Введение
Национальный памятник в Соединенных Штатах
Формация Флорисант – это осадочное геологическое образование, выходящее на поверхность в окрестностях Флориссанта, округа Теллер, штат Колорадо. Формация известна обилием и исключительно хорошо сохранившимися окаменелостями насекомых и растений, обнаруженных в глинастых сланцах и аргиллитах. По данным аргоно-радиометрического датирования, возраст формации относится к эоцену (примерно 34 миллиона лет) и интерпретируется как озерная среда. Сохранение окаменелостей произошло благодаря взаимодействию вулканического пепла из близлежащего вулканического поля Тридцать девять миль с диатомовыми водорослями в озере, что вызвало их бурное размножение. Когда диатомовые водоросли оседали на дно озера, любые недавно умершие растения или животные сохранялись под слоем диатомовой взвеси. Тонкие слои глин и илов, перемежающиеся с пепельными слоями, образуют "бумажные сланцы", содержащие прекрасно сохранившиеся окаменелости. Национальный памятник ископаемых Флориссанта – это национальный памятник, учрежденный для сохранения и изучения геологии и истории этого района.
История
Название «Флориссант» происходит от французского слова, означающего «цветение». В конце XIX века туристы и исследователи приезжали в это место, чтобы наблюдать за дикой природой и собирать образцы для коллекций и изучения. Окаменевший лес, являющийся одной из главных достопримечательностей памятника и сегодня, потерял значительную часть своей массы из-за того, что коллекционеры вывозили большие объемы окаменелой древесины с этой территории. В 1860-х и 1870-х годах геологи впервые составили карту этой местности. Геологи из Геологической службы Хейдена посетили этот район в начале 1870-х годов, и ископаемые растения из отложений описал Лео Лескёрё, ископаемые насекомые – Сэмюэл Хаббард Скаддер, а ископаемые позвоночные – Эдвард Дринкер Коуп. В 1894 году Чарльз Уитман Кросс впервые официально назвал это образование «отложениями озера Флориссант» (Florissant Lake Beds). В 1969 году Национальный памятник Флориссантских ископаемых был учрежден после длительной судебной тяжбы между местными землевладельцами и федеральным правительством. Сегодня парк принимает около 60 000 посетителей в год и является местом проведения продолжающихся палеонтологических исследований. В 2001 году образование было переименовано в «Формацию Флориссант» в соответствии с требованиями Североамериканской комиссии по стратиграфической номенклатуре.
Геология
В конце эоцена и начале олигоцена, примерно 34 миллиона лет назад, эта территория представляла собой озерную среду с секвойными деревьями. Основанием является гранит Пайкс-Пик протерозойского возраста. Наблюдается несоответствие между гранитом Пайкс-Пик и следующей единицей – туфом Уолл-Маунтин. Массивное несоответствие обусловлено эрозией, произошедшей в период поднятия современных Скалистых гор, Ларамийского горообразования. Туф Уолл-Маунтин был отложен в результате крупного извержения из отдаленной кальдеры. Сама формация Флориссант состоит из чередующихся слоев сланца, аргиллита, конгломерата и вулканических отложений. В формации Флориссант выделено шесть слоев. В порядке снизу вверх: нижний сланцевый слой, нижний аргиллитовый слой, средний сланцевый слой, конгломератный слой – покровная порода, верхний сланцевый слой и верхний пемзовый слой. Каждый из сланцевых слоев представляет собой лагунную среду, состоящую из очень тонких сланцев, богатых ископаемыми, чередующимися с туфами от извержений. Хотя точное время орогенеза остается предметом дискуссий, большинство пород, отложенных после олигоцена и до плейстоцена, были разрушены. Большинство сохранившихся слоев состоит из обломков выветренного гранита Пайкс-Пик, вулканических пород и ила, перенесенных ручьями, протекавшими по этой территории. В этих слоях были найдены кости мамонтов, возраст которых оценивается примерно в 50 000 лет. Примерно в 25–30 километрах к юго-западу сформировалась серия стратовулканов, подобных современным вулканам, таким как гора Сент-Хеленс, которые периодически извергались. Вулканический центр Гаффи, расположенный в пределах более крупного вулканического поля Три-Джайн-Майл, характеризовался извержениями, включавшими купола, лавовые потоки и пирокластические события. Пепел от этих извержений оседал на всей территории, а лахары стекали по долинам. Оседающий пепел образовал туф, а лахары сформировали аргиллиты и конгломераты формации Флориссант. Флориссант отложился в палео-долине после того, как один из лахаров перегородил ее. В результате образовавшееся озеро достигало площади 36 км². Эти деревья могли достигать значительной высоты, пока их не погубили лахары, лишив корни кислорода. Дендрохронологическое исследование годичных колец деревьев показало, что возраст деревьев составлял 500–700 лет на момент гибели и захоронения. Некоторые пни принадлежат к покрытосеменным растениям. Насекомые, найденные в пепельно-глинистых слоях, разнообразны и многочисленны. В Флориссанте обнаружены поденки, стрекозы, равнокрылые, саранча, сверчки, кобылки, тараканы, термиты, уховертки, плетельщики паутины, цикады, змеевидки, златоглазки, жуки, мухи, комары, бабочки, мотыльки, осы, пчелы, муравьи и другие насекомые. Среди них жуки наиболее разнообразны и преобладают по количеству найденных окаменелостей. Около 38% образцов, найденных в ископаемых слоях, составляют различные виды жуков. Эти окаменелости представляют собой как водные, так и наземные насекомые, дающие представление об экологии и биологии данной местности. Удивительно, но в Флориссанте не обнаружено рептилий или амфибий, хотя их присутствие ожидалось. Объяснения этому отсутствию пока не предложено, учитывая почти 40 000 экземпляров из этого местонахождения, хранящихся в музеях. Токсичность воды, вызванная вулканической активностью, может быть причиной, но зафиксированы случаи обитания водных животных в озере. Сравнение ископаемых растений и листьев с современными аналогами позволяет делать выводы о климате на основе физиологических и морфологических сходств. Одним из лучших способов сделать это является изучение характеристик найденных листьев. Анализируя физиогномию, или общий внешний вид, основанный на климатических факторах, средняя годовая температура (или САТ) была оценена примерно в 13 °C, что значительно теплее, чем современная САТ в Флориссанте – 4 °C. Также были оценки, что САТ составляла от 16 до 18 °C, основанные на сравнении с ближайшими живыми родственниками растений. Есть также признаки того, что сезонные изменения в этом районе были не такими значительными, как в настоящее время. Оценки САТ, основанные на пыльце, указывают на температуру до 17,5 °C, но пыльца, возможно, менее информативна, чем листья.
Most of the rocks that were deposited after the Oligocene and before the Pleistocene have been eroded away. Most of the remaining units are composed of clasts of weathered Pikes Peak Granite, volcanics, and mud that were transported by streams that flowed through the area. Some mammoth bones have been found within these units and have been dated to around 50,000 years old.]] Around 25–30 kilometers to the southwest, a series of stratovolcanoes, similar to modern day volcanoes like Mt. St Helens, developed and erupted periodically. Called the Guffey volcanic center, within the larger Thirtynine Mile volcanic field, the volcano had eruptions that included domes, lava flows, and pyroclastic events. Ash from these events settled throughout the area and lahars flowed down the valleys. The ash that settled created the tuff, and the lahars formed the mudstones and the conglomerates of the Florissant formation. The Florissant was deposited in a paleovalley after one of the lahars dammed it up. The resulting lake became as large as 36 km2. These trees could have been as tall as until they were killed by lahars suffocating the oxygen supply to their roots. Dendrochronological examination of the tree rings has resulted in estimated ages of 500–700 years old when the trees were killed and buried. Some of the stumps belong to angiosperms. The insects that are found in the ash clay beds are diverse and numerous. Mayflies, dragonflies, damselflies, grasshoppers, crickets, katydids, cockroaches, termites, earwigs, web spinners, cicadas, snake flies, lacewings, beetles, flies, mosquitoes, butterflies, moths, wasps, bees, ants, and other insects have all been found in the Florissant. Of these, the beetles are the most diverse and dominate in amount of specimens found as fossils. About 38% of the specimens found in the fossil beds are varieties of beetle. These fossils are aquatic and terrestrial insects, giving insight into the ecology and biology of the area. Surprisingly, no reptiles or amphibians have been recorded from Florissant, where they would have been expected. No explanation for the lack has been proposed, given the nearly 40,000 specimens from this location held by museums. The toxicity of the water due to volcanic activity could be to blame, but there are documented cases of aquatic animals in the lake. Comparing fossil plants and leaves to modern analogs enables inferences about the climate to be made based on physiological and morphological similarities. One of the best ways to do this is by studying the characteristics of the leaves that have been found. By looking at the physiognomy, or analysis of gross appearance based on climatic factors, the mean average temperature (or MAT) has been estimated to be around 13 °C, much warmer than the modern MAT at Florissant of 4 °C. There have also been estimates that the MAT was between 16 18 °C, based on comparisons to the closest living relatives of the plants. There are also indications that the seasonal changes in the area were not as great as what is seen in modern times. Estimates of MAT, based on pollen, have put the temperature as high as 17.5 °C, but pollen is arguably less diagnostic than leaves. .