Эдиакарский период: последний этап неопротерозоя

Введение

Третий и последний период неопротерозойской эры

Эдиакаран (/pron/, /iː//d//i/'/æ//k//ər//ə//n//, /, /ɛ//d//i// / EEdeeAKərən, EDee) – геологический период неопротерозойской эры, охватывающий 96 миллионов лет, от окончания криогенского периода 635 миллионов лет назад до начала кембрийского периода 538,8 миллионов лет назад. Это последний период протерозоя и последний из так называемого «прекембрийского суперона», предшествующий началу фанерозоя с кембрийским периодом, когда становятся обычными узнаваемые ископаемые свидетельства жизни. Эдиакаранский период назван в честь Эдиакарских холмов в Южной Австралии, где геолог Рег Спригг в 1946 году впервые обнаружил следы окаменелостей разнообразного сообщества ранее неизвестных форм жизни (позднее названных эдиакарской биотой). Его статус официального геологического периода был утвержден Международным союзом геологических наук (IUGS) в 2004 году, что сделало его первым новым геологическим периодом, объявленным за 120 лет. Хотя период получил название от Эдиакарских холмов в национальном парке Нильпена Эдиакара, типовой разрез фактически расположен в русле ручья Энорама в ущелье Брачина в национальном парке Икара Флиндерс, примерно к юго-востоку от ископаемой местности Эдиакарских холмов. Эдиакаран знаменует собой первое широкое распространение сложной многоклеточной фауны после окончания глобального оледенения криогена, известного как «Земля-снежок». Относительно внезапное эволюционное излучение, известное как Авалонский взрыв, представлено ныне вымершими, относительно простыми мягкотелыми типами животных, такими как Proarticulata (билатералии с простой артикуляцией, например, Dickinsonia и Spriggina), Petalonamae (животные, похожие на морские перья, например, Charnia), Aspidella (животные радиальной формы, например, Cyclomedusa) и Trilobozoa (животные с трирадиальной симметрией, например, Tribrachidium). Большинство этих организмов появились во время или после Авалонского взрыва 575 миллионов лет назад и вымерли во время эдиакарского вымирания 539 миллионов лет назад. Предшественники некоторых современных типов животных также появились в этот период, включая книдарий и ранних билатералий, таких как Xenacoelomorpha, а также моллюсков, таких как Kimberella. Организмы с твердым покровом, обладающие минерализованными раковинами или эндоскелетами, которые могли окаменеть и сохраниться, еще не эволюционировали и появились лишь во время последующего кембрийского взрыва примерно через 35 миллионов лет. Суперконтинент Паннотия сформировался и распался к концу периода. Эдиакаран также стал свидетелем нескольких ледниковых событий, таких как оледенения Гаскиерса и Байконурия. Шурамская экскурсия также произошла в этот период, но ее ледниковое происхождение маловероятно.

The Ediacaran (/pron/,/iː//d//i/'/æ//k//ər//ə//n//, /,/ɛ//d//i// / EEdeeAKərən, EDee ) is a geological period of the Neoproterozoic era that spans 96 million years from the end of the Cryogenian period at 635 Mya to the beginning of the Cambrian period at 538.8 Mya. It is the last period of the Proterozoic eon as well as the last of the so called "Precambrian supereon", before the beginning of the subsequent Cambrian period marks the start of the Phanerozoic eon, where recognizable fossil evidence of life becomes common. The Ediacaran period is named after the Ediacara Hills of South Australia, where trace fossils of a diverse community of previously unrecognized lifeforms (later named the Ediacaran biota) were first discovered by geologist Reg Sprigg in 1946. Its status as an official geological period was ratified in 2004 by the International Union of Geological Sciences (IUGS), making it the first new geological period declared in 120 years. Although the period took namesake from the Ediacara Hills in the Nilpena Ediacara National Park, the type section is actually located in the bed of the Enorama Creek within the Brachina Gorge in the Ikara Flinders Ranges National Park, at , approximately southeast of the Ediacara Hills fossil site. The Ediacaran marks the first widespread appearance of complex multicellular fauna following the end of the Cryogenian global glaciation known as the Snowball Earth. The relatively sudden evolutionary radiation event, known as the Avalon Explosion, is represented by now extinct, relatively simple soft bodied animal phyla such as Proarticulata (bilaterians with simple articulation, e. g. Dickinsonia and Spriggina), Petalonamae (sea pen like animals, e. g. Charnia), Aspidella (radial shaped animals, e. g. Cyclomedusa) and Trilobozoa (animals with tri radial symmetry, e. g. Tribrachidium). Most of these organisms appeared during or after the Avalon explosion 575 million years ago and died out during the End Ediacaran extinction event 539 million years ago. Forerunners of some modern animal phyla also appeared during this period, including cnidarians and early bilaterians such as Xenacoelomorpha, as well as mollusc like Kimberella. Hard bodied organisms with mineralized shells or endoskeletons, which can be fossilized and preserved, were yet to evolve and would not appear until the superseding Cambrian Explosion some 35 million years later. The supercontinent Pannotia formed and broke apart by the end of the period. The Ediacaran also witnessed several glaciation events, such as the Gaskiers and Baykonurian glaciations. The Shuram excursion also occurred during this period, but its glacial origin is unlikely.

Эдиакаран и Вендиан

Эдиакаранский период перекрывается, но короче Вендийского периода (650–543 миллиона лет назад), название, предложенное ранее, в 1952 году, русским геологом и палеонтологом Борисом Соколовым. Концепция Вендия формировалась стратиграфически сверху вниз, а нижняя граница кембрийского периода стала верхней границей Вендия. Палеонтологическое обоснование этой границы было разработано отдельно для силицикластических бассейнов (основание Балтийского яруса Восточно-Европейской платформы) и карбонатных бассейнов (основание Томмотского яруса Сибирской платформы). Нижняя граница Вендия была предложена для определения по основанию варенгерских (лапландских) тиллитов. Вендий в своей типовой области состоит из крупных подразделений, таких как лапландский, редкинский, котлинский и ровненский региональные ярусы, с глобально прослеживаемыми подразделениями и их границами, включая нижнюю. Региональные ярусы Редкино, Котлин и Ровно обоснованы в типовой области Вендия на основе обильных микроокаменелостей с органической оболочкой, мегаскопических водорослей, окаменелостей тел метазоев и ихноокаменелостей. Нижняя граница Вендия может иметь и биостратиграфическое обоснование, учитывая всемирное распространение комплекса Pertatataka гигантских актантоморфных акритархов. Хотя эдиакаранский период содержит окаменелости мягкотелых организмов, он необычен по сравнению с более поздними периодами, поскольку его начало не определяется изменениями в палеонтологической летописи. Скорее, начало определяется по основанию химически отличительного карбонатного слоя, называемого «кап-карбонатом», поскольку он покрывает ледниковые отложения. Эта порода характеризуется необычным истощением 13C, что указывает на резкое изменение климата в конце Мариноанского оледенения. Нижний глобальный стратотипический разрез (GSSP) эдиакаранского периода находится у основания кап-карбоната (формация Нукалейна), непосредственно над диамиктитом Элатина в разрезе Enorama Creek, ущелье Брачина, хребет Флиндерс, Южная Австралия. GSSP верхней границы эдиакаранского периода – нижняя граница кембрийского периода на юго-восточном побережье Ньюфаундленда, одобренная Международной комиссией по стратиграфии в качестве предпочтительной альтернативы основанию Томмотского яруса в Сибири, выбранного на основе ихнофоссила Treptichnus pedum (Seilacher, 1955). Это был первый случай использования биотурбаций для определения границы системы в истории стратиграфии. Тем не менее, определения нижней и верхней границ эдиакаранского периода на основе хемостратиграфии и ихнофоссилов являются дискуссионными. Кап-карбонаты обычно имеют ограниченное географическое распространение (из-за специфических условий их осаждения) и обычно силицикластические отложения боково замещают кап-карбонаты на относительно небольшом расстоянии, но кап-карбонаты не встречаются над каждым тиллитом в других частях мира. Хемостратиграфические характеристики изотопа C, полученные для современных кап-карбонатов в разных частях мира, могут значительно варьироваться из-за различной степени вторичного изменения карбонатов, различных критериев, используемых для выбора наименее измененных образцов, и, что касается данных об изотопе C, из-за первичных латеральных вариаций δ13Ccarb в верхнем слое океана. Кроме того, Оман демонстрирует в своем стратиграфическом разрезе большую отрицательную экскурсию изотопов углерода в формации Шурам, которая явно не связана с какими-либо ледниковыми свидетельствами, что серьезно ставит под сомнение систематическую связь отрицательной экскурсии δ13Ccarb и ледниковых событий. Кроме того, экскурсия Шурам длительная и, по оценкам, продолжалась около 9,0 млн лет. Что касается Treptichnus pedum, эталонного ихнофоссила нижней границы кембрийского периода, его использование для стратиграфического определения этой границы всегда рискованно из-за обнаружения очень похожих ископаемых следов, принадлежащих группе Treptichnids, значительно ниже уровня T. pedum в Намибии, Испании и Ньюфаундленде, и, возможно, в западных Соединенных Штатах. Стратиграфический диапазон T. pedum перекрывается с диапазоном эдиакаранских окаменелостей в Намибии и, вероятно, в Испании.

The Ediacaran Period overlaps but is shorter than the Vendian Period (650 to 543 million years ago), a name that was earlier, in 1952, proposed by Russian geologist and paleontologist Boris Sokolov. The Vendian concept was formed stratigraphically top down, and the lower boundary of the Cambrian became the upper boundary of the Vendian. Paleontological substantiation of this boundary was worked out separately for the siliciclastic basin (base of the Baltic Stage of the Eastern European Platform) and for the carbonate basin (base of the Tommotian stage of the Siberian Platform). The lower boundary of the Vendian was suggested to be defined at the base of the Varanger (Laplandian) tillites. The Vendian in its type area consists of large subdivisions such as Laplandian, Redkino, Kotlin and Rovno regional stages with the globally traceable subdivisions and their boundaries, including its lower one. The Redkino, Kotlin and Rovno regional stages have been substantiated in the type area of the Vendian on the basis of the abundant organic walled microfossils, megascopic algae, metazoan body fossils and ichnofossils. The lower boundary of the Vendian could have a biostratigraphic substantiation as well taking into consideration the worldwide occurrence of the Pertatataka assemblage of giant acanthomorph acritarchs. Although the Ediacaran Period does contain soft bodied fossils, it is unusual in comparison to later periods because its beginning is not defined by a change in the fossil record. Rather, the beginning is defined at the base of a chemically distinctive carbonate layer that is referred to as a "cap carbonate", because it caps glacial deposits. This bed is characterized by an unusual depletion of 13C that indicates a sudden climatic change at the end of the Marinoan ice age. The lower global boundary stratotype section (GSSP) of the Ediacaran is at the base of the cap carbonate (Nuccaleena Formation), immediately above the Elatina diamictite in the Enorama Creek section, Brachina Gorge, Flinders Ranges, South Australia. The GSSP of the upper boundary of the Ediacaran is the lower boundary of the Cambrian on the SE coast of Newfoundland approved by the International Commission on Stratigraphy as a preferred alternative to the base of the Tommotian Stage in Siberia which was selected on the basis of the ichnofossil Treptichnus pedum (Seilacher, 1955). In the history of stratigraphy it was the first case of usage of bioturbations for the System boundary definition. Nevertheless, the definitions of the lower and upper boundaries of the Ediacaran on the basis of chemostratigraphy and ichnofossils are disputable. Cap carbonates generally have a restricted geographic distribution (due to specific conditions of their precipitation) and usually siliciclastic sediments laterally replace the cap carbonates in a rather short distance but cap carbonates do not occur above every tillite elsewhere in the world. The C isotope chemostratigraphic characteristics obtained for contemporaneous cap carbonates in different parts of the world may be variable in a wide range owing to different degrees of secondary alteration of carbonates, dissimilar criteria used for selection of the least altered samples, and, as far as the C isotope data are concerned, due to primary lateral variations of δ l3Ccarb in the upper layer of the ocean. Furthermore, Oman presents in its stratigraphic record a large negative carbon isotope excursion, within the Shuram Formation that is clearly away from any glacial evidence strongly questioning systematic association of negative δ l3Ccarb excursion and glacial events. Also, the Shuram excursion is prolonged and is estimated to last for ~9.0 Myrs. As to the Treptichnus pedum, a reference ichnofossil for the lower boundary of the Cambrian, its usage for the stratigraphic detection of this boundary is always risky, because of the occurrence of very similar trace fossils belonging to the Treptichnids group well below the level of T. pedum in Namibia, Spain and Newfoundland, and possibly, in the western United States. The stratigraphic range of T. pedum overlaps the range of the Ediacaran fossils in Namibia, and probably in Spain.

Подразделения

Эдиакаранский период пока не имеет формального подразделения, однако предлагаемая схема выделяет Верхний Эдиакаран, основа которого соответствует Гаскиерскому оледенению, а также Терминальную Эдиакаранскую ступень, начинающуюся около 550 миллионов лет назад, и предшествующую ей ступень, начинающуюся около 575 миллионов лет назад с появлением самых ранних широко распространенных ископаемых биотов эдиакарской биоты. Две предлагаемые схемы расходятся во мнении о необходимости деления нижних слоев на Ранний и Средний Эдиакаран, поскольку неясно, является ли Шурамская экскурсия (которая могла бы разделить Ранний и Средний периоды) отдельным событием от Гаскиерского оледенения, или эти два события коррелируют.

Абсолютное датирование

Датировка разреза пород эдиакарского периода в Южной Австралии оказалась затруднительной из-за отсутствия вышележащих изверженных пород. Поэтому возрастной диапазон от 635 до 538,8 миллионов лет основан на сопоставлении с данными из других стран, где датировка была возможна. Возраст основания, приблизительно 635 миллионов лет, установлен на основе результатов U–Pb (уран-свинцового) и Re–Os (рений-осмиевого) датирования из Африки, Китая, Северной Америки и Тасмании.

Биота

Ископаемые останки эдиакарского периода редки, поскольку организмы с твердым панцирем, которые легче окаменевают, еще не эволюционировали. Эдиакарская биота включает в себя самые древние достоверные многоклеточные организмы (со специализированными тканями), наиболее распространенные типы которых напоминают сегментированных червей, листовидные структуры, диски или неподвижные мешковидные образования. *Auroralumina* была представителем кишечнополостных. Большинство представителей эдиакарской биоты мало похожи на современные формы жизни, и их взаимосвязь даже с последующими организмами кембрийского взрыва довольно сложно интерпретировать. Описано более 100 родов, а известные формы включают *Arkarua*, *Charnia*, *Dickinsonia*, *Ediacaria*, *Marywadea*, *Cephalonega*, *Pteridinium* и *Yorgia*. Однако, несмотря на общую загадочность большинства эдиакарских организмов, известны некоторые окаменелости, идентифицируемые как твердокожие агглютинированные фораминиферы (которые не классифицируются как животные), обнаруженные в поздних эдиакарских отложениях западной Сибири. Губки, узнаваемые как таковые, также существовали в эдиакарский период. В эдиакаре выделяют четыре различных биотических интервала, каждый из которых характеризуется преобладанием уникальной экологии и фауны. Первый охватывал период с 635 до примерно 575 млн лет назад и был доминирован акритархами, известными как крупные орнаментированные микроокаменелости эдиакарского периода. Второй охватывал период примерно с 575 до 560 млн лет назад и характеризовался биотой Авалона. Третий охватывал период с 560 до 550 млн лет назад; его биота получила название биоты Белого моря, поскольку многие окаменелости этого периода были найдены вдоль побережья Белого моря. Четвертый длился с 550 до 539 млн лет назад и известен как интервал биоты Нама. Существуют свидетельства массового вымирания в этот период, вызванного изменениями в окружающей среде ранними животными, датируемые тем же временем, что и переход между биотами Белого моря и типа Нама. В качестве альтернативы, предполагается, что это массовое вымирание могло быть результатом аноксического события.