Палеогеновый период: климат, животные и эпохи

Палеогеновый период открыл кайнозойскую эру 66 миллионов лет назад и завершился около 23,04 миллиона лет назад. Его начало совпало с массовым вымиранием на границе мела и палеогена, а конец пришёлся на уже совсем иной мир: с ледяным щитом Антарктиды, морями, где плавали ранние представители современных ветвей китообразных, и материками, очертания которых всё заметнее приближались к нынешним.

Палеоген часто описывают как «время расцвета млекопитающих». Это верно лишь в самом общем смысле. Млекопитающие пережили резкое расширение экологического разнообразия, но не заняли все свободные роли мгновенно. Палеоценовые сообщества ещё состояли преимущественно из небольших и непривычных групп. В эоцене одновременно появились древнейшие надёжные киты, летучие мыши, ранние приматы и представители нескольких современных отрядов. В олигоцене похолодание и иссушение климата перестроили растительность и фауну ещё раз.

Палеоген не был продолжительным «утром современного мира». За почти 43 миллиона лет Земля прошла путь от последствий планетарной катастрофы через один из самых тёплых интервалов кайнозоя к устойчивому антарктическому оледенению.

Палеогеновый период в цифрах

Возраст границ и подразделений приведён по Международной хроностратиграфической шкале версии 2026/06. Эти числа уточняются по мере совершенствования радиометрических датировок и сопоставления разрезов. Разницу между эоном, эрой, периодом, эпохой и ярусом объясняет общий обзор геологических эр.

Почему период называется палеогеновым

Слово образовано от греческих корней со значением «древний» и «рождённый». Немецкий геолог Карл Фридрих Науман в 1866 году употребил выражение Paleogene Stufe для древней части тогдашнего третичного подразделения. Содержание термина со временем менялось, но в современной международной шкале палеоген является самостоятельным периодом и системой.

Историческое название «третичный период» объединяло палеоген и неоген. Сейчас Международная комиссия по стратиграфии не использует третичный как официальный период. Однако старое слово осталось в книгах, музейных подписях и поисковых запросах, поэтому ему посвящена отдельная страница о третичном периоде. Она объясняет термин, а не заменяет современные периоды.

Как и в других частях шкалы, время и породы следует различать. Палеогеновый период – отрезок истории Земли. Палеогеновая система – совокупность пород, сформировавшихся за это время. Для более мелких подразделений аналогично употребляют пары «эпоха – серия» и «век – ярус».

Где проходят границы палеогена

Нижняя граница палеогена одновременно является концом мелового периода, концом мезозоя и началом кайнозоя. Её возраст принят равным 66,00 миллиона лет. Международный эталон основания данского яруса расположен у Эль-Кефа в Тунисе. Точка проведена у основания тёмной пограничной глины, где фиксируются иридиевая аномалия, резкая смена планктонных фораминифер и другие следы кризиса K–Pg.

Граница не означает, что во всём мире на одну и ту же минуту отложился одинаковый слой. В морских разрезах сопоставляют микрофоссилии, химию пород и магнитную запись. На суше слой может быть размытым или отсутствовать, и тогда возраст уточняют по вулканическому пеплу, пыльце, ископаемым позвоночным и последовательности осадков. История того, как иридий связали с ударом космического тела, подробно разобрана в статье о гипотезе Луиса Альвареса.

Верхняя граница палеогена является основанием аквитанского яруса, миоцена и неогенового периода. Её эталон находится в разрезе Лемме-Каррозьо на севере Италии. Основной маркер – начало магнитного хрона C6Cn.2n; рядом используются изменения комплексов планктонных фораминифер и известкового нанопланктона. Текущая шкала помещает границу около 23,04 миллиона лет назад.

Три эпохи и девять ярусов

Палеоген делится на три официальные эпохи. Палеоцен охватывает первые десять миллионов лет после вымирания, эоцен – наиболее тёплую и продолжительную часть периода, олигоцен – интервал после крупной климатической перестройки на отметке 33,9 миллиона лет.

Названия ярусов происходят от географических областей и классических разрезов: Дании, острова Зеландия, английского Танета, бельгийского Ипра, французской Лютеции, английского Бартона, итальянских Приабоны, Рюпеля и Хатта. Это не перечень одинаковых мировых фаун. Животные одного яруса в Северной Америке, Европе, Африке и Южной Америке могли сильно различаться из-за океанических барьеров и климата.

Палеоцен: жизнь после катастрофы

Первые годы палеогена были временем последствий удара Чиксулуб. Пыль, сажа и аэрозоли сократили поступление солнечного света, нарушили фотосинтез и обрушили пищевые сети. Исчезли нептичьи динозавры, птерозавры, аммониты, мозазавры и многие группы планктона. Пережили кризис не все млекопитающие, птицы, крокодиломорфы или растения: вымирание было избирательным, но тяжёлым для разных линий.

Постепенное восстановление не происходило по единому сценарию. В некоторых районах папоротники быстро заселяли нарушенные поверхности. В других растительное и связанное с ним насекомое разнообразие возвращалось миллионы лет. Исследования следов питания насекомых на ископаемых листьях показывают, что скорость восстановления заметно различалась между Северной и Южной Америкой.

Палеоценовые млекопитающие часто представляются прямыми «заготовками» современных животных. На самом деле в сообществах было много боковых ветвей. Многобугорчатые, различные архаические плацентарные и ранние метатерии существовали рядом с линиями, близкими к будущим отрядам. Зубы позволяют оценивать рацион, суставы – движение, но сходство отдельной кости с современной группой ещё не доказывает прямое предковое положение.

Освободившиеся экологические роли не заполнились за одно поколение. Большинство раннепалеоценовых млекопитающих сохраняло скромные размеры. Позднее появились формы массой в десятки и сотни килограммов. Рост разнообразия был быстрым в геологическом масштабе, но занял сотни тысяч и миллионы лет. Более широкий путь группы до и после границы показан в каталоге древних млекопитающих.

Птицы были единственной ветвью динозавров, пережившей K–Pg. В палеоцене распространялись водоплавающие, наземные и морские формы. Уже тогда существовали крупные пингвины, а на суше позже стали заметны тяжёлые нелетающие птицы. Объяснение того, почему некоторые небольшие наземные позвоночные пережили кризис, нельзя свести к одной причине; это видно и на примере статьи почему динозавры вымерли, а крокодилы выжили.

Материки и океаны меняли пути расселения

В палеогене Атлантика продолжала расширяться. Северная Америка и Европа ещё могли обмениваться фауной через высокоширотные участки суши, особенно во время тёплых интервалов и низких региональных барьеров. Южная Америка оставалась в значительной степени изолированной и развивала собственные линии млекопитающих, крупных наземных птиц и крокодиломорфов. Австралия отделялась от Антарктиды, но история южных морских проходов была поэтапной, а не мгновенной.

Индийская плита быстро двигалась на север и в эоцене столкнулась с Евразией. Точную дату и геометрию начала столкновения обсуждают: разные методы дают диапазоны, а контакт происходил не обязательно одновременно по всей протяжённости будущих Гималаев. Надёжно можно говорить, что палеогеновая конвергенция закрывала океан Неотетис, деформировала окраины континентов и создавала условия для будущего подъёма Гималаев и Тибета.

Тектоника влияла не только на рельеф. Сухопутные мосты открывали миграционные пути, проливы меняли океаническую циркуляцию, горы перенаправляли осадки. Поэтому появление группы в новом регионе не всегда означает её возникновение именно там: оно может отражать переселение после исчезновения географического или климатического барьера.

Климатический путь от тепличного мира к ледниковому

Палеоген начался в тёплом мире без устойчивых материковых ледовых щитов. В палеоцене температура постепенно росла, затем на границе с эоценом произошёл резкий гипертермальный эпизод. Ранний эоцен включал продолжительный климатический оптимум. После него началось долговременное охлаждение, кульминацией которого стало разрастание антарктического ледяного щита у границы эоцена и олигоцена.

Эта последовательность не была плавной линией. На неё накладывались кратковременные потепления, орбитальные циклы, изменения углеродного цикла и региональные различия. Высокие широты могли оставаться лесистыми при полярной ночи, тогда как внутренние районы материков испытывали сезонную засушливость. Один и тот же средний глобальный показатель не описывает климат каждой точки Земли.

Для восстановления температуры используют соотношения изотопов в раковинах морских микроорганизмов, органические молекулы, состав листьев и другие прокси. Каждый метод имеет ограничения. Например, кислородные изотопы зависят и от температуры воды, и от объёма материкового льда. Поэтому наиболее надёжная картина возникает при сопоставлении нескольких независимых записей.

PETM: резкое потепление на границе палеоцена и эоцена

Около 56 миллионов лет назад в океан и атмосферу геологически быстро поступило большое количество углерода с низким содержанием тяжёлого изотопа. Это событие распознают по отрицательному сдвигу δ13C в морских и континентальных породах. Оно совпало с палеоцен-эоценовым термическим максимумом, или PETM, когда глобальная температура повысилась на несколько градусов.

Источник углерода остаётся предметом исследований. Рассматриваются вулканическое выделение газов, нагрев органических осадков Северо-Атлантической магматической провинцией, метан и обратные связи углеродного цикла. Вероятно, событие включало несколько резервуаров и последовательных импульсов. Называть один механизм окончательно доказанным пока нельзя.

Потепление усилило гидрологический цикл: одни области стали влажнее, другие суше, а сильные осадки ускоряли перенос осадков. Глубоководные бентосные фораминиферы пережили крупное вымирание, океан испытал закисление и уменьшение содержания кислорода в некоторых бассейнах. На суше менялись ареалы растений и млекопитающих.

В Северной Америке на самом начале эоцена появляются ранние непарнокопытные, парнокопытные и приматы современного облика. Их распространение совпало с климатически открывшимися путями между континентами. В нескольких линиях зафиксировано временное уменьшение размеров тела, но это не означает, что все животные во всём мире одинаково «измельчали». Реакция зависела от питания, географии и продолжительности поколений.

Эоценовые леса и необычные сообщества

В раннем эоцене тёплые леса продвигались в высокие широты. На острове Элсмир в Канадской Арктике жили крокодилоподобные рептилии, черепахи и млекопитающие, хотя зимой там сохранялась полярная ночь. Это не доказывает тропический климат у полюса: температура, сезонность света и состав леса отличались от экваториальных условий.

Среднеэоценовый Мессель в Германии сохранил исключительно целые скелеты, отпечатки мягких тканей и содержимое пищеварительного тракта. В озёрных отложениях найдены ранние лошадиные, приматоподобные млекопитающие, летучие мыши, птицы, рептилии, рыбы и насекомые. Такие местонахождения создают редкое окно в сообщество, но даже оно является выборкой: условия дна особенно хорошо сохраняли одни организмы и почти не фиксировали другие.

Леса были не пустым фоном для животных. Цветковые растения уже давно стали важнейшей частью наземных сообществ. Их листья, плоды и семена поддерживали растительноядных, а разнообразие насекомых формировало сложные пищевые связи. Ископаемая пыльца сообщает о распространении растений, следы повреждений листьев – о способах питания насекомых, а янтарь сохраняет мелких организмов и детали, почти не попадающие в обычные осадки.

Обзор кайнозойских лесов показывает, как древесные сообщества создавали множество ярусов и укрытий. Однако выражение «сплошные джунгли эоцена» неверно: на планете существовали сезонные леса, заболоченные низменности, засушливые внутренние области и открытые берега.

Млекопитающие: не мгновенная победа, а серия радиаций

После исчезновения нептичьих динозавров млекопитающие расширили диапазон размеров, питания и способов передвижения. Палеонтологи видят эту перестройку в форме зубов, пропорциях конечностей и разнообразии локальных фаун. Но слово «взрыв» не должно скрывать сложность: одни ветви возникли ещё в мелу, другие появились в палеогене, третьи тогда процветали, но полностью вымерли.

В палеоцене заметны многобугорчатые, кондиляртоподобные формы, пантодонты и другие архаические группы. В эоцене широко распространяются ранние непарнокопытные и парнокопытные, приматы, хищные млекопитающие и летучие мыши. К концу периода разнообразие некоторых старых линий сокращается, а современные отряды приобретают более узнаваемый состав.

Термин «копытные» объединяет животных по заметному образу жизни, но их эволюционная история разветвлена. Ранние лошадиные были небольшими лесными животными с несколькими пальцами, тогда как гигантские бронтотерии представляли отдельную ветвь непарнокопытных. Как менялись стопа, зубы и питание, объясняет материал об эволюции копытных.

Не все крупные палеогеновые травоядные походили на носорогов или слонов. Африканский арсинойтерий относился к эмбритоподам и нёс массивные костные рога, но не был близким родственником настоящих носорогов. Такие примеры показывают, как опасно определять родство только по общему силуэту.

Хищные роли тоже распределялись между разными линиями. Мезонихии, гиенодонты, оксиениды, нимравиды и ранние представители отряда хищных существовали в разное время и не образовывали единой лестницы к современным кошкам и собакам. Например, гиенодон не был гиеной, несмотря на русское название и режущие зубы.

Приматы и летучие мыши

Плезиадапиформов долго рассматривали как близких родственников или возможных предшественников приматов. Их положение уточняется в разных анализах, поэтому прямую линию от конкретного палеоценового рода к человеку проводить нельзя. Надёжные представители основных ранних ветвей приматов появляются в эоцене и быстро распространяются по северным материкам.

Хватательные кисти и стопы, зрение и подвижность в ветвях развивались в мозаичном порядке. Не каждый древесный зверёк был приматом. Отдельный обзор о появлении приматов и статья о первых приматах помогают отделить находки от популярного образа «маленького предка человека».

Летучие мыши появляются в ископаемой летописи уже способными к активному полёту. Раннеэоценовый Onychonycteris сохранял когти на нескольких пальцах крыла и обладал менее специализированным слуховым аппаратом, чем многие современные эхолокаторы. У других ранних форм строение внутреннего уха указывает на развитую эхолокацию. Это делает происхождение группы сложной задачей: переходные стадии до полноценного полёта пока почти не представлены. Подробности собраны в статье о происхождении летучих мышей.

Птицы, рептилии и пресноводные сообщества

Палеоген был не только «веком зверей». Птицы осваивали морские побережья, лесные кроны, открытые земли и водоёмы. В южных морях существовали крупные пингвины. Гасторнитиды были тяжёлыми нелетающими птицами Северного полушария, но их питание обсуждается: мощный клюв сам по себе не доказывает активное хищничество, а форма челюстей совместима и с обработкой жёсткой растительной пищи.

Крокодиломорфы в тёплой части палеогена жили значительно севернее современного диапазона. Рядом с водными формами встречались наземные хищники с относительно длинными конечностями и сжатым с боков зубным рядом. Изменение их разнообразия к олигоцену тесно связано с охлаждением, хотя распределение находок и доступная площадь тёплых местообитаний тоже влияют на наблюдаемую картину. Сравнение таких форм дано в материале о том, почему древние крокодилы были крупнее современных.

Черепахи, змеи, ящерицы, амфибии и пресноводные рыбы переживали собственные радиации. Филогенетические исследования змей указывают на заметную перестройку после K–Pg, но молекулярная дата расхождения и первое появление в породах не являются одним и тем же событием. Ископаемая летопись фиксирует минимальный возраст линии, а не обязательно момент её возникновения.

Как наземные млекопитающие стали китами

Одна из самых наглядных эволюционных последовательностей палеогена связана с возвращением млекопитающих в море. Ранние китообразные появились в эоцене на территориях южной Азии. У пакицетид слуховая область черепа уже несла характерные признаки китов, но конечности оставались пригодными для жизни на суше. Более поздние амбулоцетиды и ремингтоноцетиды стали гораздо теснее связаны с водой.

Амбулоцет обладал мощными конечностями и мог двигаться по суше, хотя его тело было приспособлено к полуводному образу жизни. Протоцетиды распространились по морям, а таз и задние конечности постепенно потеряли опорную функцию. У базилозаврид тело уже было полностью водным, но сохранялись крошечные наружные задние конечности.

Это не прямая шеренга, где один названный род обязательно превращался в следующий. Известные таксоны представляют ветвящееся дерево и демонстрируют сочетания признаков. Последовательность подтверждается не только внешним обликом скелетов, но и строением уха, позвонков, таза, зубов и химическим составом зубной эмали. Общий обзор первых китов связывает эти находки с возвращением четвероногих в морскую среду.

Позднеэоценовый Вади-эль-Хитан в Египте сохранил многочисленные скелеты базилозаврид и окружающую морскую фауну. Сейчас это пустыня, но в эоцене здесь находилось мелководное море Тетис. Скелеты показывают полностью водный образ жизни, а осадки, акулы, скаты, черепахи и беспозвоночные позволяют восстановить среду. В конце эоцена и олигоцене появились ранние усатые и зубатые киты, хотя многие палеогеновые ветви не пережили дальнейшие перестройки океанов.

Граница эоцена и олигоцена: поворот к ледниковому миру

Около 33,9 миллиона лет назад климатическая система перешла в новое состояние. Глубоководные изотопные записи фиксируют охлаждение океана и увеличение объёма материкового льда. В Антарктиде быстро вырос крупный ледяной щит, уровень моря снизился, а глубоководная циркуляция перестроилась.

Раньше поворот часто объясняли почти исключительно открытием проливов вокруг Антарктиды и возникновением циркумполярного течения. Современные исследования показывают более сложную причинность. Падение содержания углекислого газа, орбитальные условия, рельеф Антарктиды, океанические проходы и обратные связи льда действовали вместе. Модели указывают, что снижение CO2 могло перевести систему через порог устойчивого оледенения, а выросший ледяной щит затем сам изменил циркуляцию.

Антарктида не превратилась в полностью современную ледяную пустыню за один момент. Горные ледники существовали локально и раньше, леса отступали поэтапно, а размер ледяного щита колебался. Поэтому иллюстрация перехода показывает соседство растительности и расширяющегося льда, а не буквальную фотографию единственного года.

В морях вымирали и сменялись некоторые группы планктона. На суше ареалы теплолюбивых организмов сокращались, а сезонные и более открытые ландшафты расширялись в ряде регионов. Европейскую смену фаун у этой границы называют «Великим переломом», или Grande Coupure, но её нельзя механически переносить на весь мир: в Азии, Африке и Америках последовательность была другой.

Олигоцен: прохладнее, суше и более открыто

Олигоценовые ландшафты часто были прохладнее и сезоннее эоценовых. В некоторых областях леса редели, увеличивалась доля кустарников и открытых пространств. Однако настоящие травяные степи ещё не покрывали континенты повсеместно. Злаки существовали давно, но широкое распространение пастбищных экосистем и специализированных высококоронковых зубов у многих травоядных стало особенно заметно позже, в неогене.

В Центральной Азии появились крупнейшие известные наземные млекопитающие – парацератерии, гигантские безрогие родственники носорогов. Их точная масса зависит от реконструкции неполных скелетов, поэтому оценки имеют широкий диапазон. История этих гигантов и сравнение с хоботными раскрыты в статье о возникновении крупных травоядных.

В Африке развивались ранние хоботные, даманоподобные и сирены. В Южной Америке изоляция поддерживала своеобразных копытных и сумчатых. Североамериканские равнины населяли ореодонты, ранние верблюдовые, лошадиные, носороговые и хищники. Эти региональные наборы нельзя соединять в одну «олигоценовую саванну» без указания места и времени.

Что сохраняют знаменитые местонахождения

Палеоген известен несколькими типами ископаемых окон. Они дополняют друг друга и одновременно искажают картину каждый по-своему.

Отсутствие животного в конкретной формации не всегда означает его отсутствие на континенте. Мелкие кости разрушаются легче крупных, лесные почвы редко сохраняют скелеты, а реки переносят останки. Наоборот, массовое скопление костей может представлять короткую катастрофу, многолетнюю засуху или длительное накопление, а не обычную плотность животных.

Как отделяют находки от реконструкции

Прямые данные – положение слоя, минералы, форма кости, микроструктура зуба, отпечаток листа, химический и изотопный состав. Из них делают выводы разной степени надёжности. Суставы конечности ограничивают возможные движения, но не сообщают точную скорость. Стирание зубов указывает на свойства пищи, но не выдаёт полный список растений. Изотопы помогают различить пресную и морскую воду, однако требуют поправок на среду и диагенез.

Филогенетическое дерево тоже является проверяемой гипотезой, а не фотографией родословной. Оно зависит от набора признаков, таксонов и метода анализа. Молекулярные часы оценивают время расхождения живых линий, тогда как ископаемые задают минимальные даты и показывают исчезнувшие сочетания признаков. Несогласие между ними не всегда означает ошибку одной стороны: ранние представители линии могли ещё не быть найдены.

Цвет шерсти, выражение глаз и конкретное поведение на иллюстрациях чаще всего реконструируются косвенно. В статье изображения ограничены местом, временем и совместимыми группами, но не претендуют на документирование реального эпизода. Особенно осторожно следует воспринимать сцены охоты и семейного поведения, если их не подтверждают следы, содержимое желудка, патологии или массовые находки.

Чем палеоген отличался от мела и неогена

Главная граница с мелом – биологическая катастрофа. Граница с неогеном не связана с массовым вымиранием сопоставимого масштаба. Она проводится по международному стратиграфическому маркеру внутри непрерывной климатической и тектонической истории. Поэтому конец палеогена не был внезапным «финалом эпохи млекопитающих».

Материалы о животных, растениях и событиях этого времени собраны в каталоге кайнозойской эры. Он дополняет обзор периода отдельными таксонами и тематическими статьями, но не заменяет хронологическое объяснение.