Какой была территория нынешней Москвы, когда на Земле еще не было динозавров? Более 350 млн лет назад, в каменноугольный период здесь было теплое коралловое море, окруженное пышной тропической растительностью. Именно об этом интереснейшем времени в истории Земли пойдет речь в интервью с главным научным сотрудником Геологического института РАН Сергеем Владимировичем Наугольных, профессором РАН, доктором геолого-минералогических наук.

С.В. Наугольных. Фото: Николай Малахин, «В мире науки».

С.В. Наугольных. Фото: Николай Малахин, «В мире науки».

 

— Сергей Владимирович, в своей книге «Палеонтология Москвы и Подмосковья» вы пишете, что Москва — единственная столица в мире, окруженная десятками геолого-палеонтологических памятников. Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее.

— Верно. Москва — действительно единственный в своем роде город, который полностью окружен самыми разнообразными геологическими и палеонтологическими памятниками. Палеонтологически значимые объекты есть как в самой Москве, так и в ее ближайших окрестностях. Причем объекты эти охватывают стратиграфически очень широкий интервал: от каменноугольного периода (начался 360 млн лет назад, окончился 299 млн лет назад) до четвертичного (начался около 2,5 млн лет назад). Каждый из геолого-палеонтологических объектов Москвы и Подмосковья обладает очень большой значимостью для науки. Если взять Европу и ее столицы, то там такого разнообразия геолого-палеонтологических памятников мы не встретим.

— Как выглядел типичный пейзаж территории Москвы и Подмосковья каменноугольного периода и что это вообще за период?

— Для начала давайте вспомним, что каменноугольный период, или карбон, длился достаточно долго — около 60 млн лет. За ним последовал пермский период. Очевидно, что за этот временной интервал палеографическая и палеоклиматическая ситуация постоянно менялись — ландшафт не был все время одним и тем же. В начале карбона в Подмосковье располагались тропические леса, затем они сменились мелководным морским бассейном, очень теплым, тропическим, в котором обитало огромное количество морских беспозвоночных животных.

В начале каменноугольного периода на территории современного Подмосковья существовала богатая тропическая растительность. В ней доминировали древовидные плауновидные растения: лепидодендроны и их ближайшие родственники. Они, кстати, тоже очень многое говорят о климате, потому что для этих растений были характерны так называемые маноксильные, или маноксилические, стволы. Основной объем такого ствола занимала не древесина, как у многих современных деревьев, а кора, и это прямое указание на теплый тропический климат и отсутствие сезонных похолоданий.

К сожалению, мы имеем не так много свидетельств о том, кто жил среди этой богатой и разнообразной растительности. Есть интересные находки членистоногих в Ростовской области, где растительность была такого же типа. Там были найдены остатки гигантских многоножек — артроплевр, достигавших в длину 2 м. Известны также остатки ископаемых стрекоз — меганевр, тоже очень крупных. В Подмосковье они пока не найдены, но в Ростовской области, где есть отложения примерно этого же возраста, они известны. В Москве и Подмосковье, в свою очередь, найдены, например, остатки антракозавров — рептилиоморф, которые сохранили в своем строении очень много признаков амфибий, или земноводных. По сути, это переходные формы от земноводных к рептилиям. Кроме того, в карбоне жили и настоящие рептилии, а именно —  первые синапсиды: ветвь тетрапод, которая привела в конечном итоге и к нам с вами.

Опушка леса каменноугольного периода. Слева – панцирноголовое земноводное (стегоцефл) мегалоцефалюс (Mealocephalus), длина которого превышала 1 м. Справа на листе (вайе) птеридосперма сидит стенодиктия (Stenodictya), крупное насекомое с телом длиной до 30 см.

Опушка леса каменноугольного периода. Слева – панцирноголовое земноводное (стегоцефл) мегалоцефалюс (Mealocephalus), длина которого превышала 1 м. Справа на листе (вайе) птеридосперма сидит стенодиктия (Stenodictya), крупное насекомое с телом длиной до 30 см.

 

— То есть одна ветвь рептилий из карбона привела к динозаврам, крокодилам и птицам, а другая — к млекопитающим?

— Все верно. Те тетраподы, которые дали начало ветви, идущей к млекопитающим, — это так называемые пеликозавры, в частности эдафозавры (эффектные ящеры с парусом на спине). Все, кто интересуется палеонтологией, наверняка знают их. Эти животные обитали в каменноугольных лесах. К сожалению, пеликозавры в Подмосковье пока не найдены, хотя поблизости есть одно местонахождение, где можно ожидать находок тетрапод каменноугольного возраста, — это Серебрянский карьер Рязанской области. Такими поисками нужно заниматься целенаправленно и всерьез.

«Парусный ящер» Edaphosaurus подставляет свой «парус», образованный перепонкой, натянутой между остистыми отростками позвонков, под теплые лучи солнца для обеспечения тела дополнительной энергией. Эдафозавры жили во второй половине каменноугольного периода и в начале пермского периода.

«Парусный ящер» Edaphosaurus подставляет свой «парус», образованный перепонкой, натянутой между остистыми отростками позвонков, под теплые лучи солнца для обеспечения тела дополнительной энергией. Эдафозавры жили во второй половине каменноугольного периода и в начале пермского периода.

 

— Хотя находок тех первых рептилий в Подмосковье пока и нет, зато здесь по сей день обнаруживают остатки колоний коралловых рифов.

— Да. Кораллы действительно попадаются в подмосковном карбоне, причем они довольно разнообразные и многочисленные. Встречаются колониальные кораллы: табулятные и четырехлучевые, или ругозы. Встречаются и одиночные ругозы.

Именно колониальные кораллы позволяют нам составить точное представление о климате, который существовал в каменноугольном периоде в Подмосковье.

Колониальные кораллы — это животные, которые обитают исключительно в теплых и мелководных морях. Вместе с коралловыми полипами существуют и их симбиотические организмы — фотосинтезирующие водоросли. Соответственно, кораллы могут развиваться только в фотической зоне (верхнем слое океана, освещенность которого достаточна для протекания процесса фотосинтеза. — Примеч. ред.). Благодаря изучению кораллов мы можем сделать выводы не только о палеоклимате, но и о глубине бассейна. Очевидно, что глубина этого бассейна не превышала 50 м. Но я думаю, что доминирующими глубинами были первые метры. Время от времени этот морской бассейн осушался.

— В этом море водились акулы?

— Да, конечно, рыб было много, причем самых разных. Что удивительно, в Подмосковье встречаются остатки совершенно феноменальных существ, которые тоже близки к акулам, их даже когда-то считали акулами. Это хрящевые рыбы двух семейств: эдестиды и геликоприониды. Эдестиды обладали очень интересным строением зубов. Из их нижней челюсти выступала дуга, на которой располагались режущие зубы, причем по краям этих зубов находилась зазубренная кромка, которая позволяла разрезать добычу, — что-то вроде серпа. И сверху у них тоже была своего рода «противодуга». Совместно эти две челюсти работали как гигантские ножницы. У геликоприонид режущие зубы были собраны в спираль, располагавшуюся на нижней челюсти.

Крупная хищная хрящевая рыба Edestus sp. Реконструкция. Длина рыбы могла достигать 6-7 м (справа).

Крупная хищная хрящевая рыба Edestus sp. Реконструкция. Длина рыбы могла достигать 6-7 м (справа).

 

— Что в итоге произошло с коралловым морем на территории нынешней Москвы и области? Оно просто высохло?

— Моря трансгрессируют, регрессируют, приходят и уходят — это естественный процесс. Существуют также долговременные колебания земной коры, которые сказываются на уровне моря, есть долговременные колебания уровня моря. Так что тот морской бассейн, который существовал в течение карбона, регрессировал и в итоге остался лишь небольшой пролив в Приуралье, который в середине пермского периода (около 260 млн лет назад) тоже исчез.

— На какое из современных морей было похоже это море?

— Можно привести в качестве аналога залив Акаба в Красном море. Это мелководье, платформенные рифы, карбонатное осадконакопление, очень теплый тропический климат, колониальные кораллы. Думаю, экологически эти бассейны очень схожи. Но, конечно, в каменноугольном море Подмосковья были таксономически другие кораллы — табуляты и четырехлучевые кораллы. В Акабском заливе современные кораллы успешно развиваются, но это в основном шестилучевые кораллы.

— Вернемся к растительности. Цветов же не было в карбоне, они появились потом?

— Да, цветковых растений не было, а были в основном споровые растения. В карбоне они буквально процветали. Это преимущественно древовидные плауновидные — лепидодендроны. Плауновидные карбона родственны современным ликоподиумам, то есть плаунам. Но в карбоне эти растения были огромными; диаметр их стволов у основания мог достигать 2 м! Такие находки нам известны. В высоту эти растения достигали не менее 30 м, воистину гигантские представители растений того времени. В современной флоре подобные растения представлены исключительно травянистыми формами. Кроме того, были в карбоне и папоротники — как травянистые, так и древовидные. Важно, что в карбоне появляется первое базовое разнообразие голосеменных растений. Некоторые из каменноугольных насекомых были адаптированы в трофическом отношении на питание семязачатками голосеменных растений, в частности птеридоспермов, или семенных папоротников. Птеридоспермов в карбоне было много, и в регионе, которому сейчас соответствует Подмосковье, эти интересные растения тоже произрастали.

Появление базового разнообразия голосеменных растений — знаковое событие для каменноугольного периода. А в конце карбона появляются еще и хвойные, тоже представители довольно высокоорганизованных голосеменных. Для палеоботаники все это имеет очень большое значение.

Кора древовидных гетероспоровых плауновидных Lepidodendron sp. Визейский ярус, нижний карбон. Карьер у д. Георгиево, Тульская область. Длина масштабной линейки – 1 см.

Кора древовидных гетероспоровых плауновидных Lepidodendron sp. Визейский ярус, нижний карбон. Карьер у д. Георгиево, Тульская область. Длина масштабной линейки – 1 см.

 

— И именно в каменноугольный период насекомые научились летать?

— Да, полноценный полет был массово освоен насекомыми именно в карбоне. Крупных насекомых в тот период на Земле было предостаточно, да и мелких тоже.

— Москву называют Белокаменной. Это как-то связано с геологией карбона?

— Да, этот вопрос имеет прямое отношение к каменноугольному периоду. Москва белокаменная строилась из блоков известняка, который добывали здесь же, в Подмосковье. Особенно были знамениты Мячковские каменоломни, Мячковские карьеры. В принципе, остатки этих каменоломен и ныне существуют, но сейчас там не добывают камень для строительства. В средневековой Москве камень для строительства добывался именно в Мячкове: известняковые блоки вырубали и везли в Москву, отсюда и выражение «Москва белокаменная».

Те, кто увлекается краеведением, знают, что в музее-заповеднике «Коломенское» практически все фундаменты церквей сложены именно из этого подмосковного белого известняка. При внимательном рассмотрении видно, что в этом известняке сохранились ископаемые остатки самых разных животных, которые обитали на дне моря каменноугольного периода.

— Даже сейчас их можно увидеть?

— Запросто! Можете хоть сегодня поехать в музей-заповедник «Коломенское», взять с собой увеличительное стекло, подойти к фундаменту любой церкви в Дьякове, и вы увидите там массу ископаемых животных, например фузулинид. Это простейшие одноклеточные организмы. Их раковины достигали 5-6 мм в длину, а для простейших это гигантские размеры.

Многие подмосковные известняки, в том числе и те, которые использовались при строительстве Белокаменной, состоят из раковин фузулинид. Известно, что фузулиниды обладали большой породообразующей ролью. Кроме того, в фундаментах коломенских церквей вы можете увидеть остатки кораллов, а также иглокожих: иглы морских ежей и фрагменты стеблей морских лилий. Их довольно просто найти. Церкви Московского Кремля тоже построены из известняков и изобилуют остатками различных морских организмов.

— Правда ли, что каменноугольные отложения — самые древние из тех, что выходят на поверхность в Московской области?

— Да. Из тех, что обнажены в коренном залегании, — это самые древние отложения, которые мы можем наблюдать в Московской области. Но в целом в Москве и области можно найти и более древние горные породы, особенно среди тех, что были принесены ледником в четвертичном периоде в течение последних 2 млн лет. В валунных моренных отложениях местами попадаются и протерозойские граниты (протерозой закончился 541 млн лет назад), гнейсы и метаморфические сланцы. Но они находятся не в коренном залегании (в отличие от осадков карбона), а принесены ледником.

Птеридосперм Mixoneura obliqua (Brongniart) Zalessky, строение листа. Башкирский ярус, средний карбон. Серебрянский карьер, г. Михайлов, Рязанская область. Длина масштабной линейки – 1 см.

Птеридосперм Mixoneura obliqua (Brongniart) Zalessky, строение листа. Башкирский ярус, средний карбон. Серебрянский карьер, г. Михайлов, Рязанская область. Длина масштабной линейки – 1 см.

 

— Наверняка за годы работы вы собрали солидную коллекцию палеонтологических находок. Расскажите о самых любимых экземплярах из коллекции.

— Поскольку я занимаюсь палеоботаникой, мне, конечно, близко все, что так или иначе связано с растениями. Одна из моих самых существенных находок за последние годы — это лист птеридосперма возрастом около 320 млн лет. Птеридосперм — это так называемый семенной папоротник, а вернее — голосеменное растение с листьями, похожими на листья папоротников, которое относится к виду Mixoneura obliqua. Сначала я не придал находке большого значения, отложил ее в коробочку. Но потом, когда начал отрисовывать жилкование, внимательно разглядывать этот фрагмент листа, выяснилось, что на поверхности листовой пластинки есть рубцы от прикреплявшихся к этой вайе семян! Поскольку птеридоспермы — голосеменные растения, то и размножались они не спорами, а семенами. Но найти вайю с семенами — это очень большая редкость и удача для палеоботаника! В данном случае мне удалось найти не лист с семенами, а лист, который позволяет составить представление о том. каким именно образом семена прикреплялись к вайе. Это феноменальная и редкая находка, которой я горжусь.

— Вы автор новых таксонов ископаемых растений. Какие-то из них связаны с карбоном?

— Одна самых интересных находок, которые удалось сделать в карбоне Подмосковья, — древнейший офиоглоссовый папоротник из отложений среднего карбона, а именно из башкирского яруса. На основании этой находки были описаны новый вид и новый род под названием Palaeobotrychium carbonicus Naugolnykh. Совершенно неожиданная и удивительная находка, потому что до этого офиоглоссовые встречались лишь в кайнозое (кайнозойская эра началась 66 млн лет назад и продолжается до сих пор). Даже в мезозое, 250 млн лет назад, насколько я знаю, не было достоверных находок офиоглоссовых папоротников. А тут мы шагнули в глубокий палеозой, в карбон, и увидели такое! Это древнейший офиоглоссовый папоротник, который известен к настоящему времени. Его описание было опубликовано в 2016 г. в международном ботаническом журнале Wulfenia.

Еще одна интересная находка, которую мы описали вместе с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова, происходит из карьера Заборье, расположенного недалеко от Серпухова. Нам удалось обнаружить стробил, или, проще говоря, шишку плауновидного совершенно нового морфологического типа. Возраст находки — ранний карбон, около 325 млн лет назад. Мы с коллегами отнесли его к новым виду и роду Moscvostrobus mirabile Naugolnykh et Orlova. Название, как вы видите, дано в честь нашей любимой столицы. Статья была опубликована в международном журнале Palaeobotanist в 2006 г. Реконструкция нашей находки красовалась на обложке юбилейного, 55-го номера журнала.

— В Москве и области есть так называемые стратотипы — эталонные геологические разрезы, признанные во всем мире, по которым измеряется геологическое время. А много ли их у нас, если мы говорим о каменноугольном периоде?

— Да, каменноугольных стратотипов в Москве и Подмосковье довольно много. Во-первых, московский ярус — верхний ярус среднего отдела каменноугольной системы. Москва и Подмосковье — это стратотипический регион для московского яруса. Есть также серпуховский ярус — верхний (третий) ярус нижнего карбона. Его стратотип находится у города Серпухова, в карьере Заборье. В Московской области недалеко от станции Гжель был установлен гжельский ярус — верхний ярус верхнего отдела карбона. Есть еще касимовский ярус, установленный в нынешней Рязанской области, его исторический стратотип находится на правом берегу Оки. Касимовский ярус — нижний (первый) ярус верхнего карбона.

— Не секрет, что многие карьеры, столь ценные для геологии, палеонтологии и не только, превращаются в стихийные свалки. Этот процесс как-то можно остановить?

— Такая негативная тенденция существует. Многие карьеры действительно превращаются в свалки, и далеко не всегда стихийные. Одна из тяжелых утрат для нас — это рекультивация Подольского карьера. С одной стороны, может, и хорошо, что там хотят сделать парк, но, с другой стороны, Подольский карьер был стратотипом подольского горизонта московского яруса — это геолого-палеонтологический памятник, который нужно было охранять. Кроме того, это был очень красивый в ландшафтном отношении уголок Подмосковья. Я сам любил туда ездить в детстве, а затем возил туда школьников и студентов на экскурсии. Это было удивительное место, на берегу Пахры, очень живописное, при этом оно обладало еще и большой геологической значимостью. Там, как я уже сказал, были обнажения подольского горизонта московского яруса и огромное количество ископаемых остатков самых разных беспозвоночных, например морских лилий. Попадались даже остатки рыб! И вместо того чтобы этот уникальный карьер как-то сохранить, облагородить, адаптировать для рекреационных и исследовательских целей, его просто засыпали. Я считаю, что это большая ошибка, нельзя было так поступать.

Но есть и позитивные примеры — например, гжельский разрез. Там все в порядке, за ним следят, есть специальные охранные знаки и т.д. В принципе, сохранение карьеров — это решаемая задача. Но вопрос в том, кто должен этим заниматься. Наверное, Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы или правительство Московской области. Для начала нужно разобраться, кто должен взять на себя эту функцию.

Геолого-палеонтологические памятники Москвы и Подмосковья, многие из которых действительно уникальны, заслуживают очень внимательного и бережного отношения к себе.

— Какие события в каменноугольном периоде были самыми важными с геологической точки зрения?

— Для начала давайте обратимся к этимологии названия «каменноугольный период». Что мы видим из названия? Ясно, что это период, в течение которого на Земле образовались огромные месторождения каменного угля (конечно, изначально торфа, а затем каменного угля). Правда, нужно помнить, что торф накапливался в течение карбона не везде.

Дело в том, что каменноугольный период был временем отчетливой палеофлористической дифференциации и климатической зональности. Уголь накапливался в низкоширотных зонах там, где существовала тропическая растительность. А ближе к полюсам был совсем другой климат и процессы торфообразования там практически не происходили.

Кроме этого нужно помнить, что в конце каменноугольного периода закончилось формирование суперконтинента Пангея, вследствие чего стал меняться климат, началась теократическая эпоха, климат стал более засушливым. Леса и болота карбона начали постепенно исчезать. Усилились процессы аридизации климата.

— И это отчетливо видно в последующий пермский период, где на суше уже доминировали пустыни?

— Верно. Позднее, на границе перми и триаса, эти процессы достигли своего апогея, спровоцировав в числе прочих факторов глобальную экологическую трагедию, которую мы называем великим пермотриасовым вымиранием, — самое массовое из всех пяти глобальных вымираний в истории Земли.

— В свете последующих событий — пермского вымирания, а затем и мел-палеогенового, когда исчезли динозавры, — карбон представляется неким периодом затишья и передышки от глобальных катастроф?

— Да, это был относительно спокойный период, в течение которого, тем не менее, были и свои тектонически значимые события.

Не забывайте, что именно в это время формировалась герцинская складчатость, происходило воздымание Урала, Аппалачей. Я уже упоминал, что именно в каменноугольный период происходили главные процессы, связанные с окончательным формированием суперконтинента Пангея, что, естественно, отразилось на климате, на обновлении биоты. Причем обновилась биота и морская, и наземная.

— Насколько хорошо изучен московский и подмосковный карбон?

— Он изучен достаточно хорошо, но не нужно думать, что за 200 лет исследований каменноугольных отложений в Подмосковье нам все уже известно. Это не так. Каждый год исследований и даже каждая новая геологическая экскурсия на карбон Подмосковья приносят что-то новое. Поэтому, если кто-то интересуется каменноугольным периодом в истории нашей Земли, вы можете быть уверены, что нам есть еще над чем работать и чем обогатить науку. Подмосковный карбон заслуживает самого внимательного и пристального дальнейшего изучения.

Литература по теме:

● Кирилишина Е.М., Наугольных С.В. К вопросу переатрибуции исторического экспоната Музея Землеведения МГУ: геликоприонид Campyloprion ivanovi (Karpinsky) // Материалы ежегодной Всероссийской научной конференции с международным участием «Наука в вузовском музее». 23–25 ноября 2021 г. Москва: Макс-Пресс. С. 114–116.

● Наугольных С.В. Палеонтология Москвы и Подмосковья. Москва: Наука. 2017. 160 с.

● Шаповалов К. Как правильно выбить зуб // Палеомир, 2008. № 1 (4). С. 76-85.

● Naugolnykh S.V. Palaeobotrychium gen. nov., the first discovery of an ophioglossalean fern in the Carboniferous deposits of Russia // Wulfenia, Mitteilungen des Karntner Botanikzentrums Klagenfurt. 2016. Vol. 23. P. 147–161.

● Naugolnykh S.V. Kizelopteris, a new genus of climbing pteridosperms from the Lower Carboniferous of the Urals, Russia // Wulfenia, Mitteilungen des Karntner Botanikzentrums Klagenfurt. 2017. Vol. 24.  P.  241–257.

● Naugolnykh S.V. Peat-accumulation and Early Carboniferous environments of the Kizel Coal Basin, Urals, Russia // Acta Geologica Sinica. 2021.

● Naugolnykh S.V., Kokina O.A. New data on morphology of the Early Carboniferous lagenostomalean pteridosperm Serpentocarpus serpentae Naug. from the Visean of the Urals, Russia // Golovkinsky Meeting Proceedings. Filodiritto Editore. 2020. P. 127–132.

● Naugolnykh S.V., Kokina O.A. A fertile branch of Lepidodendron obovatum Sternberg from the Lower Carboniferous (Visean) deposits of the Kaluga region, Russia // Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting 2021, celebrating the 180th anniversary of the establishment of the Permian system. Sedimentary Earth Systems: Stratigraphy, Paleoclimate, Geochronology, Petroleum Resources. Sixth All-Russian Conference “Upper Paleozoic of Russia”. October 18–22, 2021, Kazan, Russia. Kazan. 2021. P. 40–41.

● Naugolnykh S.V., Orlova O.A. Moscvostrobus – a new genus of Carboniferous lycopods from the Moscow region (Russia) // The Palaeobotanist. 2006. Vol. 55. P. 1-14.

Все иллюстрации в материале принадлежат С.В. Наугольных.