ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
____________________________________________________________
С. Ә. ӘБІЛМӘЖІНОВА, Д. І. ЖАНГЕЛДИНА, А. Н. БЕЙКИТОВА
ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ
ОҚУЛЫҚ
Қазақстан Республикасы
Білім және ғылым министрлігі бекіткен
АЛМАТЫ, 2011
УДК ББК А
Пікір жазғандар:
1. Достай Ж. Д. география ғылымдарының докторы, профессор 2. Акиянова Ф. Ж. география ғылымдарының докторы, профессор 3. Керімбай Н. Н. география ғылымдарының кандидаты, доцент
Әбілмәжінова С. Ә., Жангелдина Д. І., Бейкитова А. Н.
А Палеогеография: Оқулық. Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011 – 259 б.
ISBN –
Ұсынылып отырған оқулық педагогикалық жоғарғы оқу орындарының «География»
мамандығы бойынша білім алатын студенттеріне арналған. Осы мамандық бойынша оқу бағдарламаларына сәйкестендірілген.
Оқулық үш тараудан тұрады. Бірінші тарауда палеогеографияның негізі, зерттеу нысаны, басқа ғылым салаларымен байланысы қарастырылған.
Екінші тарауда жер ғаламшары табиғаты, оны құрайтын қабықтардың қалыптасуы мен дамуы, ал үшінші тарауда Жер ғаламшарының геологиялық кезеңдеріндегі палеогеографиялық жағдайлар сипатталады.
Студенттер білімін тексеруге арналған сұрақтар әрбір тарау соңында берілген.
Сонымен қатар студент білімін тереңдетуге қажетті курстық жұмыстар мен реферат тақырыптары, глоссарий, тест тапсырмалары топтамасы ұсынылып отыр.
УДК ББК
© Әбілмәжінова С. Ә.,2011
© Жангелдина Д. І., 2011
© Бейкитова А. Н., 2011
©Қазақстан Республикасы Жоғары оқу орындарының қауымдастығы, 2011 ISBN –
Бұл еңбекті шәкірттері ғылымдағы және ӛмірдегі ұстазы – ҚР ҒА академигі,
г. ғ. д., ғұлама ғалым, қоғам қайраткері, ұлағатты ұстаз, ардақты да аяулы ана – Бейсенова Әлия Сәрсенқызының 80 жылдық мерей тойына арнайды
АЛҒЫ СӚЗ
Палеогеография – физикалық географияның аса маңызды саласының бірі болып табылады. Бұл ғылымды геологияның, әсіресе тарихи геологияның бір бӛлігі деп санауға болады. Ӛйткені палеогеография Жер ғаламшарының ежелгі геологиялық кезеңдегі физикалық-географиялық жағдайын қалпына келтірумен айналысады. География ғылымы үшін палеогеографиялық бағыт физикалық географияның барлық құрылымын түгелге жуық қамтиды.
Ғылымдағы қалыптасқан қағида бойынша, геожүйелердің қазіргі жағдайын оның қалыптасуының ӛткенін білмей тұрып, түсіну мүмкін еместігі қандай анық болса, геожүйелердің дамуы мен құрылымдық ӛзгерістерін оның бүгінгі жағдайын білмей тұрып, болжау мүлдем мүмкін емес. Сондықтан да палеогеография – география саласындағы білікті мамандарды дайындауда ғылыми-дүниетанымдық кӛзқарасты қалыптастырудың аса маңызды буыны болып табылады.
Палеогеографияның негізгі зерттеу нысаны – Жер ғаламшары табиғатының даму тарихы болса, ал негізгі мақсаты – географиялық қабық деңгейіндегі кеңістіктік ӛзгерістердің қазіргі ландшафт құрылымының қалыптасуына тигізген әсерін түсіндіру.
ХХІ ғасырда ғылым мен технологияның қарышты дамуына байланысты зерттеудің жаңа жолдары қалыптасуда. Оларға палеомагниттік, сейсмотомографиялық, лазерлік, физикалық және математикалық үлгілеу сияқты заманауи әдістерді жатқызуға болады. Осы әдістер кӛмегімен палеогеография ғылымында жаңа геофизикалық зерттеулер топтамасы жүргізіліп, ол ғаламдық тектоника, трансгрессия мен регрессия құбылыстарын, гидросфера мен атмосфераның құрамы мен кӛлемі эволюциясын түсінуге, сондай ақ ол ӛзгерістердің ғаламшар климатына тигізген және тигізетін әсерінің үлгісін жасап, олардың себеп- салдарын сараптауға мүмкіндік беріп отыр.
Ұсынылып отырған оқулықта осы саладағы соңғы ғылыми ақпараттар негізінде нақтыланған кең ауқымды мәселелер қарастырылып, Жер ғаламшары табиғатының қалыптасуына қатысы бар геологиялық, геофизикалық, географиялық, ғарыштық және палеонтологиялық бағыттағы процестер мен әрекеттер сипатталған. Оқулықты жазу барысында осы саладағы ғалымдар мен зерттеушілердің (А. А. Свиточ, Н.
А. Ясаманов, О. Г. Сорохтин, А. М. Городницк және Л. П. Зоненшайн) еңбектері мен карта-сызбалары басшылыққа алынды.
1-тарау. ПАЛЕОГЕОГРАФИЯНЫҢ ЖЕР ТУРАЛЫ ҒЫЛЫМДАР ЖҤЙЕСІНДЕГІ ОРНЫ
1.1 Палеогеография және оның зерттеу нысаны, басқа ғылым салаларымен байланысы
Палеогеография ғылымы геологияның дамуымен тығыз байланысты.
Палеогеография туралы алғашқы ұғымды, яғни «ежелгі география» терминін ең алғаш орыстың жаратылыстанушы ғалымы М. В. Ломоносов ӛзінің «Жер қабаттары туралы» деген еңбегінде қолданысқа енгізген болатын. Әсіресе палеогеографиялық байқауларды қолданудың қажеттілігі геологиялық зерттеулер мен пайдалы қазбаларды іздестіру шараларын жүргізу барысында арта түседі. Ежелгі ландшафттың негізгі құрамдас бӛлігі – жер бедері құрылымдары болса, олардың ӛзі белгілі бір уақыт аралығында ӛзгеріске ұшырап отырады.
Алайда олардың неғұрлым ірі пішіндері ӛте ұзақ геологиялық уақыт аралығында тектоникалық қозғалыстар әсерінен қайта жаңғыра отырып, ӛзінің тұтастығын сақтап қалады. Сондықтан да кез-келген палеогеографиялық талдау тектоникалық процестердің заңдылықтарын терең де тиянақты зерттеу негізінде жүзеге асырылады. Әсіресе тау жүйелерінің доға тәрізді болып кӛтерілуі жердің ӛз білігіндегі орны мен оның қозғалыс жылдамдығына әсер ететіндігі, ол ӛз тарапынан климаттық белдеулер орнының ығысуына да ықпал ететіндігі бүгінгі күнде дәлелденген ақиқат екендігі баршамызға аян.
Палеогеография жаңа қалыптасып жатқан, жас ғылым саласы. Алайда бұл ғылым саласына қатысты ұғымдар ежелгі ғалымдар еңбектерінде кӛптеп келтірілген. Ежелгі озық ойшылдар жер бедері, ӛсімдіктер мен жануарлар дүниесі, яғни қазіргі ландшафтты құрайтын компоненттердің белгілі бір уақыт аралығында ӛзгеріске ұшырап отыратындығына нақты мысалдар арқылы кӛздерін жеткізіп отырған.
Аристотельдің (б.ж.д. 384-322 ж.) пікірінше жердің беткі бӛлігі баяу тӛмен түсіп, майысу және баяу кӛтеріліп, биіктеудің нәтижесінде ӛзгеріп отырған. Ежелгі физикалық-геологиялық жағдайдың ӛзгерістерінің Жердің бейнесіне тигізетін әсері туралы дәлелденген нақты дәйектер орта ғасырда ӛмір сүрген ұлы ойшыл әл-Бируни (972-1048 жж.), әбу-әли-ибн-Сина (Авиценна, 980-1037 ж.), одан кейінірек қайта ӛрлеу дәуірінің Батыс Еуропалық ғалымдары еңбектерінде кӛптеп келтірілген. Леонардо да Винчи (1452-1519 ж.) Италияның биік таулары басынан табылған ежелгі теңіз жануарларының қалдықтарын талдау негізінде бұл аудандардың ежелгі уақыттарда теңіз табаны болғандығы туралы жорамалдар жасаған.
Ресейдің геологиялық ӛткені туралы түсінікті орыстың жаратылыстанушы ғалымы М. В. Ломоносов ӛзінің «Жер қабаттары туралы»
деген еңбегінде 1763 жылы былайша сипаттайды: «...Бүгінде біздер басып
жүрген, ауыл мен қала тұрғызған Орыс жазығы ежелгі уақытта теңіз табаны болған...». Сондай ақ ол Сібірдің климаты қазіргіге қарағанда біршама жұмсақ болған деп есептеген, «...Солтүстік ӛлкелерде ежелгі ғасырларда аптап ыстықтар болған, оған қазіргі ыстық белдеулердегі теңіздерде кездесетін былқылдақ денелілерінің бақалшақтары дәлел болады...».
Жер ғаламшарындағы ӛзгерістерді түсіндіретін осындай қарапайым ұғымдар ХІХ ғасырда жаратылыстанушы ғалымдардың Жердің қалыптасуы мен дамуы туралы пікірлерін түбегейлі ӛзгертті. Жер қыртысының кітапқа ұқсайтындығы, оны құрайтын тау жыныстарының қабаттары Жер тарихы жазылған парақтар екендігі түсінікті болды. Оның қойнауындағы қызғылықты тарихпен мұқият танысу үшін ондағы шартты белгілерді түсіндіретін «кілтті» ғана таңдай білу қажет.
ХІХ ғасырдың аяғы мен ХХ ғасырдың басында М. Неймар, А. П.
Карпинский, И. Вальтер, А. Вегенер сияқты ғалымдардың еңбектері негізінде палеогеографияның жеке ғылым ретіндегі орны айқындалды. ХХ ғасырдың орта шенінде И. П. Герасимов, К. К. Марков, Р. Флинт, В. М. Синицин, А. А.
Величко, А. А. Свиточ, С. А. Ушаков, Н. А. Ясаманов сияқты зерттеуші- ғалымдардың арнаулы палеогеографиялық еңбектерімен толығып, ғылыми негізделген ілім болып қалыптасты.
Палеогеографияның ғылыми негізде қалыптасуы геология, геофизика, биология мен география ғылымдарының ұлы жаңалықтарымен және бұл ілімнің алдына қойған ғылыми-танымдық мақсаттарымен, қолданбалы сұраныстарымен тығыз байланысты.
Палеогеографияның ғылым ретінде дамуына Ч. Лайельдің актуализм және Греслидің фациялық сұрыптау әдісінің; Ж. Батист Ламарк пен Ч.
Дарвиннің эволюциялық ілімінің; В. В. Докучаевтің топырақтың географиялық зона бойынша таралу заңдылығының; А. Вегенердің материктер дрейфі (жылжуы) туралы түсініктерінің, кейіннен кӛптеген ғалымдар еңбектері негізінде литосфералық тақталар қозғалысы тұжырымдамасына айналған ғылыми жаңалықтардың ашылуы үлкен қозғаушы күш болды.
«Палеогеография» түсінігі Ресейде ең алғаш Н. А. Головкинский (1870 ж.) еңбектерінде «геологиялық география» ұғымын алмастырушы ретінде, ал шетелде Т. Хант (1872 ж.) еңбектерінде ежелгі геологиялық кезеңдердің географиялық тарихының баламасы ретінде қолданысқа енгізілген.
Палеогеографиялық алғашқы зерттеулер әртүрлі сипаттағы литологиялық-фациялық карталардың жасалуымен тығыз байланысты.
Алғашқы палеогеографиялық карталар ХІХ ғасырдың 60- жылдары жасалынды, онда қазіргі материктер орнындағы ежелгі мұхит алаптарының аумақтары ғана берілді.
ХХ ғасырдың бас кезінде дүние жүзі мен Ресейдің еуропалық бӛлігінің юра кезеңінің, Солтүстік Американың бор дәуірі кезеңінің, Ресейдің еуропалық бӛлігінің кейінгі кезеңдерін кӛрсететін палеогеографиялық карталар топтамасы жасалынды.
Әртүрлі геологиялық кезеңдегі палеогеографиялық карталар француз геологтары А. Лаппаран және Э. Ог, австрия геологы М. Неймар, орыс ғалымы И. Д. Лукашевичтің басшылығымен де құрастырылды. Э. Ог жасаған картада ежелгі құрлықтар мен мұхиттар ғана емес, геосинклинальдар мен платформалық аймақтардың орындары да кӛрсетілді.
1912 жылы неміс геофизигі А. Вегенер геологиядағы мобилизм ағымының негізін салып, суперматерик Пангеяның бӛлшектенуі және Атлант, Үнді мұхиттары табанының ашылуын сипаттайтын алғашқы болжам карталарының топтамасын жасады.
1912 жылы Мюнхен университетінде Э. Дактың басшылығымен палеогеография курсынан дәріс оқылуы және палеогеография бойынша нұсқаулықтың жарыққа шығуы палеогеографияның жеке ғылым ретіндегі орнын нақтылады.
ХХ ғасырдың 30- жылдарынан бастап, пайдалы қазбаларды (мұнай мен газ, таскӛмір, тұз кендері, боксит, фосфорит, алмас және т.б.) іздестіру шараларында палеогеографиялық зерттеулер кеңінен қолданысқа енгізілді.
Палеогеографиялық зерттеулер жүргізуде Л. Б. Рухин (1959 ж.), Б. П.
Жижченко (1959 ж.), К. К. Марков (1960 ж.) сияқты орыс ғалымдарының еңбектерінің маңызы ӛте зор.
Кӛптеген ғалымдар пікірі бойынша палеогеография – ежелгі геологиялық кезеңдердің физикалық географиясы, нақты айтқанда палеогеография – географиялық қабықтың геологиялық тарихын, құрылымын, жай-күйін және оның даму тарихының заңдылықтарын зерттейтін ғылым болып саналады.
А. А. Григорьевтің пікірінше жоғарыда аталған географиялық қабықтағы барлық процестер атмосфера, гидросфера, литосфера және биосфераның ӛзара шектесу аймағында жүзеге асады.
Міне осы аталған түйіндерден палеогеографияның негізгі мақсаты айқындалады, ол – Жердің ежелгі географиялық қабығының даму заңдылықтарын, құрылымы мен құрамындағы кеңістіктік-уақыттық ӛзгерістерді, геосфераның қалыптасу және даму заңдылықтарын түсіндіру.
Бұдан шығатын қорытынды палеогеографияның зерттеу нысаны мен оны зерттеу міндеттерінің барлығы дерлік географиялық мазмұнды құрайды.
Негізгі зерттеу нысаны – ежелгі географиялық қабықтың құрамдас бӛліктерінің қалыптасуы мен даму заңдылықтарын анықтау және оларды бүгінгі күнгі қолданбалы, болжамдық, әдістемелік шешімдер тұрғысынан қарастыру.
Палеогеографияның жалпы теориялық негізі толық қаланып біткен жоқ.
Қазірше жинақталған региондық және тақырыптық нақты мағлұматтарды ӛңдеу, талдау және қорытындылау бағытындағы жұмыстар жүргізілуде.
Сонымен қатар Жер ғаламшарының палеогеографиясын ғана емес, оның табиғатының болашақтағы ӛзгерістерін болжауға да мүмкіндіктер туындауда.
Палеогеография жеке дара ғылым ретінде жаратылыстану бағытындағы ғылым салаларынан айырмашылықтарымен ерекшеленеді. Физикалық география географиялық қабықтың қазіргі жай-күйін географиялық
әдістермен зерттейтін болса, ал палеогеография географиялық қабықтың уақыт кеңістігі аралығындағы ӛзгерістерін геологиялық әдістермен зерттейді.
Ал геология және геотектоника ғылымдарымен зерттеу нысандарының геологиялық уақыттағы ортақтығы біріктіреді.
1-сурет. Палеогеорафияның жаратылыстану ғылымдарымен байланысы
Палеогеография литологиямен, әсіресе оның шӛгінді жыныстардың жинақталу жағдайын зерттеу саласымен тығыз байланысты. Сондай ақ палеогеография палеонтология, инженерлік геология, палеоэкология сияқты ғылым салаларының соңғы жетістіктерін де басшылыққа алады. Жалпы алғанда палеогеография жаратылыстану бағытындағы: география, геология және биология сияқты үш ірі ғылым саласының тоғысу шегінде орналасқан (1-сурет және 1-кесте).
Палеогеография барлық басқа ғылым салалары сияқты ӛзінің мазмұны жағынан біртұтас, әсіресе физикалық география, тарихи геология, геотектоника, палеонтология ғылымдарымен тығыз байланысты.
1-кесте. Палеогеорафияның жаратылыстану ғылымындағы орны
Географиялық ғылымдар Геологиялық ғылымдар Биологиялық ғылымдар Физикалық география
(ландшафттану, геоморфоло гия, гидрология, климатология, океано
логия, биогеография, топырақтану, гляциология және т.б.)
Литология (фация тура лы ілім); Стратиграфия (тау жыныстары туралы ілім);
Геотектоника (мобилизм);
Палеонтология; Тарихи геология
Эволюциялық ілім;
Экология;
Палеоэкология;
Антропология
Геология, геофизика, геоморфология, гидрология, климатология, топырақ географиясы, биогеография сияқты ғылымдардың зерттейтін табиғат компоненттерінің ежелгі геологиялық кезеңдердегі ӛзгерістеріне қатысты мағлұматтардың барлығы дерлік палеогеографиялық білім
География
Геология Биология
2-сурет. Палеогеографияның басқа ғылым салаларымен байланысы Палеогеографияның негізгі мақсаты географиялық, ал зерттеу әдістері басым түрде геологиялық сипат алады. Алайда мақсат ортақтығына қарамастан палеогеография мен физикалық географияның бір-бірінен нақты айырмашылықтары бар. География жер бетінің нақты кӛзге кӛрініп тұрған бӛліктерін зерттеумен айналысса, ал палеогеография геологиялық жылнамалар негізінде ежелгі ландшафт құрылымын қалпына келтіруге әрекеттер жасайды. Ежелгі ландшафттың басым кӛпшілігі Жердің геологиялық даму тарихында жойылып кеткендіктен, олар туралы мағлұматтар жалпылама түрде ғана, кейбір сақталып қалған ланфшафт типтеріне негізделіп жасалады. Сондай ақ ежелгі ландшафт құрылымдарын қалпына келтіруде қазіргі жер бедерінің ерекшеліктері мен неғұрлым ӛзгерістерге тұрақты ландшафт элементтері де қатаң ескеріледі.
Ӛйткені кӛтерілулер мен майысуларға ұшыраған қазіргі жер бедерінің кейбір аудандары, сондай ақ ірі ӛзен жүйелері сол орындарында ондаған, тіпті жүздеген миллиондаған жылдар бойы сақталып отыр. Мәселен жер қыртысының ең кӛне бӛліктері болып саналатын ежелгі платформалар соның айқын дәлелі бола алады.
Тектоника
Геология
Топырақ географиясы
Геофизика
Климатология
Биогеография Гидрология
Геоморфология
Палеогеография
Демек палеогеографиялық ақпараттың жинақталуы геологиялық жылнама мәліметтеріне тәуелді, олар неғұрлым толық болса, соғұрлым палеогеографиялық сипаттамалардың нақтылығы да артады.
Білім тексеру сҧрақтары:
1. Палеогеография қандай ғылым саласы, не мағына береді?
2. Палеогеографияның негізін қалаған қандай ғалымдарды білесіз?
3. Палеогеографияның зерттеу нысаны, мақсаты мен міндеті қандай?
4. Палеогеографияның жаратылыстану ғылымындағы орны қандай?
5. Палеогеография физикалық географияның қандай салаларымен тығыз байланысады, нақты мысал келтіріңіздер.
6. Палеогеография геологияның қандай салаларымен тығыз байланысады, нақты мысал келтіріңіздер.
7. Палеогеография биологияның қандай салаларымен тығыз байланысады, нақты мысал келтіріңіздер.
1.2 Палеогеографияның жіктелуі
Геологиялық кезеңдердегі физикалық-географиялық жағдайлардың түрлі бағыттарын зерттеу әдіс-тәсілдеріне қарай палеогеография ғылымының мынадай басты бағыттарын ажыратуға болады:
Палеоэкологиялық бағыт – жер қыртысында шӛгінді жыныстардың жинақталу ерекшеліктері мен олардың құрамында сақталып қалған органикалық дүние қалдықтарына талдау жасай отырып, ежелгі геологиялық кезеңдердегі ӛсімдіктер мен жануарлардың тіршілік ортасы туралы; ежелгі мұхит айдындары және олардың бӛліктері арасындағы байланыстар туралы;
сол кезеңдегі климаттық жағдайдың, су алаптарының тұздылық дәрежесінің индикаторы болып саналатын тірі организмдер туралы деректер жинақтайды.
Бұл бағытта жұмыс жасаған ғалымдар арасынан орыс ғалымы Р. Ф. Геккерді атап ӛтуге болады.
Палеобиогеографиялық бағыт - әрбір геологиялық эралар мен жекелеген кезеңдердегі зоогеографиялық және флоралық провинциялар мен облыстардың таралу аудандарын, ондағы тірі организмдердің түр құрамы мен таралу ареалдарын анықтаумен айналысады. Осы бағыттағы мағлұматтарды жинақтаған Л. Б. Рухиннің, Н. М. Страховтың және М.
Шварцбахтың жасаған карталары аса құнды болып саналады.
Палеоклиматологиялық бағыт – палеобиогеографиялық, литологиялық, геохимиялық және палеотемпературалық мәліметтер негізінде ежелгі климаттық жағдай мен қазіргі климаттық жағдай арасындағы ерекшеліктер мен ӛзара байланыстылықты зерттеумен айналысады.
Терригендік-минералогиялық бағыт – шӛгінді жыныстар қабаттарын ауыр және жеңіл минералдар (кварц, дала шпаты) фракцияларының корреляциясы (салыстырмалы талдау) негізінде талдау арқылы олардың
қалыптасуы жағынан біртектес жыныстардың жинақталу аудандарының арнаулы карталарын жасайды. Ондай карталар топтамасын ресейлік ғалымдар А. П. Виноградов, Л. В. Пустовалов, А. Б. Ронов, Г. И. Теодорович, И. С. Грамберг, Л. А. Гуляев және америкалық ғалымдар У. Крумбейн мен Р.
Гаррелс жасаған.
Геохимиялық бағыт – ежелгі мұхиттар мен оның бӛліктеріндегі судың тұздылығын, физикалық-химиялық режимін, геологиялық кезеңдегі ӛзгерістерін, сондай ақ аутигенді минералдарды және жиі кездесетін элементтердің (Cl, F, B, Br, Ca, Mg, Sr) концентрациясын зерттеу, сазды және карбонатты жыныстар құрамындағы темір қосылыстарының (FeO Fe2O3)) тотығу дәрежесін анықтау арқылы атмосфера құрамының ӛзгерістерін зерттейді. Қазіргі кезде ежелгі су айдындарының түрлі ӛзгерістерін анықтауда физикалық-химиялық дәл зертханалық зерттеу әдістерінің маңызы күннен-күнге артып келеді. Осы бағытта жұмыс жасаған АҚШ ғалымдары Г.
Лѐвенстам, С. Эпстайн және ресейлік ғалым Р. В. Тейс еңбектерінің ғылыми және қолданбалы маңызы зор.
Динамикалық бағыт – ежелгі су айдындарының ӛзгерісін бақылау, яғни тұнба жыныстардың жинақталу сипатын, ағыс бағытын (ӛзеннің арнасы, теңіз ағыстары), шӛгінді жыныстардың жату бағыттары (горизонталь, еңкіш, баспалдақты) ерекшеліктерін анықтауды мақсат етеді. Бұл саладағы түбегейлі зерттеу жұмыстары орыс ғалымдары К. К. Марков, А. А. Величко және А. В. Хабаков еңбектерінде кездеседі.
Палеотектоникалық бағыт – ежелгі тектоникалық құрылымдардың қалыптасу және даму заңдылықтарын, ежелгі формациялар мен фациялардың таралуы мен жиналу қалыңдықтарын талдауға негізделеді. Алғашқы палеотектоникалық карталар В. В. Белоусов, А. Б. Ронов және В. Е. Хаиннің басшылығымен құрастырылған. Олар ӛзінің құндылығын жойған жоқ, олардың негізінде заманауи әдіс-тәсілдер кӛмегімен жаңа карталар топтамалары құрастырылуда.
Палеовулконологиялық бағыт – жанартаулық аймақтардағы қалыпты жағдайда жинақталған шӛгінді жыныстардың мезгіл-мезгіл кӛтерілген лавалық ағындар, жанартаулық күлдер және де басқа жанартаулық атқылаулар әсерінен шыққан атпа жыныстар әсерінен бұзылған аумақтардағы режимді палеогеографиялық реконструкция арқылы қалпына келтірумен айналысады. Осы бағыттағы зерттеу жұмыстары Ф. Ю.
Левинсон-Лессинг, А. Н. Заварицкий, И. В. Лучицкий сияқты ғалымдар еңбектерінде жинақталған. Қазіргі палеовулканологиялық бағыттағы жұмыстарда құрылымдық-фациялық, формациялық талдаулар және қазіргі заманауи физикалық-химиялық зерттеу тәсілдері кеңінен қолданылады.
Палеогеоморфологиялық бағыт – ежелгі және реликт (қалдық) жер бедері құрылымдарын; жер бедерінің ашық және шӛгінді жыныстар қабатымен жартылай немесе толықтай жабылған бӛліктерін; жер бедерінің жабылу және ашылу кезінде бұзылуға ұшыраған бӛліктерін; сондай ақ
эндогендік және экзогендік процестер әсерінен жер бедерінің ӛзгеру дәрежесін анықтаумен айналысады.
Реликт жер бедері пішіндерін палеогеографиялық және палеогеоморфологиялық жолмен талдау нәтижесінде түрлі геологиялық кезеңдерде қалыптасқан жер бедері пішіндері анықталады, олардың даму тарихының заңдылығы қалпына келтіріледі. Палеомагниттік әдістің кӛмегімен мұхиттардың сызықтық магниттік аномалия ӛзгерістері нәтижесінде туындаған мобилистік кӛзқарас негізінде кембрий дәуірінде біртұтас Пангея материгінің, ал палеозой эрасында суперматерик Гондвананың болғандығы дәлелденді. Бұл жаңалықтар палеогеоморфологиялық реконструкцияның кеңінен қолданысқа енуіне мүмкіндік берді. Палеогеоморфологиялық зерттеулер жүргізуде ресейлік ғалымдар – К. К. Марков, И. П. Герасимов, Ю. А. Мещеряковтың еңбектері ӛте зор.
Палеоокеанологиялық бағыт – дүниежүзілік мұхит табанындағы жүргізілген терең бұрғылаулар нәтижесінде қалыптасты. Бұл бағыт мұхиттар палеогеографиясын зерттеуге және қалпына келтіруге мүмкіндік беретін жаңа палеоокеанология ғылымының дамуына негіз болды. Бұл салада А. П.
Лисицын, У. X. Бергер, Т. Шойф сияқты ғалымдар еңбектерін атап ӛтуге болады. Сонымен қатар атақты француз ғалымы Жак Кусто басшылығымен жұмыс жасаған «Калипсо» ғылыми-зерттеу орталығы зерттеулерінің құндылығы жоғары.
Жалпы алғанда палеогеография ғылымының зерттеу бағыттары ӛте кӛп, бірақ олардың кейбірі әлі ӛз дәрежесінде ғылыми тұрғыда толық негізделмеген.
Палеогеография ғылымы мақсаты мен зерттеу бағыттарының ерекшелігіне қарай бірнеше құрамдас салаларға жіктеледі. Барлық тарихи ғылымдар тәрізді палеогеография хронологиялық бӛліктерге, атап айтсақ геохронологиялық жүйе бойынша (эралар, дәуірлер, кезеңдер және т.б.) да бӛлінеді. Палеогеографияның басты тармақтарын анықтап, оларды жіктеуде мынадай басты кӛзқарастар мен тұжырымдар бар.
Орыс ғалымы Н. М. Страхов палеогеографияны жалпы кеңістікті қалпына келтірумен айналысатын нағыз палеогеографияға және ежелгі физикалық-географиялық жағдайды анықтау мәселесімен айналысатын – биономияға жіктеген.
Л. Б. Рухин палеогеографияны жалпы және региондық палеогеографияға бӛлген. Дәл осындай бағыттағы жіктемені кейіннен М.
Ф. Веклич және В. И. Славин мен Н. А. Ясаманов та ұсынған.
Палеогеографияны алдына қойған мақсаты мен зерттеу нысандарына қарай түрліше жіктеуге болады. Зерттеудің мақсаттары мен міндеттеріне сәйкес, палеогеография жалпы, жеке және қолданбалы палеогеография деп бӛлінеді.
Жалпы палеогеографияның басты мақсаты – палеогеографиялық мағлұматтарды талдау негізінде біртұтас географиялық қабықтың ежелгі
әдіс-тәсілдер мен үлгілеуді кеңінен қолданатын теориялық палеогеографияны да жатқызуға болады.
Жеке палеогеография белгілі бір нақты бағыттағы палеогеографиялық мәселелерді анықтау және талдаумен айналысады. Оның ӛзі компоненттік, аймақтық және тарихи палеогеография салаларынан құралады.
Компоненттік бағыттағы палеогеография ежелгі табиғатты құраушы жекелеген компоненттер мен процестерді зерттеумен – ежелгі ландшафт құрылымын, палеоклиматтық, палеогидрологиялық, палеофауналық, палеофлоралық, палеогеоморфологиялық және палеоэкологиялық жағдайларды қалпына келтіру мәселелерімен айналысады.
Аймақтық палеогеография жер шарының жекелеген нақты бӛліктерінің (облыс, регион, аудан, аймақ, бӛлік және т.б.) ежелгі табиғатын қалпына келтірумен, ал тарихи палеогеография ежелгі табиғаттағы ӛзгерістерді геохронологиялық ретпен белгілі бір уақыт аралығы шегінде анықтау және қалпына келтіру істерімен айналысады.
Қолданбалы палеогеография – анықталған палеогеографиялық ақпараттарды күнделікті ӛмірде қолдану мүмкіндігін арттырудың тиімді жолдарын қарастырады. Оның құрамында мынадай басты салалар бар:
шӛгінділік жолмен қалыптасатын пайдалы қазбаларды (таскӛмір, мұнай, жанғыш тақтатас, боксит, темір кені, фосфорит, тас тұзы және т.б.) іздестіру;
болжау жасау, оның ішінде палеогеографиялық ақпараттарды ұзақ мерзімді географиялық болжамдар жасауда ұтымды пайдалану;
табиғат қорғау және табиғат байлықтарын тиімді пайдалану, қоршаған ортаны зиянды антропогендік әсерлерден қорғау барысында экологиялық және геоэкологиялық бағыттағы ақпараттарды үздіксіз әрі ұтымды пайдалану.
Осы мәселерді қарастыру барысында палеогеография ғылымының ежелгі табиғи орта жағдайларын зерттейтін жаңа бір қолданбалы, «дәстүрлі»
емес саласы – палеоэкология қалыптасты.
Бүгінгі таңда табиғи ортаның антропогендік факторлар әсерінен ӛзгеру дәрежесін зерттеу барысында кез келген аймақтағы ежелгі табиғи орта сипатын қалпына келтіруге негіз болатын жаңа қолданбалы сала – палеогеоэкология жедел қарқынмен даму жағдайында.
Жалпы алғанда палеогеографияның қандай саласы болмасын оның басты зерттеу нысаны қазіргі географиялық қабық пен оның құрамдас бӛліктерінің қалыптасуы мен дамуына алғышарт болған ежелгі геологиялық кезеңдердегі заңдылықтар мен процестерді қалпына келтіру болып табылады.
Білім тексеру сҧрақтары:
1. Палеогеография ғылымының қандай басты бағыттары бар?
2. Жалпы палеогеографияның негізін қалаған кімдер?
3. Палеогеография зерттеу нысандарына қарай қалай жіктеледі?
4. Компоненттік палеогеография нені зерттейді?
5. Тарихи және региондық палеогеография қандай топқа бірігеді, не себепті?
6. Қолданбалы палеогеографияның ғылымдағы орны қандай?
7. Палеоэкологияның қандай қолданбалы мәні бар?
1.3 Палеогеографиялық әдіс-тәсілдер
Барлық ғылымның мақсаты мен міндеттері, зерттеу нысандарына сәйкес қолданылатын әдіс-тәсілдері бар. Палеогеография жаратылыстану бағытындағы ғылымдардың ӛзара тоғысу аймағында орналасқандықтан зерттеу барысында кӛптеген әдіс-тәсілдер жиынтығы қолданылады. Олар құрылымдық ерекшелігіне қарай екі топқа біріктіріледі (2-кесте) :
1. Аналитикалық немесе жеке әдіс-тәсілдер.
2. Синтетикалық немесе жалпы әдіс-тәсілдер.
2-кесте. Палеогеографиялық зерттеу әдістері
Аналитикалық әдістер Синтетикалық әдістер Геохимиялық әдіс
Тарихи әдіс Геофизикалық әдіс
Формациялық-фациялық әдіс Актуализм әдісі Литологиялық әдіс Себеп-салдар әдісі Палеонтологиялық әдіс Қосымша әдістер Картографиялық әдіс
Кешенді әдістер Палеоэкологиялық әдіс
Физикалық-географиялық әдіс
(ландшафттық, геоморфологиялық, климатологиялық және т.б.)
Сонымен қатар бүгінгі таңда нақты палеогеографиялық ақпараттар алу үшін геологиялық, географиялық, биологиялық, математикалық үлгілеу және компьютерлік технология әдістері де кеңінен қолданылады.
Әсіресе геологияның литологиялық, тарихи-геологиялық, геофизикалық және геохимиялық аналитикалық әдістері кеңінен қолданылады. Олардың кӛмегімен геологиялық жыныстардың құрамы, жасы және олармен бірге кездескен тірі организмдердің абсолюттік жасы, тіршілік ортасының жай- күйі анықталады.
Тарихи әдіс – табиғаттың дамуының уақыт бойынша ӛзгерістері мен ӛзара байланысын, олардың себеп-салдарын талдауға бағытталған палеогеографияның әдіснамалық негізі болып табылады.
Актуализм (латын тілінде «актуаль» – қазіргі жай-күйі) әдісі – палеогеографияның ғылым ретінде айқындалуы мен қалыптасуы жағдайында белсенді қолданылған әдістердің бірі, ӛйткені табиғаттың кӛптеген
компоненттері ӛте ерте кезеңде пайда болып, қайталанбас сипатқа ие болған.
Сондықтан қазіргі табиғат жағдайын ерте кезеңдерге қайта кӛшіру кӛп жағдайда мүмкін болмайтын нәрсе.
Белгісіздік немесе екі жақтылық – табиғаттағы кейбір нысандарға тән қасиет. Тіпті мұндай жағдайлар материяның жоғары ұйымдасқан деңгейлерінде, мәселен климаттың, мұздықтардың, ӛзен аңғарларының дамуынан кӛрінеді.
3-сурет. Кешенді палеогеографиялық талдау
Кешенді талдау әдісі – палеогеографиялық зерттеулер жүргізуде ең тиімді әдіс-тәсілдерді таңдаумен қатар, зерттеу қорытындыларын түсіндірудің де жолдарын қарастырады. Палеогеографиялық қорытынды алуан түрлі мәліметтер жүйесін талдау негізінде жасалады (3-сурет).
Ежелгі дүниенің тұтастығын қалпына келтіруде палеогеографиялық корреляция әдісінің маңызы зор. Бұл әдістерге негіз болатын жер қойнауында жүретін аса маңызды палеогеографиялық құбылыстар мен геологиялық жыныстар. Ең алғашқы ғылыми негізделген палеогеографиялық корреляциялар ХІХ ғасырдың аяғы мен ХХ ғасырдың басында Еуропа мен Солтүстік Америкадағы мұз басу құбылыстарын салыстыру жағдайында жүзеге аса бастады. Палеогеографиялық корреляция әдістерінің екінші кезеңі ХХ ғасырдың ортасынан басталды. Ол палеогеографиялық талдау әдістерінің
Ежелгі климаттық
жағдайды анықтау
Ежелгі су алаптарын
айқындау
Ежелгі тектоника лық режим ді қалпына
келтіру Ежелгі
қҧрлық аумақтарын
айқындау
Палеогео графиялық
талдау
жетілуімен және оның геологиялық-географиялық зерттеулерде кеңінен қолданыла басталуымен тығыз байланысты.
Палеогеографиялық корреляция әдісі іс жүзінде негізінен Жер ғаламшары табиғатындағы соңғы оқиғаларға сүйенеді. Әсіресе антропоген дәуірінің плейстоцен кезеңі кезіндегі ӛзгерістерді зерттеудің қолданбалы мәні зор. Осы кезеңдерге қатысты кӛптеген нақты аналитикалық мәліметтер негізінде Дүниежүзілік мұхит пен оның жекелеген бӛліктері ( С. Эмелиан, Н.
Шеклтон) және материктердің (А. А. Величко, В. А. Зубаков) ғаламдық палеогеографиялық корреляциясы жасалынды. Бұл зерттеулер барысында палеомагниттік, изотоптық, литологиялық, макро- және микрофауналық мәліметтерді басшылыққа алатын кешенді талдау әдісі қолданылады.
Палеонтологиялық әдіс – жер қойнауындағы тау жыныстары құрамындағы алуан түрлі тірі организмдер қалдықтарын барлық географиялық ендіктер бойынша қарастыру негізінде жүзеге асырылады.
Палеогеографиялық корреляция жүргізу кезінде «континент – қайраң – мұхит» тұтастығын сақтайтын үзіліссіз корреляциялық қатар сақталынуы тиіс, ол мұхит – теңіз – қайраң – кӛл – ӛзен жүйелерін мекендеген биотоптарды анықтауға мүмкіндік береді.
Палеогеографиялық корреляция жасауда палинологиялық (спора-тозаң) және диатомдық (бір жасушалы қарапайым организмдер) талдау әдістерінің де маңызы зор.
Палеогеографиялық корреляция жасауда жиі қолданылатын – топырақтық-литологиялық әдіс. Литологиялық әдіс бірнеше зерттеулер (минералогиялық, петрографиялық, гранулометриялық және т.б.) жиынтығынан тұрады. Шӛгінді жыныстардың фациялық-генетикалық ерекшеліктерін, географиялық зоналар бойынша таралуын және олардың жинақталу уақытын, ондағы палеогеографиялық жағдайды (климаттық зоналылық және ондағы ӛзгерістер, мұз басу кезеңдері, су деңгейінің ӛзгеруі) анықтауға мүмкіндік береді.
Палеопедологиялық (қазба топырақ қабаттарын талдау) талдау негізінде зерттелетін аймақтың табиғат жағдайының (жер бедері, климат, ӛсімдік жамылғысы) мейлінше нақты бейнесін қалпына келтіруге қажетті ақпараттар алуға болады. Бірақ бұл мәліметтер барлық кӛрсеткіштері бойынша жер бедерінің біртектес типі тән (мәселен, перигляциалды) шағын аудандар үшін тиімді. Бір-бірінен алшақ орналасқан аймақтар бойынша жасалған палеогеографиялық корреляция кӛрсеткіштері нақты бола бермейді.
Палеогеографиялық салыстырмалы талдау жасауда физикалық, физикалық-химиялық әдістерді енгізу палеогеографиялық корреляцияның дәлдігін арттыруға негіз болды. Бұл әдістер абсолюттік уақытты барынша дәл анықтауға мүмкіндік беретін: радиокӛміртекті, уранды-иондық, термо- люминеценттік, электронды парамагниттік резонанс (ЭПР) зерттеулері болып табылады.
Радиокӛміртекті әдіс ХХ ғасырдың ортасында У. Либбидің ұсынысымен енгізілген. Ол тау жыныстары құрамындағы радиоактивті
негізінде жүргізіледі. Анықтаушы материал ретінде ӛсімдіктер қалдықтары, топырақ қарашірігі, биогендік карбонаттар, мұздық құрамындағы кӛмірқышқыл газы алынған.
Талдауға ең тиімді уақыт ретінде 10-40 мың жылдар аралығы таңдалынады. Жаңа техника мен технологияны тиімді пайдалану (спектроскопия) арқылы радиокӛміртекті жолмен абсолютті жасты анықтаудың шегін 100 мың жылға дейін кӛтеруге мүмкіндік туып отыр.
Осы әдіс кӛмегімен Сібірдің солтүстігінің палеогеографиялық хронологиясы мен Каспий теңізі деңгейінің плейстоценнің соңы мен голоцен кезеңіндегі ӛзгерістері нақтыланған.
Уранды-иондық талдау дәл уақытты белгілеуде уран теңсіздігіне негізделеді. Неғұрлым нақты нәтижелер құрамында биоорганикалық карбонаттар бар теңіз маржан полиптері мен былқылдақ денелілердің бақалшақтарын пайдалану барысында алынады. Бұл әдістің негізіне теңіз суында уран мен оның айырылу ӛнімдерінің радиоактивті теңесуіне кеткен уақыт ӛлшемі алынады.
Бұл әдіспен орта және соңғы плейтоцен кезеңінде Ақ теңізде жүрген бореальдық трансгрессия процесінің хронологиясы анықталған. Бұл бүгінгі таңда палеогеографиялық жағдайларды қалпына келтірудегі аса маңызды және жиі қолданылатын әдіс болып табылады.
Термо-люминеценттік (ТЛ) әдіс табиғи радионуклидтердің иондық сәулелену әсерінен, теңеспеген зарядтар түрінде жергілікті деңгейде жинақталуына негізделеді. Бүгінгі таңда ТЛ-талдау бірнеше әдістер кӛмегімен жүргізіледі. Олардан алынған мәліметтер кӛп жағдайда бір-біріне қарама-қайшы келіп жатады. Алайда талдаудың технологиялық тиімділігі және талдау үлгілерінің (кварц, дала шпаты, карбонаттар, жанартаулық күл, мұхит, теңіз, кӛл, аллювий, мұздық шӛгінділер құрамындағы сүйек қалдықтары) шектеулі, ал уақыт ӛлшемінің ауқымды болуы бұл әдісті геологиялық және палеогеографиялық зерттеулерде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
Электронды парамагниттік резонанс (ЭПР) ӛткен табиғат жағдайларының жасын анықтауда белсенді түрде құрастырылып, қолданысқа еніп жатқан ең жаңа әдіс болып табылады. Бұл әдіс парамагниттік орталықтар мен тұрақты магниттік ӛрісі бар заттардан шығатын тербеліс жиілігін есептеу және ӛзара салыстыруға негізделген.
ЭПР-талдау жүргізуде бақалшақтар, маржан полиптері, фораминоферлер, кварц, кремний, жанартаулық шыны, сүйек қалдықтары пайдаланылады. Зерттеудің уақыт ӛлшемі миллионнан бірнеше жүздеген жылдар аралығын қамтиды.
Жоғарыда келтірілген әдістер кӛмегімен Еуразия мен Солтүстік Американың үлкен аумақтарында фауналық құрылымның пайда болуы мен жойылуының бір мезгілде қайталанып отырғандығы; неотектоникалық қозғалыстардың белгілері мен дамуының сәйкес келуі; арктикалық алаптағы теңіз трансгрессияларының мұз басу аралық кезеңдерімен сәйкес келуі; мұз басудан тыс аудандардағы лесс және топырақ түзілуінің мұз басу кезіндегі
климаттық жағдаймен байланысты жүруі; Каспий теңізі трансгрессиясының Орыс жазығы мен Кавказда жүрген мұз басудан кейін жүзеге асуы сияқты аса ірі де маңызды палеогеографиялық жағдайлар анықталды.
Табиғи жағдайларды корреляциялаудың ең бір тиімді әдісі – палеогеографиялық реперді талдау.
Палеогеографиялық репер дегеніміз – ертедегі әлдебір географиялық құбылыс немесе оның басқа жүйелер құрамындағы қайталама кӛрінісі кӛмегімен бір-біріне жақын және ӛте алшақ орналасқан аумақтардағы табиғат құбылыстарын ӛзара салыстыру үшін қолданылатын кӛрсеткіш.
Палеогеографиялық реперге қойылатын негізігі талаптар:
1. Ӛзіне тән танымал сипатының болуы;
2. Палеогеографиялық корреляция жасалатын жағдайдың ұзақтығынан аспайтын уақыт аралығының болуы;
3. Кеңістікте алатын орнының жеткілікті дәрежеде болуы.
Палеогеографиялық реперлер тікелей (климат ӛзгерісі, мұхит деңгейінің ауытқуы, биотаның ӛзгерісі) және жанама (изотопия, палеомагнетизм) болуы мүмкін. Кеңістікте таралуының ауқымы бойынша реперлер зоналық (ландшафт, топырақ, биота), региондық (мұз басу, ішкі континенттік су алаптарының деңгейі, шӛгінді жыныстардың жинақталуы), континентаралық (теңіздер деңгейі мен гидрологиясы, климат ылғалдылығы мен температураның ӛзгеруі) және ғаламдық (изотопия, палеомагнетизм, климаттың астрономиялық құрамдары, мұхит деңгейі және т.б.) деп жіктеледі.
Ұзақ мерзімді палеогеографиялық корреляция жасауда ғалымдар изотопты-оттектік кӛрсеткіштерді басшылыққа алуды қолдайды. Бұл кӛрсеткіштер оттек изотоптарының фракциялануына, оның ішінде судың бір күйден екінші күйге (булану, қату, конденсация) ӛтуі кезіндегі және оттегінің карбонаттық ионы мен судың арасында термодинамикалық реакция әсерінен изотоп алмасуы қасиетіне негізделеді.
Талдау нысандары ретінде теңіздік және континенттік биогенді, биогенді емес қосылыстар: фосфатты және карбонатты бақалшақтар мен сүйектер, мұз жентектері және т.б. алынады. Алынған изотоптық мағлұматтар негізінде қисық сызық жасалынып, олар жеңіл және ауыр изотоптар бойынша изотоптық зоналарға ажыратылады. Олар климаттың жылынуы мен салқындау кезеңдерін айқындау үшін репер ретінде қолданылады.
Палеогеографиялық корреляция жүргізудің «континент – қайраң – мұхит» жүйесіндегі ең ауқымды палеогеографиялық табиғат жағдайларына шолу жасау кезінде олардың тұтастығын бұзбай, бір-бірімен байланыста қарастыру қажет.
Алайда географиялық қабықтың құрамдас бӛліктері болып саналатын бұл құрылымдардың палеогеографиялық жағдайының ӛзіндік ерекшеліктері бар. Материктік бӛлік ӛзінің құрылымы жағынан қандай күрделі болса, ондағы палеогеографиялық жағдай да соншалықты алуан түрлі.
Палеогеографиялық процестерді маңыздылығына қарай бірнеше
