Происхождение растений
Шрифт:
По Криштофовичу, флора нижнего девона соответствует периоду массового переселения морских растений на сушу. В работе Крейзеля о нижнедевонских отложениях Германии (1930) приводится описание некоторых пионеров суши. Представим себе, что на влажных береговых отмелях разрослись кое-где звездообразные розетки или редкие дерновинки из безлистных более или менее прижатых к почве стеблей до 8 см
длины, несущие на концах утолщения, на которых сидели круглые тельца, по всей вероятности спорангии. Анатомическое их строение характеризуется наличием проводящего пучка лестничных трахеид, почему растение это, названное сциадофитом ( Sciadophyton Steinmannii), не могло быть водорослью или мхом, а является представителем своеобразной группы низших папоротникообразных растений. Другое растение тех же отмелей, климациофит ( Climaciophyton trifoliatum), было много мельче и отличалось тем, что на
Тут же рос близкий к псилофитам дрепанофикус ( Drepanophycus spinaeformis), с веточками, покрытыми густо щетиновидными листочками, и тениокрада (Taeniocrada Decheniana), которую можно было бы принять за бурую водоросль, если бы ее лентовидные вильчато-ветвящиеся веточки не обладали плотной жилкой, в которой помещался проводящий пучок из лестничных трахеид. По-видимому, этот еще безлистный организм также принадлежит к псилофитам; овальные спорангии часто собраны на концах тонких веточек рыхлыми кистями.
Росли здесь и настоящие псилофиты, а неподалеку в воде виднелись заросли несомненных водорослей, вернее всего бурых, с толстыми стволовидными основаниями, разветвленной кроной из листовидных вильчатых ветвей, получивших название прототакситес ( Prototaxites psygmophylloidesKr. et Weyl.).
Таков был примитивный растительный мир нижнего девона, приуроченный к морскому берегу. Позднее он значительно усложнился и проник глубже на сушу.
Климат девона, как показывают сохранившиеся с тех пор массы характерного красного песчаника, богатого окисью железа, на значительных протяжениях суши был сухим, континентальным, что не исключает одновременного существования и стран приморских с влажным климатом.
Псилофиты продолжали покрывать Землю до самого конца девона, когда они стали исчезать под влиянием вновь народившихся крупных растений, образовавших уже настоящие леса.
Папоротники девона, которые иногда называют прапапоротниками, т. е. прародителями папоротников, были относительно мелки Одни из них имели корневища лазящие, другие ползучие, третьи отличались прямыми короткими стволами, листья их были перистыми.
Далее идут каламофиты, родственные современным хвощам; клинолисты, многими считаемые за водяные растения, другими за лианы, наконец, к концу периода появляются чешуедревы или лепидодендроны, растения, близкие к современным плаунам. Это уже настоящие крупные деревья с чешуйчатой листвой, прямыми массивными стволами и густой кроной из вильчато-расходящихся веток и веточек.
Всего замечательнее, однако, появление в эту эпоху кордаитов. Кордаиты — это первые по времени представители обширного класса хвойных, или шишконосных растений, игравшего позднее столь выдающуюся роль в истории Земли.
Для кордаитов известны и отпечатки листьев, и целые окаменелые стволы и соцветия; известны и плоды их. В некоторых отложениях Франции листья кордаитов залегают целыми слоями.
Это были прямые крупные деревья, с многочисленными распростертыми или повислыми ветвями, густо одетыми линейными или ланцетными листьями. Очевидно, они образовывали тенистые леса, в которых, кроме них, росли одновременно папоротники и последние псилофиты.
Таким образом, в девонский период Земля стала более обжитой и приобрела некоторое сходство с современным нам миром.
И. Вальтер обозначил область девонских отложений Европы словами: «Древний красный материк». Действительно, яркие красные конгломераты и песчаники, мощностью до 5000 м, — характерная особенность девона. Близ Ленинграда их можно наблюдать по берегам р. Оредеж. Вопрос, почему с наступлением девонского периода было выделено из состава других пород и снова нагромождено такое громадное количество кварцевого песка? Объясняется это тем, что в течение силурийского периода горные хребты, образовавшиеся в более ранние периоды, подверглись разрушению и выветриванию. Дальнейшая судьба продуктов последнего зависела от того, что дожди и ветры сносили их вниз по склонам и скопляли либо в котловинах, — либо на дне мелководных морей. Окраска их показывает, что весь северный материк в течение всего девонского периода обладал климатом жаркой пустыни; правда, временами периоды засухи сменялись сильными ливнями. Тогда бурные потоки уносили красную почву со склонов выветрившихся гор вместе с глыбами конгломерата. Землетрясения и сдвиги нередко колебали земную кору, за ними следовали извержения вулканов, выносивших из недр земли громадные количества лавы и пепла. Девонские лавовые потоки прослежены на расстоянии до 20 км; пустоты в остывших лавах часто заполнялись затем сыпучим песком.
Часто за лавами образовывались мелкие озера, берега которых были одеты растениями споровыми, но внешне напоминающими тростник, кругом росли крупные хвощи, папоротники и сингиллярии.
Последние представляли собой древовидные плауновые с мало разветвленным стволом,
Все эти водяные и болотные растения своими перегнившими остатками способствовали зарастанию озер и образовали скопления углистых отложений, а то и настоящие угли.
Верхние слои девона обнаруживают постепенный переход к каменноугольным.
4. КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА СЛОЕВ
Каменноугольной (сокращенно карбон) эта система называется потому, что среди ее слоев проходят наиболее мощные прослойки каменного угля, какие известны на Земле. Пласты каменного угля произошли благодаря обугливанию остатков растений, целыми массами погребенных в наносах. В одних случаях материалом для образования углей служили скопления водорослей, в других — скопления спор или иных мелких частей растений, в третьих — стволы, ветви и листья крупных растений. И теперь большие северные реки, например в Сибири и в Канаде, в половодье подмывают свои берега, и береговые леса целыми полосами валятся в воду. Часть их потом выносится реками в море и долго спустя выбрасывается на безлесные отмелые берега полярных морей, образуя так называемый плавник. Большая же часть выносится на полузатопленные отмели, где затем заносится песком или илом. изолируясь от влияния воздуха. Ткани растений медленно теряют часть составляющих их соединений, выделяемых в газообразном состоянии, часть же, и особенно углерод, прессуются тяжестью навалившихся па них осадков и превращаются в каменный уголь. Следующая таблица, заимствованная из работы Ю. Пиа, показывает химическую сторону процесса.
Среднее содержание (%):
| углерода | водорода | кислорода | азота | |
| Древесина | 50 | 6 | 43 | 1 |
| Торф | 59 | 6 | 33 | 2 |
| Бурый уголь | 69 | 5,2 | 25 | 0,8 |
| Каменный уголь | 82 | 5 | 2,22 | 0,8 |
| Антрацит | 95 | 2,5 | 2,5 | (лишь следы) |
В этой таблице торф представляет собою наиболее слабую стадию обугливания, антрацит — крайнюю. В торфе почти вся его масса состоит из легко распознаваемых, с помощью микроскопа, частей растений, в антраците их почти нет. Из таблички видно, что процент углерода по мере обугливания все возрастает, процент же кислорода и азота падает.
Каменный уголь сопровождается обыкновенно отпечатками частей листьев, коры, веток, шишек, семян. Все они сосредоточены в породе, непосредственно покрывающей толщу каменного угля. Шахтеры называют ее кровлей пласта. Особенно хороши остатки растений в глинистом сланце, куда они занесены с берегов водоема. Нередко встречаются в штольнях целые стволы с корнями, пронизывающие весь пласт угля, или, по крайней мере, пни деревьев. М. Д. Залесский и Гранд-Эри рассматривают ископаемые пни, масса которых известна в каменноугольных копях Франции, да не мало и в Донецком бассейне, как остатки тех лесов, которые некогда росли на месте теперешних копей. Часто хорошо сохранена и вся система крупных корней, между которыми находят отпечатки веток, листьев и даже семян. М. Д. Залесский полагает, что заиливание стволов происходило медленно и деревья продолжали жить, выпуская новые прибавочные корни на более высоких своих частях, пока более сильный поток воды не сносил стволы деревьев и не одевал их слоем новых осадков. Нередко над погребенным лесом вырастал новый лес, которого в конце концов постигала та же участь. Благодаря этому ископаемые леса встречаются иногда в несколько рядов один над другим, указывая на частые колебания уровня вод, происходившие в данной местности. В Америке на Кап-Вретоне найдены в одном из каменноугольных бассейнов 59 ископаемых лесов, расположенных один над другим. Правда, что и общая мощность каменноугольных отложений в этом месте достигает 560 м.