В настоящем материале указываются различные способы графического изображения палеоэкологических (а также литологических и фациальных) данных и обобщений.
Изготовление таких иллюстраций представляет обязательный раздел работы палеоэколога. Профили, карты и различные схемы не только служат для иллюстрирования и обобщения того, о чем идет речь, — их составление рассматривается нами как метод выявления закономерностей фациальной приуроченности ископаемых организмов, закономерностей фациальной смены, миграций и т. д.
Вообще к графическому методу как во многих случаях более наглядному и точному по сравнению со словесным способом передачи наблюдений и мыслей, а в полевой обстановке — более быстрому, необходимо прибегать возможно шире. Графика может заменить длинные описания, и они могут быть в поле сведены к минимуму (иногда к нескольким словам, буквам, стрелкам и т. п., которыми снабжаются рисунки).
Полевые рисунки
Наиболее распространенными в полевой практике палеоэколога являются рисунки-схемы и точные штриховые рисунки; желательно (где эго потребуется) выполнение рисунков цветными карандашами и красками.
Схематические рисунки обычно применяются для иллюстрирования разрезов. Им придают или вид колонок, ограниченных прямыми линиями, или, что будет более отвечать нашим целям, вид «лестницы», которая отражает наблюдаемый в природе профиль (рельеф) обнажения, создаваемый чередованием более устойчивых слоев одного состава, выступающих в виде карнизов, и более рыхлых слоев другого состава, образующих в разрезе ниши. Колонкам при их вычерчивании также может быть придана рельефность, если более устойчивые слои разреза обводить со всех сторон толстой линией.
Условные обозначения для различных типов пород и для текстурных особенностей (косая слоистость, поверхности размыва и др.), выработанные автором или заимствованные из существующих инструкций, необходимо выдерживать во всех схемах однообразно. На разрезах должно быть также обозначено расположение окаменелостей (внизу, в середине или вверху слоя, на границах слоев), скопления окаменелостей, их ориентировка, сохранность (например: одно — или двустворчатые раковины у пластинчатожаберных моллюсков), норы роющих животных, ходы камнеточцев и др.
При описании обнажений эти рисунки желательно располагать в полевой книжке таким образом, чтобы сбоку оставалось достаточно места для послойного описания и указаний на фаунистическое (флористическое) содержание, частоту нахождения отдельных видов фауны и пр. Для этого рисунок удобнее помещать на левой странице раскрытой полевой книжки. Масштаб рисунка разреза должен быть взят таким, чтобы на нем нашли место все отмечаемые детали.
В целях приближения зарисовок разрезов к натуре, в полевой книжке, и затем в печати, могут быть даны рисунки разрезов в более «вольной» манере. На них условные знаки, обозначающие литологический состав отдельных слоев, не вычерчиваются при помощи линейки и угольника, а в несколько схематизированном виде передаются естественная отдельность породы, распределение остатков фауны и флоры, а также другие особенности слоев.
Очень важно при наблюдениях в поле зарисовывать различные детали: изображать расположение и ориентировку окаменелостей, особенности их захоронения, особенности строения, различные образования на поверхностях слоев и т. п.; в некоторых случаях приходится давать рисунки изучаемого объекта в нескольких плоскостях.
Рисунки должны быть снабжены указаниями на естественные размеры изображаемых объектов, а в случае одинаково ориентированных объектов (гребней ряби, удлиненных раковин моллюсков, растений и др.) — также на их ориентировку относительно стран света. Рисунки должны быть простыми, контурными, с нанесением, в случае выпуклых предметов, теней штриховкой, с выделением всех важных особенностей изображаемого объекта и с опущением несущественного.
Необходимо также делать штриховые рисунки обнаженных участков, отдельных обнажений или их частей для иллюстрирования общего вида особенно интересного обнажения или особенностей залегания слоев и т. п. Для тех же целей в ряде случаев могут быть применены краски и цветные карандаши, что особенно необходимо для передачи цвета пород (например, пестроцветных толщ).
Карандашные рисунки (черные) делаются графитовым карандашом средней твердости. В тех случаях, когда изображается местность с многими планами, рекомендуется пользоваться двумя или тремя карандашами различной твердости и рисовать наиболее мягким карандашом передний план, карандашом средней твердости — средний план, а жестким карандашом — дали. Этим простым способом на рисунке хорошо достигается перспектива. Раскраску отдельных геологических горизонтов и слоев лучше наносить не на рисунок, а на покрывающую его восковку; цвета желательно брать близкими к естественным цветам слоев.
Рисунки в печатных работах
Полевые штриховые рисунки, исполненные тушью, дают весьма желательный иллюстрационный материал для печатных работ, а также для экспозиции в музеях.
Схематические рисунки разрезов, помещаемые в работах, необходимо снабжать условными обозначениями, изображающими отдельные систематические группы, роды или виды ископаемых организмов. Эти обозначения для лучшего восприятия должны передавать в схематизированном виде контуры окаменелостей; их необходимо ставить точно против слоев, в которых окаменелости были найдены. Относительное обилие различных окаменелостей может быть показано различной величиной условных значков или иным способом. При сопровождении рисунков разрезов такими обозначениями, внутри их должны быть сохранены знаки породообразующих остатков организмов.
Из отдельных разрезов составляются профили, или схемы распределения осадков, фауны и флоры (со значительным превышением вертикального масштаба над горизонтальным, но с соблюдением относительных расстояний между разрезами).
Таких профилей, или схем должно быть по меньшей мере три: 1) стратиграфический, 2) литологический или профиль осадков и 3) палеоэкологический.
На стратиграфическом профиле выделяются цветом или штрихом только стратиграфические единицы.
На литологическом профиле внутри стратиграфических подразделений выделяются отдельные слои (пласты) пород. В процессе литологического изучения пород должны быть выявлены их диагенетические изменения и восстановлен первичный облик осадков. Тогда профиль может быть назван профилем осадков. Состав пород или осадков обозначается на профилях штрихами или красками, наиболее близкими к характерной естественной окраске пород.
При составлении палеоэкологического профиля на основу, на которой помимо стратиграфических подразделений нанесены также границы слоев, различными условными обозначениями наносятся находки фауны и флоры. Этими знаками (например, геометрическими: кружки, точки, крестики, прямые линии, линии под различным наклоном и т. п., или же знаками, в схематизированном виде передающими контуры окаменелостей) обозначаются отдельные виды, роды или крупные систематические группы (или же отдельные комплексы форм и биоценозы). Далее, для обозначения отличающихся в экологическом отношении форм или групп (например, обитатели береговой зоны, зоны более удаленной от берега и т. д.; формы эвригалинные, стеногалинные и т. д.; формы зарывающиеся, прирастающие, ползающие и т. д.) отдельные группы знаков даются с различной дополнительной нагрузкой (с точками, с сплошной заливкой) или же различными цветами. Частота нахождения соответствующих организмов в отдельных местах профиля может быть обозначена различным количеством знаков или их различной величиной.
При составлении и анализе палеоэкологических профилей необходимо помнить о том, что совместно захороняются организмы бентоса, нектона и планктона и что бентос может быть захоронен не на месте его обитания. Второе обстоятельство не играет роли при составлении палеоэкологических профилей (карт и других схем) мелкого масштаба, так как, как правило, трупы и скелеты донных организмов волнами и донными течениями перемещаются недалеко от мест их обитания. При составлении же полных или частичных (см. ниже) палеоэкологических профилей крупного масштаба должны быть учтены также и моменты совпадения или несовпадения мест обитания и захоронения.
Профили, одновременно показывающие распределение осадков, связанных с ними организмов и их экологических особенностей, называются фациальными профилями. При рассмотрении таких профилей особенно ясно выступает связь различных донных форм и групп организмов с различными осадками (в тех случаях, если они захоронены на месте обитания).
Сделаем некоторые дополнительные замечания к составлению профилей (схем) распространения фауны, флоры и осадков:
а) когда стратиграфия проста (профиль охватывает малое число горизонтов), можно обойтись без специального стратиграфического профиля, так как стратиграфическая основа дается и на других профилях;
б) участки на профилях между изученными разрезами могут быть оставлены пустыми или же могут быть путем интерполяций заполнены обозначениями, что предпочтительнее. Делать это, однако, следует только в том случае, когда для интерполяций имеется достаточно данных. В описании профиля необходимо указать фактический материал, который использовался для его составления; на самом же профиле линиями необходимо обозначить положение и вертикальную протяженность изученных разрезов;
в) если толща фациально сильно изменчива и в вертикальном направлении представляет частое чередование повторяющихся слоев различного состава и различного фаунистического и флористического содержания — профили могут быть схематизированы в том смысле, что внутри отдельных горизонтов такое чередование различных типов пород, осадков и соответствующих им комплексов организмов показывается меньшее число раз, чем оно имеет место на самом деле. Это должно быть оговорено в объяснении к профилю;
г) на палеоэкологических профилях, составленных для фациально сильно изменчивых толщ или же очень богатых органическими остатками, обилие условных значков затрудняет прослеживание распространения отдельных форм и групп организмов. Поэтому рекомендуется давать, помимо полных профилей, также профили с частичной (выборочной) загрузкой. На таких рисунках показываются в экологическом аспекте лишь некоторые группы организмов или другие палеоэкологические особенности;
д) по той же причине при составлении фациальных профилей палеоэкологические данные можно наносить на восковую бумагу, накладываемую на профиль распределения осадков.
Профили бывают недостаточно наглядными также в тех случаях, когда смена фаций происходит медленно, на больших горизонтальных расстояниях. В таких случаях в дополнение к фациальным профилям необходимо давать схемы зонального и фациального распределения осадков, фауны и флоры. Такие схемы более ясно выявляют закономерности в распределении осадков, органических форм и их комплексов на дне ископаемого бассейна и показывают их естественную смену («гаммы», «ряды», «цепи»).
На таких рисунках дается полоска смены осадков от берега (в тех случаях, если он может быть установлен) в глубь водоема, с обозначением значками, под каждым «звеном» осадочного ряда, животных и растений, населявших эту полосу дна. Полоска с обозначениями органических форм может быть двурядной: в верхнем ряду более крупными значками обозначаются преобладающие формы, а в нижнем, более мелкими значками, — формы, играющие в данной фации второстепенную роль. Такие схемы даются для дробных отрезков времени и, в случае наличия фактического материала, для частей ископаемого бассейна, для которых они будут разными.
Помимо рассмотренных графических изображений палеоэкологических и литологических данных и обобщений могут быть составлены также и другие схемы.
Сопоставление таких схем, даваемых для последующих моментов истории бассейна, показывает: 1) четкую приуроченность организмов к определенным зонам, 2) иногда некоторое смещение в распределении их по зонам, чему должно быть найдено объяснение, и 3) изменения, происходившие в населении бассейна и его зональном распределении в моменты общего изменения условий жизни (например, солености).
Схемы стратиграфического распространения отдельных организмов отмечают появление одних форм (или групп форм), исчезновение других, вспышки в развитии или периоды угасания, но они не раскрывают экологические особенности и обстановки жизни ископаемых фаун. Такие схемы только поднимают вопрос о существовании физико-географических процессов, которые приводили к изменениям в органическом мире, во многом сходным у отдельных его групп.
Значительно более показательными являются схемы стратиграфического и фациального распространения, сопровождаемые литологической колонкой. Смена пород, показываемая колонкой, уже дает определенное (правда, неполное) указание на события в физико-географической жизни бассейна, которые не только влияли на расцвет или угасание тех или других форм организмов, но также являлись движущими силами изменений и эволюции фауны и флоры, вызывали миграции и приводили к гибели части населения бассейна.
Когда имеющийся материал пригоден для освещения не только одного направления в пространстве (одной «линии профиля»), но также и некоторой площади, в дополнение к профилям литологическому или же профилю осадков, к профилям палеоэкологическому и фациальному составляются карты литологические или же карты осадков, палеоэкологические и фациальные для отдельных моментов существования ископаемых бассейнов по отдельным стратиграфическим горизонтам или более дробным их подразделениям. На литологических картах показывается распределение (зональное или более дробное) пород, на картах осадков — распределение осадков ископаемого бассейна; на палеоэкологических картах условными значками показывается распределение различных форм или групп ископаемых организмов. Фациальные карты синтезируют наши знания о распределении и взаимосвязях осадков и населения бассейна в пределах изученной площади. Знаки и раскраска карт даются такие же, как на профилях. Как и при составлении фациальных профилей, можно рекомендовать, в случае обилия фактического материала, наносить палеоэкологические данные на восковую бумагу.
Очень интересными и показательными являются так называемые «сингенетические схем ы», предложенные В. П. Колесниковым (1949), в которых даются особым образом составленное родословное дерево группы животных, например, семейства моллюсков, и рядом одна или несколько карточек. Родословное дерево рисуется на фоне отдельных зон морского дна и на нем очень ясно выступают соотношения между отдельными видами, а также степень и зональность их распространения. На карточках указываются размещение и миграции отдельных видов.
Такие схемы, передающие ход событий во времени и в пространстве, изображают судьбы отдельных систематических групп организмов. По сравнению с карточками, входящими в такие схемы, карточки того типа обладают тем преимуществом, что на них показаны 1) грунты и 2) комплексы форм, населявшие бассейн.
С развитием палеоэкологических исследований появляются и будут в дальнейшем появляться все новые и новые типы графических изображений; каждая крупная работа и в этом отношении почти обязательно дает что-нибудь новое.
Очень показательны «схемы палеоэкологического анализа фаций», дающие наглядное представление о насыщенности породы органическими остатками, об особенностях их захоронения, а также о систематическом и экологическом составе фауны и флоры. Много дают также «схемы филогенеза и фациальной приуроченности» видов одного рода, на которых филогенетические ветви видов одновременно указывают фации, где они встречались, и «схемы расселения» отдельных видов, показывающие одновременно пути и время расселения. По замыслу элементарно просты, но очень много дают «таблицы соотношений между наблюдениями и выводами», на которых выписаны, с одной стороны, наблюдения, сделанные над отложениями какого-нибудь бассейна, его населением, населением суши и особенностями захоронения органических остатков, а с другой — все выводы, к которым приходит исследователь. От наблюдений к выводам протягиваются линии. Чем больше линий от различных наблюдений сходится, как в фокусе, у какого-нибудь вывода, тем более обоснованным может считаться этот вывод (Геккер, Рябинин, Раммельмейер и Филиппова, 1948).
Одной из конечных целей палеоэкологического исследования должно являться возможно более полное «восстановление» во всех ее проявлениях жизни отдельных ископаемых организмов и целых фаун и флор во вое время их существования.
Эти «реконструкции жизни в геологическом прошлом» должны быть даны в виде очерков, но их необходимо также иллюстрировать «картинами жизни» (прежнее название: «геологические ландшафты»). Уже с самого начала исследований необходимо продумывать и собирать материал для «картин жизни». «Картины жизни» необходимо давать отдельно для каждого естественного комплекса форм (биоценоза), для каждой фации и для отдельных отрезков геологического времени; необходимо избегать так называемых «картин-зверинцев», на которых на одном листе бумаги изображается в неестественных соотношениях вся или большая часть известной фауны (флоры) данного отрезка времени.