Эоцен

Эоцен — вторая геологическая эпоха палеогенового периода, следующая за палеоценом и предшествующая олигоцену. Охватывает интервал времени от примерно 56 до 33,9 миллиона лет назад. Эоцен характеризуется глобальным климатическим оптимумом, широким распространением теплолюбивой флоры и фауны, а также значительными изменениями в тектонике и очертаниях материков.

Хронология и стратиграфия

Эоцен является частью палеогеновой системы кайнозойской эры. Его границы определены Международной комиссией по стратиграфии (ICS) на основе биостратиграфических данных (изменения в фауне планктонных фораминифер и нанопланктона) и изотопно-кислородных кривых. Нижняя граница эоцена совпадает с Палеоцен-эоценовым термическим максимумом (PETM) — резким кратковременным потеплением. Верхняя граница проводится по массовому вымиранию морских организмов, связанному с началом оледенения Антарктиды.

Эоцен делится на три отдела (эпохи) — нижний, средний и верхний, которые, в свою очередь, подразделяются на ярусы:

• Нижний эоцен (56,0–47,8 млн лет назад): включает ипрский ярус.
• Средний эоцен (47,8–41,2 млн лет назад): включает лютетский и бартонский ярусы.
• Верхний эоцен (41,2–33,9 млн лет назад): включает приабонский ярус.

Палеогеография и тектоника

В эоцене конфигурация материков существенно отличалась от современной. Продолжался распад суперконтинента Гондвана. Индийская плита двигалась на север, сталкиваясь с Евразийской плитой, что привело к началу формирования Гималайской горной системы. Это столкновение, начавшееся в среднем эоцене, вызвало поднятие Тибетского нагорья и существенно изменило глобальные климатические и океанические циркуляции.

Австралия отделилась от Антарктиды, начав дрейф на север. Между ними образовался Южный океан, что привело к изоляции Антарктиды и началу её оледенения. Северная Америка и Евразия были соединены сухопутными мостами (через Гренландию и Берингию), что обеспечивало обмен фауной. Тетис — древний океан — сокращался, соединяясь с Атлантическим и Индийским океанами через узкие проливы. В конце эоцена произошло значительное понижение уровня Мирового океана.

Климат

Эоцен известен как один из самых тёплых периодов в истории Земли. Глобальная среднегодовая температура достигала +25–30 °C, что на 10–15 °C выше современной. Климат был влажным и ровным, без полярных ледяных шапок. В начале эоцена произошёл Палеоцен-эоценовый термический максимум (PETM) — кратковременное (длительностью около 200 000 лет) повышение температуры на 5–8 °C, вызванное, вероятно, массивным выбросом метана из газогидратов.

В середине эоцена (около 50 млн лет назад) наступил Эоценовый климатический оптимум (EECO) — самый тёплый интервал эпохи. В это время тропические леса произрастали вплоть до полярных регионов, а в Арктике водились крокодилы и черепахи. Однако к концу эоцена (около 34 млн лет назад) началось резкое похолодание, связанное с падением концентрации углекислого газа в атмосфере и изоляцией Антарктиды. Это привело к образованию первых ледниковых покровов на южном континенте и массовому вымиранию теплолюбивых видов.

Флора

Эоценовая флора была чрезвычайно разнообразна и теплолюбива. В тропических и субтропических широтах господствовали вечнозелёные леса, состоящие из пальм, фикусов, лавровых, магнолиевых, а также древовидных папоротников и хвойных (араукарий, подокарпов). В средних широтах (Европа, Северная Америка) произрастали листопадные и смешанные леса с участием бука, дуба, клёна, ореха, платана и гинкго.

В высоких широтах (Арктика, Антарктида) климат был умеренно-тёплым, позволявшим существовать лесам из метасеквойи, таксодиума и других хвойных, а также лиственных пород. В конце эоцена, с похолоданием, началось сокращение ареалов теплолюбивых растений, особенно в полярных регионах. Появились первые злаки, хотя их распространение было ограниченным.

Фауна

Эоцен — время бурного развития млекопитающих, которые после вымирания динозавров заняли все основные экологические ниши. Фауна эоцена характеризуется появлением многих современных отрядов.

Млекопитающие

• Приматы: Первые приматы (адаписы, омомиисы) были мелкими, древесными, насекомоядными или плодоядными. В конце эоцена появились первые антропоиды (обезьяны) — например, Eosimias и Biretia.
• Копытные: Разнообразие копытных было огромным. Включало как мелких (кондиляртры, гиракотерии — предки лошадей), так и крупных форм (уинтатерии, титанотерии). В середине эоцена появились первые верблюды, свиньи и олени.
• Хищные: Эоценовые хищники включали креодонтов (например, Hyaenodon — крупный хищник, похожий на гиену) и миацидов — предков современных хищных (кошек, собак, медведей). В конце эоцена появились первые настоящие хищные (Carnivora).
• Китообразные: Эоцен — ключевой этап эволюции китов. Ранние киты (пакицеты, амбулоцеты) были полуводными, четвероногими, похожими на крокодилов. К концу эоцена появились полностью водные формы (базилозавры, дорудоны), достигавшие длины до 20 метров.
• Грызуны и зайцеобразные: Появились и быстро диверсифицировались в эоцене.
• Рукокрылые: Первые летучие мыши (например, Icaronycteris) были насекомоядными и уже обладали способностью к эхолокации.

Морская фауна

В морях эоцена господствовали акулы (в том числе гигантская Otodus megalodon), скаты, костистые рыбы, а также разнообразные моллюски (аммониты вымерли в конце мела). В теплых водах процветали коралловые рифы, фораминиферы (нуммулиты — крупные раковинные простейшие, достигавшие размеров до 10 см) и радиолярии. Морские рептилии (мозазавры, плезиозавры) вымерли в конце мела, их место заняли киты и морские черепахи.

Птицы

Эоцен известен крупными нелетающими хищными птицами — например, Gastornis (высотой до 2 метров) и фороракосы. Водоплавающие и лесные птицы были разнообразны, включая первых пингвинов (в Антарктиде) и птиц, похожих на современных журавлей и цапель.

Вымирание в конце эоцена

Конец эоцена (около 34 млн лет назад) ознаменовался массовым вымиранием, известным как «Великое вымирание эоцена-олигоцена» или «Вымирание Eocene-Oligocene». Оно затронуло в основном морские организмы (планктон, бентос, кораллы) и теплолюбивые наземные виды. Основные причины:

1. Похолодание: Резкое падение глобальной температуры, вызванное падением уровня CO2 и началом оледенения Антарктиды.
2. Изменение океанических течений: Изоляция Антарктиды привела к формированию холодного циркумполярного течения, что изменило циркуляцию вод и снизило продуктивность океана.
3. Падение уровня моря: Регрессия океана привела к осушению шельфовых зон, что уничтожило многие прибрежные экосистемы.

В результате вымерли многие группы млекопитающих (уинтатерии, титанотерии, некоторые креодонты), а также значительная часть морской фауны. Это событие открыло путь для эволюции новых групп, характерных для олигоцена.

Значение для науки

Эоцен представляет собой важную «лабораторию» для изучения климатических изменений в геологическом прошлом. Эоценовый климатический оптимум (EECO) и Палеоцен-эоценовый термический максимум (PETM) являются аналогами современного глобального потепления, вызванного антропогенными выбросами парниковых газов. Изучение эоценовых отложений позволяет учёным моделировать последствия повышения температуры, изменения уровня моря и вымирания видов. Кроме того, эоценовые породы (например, в Западной Сибири и Северном море) содержат значительные запасы нефти и газа.

Источники

1. Gradstein, F. M., Ogg, J. G., Schmitz, M. D., & Ogg, G. M. (Eds.). (2012). The Geologic Time Scale 2012. Elsevier.
2. Zachos, J. C., Dickens, G. R., & Zeebe, R. E. (2008). An early Cenozoic perspective on greenhouse warming and carbon-cycle dynamics. Nature, 451(7176), 279–283.
3. Prothero, D. R. (2006). After the Dinosaurs: The Age of Mammals. Indiana University Press.
4. Gingerich, P. D. (2003). Land-to-sea transition in early whales: evolution of Eocene Archaeoceti (Cetacea) in relation to skeletal morphology and life history. Paleobiology, 29(3), 429–454.
5. Короновский, Н. В., Хаин, В. Е., & Ясаманов, Н. А. (2006). Историческая геология. М.: Издательский центр «Академия».