XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Следы Древнего моря на территории Пензенского края
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Несколько лет назад, листая страницы энциклопедии, меня заинтересовала статья о вымерших организмах, обнаруженных в отложениях различных геологических периодов истории. Я узнал, что с помощью реконструкции таких останков можно восстановить внешний вид и образ жизни этих организмов. А это необходимо для понимания всемирной биологической эволюции. Таким образом я узнал о науке палеонтология.
А в августе 2021 года стал участником палеонтологического похода. Наш лагерь находился на территории заповедника «Самарская Лука» в Самарской области - место, где река Волга огибает Жигулевские горы. Горы сложены из известняковых пород и формировались миллионы лет назад на дне древних морей. В горных пластах мы находили окаменевшие остатки флоры и фауны Юрского периода Мезозойской эры, а именно остатки морских беспозвоночных аммонитов и белемнитов – хищных головоногих моллюсков. (фото Приложение1)
С тех пор я заболел «каменной болезнью» - так у геологов называют любовь к окаменелостям. Меня заинтересовала тема останков морских животных и я стал изучать литературу по палеонтологии и геологии. Я узнал, что возможно на территории Пензенской области много миллионов лет назад было море. Если это действительно так, то на территории Пензенской области должны быть останки древних морских животных.
Гипотеза:
Я предположил, если на территории Пензенского края находилось Древнее море, то на его территории можно найти останки животных и растений мелового периода.
Это и определило выбор темы моего исследования: «Следы Древнего моря в Пензенском крае».
Объект исследования: территория Пензенской области.
Предмет исследования: останки древних морских животных.
Цель: найти останки животных и растений мелового периода, свидетельствующие о существовании Древнего моря на территории Пензенского края.
Задачи исследования:
собрать и изучить данные о древнем море на территории Пензенского края.
изучить морской животный и растительный мир мелового периода;
найти и классифицировать найденные останки животных и растений.
собрать информацию о найденных окаменелостях, времени и условиях их существования, анализируя источники информации по данной теме.
При исследовании данной работы использовались следующие методы:
исследовательский, проблемно-поисковый, метод наблюдения.
Глава 1.
1.1 Наука палеонтология
Изучив литературу, я узнал, что палеонтология – это наука, занимающаяся изучением ископаемых останков вымерших организмов, по которым учёные восстанавливают внешний вид и строение организма и судят об организмах прошлого. Палеонтология - основной документ для восстановления истории развития отдельных групп организмов, времени появления и вымирания, темпов эволюции, физиологии, расширения и сужения ареалов, миграций.
Окаменелости - (ископаемые останки организмов) - останки растений и животных прошлых геологических эпох или следы их жизнедеятельности, сохранившиеся в осадочных породах. Это организмы или их части, подвергшиеся более или менее полной минерализации и сохранившиеся в ископаемом состоянии.
По приблизительным оценкам современных ученых возраст нашей планеты ориентировочно равен 4,5 миллиардам лет. Разумеется, за это время Земля изменилась до неузнаваемости: континенты меняли свои очертания, рождались и погибали моря, на голой равнине вырастали высочайшие горы.
Посмотрев на глобусы разных геологических эпох, мы вряд ли узнали бы родную планету.
Моря — явление временное. Их существование зависит от двух основных факторов. Первый — наличие углубления на континенте, в которое вода может затечь. На больших отрезках времени поверхность суши двигается: одни участки повышаются, другие понижаются. Второй фактор — уровень Мирового океана. Количество жидкой воды на планете зависит от климата и размера снеговых шапок на полюсах. А потепления и похолодания в истории Земли случались не раз.
Я задался вопросом: «Как учёные узнают, что в том или ином месте было море?» Оказывается, они изучают осадочные породы: известняки, песчаники, глины, которые покрывают почти всю земную кору. Иногда они бурят скважину, поднимают образцы, изучают особенности породы и сохранившиеся в ней останки живности. После этого можно сделать вывод, что здесь было море. Если бурить не получается, можно довольствоваться естественными обнажениями пород — речными откосами, оврагами, скалами.
1.2.Геохронологическая шкала
Чтобы правильно ориентироваться в геологическом времени и понимать последовательность событий в истории планеты, нужно знать «геологический календарь». Его называют шкалой времени, а точнее — стратиграфической или геохронологической шкалой. Это временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет. Все элементы шкалы времени имеют своё определённое цветовое обозначение, общепринятое во всём мире. Таким же цветом показывают распространение отложений того или иного возраста на геологических картах. (Приложение 2)
1.3. История изменения уровня морей на территории Пензенской области
Изучив литературу, я узнал, что за геологическую историю нашего региона, по меньшей мере три раза морские воды покрывали Пензенскую территорию, в юрском периоде (201−145 млн лет назад), в меловом периоде в конце мезозойской эры (145−66 млн лет назад), частично в палеогене (66−23 млн лет назад).
|
Территория Пензы в меловой период |
На территорию Поволжья море пришло около 170 миллионов лет назад, в середине юрского периода. Общее повышение уровня Мирового океана в мезозойскую эру постепенно привело к тому, что восточная часть Европы оказалась под водой. Тогда это было еще не море, а скорее залив, длинным щупальцем протянувшийся с юга в глубь материка. Позднее с севера на континент двинулись волны Бореального океана. На территории нынешнего Поволжья океаны встретились и заливы раздались вширь, затопили всю Центральную Россию и образовали море, которое геологи назвали Среднерусским. Западный берег Среднерусского моря проходил там, где теперь стоит Воронеж, на востоке его окаймляли острова Урала. Море было мелким, не более нескольких десятков метров глубиной.
|
Палеогеографическая карта Европейской части России конца юрского периода (Волжский век) |
Палеогеографическая карта Европейской части России конца Мелового периода (Кампанский и Маастрихтский века) |
1.4 Животный мир, населявший Среднерусское море
Теплые и мелководные моря изобиловали беспозвоночными, в первую очередь, аммонитами и белемнитами, их скопления, естественно, привлекали и тех, кто ими питался, - всевозможных рыб и морских рептилий. На островах шумели хвойные леса, бродили динозавры, а водную стихию завоевали плавающие ящеры, такие как Георгиазавр Пензенский выраставший до 4-5 метров в длину. В юрском периоде морскими хищниками, занимавшими верхушку пищевой пирамиды, были ихтиозавры и плезиозавры. Их кости встречаются в сланцах на берегах Волги. Они вырастали до 10-12 метров длиной, весили по 50 тонн, но, судя по некоторым костям, встречались особи и крупнее, в том числе в Поволжье. Спустя несколько миллионов лет, в меловом периоде, море распалось на отдельные, часто опресненные заливы и то уходило, то ненадолго возвращалось. Устойчивый бассейн сохранялся только на юге, достигая границ нынешнего Среднего и Нижнего Поволжья, где простирался грандиозный архипелаг: множество островов с лагунами и песчаными отмелями. К тому времени морские ящеры претерпели большие изменения. Кишевшие в юрских морях ихтиозавры почти вымерли.
Во второй половине мелового периода среди плезиозавров выделялись гигантские эласмозавры с необычайно длинной шеей. Вместе с эласмозаврами жили короткошеие плезиозавры поликотилиды. Но истинными хозяевами морей были мозазавры, чьи предки-ящерицы спустились в море в середине мелового периода. Возможно, их родиной было именно Поволжье.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Поездка на карьер в село Малая Сердоба
Изучив достаточно много литературы о движении континентов, появлении и исчезновении морей, морских рептилиях, населявших Среднерусское море, мне захотелось найти доказательства существования моря на территории нашей Пензенской области. Я узнал, что с 1 по 10 августа 2022 года Пензенским областным отделением Русского Географического общества организуется палеонтологическая экспедиция в село Малая Сердоба Пензенской области. Мне посчастливилось присоединиться к этой экспедиции. В составе нашей группы были студенты геологического факультета МГУ имени Ломоносова и ведущие специалисты в области палеонтологии из Республики Мордовия и города Москвы Игорь Мелёшин и Николай Зверьков.
Экспедиционная группа занималась изучением и описанием геологических слоев, сбором палеонтологической коллекции на карьерах «Малая Сердоба – 1» и «Малая Сердоба -2». (фото Приложение 3)
Мне стало известно, что в Малой Сердобе и ее окрестностях издавна находили окаменевшие кости, позвонки, зубы древних морских животных. Еще с 19 века упоминания о таких находках периодически появлялись в научных статьях, монографиях и печатных трудах. По исследованиям ученых, море, после которого остались все эти окаменелости, затопило наши края в меловой период мезозойской эры. А если точнее – этот период называется верхний мел, Кампанский и Маастрихтский века, 83–65 миллионов лет назад.
2.2. Посещение краеведческого музея села Малая Сердоба
Первое что мы сделали в дни палеонтологической экспедиции, это посетили Малосердобинский Краеведческий музей. В зале древней истории мы встретились с бывшим сотрудником районного краеведческого музея Сергеем Александровичем Пчелинцевым, который рассказал о собранной в большей степени им коллекции и местах нахождения того или иного экспоната. (Приложение4)
Я узнал, что в Малой Сердобе есть два оврага, где в толще серо-зелёного песка находят окаменелости древних обитателей моря. Песок из этого оврага, использовался для строительства. Однако в фосфоритовом слое - особой породе песка, можно обнаружить части позвоночника, зубов плезиозавров, мозазавров и других животных. В оврагах Малой Сердобы, где выходят меловые породы, чаще всего встречаются окаменевшие позвонки и фрагменты костей плезиозавров – древних хищных морских ящеров.
Часто попадаются ископаемые остатки двух семейств плезиозавров.
Поликотилиды – небольшие, короткошейные плезиозавры, длиной 3-3,5 метра, имели ласты, короткий хвост и, очевидно, были охотниками за всякой морской мелочью.
Эласмозавры достигали в длину 15 метров, имели небольшую голову на очень длинной шее (до 76 позвонков). Скорее всего, они не были быстрыми пловцами, но благодаря длинной подвижной шее могли незаметно подбираться к стае рыб или головоногих моллюсков.
В Малосердобинских оврагах встречаются окаменевшие кости гигантских ящеров семейства мозазавров. Они дальние родственники современных варанов, но намного крупнее их и полностью перешли к водному образу жизни. Мозазавры тоже хищники и в строении скелета имели одну особенность: у них есть выпукло-вогнутые позвонки, что позволяло ящеру сохранять высокую подвижность даже при гигантских размерах в 15-17 метров.
В наших морях обитали разные роды мозазавров – тилозавры, прогнатодоны, клидасты и другие. Они были разного размера, но все оставались морскими хищниками. Питались рыбой, моллюсками, да и себе подобными животными, теми, кого могли одолеть.
В 2009 году Сергею Александровичу Пчелинцеву удалось найти несколько окаменевших костей гесперорнисов. Они похожи на современных пингвинов, только зубастые и ростом с человека. Они отлично плавали, но летать не умели. Питались гесперорнисы рыбой, моллюсками, но, когда плавали в море, и сами могли служить пищей ящерам. В музее есть несколько окаменевших костей гесперорнисов. В научном мире решается вопрос о признании нового вида этих птиц, который когда-то обитал в Поволжье.
Кроме морских животных, Сергею Пчелинцеву удалось отыскать фрагменты раковин моллюсков белемнитов, их ещё называют «чёртовы пальцы».
По сей день в оврагах можно найти зубы хрящевых химеровых рыб, а также акул: они жили в одно время с морскими рептилиями и были их своего рода конкурентами в эволюционной борьбе. В итоге победили акулы. Из-за того, что у акул хрящевой скелет, от них до наших времён сохранились одни только зубы. В меловых морях акулы были многочисленны, но не все достигали больших размеров– конкуренция за источники питания со стороны ящеров была высокой.
2.3. Мои находки
Познакомившись с палеонтологическими находками, выставленными в Малосердобинском краеведческом музее, мне захотелось самому попробовать стать палеонтологом и отыскать останки древних морских животных.
На раскопки мы отправлялись на правый берег реки Сердоба на восточный склон оврага. То самое место, где много миллионов лет назад плавали акулы, мозазавры, плезиозавры, энходусы – в простонародии саблезубая сельдь. В более позднее время в этом месте был песчаный карьер, теперь он заброшен. И вот именно здесь ковыряя лопатками и мастерками слои песка, просеивая его сквозь сито, я стал находить зубы акул, фрагменты челюсти, позвонки и зубчики лучеперых рыб. Найденные мной образцы относятся к Верхнему Меловому периоду Нижнему Кампанскому веку, 83-72 миллиона лет назад. (фото Приложение 5)
Ученые почти каждый год приезжают в Малосердобинские овраги, где проводят исследовательскую работу. Все овраги, или как их еще называют – разрезы, где найдены геологические породы меловых морей, на учете в научном мире. Они описаны в научных трудах. В Малой Сердобе и ее окрестностях шесть таких разрезов.
В дни экспедиции я научился правильно оформлять палеонто-логические находки. Наш руководитель Игорь Мелешин - научный сотрудник Мордовского республиканского объеди-ненного краеведческого музея имени И. Д. Воронина показал, как это делать. Каждая важная находка должна сопровождаться этикеткой, в которой значится наименование образца, дата и место находки, к какому геологическому периоду относится, и кто ее обнаружил.
Это необходимо, чтобы в будущем, в случае заинтересованности, можно было повторить сборы.
Также, я узнал, что такое препарирование. Это химико-техническая обработка, которая сводится к извлечению ископаемого из породы и очистке его от посторонних частиц. Способы препарирования очень разнообразны, они зависят от типа сохранности и специфики строения каждой группы, а также от состава и плотности пород. Окаменелости, собранные из неплотных пород, обычно очищают от частиц породы, применяя простую воду и щетки, реже с помощью различных вибраторов (буры, ультразвук, микроотбойник) или термическим путем, то есть нагреванием, иногда с последующим резким охлаждением. Также могут использоваться различные растворы, содержащие кислоты, щелочи, соли. В этой экспедиции я научился обрабатывать окаменелости, очищать кости от лишних пород электрическим микроотбойником.
Выводы:
Я собрал информацию и пришел к следующим выводам:
1. Мои находки относятся к меловому периоду, который был 83-65 млн. лет назад.
2. Найденные окаменелости — это морские организмы. Они обитали в море, которое находилось на территории Пензенской области.
3. Ископаемые остатки организмов служат документальным свидетельством жизни на Земле.
Моя гипотеза подтвердилась. Мне удалось обнаружить останки животных мелового периода! Это свидетельствует о том, что на месте Пензенского края много миллионов лет назад было море.
Заключение
Занимаясь данным исследованием, я открыл много нового для себя. Палеонтология интересная наука. Она помогает нам узнать о прошлом, расширить кругозор в вопросах истории родного края.
В своем исследовании я узнал много интересной информации. О том, что территория Пензенского края испытывала движения земной коры и неоднократно была подвергнута наступлению моря, о видах морских организмов, обитавших в меловой период.
Считаю, что данная тема актуальна. Несмотря на то, что находки из Малой Сердобы известны в научных кругах, в нашем регионе о них говорят мало. У нас есть соответствующая коллекция в Пензенском областном краеведческом музее, однако она была собрана ещё в прошлом веке. Сейчас в регионе нет специалистов, которые могли бы продолжить это дело. (фото Приложение 6)
Как и всякая другая наука, палеонтология постоянно пополняется новыми сведениями и обогащается новыми открытиями. С каждым годом картина прошлого становится все более полной, хотя вряд ли она когда-нибудь будет дорисована до конца. Это – бесконечная картина, написанная такой же бесконечной Природой.
Уважительное отношение к прошлому мира природы – это показатель не только высокой образованности, но и высокой культуры общества. Не будем забывать об этом!
Список источников и использованной литературы
1. Архангельский М.С., Иванов А.В., Нелихов А.Е Когда Волга была морем - Саратов: Изд. СГТУ, 2012.
2. Архангельский М.С., Первушов Е.М., Иванов А.В. Каталог местонахождений остатков морских рептилий в юрских и меловых отложениях Нижнего Поволжья - Саратов: Изд. ГОС УНЦ «Колледж», 1999г.
3. Бодылевский А. Г. Малый атлас руководящих ископаемых -СПб.: Изд СПбГУ, 2002.
4. Бондаренко О.Б., Михайлова И.А. Палеонтология –М.: Изд. МГУ, 2006.
5. Данукалова Г. А. Палеонтология в таблицах. Методическое руководство – Тверь: Изд. ГЕРС, 2009.
6. Крымгольц Г.Я. Методика сбора и обработки палеонтолого-стратиграфического материала – Ленинград: Изд. Ленинградского Университета, 1954.
7. Орлов Ю. А. В мире древних животных-СПб.: Изд. СПбГУ, 2002.
8. Полесских М. Вымершие гиганты. Очерки для детей и юношества. Пенза. Пензенское областное издательство, 1951 г.
9. Сучкова, А.И., Питолина Т.П. Первые шаги в геологию – Ассоциация Экост, 2005.
10. Соколов М. И. Зубы акул как руководящие ископаемые при зональном расчленении меловых отложений Туранской плиты - Москва "Н ЕД РА", 1978.
11. Фентон К.Л. Каменная книга – М.: Наука, 1997.
12. Худяков Д.С. Путешествие по берегам морей, которых никто не видел- Саратов: Изд. СГТУ, 1989г
13.Сайт кафедры палеонтологии геологического факультета МГУ http://www.geol.msu.ru/deps/paleont/
14. Сайт PaleoNews: новости палеонтологии http://www.paleonews.ru
15. Сайт Русского географического общества https://www.rgo.ru/ru
16. Сайт Палеонтологический портал «Аммонит.ру» https://www.ammonit.ru
17. Энциклопедия для детей. Том 4. Геология. Москва. Аванта, 2002 г.
Приложение 1
Палеонтологическая экспедиция в «Самарскую Луку», август 2021г.
Приложение 2
Приложение 3
Карьер «Малая Сердоба-1». Август, 2022г.
Приложение 4
Экспонаты Краеведческого музея села Малая Сердоба Пензенской области
Приложение 5
Полевые сборы на карьере «Малая Сердоба-1», август 2022г.
|
|
Приложение 6
Экспонаты Пензенского областного краеведческого музея