Скалы, которые считали пустыми: кембрийские породы Гранд-Каньона скрывали неожиданную тайну

Кембрийские породы Гранд-Каньона десятилетиями считались изученными вдоль и поперёк и давно заняли своё место в учебниках геологии. Однако новый анализ показал, что эти скалы скрывают следы крошечных существ с неожиданно сложным образом жизни. Окаменелости указывают на то, что уже более 500 миллионов лет назад морские экосистемы были куда разнообразнее, чем предполагалось ранее. Об этом сообщает Earth.

Фото: commons.wikimedia.org by Tuxyso, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

Гранд-Каньон

Неожиданные находки в знакомых породах

Формация Bright Angel — тонкая зеленовато-серая полоса в стенах Гранд-Каньона — давно известна геологам. Она состоит из сланцев, алевролитов и песчаников и тянется почти на 300 миль, фиксируя древнее мелководное море, покрывавшее территорию Северной Америки в кембрийский период.

Толщина этого слоя достигает 80-140 метров, а его возраст, по данным цирконового датирования, составляет около 502-507 миллионов лет. Формация залегает между песчаником Tapeats и карбонатами Muav и относится к мегапоследовательности Саук — одному из ключевых этапов морского наступления на континент.

Крошечные животные с двойной стратегией питания

Долгое время ископаемая фауна Bright Angel Formation ассоциировалась в основном с твёрдыми частями организмов: панцирями трилобитов, раковинами брахиопод и отдельными шипами беспозвоночных. Эти находки важны для датировки пород, но почти ничего не говорят о мягкотелых животных.

Команда палеонтолога Университета Миссури Джеймса Д. Шиффбауэра применила высокоточные визуальные и геохимические методы и обнаружила редкие трёхмерные окаменелости мягких тканей. Они принадлежат организмам, которые сочетали поверхностный выпас и питание осадком в рамках одного тела — подобная гибкость уже меняла представления о древних экосистемах.

"Эти формы демонстрируют, что ранние морские животные могли быть гораздо более универсальными, чем мы привыкли думать", — отмечается в научной публикации.

Такие существа резко отличаются от привычных трилобитов, но их возраст и положение совпадают со слоями, богатыми следовыми окаменелостями, что позволяет связать активность в осадке с ранее "невидимыми" обитателями морского дна.

Штормовое море как фактор эволюции

Геологическая структура формации Bright Angel указывает на динамичную среду. В породах зафиксированы волнистая перекрёстная слоистость, песчаниковые линзы с рябью и повторяющиеся последовательности, характерные для штормовых шельфов.

Штормы периодически перераспределяли песок и органику, после чего в спокойные периоды животные снова заселяли дно, зарывались и питались. В таких условиях организм, способный переключаться между разными источниками пищи, получал серьёзное преимущество — именно такую роль играли следовые окаменелости, фиксирующие поведение, а не форму тела.

Следы суши в морских отложениях

Тонкозернистые слои Bright Angel Formation сохранили не только остатки животных, но и микроскопические следы изменений на суше. Анализ глинистых минералов выявил каолинит, хлорит и обломочный полевой шпат, что указывает на выветривание близлежащих гранитных и метаморфических пород.

Палинологические данные показали присутствие криптоспор, фрагментов кутикулы и возможных яйцевых оболочек, тогда как типичный морской планктон почти отсутствует. Это говорит о значительном притоке речного материала и близости суши, что дополнительно усложняло прибрежные пищевые сети.

Кембрий за короткий срок

Ранее считалось, что отложения группы Tonto формировались десятки миллионов лет по мере медленного углубления моря. Однако новые радиометрические данные показывают, что пески Tapeats и илы Bright Angel могли накопиться менее чем за четыре миллиона лет.

Такая сжатая временная шкала объясняет хорошую сохранность следовых окаменелостей и минимальные признаки глубокого захоронения. Даже в этом коротком интервале кембрийская жизнь демонстрировала гибкость и разнообразие.

Сравнение стратегий питания кембрийских животных

В классических моделях ранней эволюции способы питания часто разделяют на чёткие категории. Однако находки из Bright Angel Formation показывают, что некоторые организмы совмещали разные подходы. Поверхностный выпас позволял использовать свежие органические остатки, а питание осадком — извлекать ресурсы из более глубоких слоёв. Такое сочетание делало животных устойчивыми к изменениям среды.

Плюсы и минусы универсального образа жизни

Сочетание разных стратегий имело свои особенности. К преимуществам можно отнести доступ к нескольким источникам пищи и устойчивость к штормовым событиям. Среди ограничений — необходимость более сложной анатомии и адаптаций, что могло повышать энергетические затраты.

Популярные вопросы о кембрийских находках Гранд-Каньона

Почему мягкотелые окаменелости встречаются так редко?
Они сохраняются только при особых условиях, когда разложение замедляется, а осадок быстро изолирует ткани.

Что важнее для изучения кембрия — трилобиты или следовые окаменелости?
Оба типа находок дополняют друг друга: первые помогают в датировке, вторые — в реконструкции поведения.

Что лучше отражает экосистему древнего моря — состав пород или фауна?
Наиболее полную картину даёт их сочетание, включая минералогию, следы активности и остатки организмов.