всех месторождений янтаря) количества глауконита. Накопление янтаря на территории Северной Украины проходило не в таких благоприятных условиях, как в Прибалтике. Среднее содержание янтаря в находящемся здесь Клесовском месторождении примерно в 40 раз, а глауконита в 4 раза меньше, чем в Приморском.
Специфику аутогенного минералообразования в какой-то мере отражает состав глауконита, содержащего до 20 химических элементов. Отметим, что условия для образования глауконита существуют и сейчас в Балтийском море.
В накоплении янтаря имеет значение и гидродинамический фактор. Дело в том, что движение воды - величина непостоянная и по-разному проявляется в отложениях. Скопления янтаря приурочены как к грубо-, так и к мелкозернистым осадкам, чего не должно быть при активном движении водного потока. Поток способен унести весь мелкий янтарь, но в действительности этого не происходит. Глинистые отложения, оседающие в спокойной обстановке, могли вообще не содержать янтарь, а они его вмещают, да еще в значительном количестве.
Сортирующему действию гидродинамических агентов более подвержен глауконит. Он формируется в поверхностном слое рыхлого осадка на участках замедленного движения водной среды. Здесь же осаждается и обломочный материал. При увеличении скорости течения осадок с отложившимся глауконитом может быть подвержен локальному перемыву. С этим процессом, видимо, и связано значительное количество перемытых зерен глауконита в Приморском месторождении. Незначительное распространение перемытого глауконита в Клесовском месторождении свидетельствует о спокойной обстановке минералоотложения. Близкое к горизонтальному положение кусков янтаря во вмещающих породах служит косвенным подтверждением спокойной седиментации осадков во время накопления янтаря.
«Янтарный» лес
Признав растительное происхождение янтаря, ученые по растительным фрагментам, заключенным в нем и во вмещающих породах, стараются полнее воссоздать облик того таинственного «янтарного» леса, который занимал территории нынешней Скандинавии, Карелии, Кольского полуострова. Природа этой области, именуемой Фенноскандией, в настоящее время не имеет ничего общего с богатой природой третичного времени. Сейчас здесь холодно. Погодные условия короткого полярного лета вызывают к жизни лишь скудную растительность. И только богатое воображение да фактический материал, обнаруженный в янтаре, позволяют представить, что за лес произрастал на этой территории 50-40 млн. лет назад.
Климат на севере Европы был гумидным, теплым, с четкой дифференциацией на сухие и влажные периоды года. В общих чертах он напоминал современный климат южной части Европы и субтропиков. Среднегодовая температура не опускалась ниже 18° С. Она благоприятствовала существованию весьма богатой фауны. Освещенность в глубине леса была относительно невелика, так как сомкнувшиеся кроны высоких деревьев пропускали немного света к нижним ярусам. Часть солнечного света попадала под кроны деревьев в виде отраженных лучей от листьев с блестящей поверхностью. Однако, несмотря на это, до почвы все же доходило мало света. Проникновению солнечных лучей к поверхности почвы препятствовали живущие на стволах и ветвях растения. Лесные почвы песчанистые, покрыты слоем почвенной подстилки, мягкие. Воздух сильно насыщен водяными парами, поднимавшимися с влажной земли. В таком климате развивается пышная растительность.
«Янтарный» лес - сложнейшее растительное сообщество. Его не могут охарактеризовать даже самые подробные описания. Особо следует подчеркнуть видовое разнообразие растений. Из деревьев преобладали сосны, они составляли около 70% всех встречавшихся в лесу видов высших растений. Украинский исследователь С. Я. Парамонов полагает, что их насчитывалось до 20 видов. Наиболее многочисленны были виды, объединенные названием «пинус сукцинифера» - сосна янтареносная. Внешне их едва ли можно отличить от южных видов этого дерева, что и поныне произрастают у нас на Черноморском побережье Кавказа. Местами на песчаных почвах росли сплошные сосновые леса.
Кроме сосен, в лесу произрастали один вид туи, один вид секвойи - самого высокого дерева из ныне живущих, пиния, ель. Среди лиственных деревьев установлено десять видов дуба, четыре - платана, два - бука, пять - клена, несколько видов ясеня.
Среди прочих вечнозеленых растений росли три вида коричного дерева, один вид магнолии, шесть видов подбела, изобиловали представители лавровых и миртовых. Своеобразный облик «янтарному» лесу придавали пальмы (четыре вида) с листьями веерного и перистого типов. Высота их была разная: одни имели короткий ствол, а другие не имели его совсем и состояли только из венца расходящихся перистых листьев. У миртовых ароматическими были не только цветы и листочки, но и все дерево, покрытое смолистыми каплями выделяющегося сока. Произрастали камнеломковые с круглыми красноватыми листьями, покрытыми редкими волосками.
Растения в «янтарном» лесу не только росли вплотную друг к другу, но и образовывали сложную систему ярусов по вертикали. Таких ярусов насчитывалось четыре: верхний, средний, низкий и самый низкий. Верхний ярус представлен секвойями, стройные стволы которые напоминали колонны греческих храмов и достигали высоты 100 м и более. Кроны секвой не смыкались, эти деревья попадались редко. Под ними развивались кроны деревьев ниже расположенных ярусов. Так, кроны деревьев среднего яруса, высотой около 50 м, образовывали сомкнутый полог, однако их кроны не были такими широкими, как у деревьев верхнего яруса. Среди них преобладали сосны, лучше других приспособленные к использованию энергии солнечного света. Благодаря этому они быстро обгоняли в росте широколиственные формы, которые со временем переходили на положение подлеска. Деревья верхнего и среднего ярусов были так высоки, что даже при сильном ветре в лесу было тихо и спокойно. Слышен был только могучий гул в вышине.
Степень развития нижнего древесного яруса во многом зависела от освещенности. Господствовали дубы, платаны, буки, коричное дерево, росла туя. К ним примешивалось значительное количество восковниц, лавровых, миртовых, магнолиевых, камнеломковых и в меньшей степени лиан. Лианы - одна из достопримечательностей растительного покрова «янтарного» леса. Для своего развития они требуют хорошего освещения, поэтому обычно встречаются по лесным опушкам, на естественно образовавшихся осветленных участках леса. Переплетающиеся кроны и ветви деревьев нижнего яруса образовывали своеобразный шатер, местами почти непроницаемый для солнечных лучей.
Под пологом густого леса располагался еще один ярус низкорослых деревьев, кустарников, состоящий из подбелов, древовидных папоротников, банановых. Многие кустарники переплетались лианами. Характерным растением подлеска были пальмы. Растущие на склонах гор и болотистых участках, они придавали «янтарному» лесу своеобразный облик. Любопытно, что пальмы соседствовали с бузиной и с «волчьей ягодой», цветы которых изредка находят в кусочках янтаря. Составным элементом подлеска были эпифиты - растения, живущие на деревьях. Особенно много эпифитов было там, где осадки обильны, а воздух влажен. Эпифитами были и многие папоротники. Прочно прикрепляясь к коре и ветвям деревьев, они свисали наподобие фестонов. На деревьях росли также «дочери воздуха» - орхидеи, берущие питательные вещества исключительно из воздуха и дождевой воды. В лесу было много растений-паразитов, которые присосками врастали в ткань дерева и тянули из него соки.
Влажная атмосфера благоприятствовала образованию почвенной подстилки, состоящей из перепревших листьев, хвои и растительной трухи. Она была субстратом для произрастания папоротников и других низших споровых растений.
Редким, но примечательным элементом «янтарного» леса были дикие бананы. Это самые высокие травянистые фенерофиты со стволом, образованным листоватыми влагалищами, и довольно крупными (3 м в длину и 60 см в ширину) листьями, похожими на распущенные зеленые зонты.
В условиях постоянной высокой влажности воздуха низшими растениями заселяются даже листья, и прежде всего листья деревьев нижнего яруса влажного «янтарного» леса. На них поселялись лишайники и мхи. Первые не играли существенной роли в «янтарном» лесу, вторые в виде бород свисали с ветвей деревьев.
Под самым низким ярусом - влага и полумрак. Здесь нет трав и пышных цветов. Землю устилали гниющие остатки листьев, ветвей и огромные стволы мертвых деревьев.
Болотистые участки в лесу были заняты влаголюбивыми растениями из семейства ароидных, часто достигавшими гигантских размеров. Особенность этих растений в том, что на ранних стадиях они развивались как лианы, а затем теряли связь с почвой и превращались в эпифиты. На берегах росли также многие виды подбелов, волчниковые, вересковые, ольха и ива. Здесь же произрастали таксодиевые (болотный кипарис, глиптостробус) и кипарисовые (либоседрус и виддрингтония). В озерах цвели кувшинки.
В холмистой местности «янтарный» лес более однообразен: в нем вместе с соснами много древовидных можжевельников. Древостой разреженный; обилие различных трав - злаков, папоротников. В солнечную погоду в лесу светло и жарко, пахнет душистой смолой.
Сосны в лесу были покрыты каплями, струйками, а то и целыми потоками смолы, обильно сочившейся из различного рода древесных ран и накапливавшейся у основания деревьев. Словно плача от боли, роняли хвойные капли живицы, способствующей заживлению ран (отсюда ее русское название). Даже у ослабленных деревьев выделявшаяся смола покрывала обнажившуюся растительную ткань, защищая ее от отрицательного атмосферного влияния и проникновения инфекции. Давно отмечено губительное действие смолистых веществ хвойных деревьев на стволовых вредителей, в частности на повреждение их различными насекомыми-древоточцами.
Попробуем совершить краткую экскурсию по «янтарному» лесу и начнем ее ясным и тихим утром. Из-за плотной сомкнутости крон свет в лесу едва пробивается, бросая пестрые лучи на землю и низкорослые растения. На изящной филигранной зелени листьев красивое кружево света и тени. Солнечные лучи разноцветными огоньками блестят в алмазных каплях росы, повисших на листьях и траве. Некоторые деревья обвиты толстыми лианами. Гирляндами свисают они с крон, как змеи, ползут по земле, перекидываются на другие деревья, добираются до самых их верхушек и там выбрасывают свою листву навстречу солнцу. Большое их разнообразие придает лесу необычайную пышность. Стволы деревьев и лиан густо усеяны мелкими цветами. Выделяются фиолетовые кисти цветов лиан. Естественной красотой сверкает мир диковинных орхидей. Одни из них небольшие, по величине и форме напоминают бабочку, другие большие, имеют сходство с какой-то птицей. Окраска варьирует от ярко-алой и желтой до ослепительно белой, в них мягко и гармонично сочетаются белые, фиолетовые и розовые тона. Привлекают внимание большие и яркие цветы магнолии, которые часто растут на довольно крупных деревьях. Со стволов свисают и плоды. «Янтарный» лес цветет и плодоносит в любое время. На одном дереве одновременно можно видеть бутоны, цветы, завязи и созревшие плоды.
На полянах картина несколько иная: солнечного света здесь достаточно. Пышно растут зонтичные, гераниевые, льновые, гречишные, разноцветия из губоцветных и других растений с сильным пряным и дурманящим запахом.
Через три-четыре часа утренняя прохлада постепенно исчезает, воздух, напоенный запахом цветущих зарослей, смолы и сырой земли, теряет утреннюю свежесть и становится жарким.
В «янтарном» лесу кипит жизнь. Бросается в глаза обилие муравьев. С первого взгляда они ничем не отличаются от обитающих в наших лесах, садах и парках. Муравьи всегда заняты делом. Сцепившись челюстями и ножками, они образуют на деревьях тонкие цепочки, местами касающиеся земли. По такой цепочке, как по мосту, взбегают другие муравьи. На дереве они надежно охраняют листву от посягательств мелких животных, личинок и гусениц. При этом они ощупывают листок за листком, продвигаясь по веткам все выше, затем возвращаются назад и начинают все сначала.
Вдруг в воздухе замелькали живые потоки насекомых. Солнце блестит на хитине коричневых тел, серебрит крылья. Это -термиты, или «белые муравьи». Насекомые летают невысоко. Порыв ветра относит их подальше, но чаще они опускаются там, где поднялись. Над почвой возвышаются кирпично-красные или желтоватые земляные холмики - термитники. У нас термиты широко распространены в области южных пустынь и в некоторых местах Закавказья.
Вот на зеленом стебле зонтичного растения притаился, почти сливаясь со стеблем, богомол. Он прижал к груди усаженные острыми шипами передние ножки и непрерывно вращает головой не только в обе стороны, но и назад. Богомол охотится не только на пчел и других насекомых, но и на небольших птиц, мышей, мелких змей. Некоторые богомолы принимают такие позы, что их можно принять за сучки дерева, бабочек, листья.
В хороводе кружащихся на поляне насекомых привлекли внимание блестящие стрекозы, ловившие добычу в воздухе. Их крылья бесцветные, красные, желтые, иногда зеленые. Красива в полете стрекоза, когда она то круто взмывает вверх, то стремительно падает вниз, производя при этом сложные пируэты.
В затененных местах много паутины. Никто не плетет ее в таком изобилии, так хорошо и правильно, как пауки. Думается, что им «известны» тайны геометрии, пространственного воображения и черчения. Мы даже задели рукой туго натянутое полотно крепкой паутины площадью в несколько квадратных метров. Небольших пауков много в траве, на них охотятся черно-красные осы.
Ловко побежал по бузине, маневрируя ногами-ходулями, паук-сенокосец, чьи голова и грудь слились в пулевидное компактное тело. Кажется, что ноги пауку дала природа в приливе гигантомании. Поймать животное можно только за одну из них. Но первого нашего прикосновения оказалось достаточно, чтобы нога отделилась от тельца. Однако она не осталась неподвижной, а как бы продолжала жить: рывками сгибалась и разгибалась, невольно привлекая внимание наблюдателя. Паучок за это время резво ускакал, да и вряд ли он сильно пострадал - ведь у него осталось еще семь ног. Здесь не ноги жалко, а важно остаться живым.
Над цветочными растениями много пчел и ос, их по всегда можно отличить друг от друга - так они похожи по окраске. Неспешно пролетела пара ос-блестянок, сверкнувших на солнечном свету как драгоценные камни. Недаром этих насекомых называют перепончатокрылыми жар-птицами. Цветущие травы неторопливо облетают деловые шмели в ярко расцвеченных мохнатых нарядах,состоящих из поперечных желтых, черных и красноватых полосок.
Все время вьются над цветами мухи-журчалки, питающиеся нектаром. По окраске их можно принять за ос. Много на цветах зонтичных щелкунов и более крупных темных и пестрых мух. Тела их покрыты серебристыми и белоснежными волосками, хорошо отражающими сильный поток солнечных лучей.
В «янтарном» лесу много ярких дневных бабочек. Некоторые бабочки по сравнению с современными видами выглядят несколько крупнее, к тому же они снабжены более мощными щупиками. Ночные бабочки хоронятся под листьями, у них толще тело, менее яркая окраска и гуще волосяной покров.
Поделиться книгой: