Продолжительность позднего кайнозоя — от середины плиоцена до наших дней — примерно 5 млн. лет. Два важных события характерны для этого этапа: появление на Земле человека и грандиозное оледенение, покрывшее огромные площади в Северном полушарии. Это покровное оледенение вследствие климатических колебаний общепланетарного масштаба то разрасталось, то сокращалось; на территорию Казахстана оно не распространялось. Однако интенсивные тектонические поднятия в орогенном поясе привели к развитию там горного оледенения, которое под воздействием общеклиматических колебаний расширялось и сокращалось, но полностью не исчезало. В настоящее время можно считать вполне доказанным, что смена холодных и теплых, засушливых и увлажненных эпох была приблизительно одновременной, во всяком случае в пределах Евроазиатского континента. Смена фаунистических комплексов минувших эпох, происходившая под влиянием сходных природных условий, была также примерно синхронной, это имеет существенное практическое значение, о чем будет сказано позже. Отличительной чертой позднекайнозойского этапа является и резкое ускорение геотектонического развития, а также влияние хозяйственной деятельности человека на природу.
Описание истории развития комплекса природных условий, приведших к вымиранию одних животных и появлению других, как и любого исторического процесса, излагается по отрезкам времени — эпохам. Границы между ними, конечно, условны, но все же они фиксируются различными геологическими данными. Выделенные эпохи не равновелики во времени, но обладают характерными для каждой из них чертами:
- Илийская (акчагыльская) эпоха; продолжительность более 2 млн. лет.
- Хоргосская (апшеронская) эпоха; продолжительность 1,1 млн. лет.
- Раннеплейстоценовая (раннечетвертичная) эпоха, продолжительность 350 000 лет.
- Среднеплейстоценовая (среднечетвертичная) эпоха, продолжительность 240 000 лет.
- Позднеплейстоценовая (позднечетвертичная) эпоха, продолжительность 100 000 лет.
- Голоценовая (современная) эпоха, продолжительность 10 000 лет.
Все эти эпохи и характерные для каждой из них комплексы крупных наземных млекопитающих, обитавших в Казахстане, приведены на хроностратиграфической схеме (рис. 1). На ней нанесены также геологическая шкала относительного летоисчисления и палеомагнитная шкала с абсолютным возрастом. Даны они в логарифмическом масштабе, что позволило несколько уравнять графически не равновеликие по времени эпохи. Хроностратиграфическая схема дает возможность одним взглядом уловить наиболее существенные изменения, происшедшие в мире млекопитающих в течение позднекайнозойского этапа. Дополнением к схеме может служить описание изменений климата и растительного покрова за это же время.
Климат позднего кайнозоя определялся прежде всего положением Казахстана внутри Евроазиатского континента, благодаря чему имел, как и ныне, типичные черты континентальности. В целом он характеризовался широтной зональностью, несколько смягчался на западе — у морского побережья, а в пределах орогенного пояса отличался вертикальной поясностью и режимом горного климата. Кроме того, в рассматриваемое время климат неоднократно изменялся как под воздействием общепланетарных колебаний, влиянием покровных оледенений Европы и Западной Сибири, так и под воздействием региональных процессов: морских и озерных трансгрессий, тектонических опусканий и поднятий и т. п. Изучение особенностей ископаемых животных, условий их обитания и жизнедеятельности, многочисленные геологические данные, различные органические остатки, встречающиеся в горных породах, включая пыльцу и споры растений, позволяют получить представление о растительности и климате минувших эпох.
В начале позднего плиоцена климат долго оставался теплым и умеренно влажным, затем при общем похолодании стали все чаще чередоваться такие изменения, как увлажнение, аридизация, потепление, похолодание. М. А. Сотникова (1976), изучившая спорово-пыльцевые спектры из верхнеплиоценовых отложений различных районов Казахстана (Восточного Приаралья, Бетпак-Далы, Битеке и Мукур, Южного При балхашья и др.), считает, что аридизация климата, усилившаяся к позднему плиоцену, способствовала исчезновению 18 тургайской флоры, от которой сохранились лишь отдельные ее представители. На севере, где были развиты лесостепи, они входили в состав островных и приречных лесов. На южных равнинах большие площади занимали степи и пустыни, а в горных областях, обрамляющих Казахстан с юга и востока, росли леса с теплолюбивыми представителями тургайской флоры, реликты которой сохранились здесь до наших дней.
Выводы о теплом климате на севере Казахстана в илийскую эпоху и колебаниях его, вызывающих смену растительности, сделала В. С. Волкова (1981). Изучив спорово-пыльцевые комплексы из отложений с битекейской фауной, характеризующей илийский унифицированный горизонт, она выделила пять палинозон, сменявших друг друга во времени. Наиболее ранней была зона полыней и маревых, свидетельствующая о степном ландшафте. Для спектров этой зоны характерно господство пыльцы травянисто-кустарничковых растений (до 80%); доминанты — пыльца полыней и маревых, К субдоминантам относятся злаки; сопутствующие представлены пыльцой древесных пород: березы, ольхи, сосны, липы.
Более позднее время ознаменовалось развитием лесостепи с участием широколиственных пород. Содержание пыльцы травянисто-кустарничковых растений сократилось до 40—50%. Господствующее положение заняла пыльца разнотравья и злаков. Субдоминанты представлены пыльцой сосны и березы. Характерно постоянное присутствие пыльцы ели (5—7%) и пихты (до 3%), из широколиственных — пыльцы липы и каштана. Затем аккумулируются отложения с господством пыльцы полыней и эфедры; содержание пыльцы травянисто-кустарничковых растений достигает 60—80%. Следовательно, вновь развился ландшафт степи, близкой к полупустыне, который позже сменился лесостепью сосново-березовой с елью, но без широколиственных пород. Наконец, установился ландшафт степи южно-таежной с участием темнохвойных пород.
Изменения климата, происходившие в Западной Сибири, естественно, сказывались и на прилежащих территориях Казахстана. В центральной части Западно-Сибирской низменности выделяют в основании нижнеплейстоценового разреза та-лагайкинские речные пески, выше которых залегают глинистые озерные отложения семейкинской свиты и одновозрастные им моренные накопления шайтанского оледенения, сопоставляемого с миндельским. По исследованиям В. С. Волковой (1981), талагайкинский горизонт накапливался в климатических условиях, близких современным, а в эпоху шайтанского оледенения и накопления семейкинской озерно-ледниковой свиты наступило резкое похолодание. В это время произошло смещение границ растительных зон к югу и на территории современных таежных лесов сформировалась растительность, близкая к лесотундре. Такая растительность дважды продвигалась на юг, вначале до 58° с. ш., а затем достигла северной границы Казахстана. Свидетельствующие об этом палинологические данные подтверждаются находками семян и плодов на Иртыше и в бассейне Васюгана близ деревни Шкориной Семенные флоры включают до 20% растений, имеющих северный и полярно-арктический ареалы. Найдены остатки Betula папа; В. humilis; Salix polaris; Cochlearia Rubus arcticus и др. Находки арктической флоры на 1000—1500 км к югу от границы современных ареалов позволяют говорить о существенных изменениях климата. На это время приходится становление гипоарктического пояса и перигляциальной тундро-степной растительности.
Растительность типа лесотундры заняла весь юг Западной Сибири. Лесная зона располагалась в Тургае и Приаралье, По составу флоры и характеру растительности можно предполагать, что среднегодовые температуры были на 7—8° ниже современных. Континентальные ледники на равнине распространялись до 62° с. ш.
В начале среднеплейстоценовой эпохи на Западно-Сибирской низменности отлагается тобольский горизонт, который считают соответствующим миндель-рисскому межледниковые Затем следуют самаровское и тазовское оледенения, разделен ные межстадиалыными отложениями ширтинского горизонта Палинологические данные позволили В. С. Волковой восстановить историю развития растительности в самаровское и тазовское время, т. е. в рисскую ледниковую эпоху. В начале самаровского оледенения и во время максимального его рас пространения вблизи ледников располагалась тундра, южнее — заболоченные редколесья, а еще южнее, на территорий Казахстана была лесная зона. В конце тазовского времени к югу от 57° с. ш. размещалась тундра. При максимальном раз витии оледенения растительные зоны смещались более чем на 1000 км к югу. Судя по характеру растительности, среднего довые температуры были на 9—10° ниже современных.
В начале позднего плейстоцена, когда формировался казанцевский горизонт, сопоставляемый с рисс-вюрмским межледниковьем, произошли новые глубокие изменения в расти тельном покрове, обусловленные потеплением климата и исчезновением ледников на равнине. В это время представители темнохвойных лесов юга проникли далеко на север. Величин, смещения растительных зон определяется в 4—5°, а среднего довые температуры стали выше современных на 5°. Затем развивается зырянское оледенение, сопоставляемое с вюрмом. Сформируются осадки двух ледниковых горизонтов: нижнезырянский (или ермаковский), возраст которого определяете в 50 000—70 000 лет, и верхнезырянский (или сартанский)
В позднем плейстоцене также имели место значительные климатические колебания. Состав растительности в эпоху сартанского оледенения, соответствующего позднему вюрму, в целом близок по составу растительности среднеплейстоценовой эпохи. По глубине похолодания эта эпоха мало отличалась от самаровской.
Для познания изменений климата и растительности южных равнин Казахстана существенное значение имеют палинологические данные Р. Б. Байбулатовой. Она изучила более 300 проб из 23 скважин, пробуренных на междуречье Или — Каратал в Южном Прибалхашье (Байбулатова, Костенко, 1976). В павлодарское время (миоплиоцен) на этой территории существовал открытый пустынно-степной ландшафт, климат был жаркий, засушливый, периодически увлажнявшийся.
На красно-бурые глины павлодарской свиты налегают аллювиально-озерные отложения илийской свиты. Они представлены голубовато-серыми, светло-коричневыми глинами, переслаивающимися с песками и алевритами. В основании разреза преобладают пески с прослоями гравия, мощность 90 м. В эту эпоху окружающая местность представляла собой степные и пустынные просторы, покрытые маревыми, полынями, злаковыми. В спектрах из илийских отложений пыльца древесных (Pinus, Betula, Ulmus, Elaeagnus) составляет 7—9%. Изменений ландшафтов в илийское время, установленных В, С. Волковой для Северного Казахстана, здесь не выявлено.
В эпоху отложения хоргосской свиты, в составе котарой резко преобладают пески над глинами, происходит заметное увлажнение климата. В палинологических спектрах содержание пыльцы древесных возрастает до 24%; появляется пыльца ели (65%). Среди травянистых по-прежнему доминирует пыльца Chenopodiaceae (до 60%), Очевидно, увлажнение климата не могло ограничиваться одним Прибалхашьем. Оно повлекло за собой накопление снежников, образование ледников в высокогорьях, таких, как Хан-Тенгри, где вершины превышали 5000 м.
В конце хоргосской эпохи наступает аридизация климата. Пыльца древесных в спектрах не обнаружена, в травянистых 100%; характерно отсутствие пыльцы прибрежно-водных растений. В эту эпоху хан-тенгрийское оледенение, достигнув максимума, начало сокращаться.
Налегающие на хоргосскую свиту нижнеплейстоценовые отложения на рассматриваемом участке Или-Каратальского междуречья представлены полимиктовыми песками с подчиненными суглинками и супесями, преобладающими в верхах разреза; общая мощность — 33 м. В спектрах из нижней части разреза отмечается пыльца древесных (сосна, береза), но в небольших количествах (до 1,5%), что свидетельствует о продолжающейся аридности. В это время были распространены лишь небольшие сосново-березовые колки среди обширных степей. Вокруг водоемов произрастали в изобилии прибрежно-водные растения, например ежеголовник — Sparganium, пыльца которого достигает 35%. Споры папоротников, принадлежащих семейству Polypodiaceae, достигают 40%.
Еще более аридным стал климат во вторую половину раннего плейстоцена. Пыльца древесных пород и ежеголовника исчезла из спектров. Среди трав господствует пыльца ксерофитов: Chenopodiaceae (73%), Artemisia (16%), в некоторых спектрах пыльца эфедры — до 21 %.
Среднеплейстоценовые отложения (QII), представленные также песками, переслаивающимися с суглинками и супесями, преобладающими в верхах разреза, имеют мощность 77 м. Палинологический анализ показал, что начало среднеплейстоценовой эпохи ознаменовалось заметным увлажнением. В спектрах появилось до 35% пыльцы древесных растений, представленных Pinus, Betula, Ulmus и Elaeagnus. Во второй половине среднеплейстоценовой эпохи вновь происходит аридизация климата, в спектрах резко сокращается пыльца древесных.
Эти климатические изменения сказались на литологическом составе среднеплейстоценовых отложений, распространенных у подножий гор. Песчано-гравийные и валунно-галечные толщи, накапливавшиеся в начале эпохи, перекрыты супесями, суглинками, лёссовыми породами, отлагавшимися во второй ее половине. В гумидных условиях первой половины среднеплейстоценовой эпохи разрасталось оледенение, а когда оно достигло максимума, климат стал сухим и холодным. Затем началось новое потепление, ледники в горах стали отступать, сокращаться, потекли бурные водные потоки, возросла эрозионно-аккумулятивная деятельность.
В начале позднеплейстоценовой эпохи происходит некоторое увлажнение климата, в спектрах вновь появляется пыльца прибрежно-водных растений (Sparganium, Myriophyllum), количество которой достигает 13%, сpeди древесных — пыльца ели. Затем опять аридизация, климат приближается к современному.
На основании данных большого количества палинологических анализов напрашивается следующий вывод. Растительность района Прибалхашья в течение позднего кайнозоя изменялась мало. В целом она соответствует степным, в значительной мере засушливым условиям Однако на фоне общей аридизации влажность воздуха временами возрастала и растительность приобретала облик, характерный для слабогумидных ландшафтов. Временами же аридизация резко увеличивалась и была выше среднего фона.
Некоторое представление о климатической обстановке, существовавшей в горах Тянь-Шаня, дают результаты палинологических анализов проб из глубокой скважины, пройденной в восточной части Иссык-Кульской впадины. Анализы выполнены А. Б. Фортуной, интерпретация их дается по Р. Б. Байбулатовой (Костенко, 1978). Нижний плиоцен, вскрытый скважиной в интервале 1500—2050 м, представлен чередующимися коричневыми алевролитами, песчаниками, паттумами. Древесная растительность скудная, из листопадных встречены лишь береза и вяз, из хвойных — ель, с пыльцой до 5%.
Средний плиоцен вскрыт в интервале 1100—1500 м. Будучи представлен лигологически сходными пародами, по составу флоры он резко отличается. В палинологических спектрах отмечена пыльца вязовых, бука, ореха, дуба, ивы, тутовых, сосновых, причем из состава последнего семейства исчезает пыльца ели; появляется пыльца семейства таксодиевых. Все это позволяет говорить о теплом и умеренно влажном климате.
О таком же климате свидетельствует экологический состав изученной П. А. Тлеубердиной среднеплиоценовой фауны из Текесской впадины.
В позднем плиоцене, когда в межгорных впадинах отлагались галечники, алевролиты, песчаники, грубообломочмые паттумы, происходит похолодание. Из апорово-пыльцевых спектров исчезает пыльца дуба, возрастает процентное содержание пыльцы сосновых и березовых, большая доля приходится на травянистые ксерофитные ассоциации.
К началу четвертичного периода происходит новое потепление климата, что подтверждается появлением в значительных количествах пыльцы дуба, резким сокращением пыльцы сосновых и вязовых, исчезновением березовых. Затем пыльцевые спектры свидетельствуют о климате холодном и сухом. В это время лесные участки перемежались с высокотравными кустарниковыми степями, доказательством чего являются обитавшие здесь раннеплейстоценовые млекопитающие.
Изменение природных условий, происходившее в течение позднего кайнозоя, повлекло за собой смену одних фаунистических сообществ, или комплексов, другими. Описание их дается в исторической последовательности по упомянутым эпохам. Практическое значение ископаемой фауны млекопитающих для стратиграфического расчленения молодых кайнозойских отложений впервые наиболее четко было показано В. И. Громовым (1948). Руководящие фаунистические комплексы плиоцена и плейстоцена Казахстана были охарактеризованы и сопоставлены с европейскими В. С. Бажановым и Н. Н. Костенко (1959, 1960, 1962), впоследствии дополнены Н. Н. Костенко (1974). Затем К. Ж. Жылкибаев (1971), пересмотрев казахстанский материал по остаткам южного слона, выделил боле& архаичную форму — Archidiskodon gromovi.
Позднекайнозойским животным посвящены многочисленные публикации Б. С. Кожамкуловой (1957—1982). Фауна из базальных отложений илийского унифицированного горизонта (есекартканский комплекс) впервые изучена П. А. Аубекеровой (1974) (Ее последующие публикации идут под фамилией П А Аубекерова-Тлеубердина и П А. Тлеубердина.). Позднекайнозойскую фауну млекопитающих из различных захоронений, обнаруженных в Казахстане, кроме упомянутых исследователей кратко описывали Е. И. Беляева, Н. И. Бурчак-Абрамович, Э. А. Вангенгейм, А. К. Векуа, Л. К. Габуния, В. Е. Гарутт, В. И, Громов, И. М. Громов, В. И. Громова, Н. К. Верещагин, Е. Л. Дмитриева, И. А. Дуброво, В. И. Жегалло, В. С. Зажигин, Р. К. Камбариддинов, О. Д. Моськина, А. Н. Мотузко, Ю. А. Орлов, Г. Ф. Лычев, П. Ф. Савинов, К. К. Флеров, Г. Д. Хисарова. Все опубликованные данные нами учтены и систематизированы. Описанию ископаемых животных предшествует рассмотрение палеогеографической обстановки эпохи их обитания.