IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Реконструкция биогеоценозов мезозойского палеоозера Черновское Восточного Забайкалья для музея школы

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Логинова С.Е. 1

---

1МБОУ СОШ № 26

Чайка Л.Н. 1

---

1МБОУ СОШ № 26

Работа в формате PDF

570.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность любой темы определяется, прежде всего, вопросами: как? и каким образом, эта тема относится к познанию человеческой жизни на земле? Изучая жизнь прошлых эпох, окаменелости, древнюю флору и фауну, отслеживая произошедшие изменения, у Человека появляется возможность найти способы спрогнозировать будущее развитие нашей планеты Земля.

Добытые в экспедиции палеонтологические остатки с отпечатками флоры и фауны собраны в коллекцию и на основании их изучения произведена попытка реконструкции палеоландшафта и биоты Черновского палеоозера. Данная работа может представлять интерес для студентов, учителей, учащихся, а также всех, кто интересуется жизнью прошлых эпох.

Цель работы: Реконструировать биогеоценозы мезозойского палеоозера Черновское Восточного Забайкалья для школьного музея.

Для достижения поставленной цели определены задачи:

1). Проанализировать литературу, документы, материалы интернет ресурсов, изучающие представителей флоры юрско-мелового периодов.

2). Определить примерные размеры Черновского палеоозера.

3). Изучить фитоориктоцинозы, найденные в экспедиции на Красной горке.

4). Составить коллекцию палеонтологических находок, состоящих из представителей флоры юрско-мелового периодов.

5). Реконструировать отдельных представителей флоры в составе биоценоза Черновского палеоозера.

Предмет исследования: фитоориктоценозы местности «Красная горка» в районе Черновских Копей Восточного Забайкалья.

Объект исследования: местность «Красная горка» в районе Черновских Копей Восточного Забайкалья.

Гипотеза: местность уникального памятника «Красная горка» в районе Черновских Копей в эпоху мезозоя выглядела иначе.

Обзор литературы

По документам и научно-литературным источникам, изучающим представителей флоры и фауны Черновского палеоозера юрско-мелового периодов эпохи мезозоя выяснено, что в позднемезозойских песчано-алевролитовых отложениях юры Читино-Ингодинской впадины, в районе буроугольного месторождения Черновское найдены многочисленные остатки ископаемой флоры и фауны. По составу и биоразнообразию данное местонахождение не имеет аналогов в мире. Описания юрской флоры, найденной в районе Черновских Копей на «Красной Горке» начаты в 1919 году палеоботаником А.Н. Криштафовичем. Он обнаружил первые образцы с отпечатками флоры и фауны, которые датировал юрским периодом эпохи мезозоя. Первые геологосъемочные исследования на территории памятника были проведены Кузнецовым в 1956 году и Ч.М. Колесниковым в 1964 году. Данные отложения они выделяют в черновскую свиту с возрастом верхняя юра – нижний мел (юра три – мел один). Собранные ими первые коллекции ископаемых растений были описаны в 1972 году палеоботаником В.А. Красиловым. Им была реконструирована катена – смена растительных сообществ от береговой линии озера к водоразделу. [6]

В 1960-м году исследованием объекта занималась С.М. Синица. С 90-ых годов прошлого столетия в составе палеонтологического отряда крупных специалистов Читинского Государственного Университета: С.М. Синица, Е.С. Вильмовой, Н.Л. Бердникова, а также ученых Палеонтологического института РАН были проведены детальные работы по сбору и изучению флоры и фауны данного памятника. Результатом привлечения внимания к необычному памятнику крупных ученых Москвы, С-Петербурга, Новосибирска стало установление уникального биоразнообразия флоры и фауны не имеющих аналогов в мире: растения представлены 6-тью классами; насекомые: представители 15-ти отрядов; следы жизнедеятельности пресноводных илоедов, а также силуэты плоских червей – планарий. [1. с. 6]. По классификации (А.В. Лапо и др., 1997) данному памятнику присвоен высший статус научного объекта геологического наследия НОГН: Всемирный глобальный памятник Забайкалья.[3]. До настоящего времени на «Красной Горке» исследовательские работы проводятся ежегодно специалистами института ИПРЭК г. Чита, под руководством доктора геолого-минералогических наук С.М. Синица, палеонтологами ПИН г. Москва. Проводятся экскурсии для учеников общеобразовательных школ и студентов различных учебных заведений.

Проблема: в музее школы №26 г. Читы нет информации по краеведению: вид уникального памятника «Красная горка» в районе Черновских Копей в эпоху мезозоя? Для решения проблемы на «Красной Горке» отобрана коллекция образцов ископаемых флоры и фауны для научной ячейки школьного краеведческого музея. На основании работы В.А. Красилова и его палеореконструкции – катены Черновского озера, автор пришла к выводу: дополнить палеореконструкцию биоценозов более детально – описать наиболее ярких представителей флоры в реконструированном виде. Опубликованы: статья «Палеореконструкция биогеоценозов мезозойского озера Черновское Восточного Забайкалья» и Альбом: «Забайкальский парк юрско-мелового периодов в районе Черновских Копей «Красная Горка».

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись: основной теоретический метод – обзор и анализ литературы, документов, материалов интернет ресурсов, текстов по изучаемой теме с использованием интегративного подхода, позволившего анализировать возраст найденных в экспедиции экспонатов, с привлечением знаний, накопленных в разных науках (геологии, минералогии, палеонтологии и биологии); обобщение, конспектирование. Практические методы: а) Палеонтологический и геологический методы (чтоб установить относительный возраст земных слоев (использована геохронологическая таблица); проведен геологический маршрут, изучен разрез осадочных пород Черновских Копей, послойно определены точки сбора ориктоценозов флоры и фауны; б) Сбор образцов для музейных коллекций и рабочих исследований. Камеральная обработка собранного материала: описание и составление коллекции: изучение и анализ образцов, добытых в экспедиции; в) Актуалистический метод (актуализма), позволяет обосновать место древних находок в системе современного мира: гинкго билоба, хвойные деревья; насекомые: конхостраки, комары; рыбы; пресноводные донные организмы (черви, иллоеды); г) Реконструкция биогеоценозов в районе «Красная горка» заключается в более детальном описании по фрагментам ископаемых образцов наиболее ярких представителей флоры и фауны с целью восстановления их первоначального вида;

Основная часть

На территории Забайкальского края в пятнадцати километрах к юго-западу от города Читы, расположен уникальный геологический памятник природы известный под названием Черновские Копи «Красная Горка». Своему названию небольшая возвышенность в районе поселка Черновские «Красная

Фото 1. Черновские копи «Красная горка»

Горка» обязана ярко-красному цвету горных пород, частично оголённых по склону (фото 1). Такой цвет ей придают песчаники и обожженные древние глины. Сформированная во времена юрского периода толща земли и угля подверглась естественному возгоранию, что привело к подземному пожару, обжигу нижележащих горных пород и приданию им кирпично-красного цвета. В толще этих гореликов найдены многочисленные ископаемые отпечатки, которые датируются возрастом около 140 – 150 миллионов лет. Для определения латинских названий найденных остатков использованы учебные пособия: «доминируют растительные остатки: в рассеянном захоронении обнаружены фрагменты стеблей хвощей Equisetites sp., перышки папоротников Coniopteris sp., отдельные листья беннеттитовых Nilssonia sp., фрагменты листьев гинкговых Ginkgoites sp., листья хвойных Podozamites sp., Pityophyllum sp., а также разнообразные семена Carpolithes sp., Protorhipis sp., …». [3.с.76]

Реконструкция биогеоценозов мезозойского озера Черновское на рубеже поздней юры и раннего мела позволяет предположить, что береговая линия зарастала неоднородной растительностью. В мелководной части озера росли печеночные мхи Marchantites (рис.1 а,б). На первой надпойменной террасе густо росли хвощи Equisetum (рис.1 (в), а также папоротники Coniopteris и Cladophlebis (рис.2 (а,б)). В 1972 год у В.А. Красиловым был найден еще один вид папоротника Sphenopteris transbaikalica (рис.2 (в). В отличие от вышеназванных папоротников он имел сильно рассеченные лепестки, на глаз более мелкие и по виду похожие на перья птиц. Летом в 2017 г. этот вид папоротника был найден автором. Его местонахождение расположено в 600 метрах от основного разреза с уже известными захоронениями флоры и фауны. Примечательно то, что в разрезе он является многочисленным и единственным из папоротников и захоронен вместе с печеночными мхами. Это говорит о том, что он рос непосредственно в прибрежной зоне озера, и в какой-то период времени он стал доминирующим в береговой зоне, вытеснив другие кустарниковые растения. На сухих пляжных участках росли хвойные кустарниковые: Podozamites и Desmiophillum (рис. 3 (а,б). В заболоченных местах – чекановскиевый болотный лес Czekanowskia (рис. 4).

Последние вымерли в меловом периоде, и до настоящего времени остается не ясным, какими они были растениями. Предполагается: 1) это были низкорослые деревья с широкой зонтичной кроной; 2) большие кустарники, наподобие современной ивы (реконструкция по В.А. Красилову) [5]. По склонам возвышенностей и террасс рос древесный хвойный лес Pityophyllum и Pseudolarix (рис. 3(в), с подлеском из папоротников и беннеттитов. Густые заросли хвойных деревьев, скорее всего, определяли им неширокую конусообразную форму кроны, наподобие современной лиственницы. Это время характерно расцветом гинкговых лесов в теплых и умеренных широтах земли. В составе Черновскиего леса определены четыре вида гинкговых деревьев: Ginkgoites sibirica, Ginkgoites huttonii, Ginkgoites concinna, Baiera sp. (рис. 5).

Внешний вид их, вероятно, был похож на современный реликт Ginkgo biloba, мог иметь куполовидную, зонтичную, разлапистую и конусовидную крону, в зависимости от стадий развития и условий роста (рис.6 (а,б,в,г).

Деревья гинкговых двудомные: найдены мужские шишки (серёжки): спорофиллы Ixostrobus и женские: плоды и семязачатки Pityospermum (рис. 7 (а,б,в).

Для сравнения приводим изображение органов размножения современных деревьев Ginkgo biloba (рис. 8.)

Обилие шишек хвойных деревьев, позволяет считать, что на Красной Горке мы имеем дело с осенним сезоном (рис. 9. Шишки хвойных деревьев Elatides).

В части работы по палеогеографии Черновского озера в эпоху мезозоя, проведена попытка собственной палеореконструкции ландшафта: (пройден геологический маршрут), определены примерные размеры палеоозера, строение долины межгорной Читино-Ингодинской впадины, рельеф береговой и предгорной зоны, растительное обрамление эпохи мезозоя. Озеро представляло собой вытянутый водоем 10-12 километров в длину и три-пять ширину (рис. 10). Со временем, в течение сотен и тысяч лет, оно превращалось в систему озер (по типу Арахлейских). [2] Иногда озера мелели, образуя болотистую долину, в зависимости от изменений палеоландшафта. Озеро было проточным, соединялось рекой, которая текла в юго-западном направлении. (В настоящее время здесь течет река Жирейка). Долина была широкой, а горы в районе хребтов Яблонового и Черского были более высокими и остроконечными. В экспедиции с целью описания горных пород в точках наблюдения, был пройден геологический маршрут и составлена схематическая карта мест (или точек) исследования. Выявлены точки обнажений

с учетом схематической геологической карты заповедника Черновские Копи, составленной доктором г-м. наук С.М. Синица (рис.11). [4] В точке №3 найдены красные породы – это песчаные алевролиты, в которых определяются органические остатки флоры и фауны прошедшей эпохи мезозоя юрского периода.

В точке № 6 найдены образцы, с отпечатками органических остатков флоры. В карьере найдены захоронения множественных остатков листьев папоротников. В 600 метрах от основного разреза найден еще один вид папоротника и некоторое количество мхов. Климат был умеренный, но вероятнее всего более теплый, чем сейчас, так как в слоях горных пород не обнаружены следы зимних сезонов. Однако осенний период существовал, о чем говорит активный осенний листопад гинкговых и иголок хвойных деревьев. Что дает возможность предположить следующее: берега озера были густо заросшие гинкгово-хвойным лесом до подножия гор; это был расцвет голосеменной древесной и кустарниковой растительности, явившейся продуцентами бурых углей Читино-Ингодинской впадины.

Результаты и обсуждение

Проведена попытка собственной палеореконструкции ландшафта: определены примерные размеры палеоозера (оно представляло собой вытянутый водоем 10-12 километров в длину и три-пять ширину). Проведена оценка более детальной картины палеоландшафта Черновского озера. По мнению автора, мезозойские гинкговые мало чем отличались по своей биологии и условиям существования от современных реликтовых Ginkgo biloba, а Ginkgoites huttonii, ввиду схожести листа, мог быть её предком. Из числа хвойных в основном преобладали древесные представители, которые не дожили до наших дней. Широкое и повсеместное распространение имели папоротники разных родов и видов. В виду малого количества хвощей и чекановскиевых, найденных в разрезе, их распространение, скорее всего, было незначительным, так как мелководных зон было немного. Крайне редки в отложениях Красной Горки и печеночные мхи.

Автором дополнена катена для Красной Горки, разработанная С.М. Синица в сравнении с В.А. Красиловым для юры Донбасса и Дальнего Востока, с уточнениями автора:

1. Болотный лес: Чекановскиевые на сухих пляжных участках озера в подлеске с хвойными кустарниковыми Podozamites и Desmiophyllum;

2. На склонах: хвойный лес с беннеттитами в подлеске;

3. Водораздел: смешанный гингково-хвойный лес.

Дополнения автора:

1. Кустарниковые хвойные заросли Podozamites и Desmiophyllum в пляжной зоне озера;

2. Гинкговый лес состоит из двух видов гинкговых деревьев: Ginkgoites sibirica и Ginkgoites huttonii;

3. Обилие шишек хвойных и гинкговых позволяет считать, что мы имеем дело с осенним сезоном на Красной Горке.

Среди ископаемых были найдены различные остатки растений и фауны. При изучении остатков растений определен относительный возраст отложений. Датируются отложения переходным позднеюрским и раннемеловым периодами. Коллекционный материал экспонатов флоры мезозойского озера в районе Черновских Копей Восточного Забайкалья, не только является наглядным материалом для экскурсий, но и предоставляет возможность познакомиться поближе с красотой родного края в далеком прошлом.

Грунтовая поверхность берегов озера юрского периода сильно отличалась от поверхности современной. В настоящее время мы наблюдаем зеленые берега, покрытые густым травянистым покровом покрытосеменных цветковых растений. Можно предположить, что в мезозое это была земля, на которой росли гинкговые и хвойные деревья с мелкой кустарниковой голосеменной растительностью в подлеске: папоротников, хвощей, беннеттитов и др. А на мелководье обитали мхи, так как из водной растительности были обнаружены только мхи в небольших количествах. Береговая линия озера была неравномерной: высокие обрывистые берега глубоко вдавались в акваторию озера, чередуясь с бухтообразными заводями, которые являлись дельтой многочисленных ручьев и рек, впадающих в озеро. Были и пологие пляжные берега, периодически затопляемые водой, образующие заболоченные участки.

Автор данной работы в течение трех лет принимала участие в составе исследовательской группы под руководством С.М. Синица. Автор надеется, что проведенная работа станет весьма полезным вкладом в познании этого уникального памятника природы «Красная Горка».

Выводы:

1. Проанализированы литература, документы, материалы интернет ресурсов, изучающие представителей флоры и фауны Черновского палеоозера юрско-мелового периодов эпохи мезозоя.

2. Исследованы залегающие горные породы Черновских Копей «Красная горка».

В экспедиции с целью описания горных пород в точках наблюдения, был пройден геологический маршрут и составлена схематическая карта мест (или точек) исследования. Выявлены точки обнажений с учетом схематической геологической карты заповедника Черновские Копи.

3. Изучены и проанализированы образцы, добытые в экспедиции: среди флоры – фрагменты стеблей хвощей, листики папоротников, отдельные фрагменты листьев гинкговых, листья и иголочки хвойных, а также разнообразные семена. Найдены экземпляры с остатками голосеменных растений, вымерших в настоящее время – хвойных и лиственных деревьев, кустарников с кинжаловидными листьями, папоротников и хвощей, семян шишек.

4. Составлена коллекция палеонтологических находок, состоящих из представителей флоры эпохи мезозоя Черновского палеоозера.

5. Реконструированы отдельные представители флоры в составе биоценоза Черновского палеоозера. Указанный промежуток времени характерен расцветом гинкговых лесов в теплых и умеренных широтах земли. В составе Черновскиего леса были определены четыре вида гинкговых деревьев. Внешний вид этих деревьев скорее всего был похож на современный реликт Ginkgo biloba, мог иметь куполовидную, зонтичную, разлапистую и конусовидную крону, в зависимости от стадий развития и условий роста.

Кроме того, при изучении климатических условий, ландшафта, флоры и фауны мезозоя в сравнении с современными условиями выяснены следующие моменты. Климат в юрском периоде был влажный умеренный. В осенний период наступали похолодания и обильный листопад захоронялся на дне озера. Осенне-зимние месяцы сопровождались незначительным похолоданием и листопадом, сменяясь весенне-летними месяцами с жарким и умеренным климатом. В настоящее время климат изменился до резко континентального с довольно холодной зимой и жарким летом (с разницей температур: от +50 до -46(-48) градусов по Цельсию).

Автор надеется, что проведенная работа станет весьма полезным вкладом в познании этого уникального памятника природы «Красная Горка». На базе МБОУ СОШ № 26,открыта научная учебная ячейка по краеведению Забайкальского края. Результат сравнения древних образцов с современными родственными организмами и культурами описаны в альбоме «Забайкальский парк юрско-мелового периодов в районе Черновских Копей «Красная Горка»».

Список литературы

1. Вильмова Е.С. Первые находки плоских червей-планарий в мезозойских континентальных отложениях местонахождения Черновские Копи (Забайкалье) //Вестник Читинского государственного университета (Вестник ЧитГУ) № 2 (59). – Чита: ЧитГУ, 2010. – 165 с.

2. Логинова С. Е. «Палеореконструкция биогеоценозов мезозойского озера Черновское Восточного Забайкалья»/ С. Е. Логинова, Л. Н. Чайка/ Публикация творческо-исследовательских работ в сборнике материалов Международной НПК школьников «Осенний школьный марафон» /. – Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2018. – С.17–20;

3. Синица С.М., Вильмова Е.С. Тафономия и палеоэкология позднемезозойской континентальной биоты Забайкалья // Вестн. ЗабГУ. Чита. 2013. № 05 (96). С. 27-35.

4. Синица С.М., Геологические памятники Забайкалья: Кадастр стратиграфических палеонтологических памятников природы / Синица С.М., Вильмова Е.С., Юргенсон Г.А., Решетова С.А., Филенко Р.А.-Нвосибирск: Наука, 2014. - 312 с.

5. Красилов В.А. Палеоэкология наземных растений (основные методы принципы). Владивосток, 1972. - 210 с.

6. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. – 2-е изд., исправл. – М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

7. Каталог голотипов. Мезозой. Кайнозой. Выпуск II. Часть 2. Ленинград, 1985. MINISTR Y OF GEOLOGY OF THE USSR Central Scientific-Research Geological Exploration Museum nam ed after Academician F. N. Chernychev (CNIGR Museum)