Введение к работе
Актуальность исследования. Диссертационное исследование посвящено актуальной проблеме - изучению эволюции морских и наземных экосистем на границе мела-палеогена. Изменение природных обстановок находит свое отражение в составе морских отложений, которые содержат в себе наиболее полную и объективную информацию о палеоэкологических обстановках, существовавших не только в самих водоемах, но и на суше. Изучение состава осадочного разреза позволяет проследить изменение ряда палеоэкологических параметров во времени. При значительной, в масштабе исторического времени, продолжительности формирования этих осадков можно получить сведения о соотношении природных факторов, обусловивших возникновение выявленных геохимических особенностей окружающей среды. Для достоверной реконструкции параметров палеоэкологических обстановок необходима увязка палеонтологических, эколого-географических, литологических, геохимических данных. Актуальность исследования заключается и в необходимости геохимического исследования морских отложений с оценкой характера событий границы мелового и палеогенового периода. На сегодняшний день в отечественной науке геохимических данных, характеризующих геологические разрезы мел-палеогенового времени недостаточно в связи с отсутствием подобных разрезов на территории Российской Федерации и невозможностью работы в течение долгого времени отечественных учёных на основных заграничных геологических разрезах этого времени.
Объектом исследования являются природные процессы, происходившие на границе мелового и палеогенового периодов в истории Земли.
Предмет исследования - особенности эволюции природных процессов на границе мела-палеогена, протекающих в различных звеньях экосистем в естественных условиях, устанавливаемых геохимическими методами исследования.
Целью настоящей работы является установление временной динамики, факторов, закономерностей и этапов эволюции, морских бассейнов на границе мел-палеогенового времени, методами комплексной геохимической стратификации донных отложений. Достижение цели исследования связано с решением следующих основных задач:
- дать общую характеристику и рассмотреть закономерности эволюции
природной среды в исследуемый временной интервал;
- охарактеризовать основные разрезы мел-палеогенового возраста с
указанием их палеонтологических особенностей;
провести сбор и геохимический анализ полевых материалов с основных мировых мел-палеогеновых разрезов;
произвести статистическую обработку полученных результатов, обосновать характер и установить тенденции геохимической эволюции морских отложений;
провести реконструкцию развития природной среды морских бассейнов северного полушария в мел-палеогеновое время.
Защищаемые положения:
-
Данные детальных геохимических исследований по охарактеризованным геологическим разрезам мел-палеогенового возраста позволяют установить различный характер геоэкологических процессов, происходивших в указанное время в высоких и низких широтах северного полушария, что делает возможным говорить о сформировавшейся к окончанию мелового периода климатической зональности.
-
На границе мелового и палеогенового периодов, в пределах изученных разрезов, произошли изменения геоэкологической обстановки, нашедшие свое отражение в геохимии исследуемых нами отложений, оказавшие воздействие на экосистемы моря и суши и приведшие к гибели, как отдельных видов, так и более крупных таксонов.
-
Осадки морского бассейна, сформировавшегося на территории современного Крыма в мел-палеогеновое время, обладают характерными особенностями, позволяющими произвести их детальное расчленение по данным геохимического анализа и впервые выделить специфичный пограничный глинистый горизонт.
-
Морские экосистемы, претерпевшие аридизацию климата испытали более сильный экологический стресс по отношению к экосистемам, претерпевшим гумидизацию климата, что проявлено в размерах мел-палеогенового вымирания исследуемых геологических разрезов.
Теоретической и методологической основой диссертации являются конструктивные идеи и результаты исследования отечественных и зарубежных специалистов в области палеогеографии, геологии и геохимии: А.С. Алексеева, М.И. Будыко, Н. Н. Иорданского, Л.Д. Барсуковой, Д.Д. Бадюкова, М.А. Назарова, Л. К. Габунии, Л.Ш. Давиташвили, К.Ю. Еськова, М.П. Кетрис, Г.М. Колесова, А.А.Мигдисова, Д.П. Найдина, С.Г. Неручева, Е.М. Нестерова, А.Б. Ронова, Е.В. Склярова, ЯЗ. Юдовича, А.И.Перельмана, Н.М. Чумакова, Ю.А. Шуколюкова, А.А. Ярошевского, L. Alvarez, W. Alvarez, F. Asaro, E.Barrera, M. Ivanov, D. Jablonski, G. Keller, F.T.Kyte, H.V. Michel, L. Christensen, K. Stoykovoa, H. R.Thierstein, A. Fisher, M. Arthur, E. Kauffman, D. Herm, S. Monechi, J. Mount, S. Percival, J.T. Wasson, T. Swain, J. Smit.
Научная новизна работы. Получены новые геохимические результаты, позволяющие уточнить существующие и отметить ранее не зафиксированные, в иностранной и отечественной литературе, этапы эволюции природной среды изучаемой территории в мел-палеогеновое время;
Впервые в пределах разрезов Крымского полуострова обнаружен и геохимически исследован пограничный глинистый горизонт, характерный для разрезов мел-палеогенового возраста, установленный на территории других материков;
Рассчитана серия петрохимических модулей, позволяющих восстановить палеоэкологические обстановки географической среды, для которых составлены электронные таблицы, включающие в себя местоположение пунктов опробования природных сред и результаты химико-аналитических исследований.
Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в дальнейшей разработке теоретического направления развития окружающей среды мел-палеогенового времени под влиянием различных природных факторов на основе междисциплинарного подхода к изучению морских отложений, установлении эволюционных особенностей географической оболочки на границе мела-палеогена.
Практическая значимость работы состоит в определении эволюционно-географических закономерностей развития окружающей среды границы мел-палеогенового времени глубоководных и шельфовых бассейнов; в выявлении характера воздействия кризиса водных экосистем на экосистемы суши, в обнаружении и геохимическом исследовании уникального пограничного глинистого образования, приуроченного в границе двух геологических эр. Материалы, изложенные в работе, могут быть использованы в целях палеогеографических реконструкций и восстановления динамики экологических обстановок, при эколого-географическом районировании и выделении природных зон, начавших формироваться в это геологическое время. Так же полученные данные, составленные таблицы и сделанные выводы используются в учебных целях в курсах «Геоэкология», «Историческая геология» и «Эволюционная география».
Обоснованность и достоверность результатов исследования базируется на большом количестве качественных исходных материалов, применении сертифицированных методов исследования вещества на современном оборудовании с использованием новейших компьютерных технологий обработки аналитических материалов, представления результатов, а также анализе отечественных и зарубежных литературных источников и публикаций по исследуемой проблеме.
Фактический материал и методы исследования. В основу диссертации легли результаты тематических исследований соискателя на опорных участках - природный центр Стивнс Клинт (Дания), обнажение Баклинская куэста (Украина), геологические обнажения городов Губбио (Италия) и Сумайя (Испания). Данные, по детальным разрезам опорных участков, получены автором в течение полевых сезонов 2006-2011 гг. Основой фактического материала исследования явились образцы осадочных пород, отобранных и изученных автором. Соискателем использовано более 400 образцов для литологического, минералогического, геохимического (более 10000 элементоопределений) анализа. Отбор и подготовка проб к анализу проводились в соответствии с официально утвержденными и разработанными методиками (ГОСТ 17.4.4.02-84; ГН 2.1.7.2041-06: ГН 2.1.7.2042-06). Экспериментальная и аналитическая часть работ выполнена в лаборатории Геохимии окружающей среды им. А.Е. Ферсмана кафедры геологии и геоэкологии РГПУ им. А.И. Герцена.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 14 печатных работах, из них 2 - в рецензируемых изданиях. Результаты исследований доложены на IV Международной экологической студенческой конференции «МЭСК-2006» (ИГУ, Новосибирск, 2006 г.), XV Международных студенческих чтениях памяти М.В. Ломоносова (МГУ им. М.В. Ломоносова, 2007 г.), IV Международной студенческой конференции «Академический дискурс северной Европы» (РГПУ им. А.И. Герцена, 2010 г.), VI Международной конференции по проблемам естественнонаучного образования (IGEO - 2010 г., Университет Йоханнесбурга, Южная Африка), X Международном семинаре «Геология и эволюционная география» (РГПУ им. А.И. Герцена, 2010 г.); на VI и VII Международных конференциях «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация» (РГПУ им. А.И. Герцена, 2009, 2011 г. г.), на 65 Международной научно-практической конференции Герценовские чтения «География: проблемы науки и образования» (РГПУ им. А.И. Герцена, 2012 г.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Основной текст диссертации изложен на 167 страницах машинописного текста, включая 4 таблицы и 30 рисунков. Список использованных источников включает 187 наименований.
Похожие диссертации на Геоэкологические реконструкции рубежа мела-палеогена на основе изучения пограничных резервов
