Силурийский период

Шотландский геолог Р. И. Мурчисон выделил силурийскую систему в 1835 году, опираясь на результаты исследований раннепалеозойских отложений на территории южного Уэльса, проводившихся им начиная с 1831 года. Название системе он дал в память о силурах (лат. silures) — кельтском племени, которое в эпоху железного века населяло земли современного южного Уэльса и прилегавших районов Англии и ожесточённо сопротивлялись в I веке нашей эры римскому завоеванию. Название вошло во всеобщий обиход после публикации Мурчисоном в 1839 году своей классической работы «The Silurian System»^[11][12].

По первоначальной концепции Мурчисона, силурийский период охватывал и то, что ныне называют ордовиком; самостоятельный ордовикский период был выделен лишь в 1879 году английским геологом Чарльзом Лэпвортом^[12][13]. Однако долго его обычно рассматривали как нижний (ордовикский) отдел силурийской системы. В СССР ордовик был впервые введён в легенды геологических карт в статусе самостоятельной системы в 1955 году, а в 1960 году на 21-й сессии Международного геологического конгресса в Копенгагене он был официально утверждён в ранге отдельной системы Международной стратиграфической шкалы (МСШ), после чего окончательно утвердилась трактовка силура как третьего по счёту подразделения палеозоя^[14][15].

В СССР во второй половине XX века силурийскую систему было принято подразделять на два отдела: нижний силур (с лландоверийским и венлокским ярусами) и верхний силур (с лудловским и пржидольским ярусами)^[16][17]. Между тем в рамках МСШ было введено деление данной системы на 4 отдела: лландоверийский, венлокский, лудловский и пржидольский (до 1972 года — даунтонский^[18]) с 7 ярусами (пржидолий на ярусы не членится)^[19], которое распространилось и в России^[20][21]. Постановлением Межведомственного стратиграфического комитета от 5 апреля 2012 года в Общую стратиграфическую шкалу (ОСШ), рекомендованную к применению в России, были внесены изменения, в соответствии с которыми в ОСШ деление силурийской системы на отделы и ярусы стало таким же, как и в США, однако было сохранено и деление силура на нижний и верхний (теперь эти подразделения получили ранг подсистем)^[22].

Абсолютные даты для подразделений силура периодически уточняются Международной комиссией по стратиграфии (МКС); в схеме, приведённой справа, даты приведены по состоянию на 2023 год^[3].

В качестве нижней границы (основания) силурийской системы МКС в 1985 году утвердила подошву биозоны граптолита Parakidograptus acuminatus; при этом за стратотип был принят ордовикско-силурийский разрез Добс-Линн (около городка Моффат на юге Шотландии). Позднее было решено уточнить определение данной границы, выбрав в роли биостратиграфического маркера первое появление граптолитов Akidograptus ascensus и Parakidograptus praematurus (последний вид ранее включали в состав Parakidograptus acuminatus)^[23][24][25].

Верхней границей силура служит основание девонской системы, за которую ещё в 1972 году была взята подошва биозоны граптолита Monograptus uniformis (дополнительный биостратиграфический критерий — появление трилобита Warburgella rugulosa rugosa). Стратотипом служит слой 20 местонахождения Клонк, находящегося в 12 км от города Бероун (последний расположен к юго-западу от Праги)^[19][26][27].

В начале силурийского периода палеогеографическая картина Земли оставалась в целом той, какой она предстала в конце кембрия: почти вся суша была собрана в 4 континента. В приэкваториальной области находились Лаврентия, Балтика (Фенносарматия) и Ангарида (Сибирь). Вблизи Южного полюса располагался огромный суперконтинент Гондвана, частью, впрочем, также выходивший к экватору; в состав Гондваны входили сразу несколько будущих кайнозойских платформ (Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская платформа, Австралийская, Восточно-Антарктическая), но, помимо их, в периферийной части Гондваны располагалась перигондванская зона, включавшая множество микроплатформ, которые в позднем палеозое — мезозое (в различное время) вошли в состав формировавшейся Евразии^[28][29][30].

Между Гондваной и северными континентами находились микроконтиненты Авалония и Казахстания; первый отделился от побережья Гондваны в раннем ордовике^[31], а второй консолидировался в позднем ордовике из отдельных фрагментов-террейнов^[32].

Все перечисленные континенты были разделены океанами. Почти всё Северное полушарие занимал огромный океан Панталасса, предшественник Тихого океана. Океан Япетус отделял Лаврентию от Балтики и Авалонии, которые, в свою очередь, были разделены морем Торнквиста. Между Балтикой, Ангаридой и Казахстанией располагался Уральский океан. Гондвану отделял от Авалонии океан Реикум, а от Балтики и Казахстании — океан Прототетис^[29][33].

В течение силура продолжалось начавшееся в ордовике сужение Япетуса и расширение Реикума (достигшего в раннем силуре максимальной ширины^[31])^[34]. Ещё в катийском веке позднего ордовика произошло соударение восточного конца Авалонии с побережьем Балтики, которое, однако, не привело тогда к прочному слиянию этих континентов^[35]. Примерно 420 млн лет назад, в конце силура, Балтика и Авалония столкнулись с Лаврентией, объединившись в единый новый континент — Лавруссию (Еврамерику); океан Япетус фактически свёлся к небольшому заливу между западной частью бывшей Авалонии и восточным побережьем бывшей Лаврентии, а окончательно прекратил своё существование в раннем девоне^[36][37][38]. Между тем уже с середины силура происходило нарастающее сужение Реикума, имевшее следствием значительное сближение Лавруссии и Гондваны к концу периода. Напротив, Ангарида удалялась от них, сдвигаясь при этом к северу^[39].

В конце силура произошло и другое значительное событие: начались интенсивные процессы рифтинга в приэкваториальной части Гондваны, которые привели в начале девона к отделению от неё микроконтинентов Тарим, Северный Китай (Синокорея), Южный Китай и Индокитай (Аннамия)^[40].

На силурийский период приходится наиболее выраженная — скандская — эпоха каледонской складчатости, которая началась в позднем лландовери, длилась до раннего девона и характеризовалась интенсивным горообразованием, наиболее выраженным в области коллизии Лаврентии, Балтики и Авалонии (районы Скандинавии, Британских островов, восточной Гренландии, Северных Аппалачей). В ходе формирования Лавруссии вслед за спадом сжимающих напряжений и затуханием складчато-надвиговых дислокаций начались растяжения, движения по сбросам и образование межгорных впадин, которые заполнялись континентальной красноцветной молассой, известной как древний красный песчаник. Эти процессы сопровождались ростом тектонической и магматической активности^[41].

В начале силурийского периода ещё продолжалось позднеордовикско-раннесилурийское оледенение, при котором значительная часть Гондваны (включая территории Южной Америки, Африки, Пиренейского и Аравийского полуостровов и Малой Азии) была покрыта ледниковым щитом. К концу рудданского века оледенение закончилось^[42][43].

Однако на протяжении большей части силурийского периода климат на Земле в целом оставался холодным (в течение ландовери и венлока имели место новые оледенения, носившие, впрочем, ограниченные масштабы^[44]). Ближе к концу периода потепление стало значительным, а климат — тёплым (временами жарким) и засушливым^[45][46]. В конце силура у поверхности земли средняя температура воздуха составляла более 20 °C (что на 5 °C выше современного значения). Продолжалось формирование защитного озонового экрана, появившегося в ордовике^[47]. Содержание диоксида углерода в атмосфере в силуре в три раза превышало современный уровень (в позднем ордовике — в четыре раза). Если в начале периода уровень атмосферного кислорода составлял 65 % от современного уровня, то в конце периода он снизился до 35 % от современного^[48].

На протяжении силурийского периода часть территории континентальных платформ была занята мелководными морскими бассейнами (в ряде районов можно предполагать прибрежно-морские и лагунные условия). Площадь этих бассейнов со временем изменялась: в начале периода имела место некоторая трансгрессия, сменившаяся в середине и конце силура регрессией. В начале силура значительная часть Восточно-Европейской и бо́льшая часть Восточно-Сибирской платформ были заняты такими бассейнами, о чём свидетельствует характер отложений: преобладали карбонатные осадки мелкого шельфа и лагунные отложения (лишь в северо-западной части Восточно-Сибирской платформы выделяется область относительно глубоководного карбонатно-глинистого осадконакопления). К концу периода положение изменилось: море ушло с Восточно-Европейской платформы и со значительной части Восточно-Сибирской платформы^[49][50].

Мелководные морские бассейны занимали в силуре также значительные области Лаврентии и Южного Китая^[51].

Акантоды, или колючкозу́бые (лат. Acanthodii) — класс вымерших рыб. Существовали с позднего силура до ранней перми. Появляются некоторые группы бесчелюстных — костнопанцирные и беспанцирные. Расцвет граптолитов и прямораковинных наутилоидей. Заметно возросло разнообразие брахиопод.

В позднем силуре появляются хрящекостные лучепёрые рыбы из отряда палеонискообразных^[52].

Megamastax amblyodus из верхнего силура, костная рыба длиной до метра, на 2014 год считается первым позвоночным хищником, специализирующимся на поедании других позвоночных^[53].

Обитатели морей силурийского периода

В конце силура на суше появляется ещё одна группа растений — сосудистые (Tracheophyta). Их отпечатки найдены в отложениях верхнего силура в Великобритании, Чехии, Украине и Казахстане. Появление сосудистых растений — одно из ключевых событий в истории биосферы.

В отложениях силура встречаются медно-колчеданные руды (Урал и Норвегия). С кремнистыми толщами Южного Урала и Средней Азии связаны месторождения марганца и фосфоритов. В США (штаты Нью-Йорк и Алабама) открыты и находятся в стадии разработки месторождения железной руды, а также месторождения гипса (центральная часть штата Нью-Йорк). Основные полезные ископаемые силурийского периода: железные руды, золото, медь, горючие сланцы, фосфориты и барит.