Ботанические Помпеи: Учёные нашли в Австралии окаменелости растений возрастом 30 млн лет

Австралийский континент сейчас геологически стабилен. Однако вулканические породы, потоки лавы и ландшафт с потухшими вулканами показывают, что так было не всегда.

В период от 40 до 20 млн лет назад — с эпохи эоцена до миоцена — на востоке Австралии была широко распространена вулканическая активность. В таких местах, как западная Виктория и плато Атертон в Квинсленде, она была ещё более поздней.

Извержения вулканов могут иметь разрушительные последствия для поселений, как известно по Помпеям в Италии, погребённым под пеплом после извержения Везувия в 79 году н.э. Но пеплопады и потоки лавы могут также хоронить целые леса или многие растения в них.

Изучение этих редких и уникальных растительных "капсул времени" выявляет исключительно сохранившиеся ископаемые флоры и даёт новое представление о ботанической истории Австралии. Новая работа опубликована в журнале Gondwana Research.

Исключительная сохранность

Наиболее распространёнными вулканическими породами являются базальты. Богатые красные почвы, образовавшиеся из них, — одни из самых плодородных в Австралии.

Но породы, в которых встречаются окаменелости, погребены под базальтами или другими вулканическими породами и называются силькретами — название указывает на их происхождение из грунтовых вод, богатых кремнезёмом (SiO₂). Кремнезём — основной компонент песка, знакомый большинству как кварц.

Силькретовые растительные окаменелости уникальны сверхтонкой сохранностью растительного материала. Это включает тонкие корни и корневые клубеньки, разворачивающиеся листья папоротников и их подземные стебли, мягкую наружную кору древесины, следы питания и экскременты насекомых, а также даже нежные ткани и анатомию плодов и семян.

Для такой сохранности необходимо сначала быстрое захоронение, как при извержении вулкана. Затем должен быть обильный источник кремнезёма — это условие выполняется при выветривании вулканических пород.

Процесс, при котором кремнезём заполняет и сохраняет структуры растений, называется "силицификацией" или "перминерализацией". Погребённый растительный материал создаёт кислые условия, идеальные для этого процесса.

Процесс не обязательно занимает миллионы лет. Зарубежные исследования растений в горячих источниках или лабораторные эксперименты показали, что некоторые типы кремнезёма быстро проникают в древесину и растительные ткани.

Значение этих окаменелостей

Благодаря быстрому захоронению вулканами можно быть уверенным, что растения находились in situ (на своём первоначальном месте) и активно росли. Это позволяет получить детальную информацию о составе этих древних растительных сообществ.

В других местах, где могут накапливаться растительные окаменелости (например, в речных дельтах), нельзя быть уверенным, как далеко переносились части растений и принадлежали ли они разным типам растительности.

Силицификация сохраняет не только растения, но и лесную подстилку, и даже подстилающую почву с корнями и корневыми клубеньками. Ископаемые растения, сохранившиеся на разных участках, различаются, что указывает на наличие различных растительных сообществ.

Обилие семян и плодов на одном участке возле Капеллы в центральном Квинсленде даже позволило предположить, что местные извержения, вероятно, происходили летом или ранней осенью, в сезон плодоношения.

Исключительная сохранность позволяет сравнивать эти окаменелости с современными растениями и точно их идентифицировать.

Среди папоротников найдены листья и подземные стебли (корневища) знакомого орляка (Pteridium). Также обнаружены характерные семена и лианы семейства виноградных (Vitaceae), а также следы повреждений древесины насекомыми. На двух участках были найдены свидетельства существования пальм.

Хотя ранее было мало исследований силькретовых растений, новая работа даёт представление об истории современной австралийской флоры.

Влияние вулканов на растительные сообщества

Вулканическая активность разрушает и изменяет существующие растительные сообщества, а также создаёт новые субстраты для заселения растениями.

Наличие папоротников на нескольких участках может объясняться тем, что они — одни из первых растений, заселяющих новые вулканические территории благодаря своим крошечным, переносимым ветром спорам. Например, задокументировано, что орляк был растением-пионером на бесплодном конусе знаменитого вулкана Кракатау после его извержения в 1883 году.

Но разнообразие семян и плодов на другом участке предполагает, что существовавший лес был погребён вулканической активностью.

Исследователи предполагали, что ключевыми факторами эволюции австралийской фауны и флоры в кайнозойский период (последние 66 млн лет) были преимущественно климат и изменения окружающей среды, отчасти из-за движения Австралийской континентальной плиты на север.

Однако широкомасштабная вулканическая активность на востоке Австралии в кайнозое редко рассматривалась как ключевой двигатель таких изменений.

Исключительно сохранившиеся силькретовые растительные окаменелости теперь дают новое понимание истории некоторых групп австралийских растений и типов растительности, в которых они росли.