Берджесс Шейл

Дополнительная информация: фауна типа сланцев Берджесс , окаменелости сланцев Берджесс и палеобиота сланцев Берджесс.

Берджесс Шейл
Стратиграфический диапазон : Мяолинский ~
Оттоя , мягкотелый червь, широко распространенный в сланцах Бёрджесс. (Из Смита и др., 2015 г.)
Тип	Геологическое образование
Единица	Стивен Формейшн
Толщина	161 метр (528 футов)
Литология
Начальный	Сланец
Расположение
Координаты	51 ° 26' с.ш. 116 ° 28' з.д.
Область	Национальный парк Йохо и национальный парк Кутеней
Страна	Канада
Тип раздела
Назван в честь	Берджесс Пасс
Названо	Чарльз Дулиттл Уолкотт , 1911 год.
Карта, на которой национальный парк Йохо выделен красным цветом

— Сланец Бёрджесс это содержащее окаменелости месторождение, обнаруженное в канадских Скалистых горах Британской Колумбии , Канада. Он известен исключительной сохранностью мягких частей окаменелостей. Возраст 508 миллионов лет ( средний кембрий ), это один из самых ранних пластов окаменелостей, содержащих отпечатки мягких частей.

Горная порода представляет собой черный сланец и обнажается в ряде мест недалеко от города Филд в национальном парке Йохо и на перевале Кикинг-Хорс . Еще одно обнажение находится в национальном парке Кутеней в 42 км к югу.

История и значение

Основная статья: История сланцев Бёрджесс

первая полная окаменелость Anomalocaris . Найдена

Сланец Бёрджесс был открыт палеонтологом Чарльзом Уолкоттом 30 августа 1909 года. ближе к концу сезона полевых работ. Он вернулся в 1910 году со своими сыновьями, дочерью и женой, открыв карьер на склонах Фоссил-Ридж. Важность сохранения мягких тел и разнообразие организмов, которые он считал новыми для науки, заставляли его возвращаться в карьер почти каждый год до 1924 года. На тот момент, в возрасте 74 лет, он собрал более 65 000 экземпляров. Описание окаменелостей было огромной задачей, которую Уолкотт решал до своей смерти в 1927 году. Уолкотт, руководствуясь научным мнением того времени, попытался отнести все окаменелости к живым таксонам, и в результате окаменелости в то время считались не более чем диковинкой. Лишь в 1962 году Альберто Симонетта предпринял попытку повторного исследования окаменелостей из первых рук. Это заставило ученых признать, что Уолкотт едва прикоснулся к поверхности информации, доступной в сланцах Бёрджесс, а также дало понять, что организмы не вписываются в современные группы.

Раскопки были возобновлены в карьере Уолкотта Геологической службой Канады по настоянию по трилобитам эксперта Гарри Блэкмора Уиттингтона , а новый карьер, Раймонд, был основан примерно на 20 метров выше Фоссил-Ридж. Уиттингтон с помощью студентов-исследователей Дерека Бриггса и Саймона Конвея Морриса из Кембриджского университета начал тщательную переоценку сланцев Бёрджесс и обнаружил, что представленная фауна была гораздо более разнообразной и необычной, чем предполагал Уолкотт. Многие из присутствующих животных имели причудливые анатомические особенности и лишь малейшее сходство с другими известными животными. Примеры включают Opabinia с пятью глазами и мордой, похожей на шланг пылесоса, и Hallucigenia , которая изначально была реконструирована вверх ногами и ходила по двусторонне симметричным шипам.

Поскольку Парки Канады и ЮНЕСКО признали значение сланцев Бёрджесс, сбор окаменелостей стал политически более трудным с середины 1970-х годов. Коллекции продолжали создавать Королевский музей Онтарио . Куратор палеонтологии беспозвоночных Десмонд Коллинз выявил ряд дополнительных обнажений, стратиграфически как выше, так и ниже первоначального карьера Уолкотт. Эти места продолжают давать новые организмы быстрее, чем их можно изучить.

Стивена Джея Гулда Книга «Чудесная жизнь» , опубликованная в 1989 году, привлекла внимание общественности к окаменелостям сланцев Бёрджесс. Гулд предполагает, что необычайное разнообразие окаменелостей указывает на то, что формы жизни в то время были гораздо более разнородными по форме тела, чем те, которые сохранились сегодня, и что многие из уникальных линий были результатом эволюционных экспериментов, которые вымерли. Интерпретация Гулдом разнообразия кембрийской фауны во многом опиралась на Саймоном Конвеем Моррисом реинтерпретацию оригинальных публикаций Чарльза Уолкотта. Однако Конвей Моррис категорически не согласился с выводами Гулда, утверждая, что почти всю кембрийскую фауну можно отнести к современным типам .

Сланец Бёрджесс привлек интерес палеоклиматологов , которые хотят изучить и предсказать долгосрочные будущие изменения климата Земли. По словам Питера Уорда и Дональда Браунли в книге 2003 года « Жизнь и смерть планеты Земля» , климатологи изучают летопись окаменелостей в сланцах Бёрджесс, чтобы понять климат кембрийского взрыва . Его можно использовать для прогнозирования того, как будет выглядеть климат Земли через 500 миллионов лет в будущем, поскольку потепление и расширение Солнца в сочетании со снижением уровня CO ₂ и кислорода в конечном итоге нагреют Землю до температур, не наблюдавшихся со времен архейского эона 3 миллиарда лет назад. (до появления первых растений и животных). Это, в свою очередь, способствует пониманию того, как и когда последние живые существа на Земле потенциально могут вымереть. См. также Будущее Земли .

После того, как участок сланцев Берджесс был зарегистрирован в качестве объекта всемирного наследия в 1980 году, в 1984 году он был включен в список WHS канадских парков Скалистых гор.

В 2012 году было объявлено об открытии еще одного обнажения сланцев Бёрджесс в национальном парке Кутеней на юге. Всего за 15 дней полевых сборов в 2013 году на новом участке было обнаружено 50 видов животных.

Объект геологического наследия IUGS

В связи с тем, что это место «характеризуется исключительной сохранностью мягких тканей и содержит наиболее полную летопись окаменелостей кембрийских ( улиуаньских ) морских экосистем», Международный союз геологических наук (IUGS) включил «Кембрийскую палеонтологическую летопись сланцев Бёрджесс». в своем списке из 100 «объектов геологического наследия» по всему миру, опубликованном в октябре 2022 года. Организация определяет «Участок геологического наследия IUGS» как «ключевое место, где используются геологические элементы и/или процессы международного научного значения». в качестве справочного материала и/или внесшего существенный вклад в развитие геологических наук на протяжении всей истории».

Геологическая обстановка

Основная статья: Формация Стивена

Спутниковый снимок местности.

Содержащие окаменелости отложения сланцев Берджесс соотносятся с формацией Стивен , совокупностью слегка известковых темных аргиллитов возрастом около 508 миллионов лет . Слои отлагались у подножия скалы высотой около 160 м. ниже глубины, волнуемой волнами во время штормов. Этот вертикальный утес был составлен из известковых рифов формации Кафедральный собор , которые, вероятно, образовались незадолго до отложения сланцев Бёрджесс. Точный механизм формирования доподлинно неизвестен, но наиболее широко распространенная гипотеза предполагает, что край рифа Кафедральной формации отделился от остальной части рифа, опустился и был перенесен на некоторое расстояние – возможно, на километры – от края рифа. Более поздняя реактивация разломов в основании формации привела к ее распаду примерно 509 миллионов лет назад . В результате образовалась бы крутая скала, дно которой было бы защищено от тектонической разуплотнения, поскольку известняк Соборной формации трудно сжимать. Эта защита объясняет, почему с окаменелостями, сохранившимися дальше от формации Кафедрального собора, невозможно работать: тектоническое сжатие пластов привело к образованию вертикального раскола, который раскалывает породы, поэтому они раскалываются перпендикулярно окаменелостям. В карьере Уолкотт были найдены такие впечатляющие окаменелости, потому что он находился так близко к формации Стивен – действительно, сейчас карьер раскопан до самого края кембрийского утеса.

Первоначально считалось, что сланцы Берджесс отлагались в бескислородных условиях, но все больше исследований показывают, что кислород постоянно присутствовал в отложениях. Считалось, что бескислородная среда не только защищает недавно погибшие организмы от гниения, но также создает химические условия, позволяющие сохранить мягкие части организмов. Кроме того, это уменьшило численность роющих организмов: норы и тропы встречаются в пластах, содержащих мягкотелые организмы, но они редки и, как правило, имеют ограниченную вертикальную протяженность. Альтернативная гипотеза - просачивание рассола; см . в разделе «Сохранение типа сланцев Берджесс» более подробное обсуждение .

Стратиграфия

Карьер Уолкотт в сланцах Бёрджесс, показывающий сланцевую толщу карьера Уолкотт. Белые параллельные вертикальные полосы — остатки буровых скважин, проделанных во время раскопок середины 1990-х годов.

Сланцевая формация Бёрджесс включает 10 пачек, наиболее известной из которых является сланцевая пачка карьера Уолкотт, включающая большой пласт филлопод.

Тафономия и диагенез

Дополнительная информация: Тафономия и диагенез.

Дополнительная информация: Сохранение типа сланцев Берджесс.

Есть много других подобных кембрийских лагерштеттенов ; действительно, такие комплексы гораздо более распространены в кембрии, чем в любой другой период. В основном это связано с ограниченностью роющей деятельности; поскольку такая биотурбация стала более распространенной в кембрийском периоде, среда, способная сохранить мягкие части организмов, стала гораздо реже. ( Докембрийская летопись окаменелостей животных скудна и неоднозначна, ср. эдиакарскую биоту .)

Биота

Основные статьи: окаменелости сланцев Бёрджесс , палеобиота сланцев Бёрджесс и фауна типа сланцев Бёрджесс.

Биота сланцев Бёрджесс, по-видимому, типична для отложений среднего кембрия. Хотя организмы, несущие твердые части, составляют всего лишь 14% сообщества, эти же организмы встречаются в аналогичных пропорциях и в других кембрийских местонахождениях. Это означает, что нет никаких оснований предполагать, что организмы без твердых частей являются какими-либо исключительными; многие из них появляются в других лагерштеттенах разного возраста и местоположения.

Биота состоит из множества организмов. Свободноплавающие ( нектонические ) организмы относительно редки, при этом большинство организмов обитают на дне (бентосе) — либо перемещаются (бродячие), либо постоянно прикреплены к морскому дну (сидячие). Около двух третей организмов сланцев Берджесс жили, питаясь органическими веществами илистого морского дна, в то время как почти треть отфильтровывала мелкие частицы из толщи воды. Менее 10% организмов были хищниками или падальщиками, хотя, поскольку эти организмы были крупнее, биомасса распределялась поровну между организмами-фильтраторами, отложениями, хищниками и падальщиками.

Многие организмы из сланцев Берджесс представляют собой представителей стволовой группы современных типов животных, хотя также присутствуют представители кроновой группы некоторых типов.

Работа с сланцами Бёрджесс

Окаменелости сланцев Берджесс сохранились в виде черных углеродных пленок на черных сланцах, поэтому их трудно сфотографировать; однако различные фотографические методы могут улучшить качество получаемых изображений. Другие методы включают SEM с обратным рассеянием, картирование элементов и рисование с помощью камеры-люциды .

После получения изображений эффекты распада и тафономии необходимо учитывать , прежде чем можно будет провести правильную анатомическую реконструкцию. Учет сочетания признаков позволяет исследователям установить таксономическое родство.

См. также

• План кузова
• Формация Фезуата , место окаменелостей в Марокко, которое помогло преодолеть разрыв кембрийского-ордовикского перехода.
• Замок Банк
• История палеозоологии беспозвоночных
• Палеонтология беспозвоночных
• Список мест окаменелостей (с каталогом ссылок)
• Сланцы Маотяньшань , которые часто сравнивают со сланцами Берджесс.
• Палеобиота сланцев Бёрджесс
• Уиллер-Шейл , также по сравнению с Бёрджесс-Шейл.

Дальнейшее чтение

• Гулд, Стивен Джей и Конвей Моррис, Саймон. Обсуждение значения сланцев Бёрджесс: Саймон Конвей Моррис и Стивен Джей Гулд. «Разборки на сланцах Бёрджесс» . Журнал естественной истории . 107 (10): 48–55. Архивировано из оригинала 10 декабря 2010 года . Проверено 17 августа 2008 г.
• Конвей Моррис, Саймон. Тигель творения: сланцы Бёрджесс и рост животных , Oxford University Press, Оксфорд, 1998 (мягкая обложка, 1999 г.) ISBN   0-19-850197-8 (hbk), ISBN   0-19-286202-2 (пбк)
• Форти, Ричард . Трилобит: очевидец эволюции , Фламинго, 2001. ISBN   0-00-655138-6
• Гулд, Стивен Джей. Замечательная жизнь: сланцы Бёрджесс и природа истории , Винтаж, 2000. ISBN   0-09-927345-4
• Бриггс, Германия ; Эрвин, Дуглас Х. и Коллиер, Фредерик Дж. Окаменелости сланцев Бёрджесс , Смитсоновский институт, 1994. ISBN   1-56098-364-7

Внешние ссылки

• «Бёрджесс Шейл» . Виртуальный музей Канады. 2011.
• Мелвин Брэгг (ведущий) (17 февраля 2005 г.). «Кембрийский взрыв» . В наше время . В эфире BBC Radio 4. (включая ссылки на страницы ресурсов)
• Карон, Жан-Бернар; Гейнс, Роберт Р.; Ария, Седрик; Мангано, М. Габриэла; Стренг, Майкл (февраль 2014 г.). «Новый комплекс филлопод, похожий на пласт из сланцев Бёрджесс в канадских Скалистых горах» . Природные коммуникации . 5 : 3210. Бибкод : 2014NatCo...5.3210C . дои : 10.1038/ncomms4210 . ISSN   2041-1723 . ПМИД   24513643 .