Биостратиграфическое изучение четвертичных отложений в настоящее время идет по двум основным направлениям, которые можно назвать палеонтологическим и палеобиогеографическим.

Первое направление использует для расчленения отложений изменения в составе четвертичной фауны и флоры, обусловленные эволюцией органического мира. Второе - изменения в распространении животных, растений и их сообществ за четвертичное время, вызванные в конечном итоге климатическими переменами.

Палеонтологические методы оказались весьма эффективными при расчленении отложений, содержащих остатки крупных млекопитающих - группы, среди которой наиболее интенсивно проявилось формообразование [Громов, 1948; Вангенгейм, 1960]. Отложения, заключающие другие группы ископаемых организмов или растения, пока что не поддаются разделению при помощи палеонтологических методов, поскольку эволюционное развитие этих групп и слабее проявилось, и недостаточно изучено.

Вероятно, последнее обстоятельство является более серьезным препятствием, чем первое. Широко распространенное мнение о почти полной неизменности многих групп четвертичной фауны и флоры, очевидно, является следствием слабой изученности ископаемых остатков. При тщательных специальных исследованиях, число которых еще очень невелико, выявляется, что ископаемые виды не полностью идентичны современным. Приведем только один пример, относящийся к фауне морских моллюсков, - группе, которую большинство исследователей считает наименее изменившейся за четвертичное время.

Первое специальное исследование четвертичных двустворчатых моллюсков Полярного бассейна [Сакс, 1951] показало, что в верхнечетвертнчных слоях енисейского Севера встречаются свои особые виды и разновидности: Cyrtodaria jenisseae Sachs, Astarte borealis (Chemnitz) var. jenisseae Sachs и A. montagui (Dillwуn) var. gydanica Sachs. С другой стороны, в современной фауне северных морей встречены молодые подвиды, не известные в ископаемом состоянии и сформировавшиеся совсем недавно, в послеледниковое время. К их числу относится, в частности, Leda pernula (Мüller) ssp. elongata, обитающая в Белом море [Филатова, 1957].

Если за несколько десятков тысячелетий претерпели заметное изменение морские организмы, то, вероятно, и наземные обитатели и растения, условия жизни которых изменялись значительно сильнее, должны были также эволюционировать на протяжении четвертичного периода. Резкие изменения среды обитания и сопровождавшие их миграции организмов неизбежно приводили к «расшатыванию» наследственности, стимулировали изменчивость. Эти обстоятельства, как указывает З.А. Филатова [1957], способствуют, в частности, интенсивному формообразованию, наблюдающемуся среди современной морской арктической фауны.

Учитывая краткость четвертичного периода, следует ожидать, что морфологические различия остатков животных и растений не будут чрезмерно резкими и позволят наметить новые таксоны лишь низших рангов: разновидности, подвиды и, может быть, виды.

Детальное и тщательное исследование морфологии и систематики всех групп ископаемых органических остатков, находимых в четвертичных слоях, повысит роль палеонтологических методов в стратиграфическом расчленении четвертичных отложений.

Палеобиогеографические методы гораздо шире используются в практике стратиграфического исследования четвертичных отложений, они разнообразнее и универсальнее, чем палеонтологические в их современном состоянии.

В принципе палеобиогеографические методы применимы к любым отложениям, содержащим определимые органические остатки, и требуют только знания современного распространения и условий обитания того или иного рода, вида или группы видов, найденных в ископаемом состоянии. Применение их основано на прослеживании изменений в составе местных ископаемых флор и фаун, обусловленных миграциями животных и растений, вызванными вековыми колебаниями климата. Следовательно, палеобиогеографические методы в своей основе являются палеоклиматическими.

Чаще всего для расчленения четвертичных слоев с помощью палеобиогеографических методов используют изучение ископаемых пыльцы и спор, вегетативных частей, плодов и семян растений, панцирей диатомовых водорослей, раковин пресноводных и морских моллюсков, ракообразных, фораминифер, остатков высших позвоночных. Получаемые при исследовании всех этих ископаемых остатков сведения, сами по себе чрезвычайно важные для установления особенностей среды отложения, т.е. фациальной принадлежности осадков, стратиграф-четвертичник рассматривает главным образом с иной стороны, с точки зрения их значения для реконструкции климатических условий. Какая бы группа ископаемых организмов ни изучалась в стратиграфических целях, конечным результатом ее исследования должен быть вывод о климатических условиях, в которых обитали ее представители. При этом «руководящими ископаемыми» становятся виды, роды и сообщества стенобионтные, чаще всего - стенотермные. В.П. Гричук [1960] предложил называть их «показательными» (в отличие от «руководящих» в палеонтологическом смысле).

Изменения в составе местного органического мира могут быть прослежены в чистом виде при анализе распределения ископаемых органических остатков в мощных, однородных по фациям, длительно накоплявшихся толщах либо в серии одинаковых по условиям накопления слоев, отлагавшихся последовательно, без существенных перерывов (комплексы речных, морских и озерных террас). В этом отношении биостратиграфические исследования четвертичных отложений с помощью палеобиогеографических методов подчиняются правилу палеонтологических исследований, четко сформулированному М. Жинью [1955, стр. 24]: «... Для того, чтобы точно оценить соотношения двух последовательных фаун, надо обратиться к одной и той же фации». В идеале для составления опорных разрезов следует искать и изучать именно такие участки, где накопление отложений шло длительное время в неизменной фациальной обстановке. Недаром наиболее убедительные стратиграфические данные были получены при исследовании серии морских крагов Англии, мощной толщи предгорных галечников (ранние альпийские оледенения), серии послеледниковых прибрежных морских террас на интенсивно поднимающихся берегах Фенноскандии. При фациальном однообразии отложений изменения в составе ископаемых фаун и флор, вызванные климатическими переменами, выступают особенно четко, не искажаются накладывающимися на них изменениями, вызванными иной фациальной обстановкой.

В практике изучения четвертичных отложений далеко не всегда приходится иметь дело со столь идеальными условиями. Фациальная пестрота разновозрастных отложений сильно затрудняет их биостратиграфическое разделение. Однако было бы неправильным считать, что последнее становится невозможным. Палеоклиматическая сущность палеобиогеографических методов открывает возможность использования в стратиграфических целях самых разнообразных ископаемых групп органического мира, населявших самые различные биотопы и захороненных в отложениях разных генетических типов. Нередко многочисленные «холодные» и «теплые» века четвертичного периода устанавливаются по различным группам ископаемых организмов.

Определенную трудность при применении палеобиогеографических методов создает периодичность климатических изменений, в результате которой отложения, сходные по климатическим условиям формирования, но различные по времени накопления, могут содержать близкие комплексы органических остатков. В этом отношении палеобиогеографические методы оказываются гораздо менее надежными и эффективными, чем палеонтологические: эволюция органического мира необратима, изменения же в распространении животных и растений, продолжающих жить и поныне, происходили неоднократно в течение четвертичного периода в связи с крупными климатическими переменами - чередованием «холодных» и «теплых», «сухих» и «влажных» (ледниковых, межледниковых, стадиальных и межстадиальных) эпох. Конечно, условия каждой эпохи были также в чем-то неповторимы, но различия бывают иногда настолько тонки, что их удается обнаружить лишь при чрезвычайно тщательных, детальных исследованиях и при наличии обильных ископаемых остатков. Это не всегда выполнимо, и поэтому при исследовании четвертичных отложений чаще приходится практически иметь дело не столько с биостратиграфическими критериями для их расчленения, сколько с биостратиграфическими характеристиками, да и то не всегда полными и исчерпывающими.

Палеобиогеографические методы при правильном и планомерном их применении позволяют не только расчленять четвертичные отложения того или иного региона, но и проводить межрегиональные корреляции. Однако сопоставление и увязка разрезов производятся не так просто, как при применении палеонтологических методов. Дело в том, что при палеобиогеографическом обосновании стратиграфического расчленения четвертичных отложений учитываются изменения местного органического мира, картина же этих изменений меняется при переходе от одного места к другому. Так, появлению бореальных морских моллюсков в межледниковых слоях Таймыра может соответствовать появление лузитанских видов в одновозрастных слоях Норвегии и тропических в Средиземном море; появление пыльцы широколиственных пород в спорово-пыльцевых спектрах отложений Ленинградской области может соответствовать появлению елово-пихтовых спектров на Гыданском полуострове и т.д. Это обстоятельство затрудняет межрегиональные корреляции, так как сопоставление слоев приходится производить, опираясь лишь на характер изменений, так сказать, на их «знак и амплитуду». Объективным показателем степени изменений может служить только величина смешения ареалов наиболее характерных (показательных) видов, группировок, сообществ.

В заключение следует еще раз подчеркнуть, что для успешного применения палеобиогеографических методов необходимы точные и возможно более полные сведения о современном животном и растительном мире и природных условиях района, в котором предпринимается расчленение четвертичных отложений. Современную географическую среду следует учитывать и как эталон для сравнения с состоянием природы в прошлые эпохи, и как результат исторического развития природы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вангенгейм Э.А. Палеонтологическое обоснование стратиграфии четвертичных отложений Сибирской платформы и прилегающих к ней районов. «Хронология и климаты четвертичного периода». Междунар. геол. конгр., XXI сессия, докл. сов. геологов, изд. АН СССР, М., 1960.

2. Гричук В.П. Стратиграфическое расчленение плейстоцена на основании палеоботанических материалов. «Хронология и климаты четвертичного периода». Междунар. геол. конгр., XXI сессия, докл. сов. геологов, изд. АН СССР, М., 1960.

3. Громов В.И. Палеонтологическое и археологическое обоснование стратиграфии континентальных отложений четвертичного периода на территории СССР. Тр. Ин-та геол. наук АН СССР, вып. 64, сер. геол., №17, М., 1948.

4. Жинью М. Стратиграфическая геология. ИЛ, М., 1955.

5. Сакс В.Н. Четвертичные двустворчатые моллюски Полярного бассейна // Труды НИИГА. Том XIX. 1951. С. 121-139.

6. Филатова З.А. Общий обзор фауны двустворчатых моллюсков северных морей СССР. Тр. Ин-та океанологии АН СССР, т. XX, М., 1957.