Древние эры. Эры развития земли

Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.

Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.

Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.

Существует пять эр:

• Архейская;
• протерозойская;
• палеозойская;
• мезозойская;
• кайнозойская.

Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.

Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.

Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.

Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O 2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.

Палеозойская эра включает шесть периодов.

Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.

Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.

Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.

Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.

Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.

Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.

Мезозойская эра делится на 3 периода:

Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.

Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.

Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.

Кайнозойская эра состоит из трех периодов:

Нижнетретичный период или палеоген (65 – 24 млн. лет назад). Исчезновение большинства головоногих моллюсков, появляются лемуры и приматы, позднее парапитеки и дриопитеки. Развитие предков современных видов млекопитающих – носорогов, свиней, кроликов и др.

Верхнетретичный период или неоген (24 – 2,6 млн. лет назад). Млекопитающие населяют сушу, водные просторы, воздух. Появление австралопитеков – первых предков людей. В этот период сформировались Альпы, Гималаи, Анды.

Четвертичный период или антропоген (2,6 млн. лет назад – наши дни). Знаменательное событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homo sapiens. Растительный и животный мир обрел современные черты.

Представление о том, как зарождалась жизнь в древние эры Земли дают нам ископаемые остатки организмов, однако распределяются они по отдельным геологическим периодам крайне неравномерно.

Геологические периоды

Эра древней жизни Земли включаютв себя3 этапа эволюции растительного и животного мира.

Архейская эра

Архейская эра - древнейшая эра в истории существования . Ее начало берет отсчет около 4 миллиардов лет назад. А продолжительность - 1 миллиард лет. Это начало образования земной коры в результате деятельности вулканов и воздушных масс, резких смен температуры и давления. Идет процесс разрушения первичных гор и образование осадочных пород.

Наиболее древние археозойские слои земной коры представлены сильно измененными, иначе - метаморфизированными породами, поэтому они и не содержат заметных остатков организмов.
Но совершенно неверно на этом основании считать археозой безжизненной эрой: в археозое существовали не только бактерии и водоросли , но и более сложно устроенные организмы .

Протерозойская эра

Первые достоверные следы жизни в виде крайне редких находок и не качественной сохранности встречаются в протерозое , иначе - эре «первичной жизни». Продолжительность протерозойской эры принимают около 2 млн. лет

В породах протерозоя обнаружены следы ползания кольчатых червей , иглы губок , раковинки простейших форм плеченогих , остатки членистоногих .

Плеченогие, отличавшиеся исключительным разнообразием форм, были широко распространены в древнейших морях. Они встречаются в отложениях многих периодов, особенно следующей, палеозойской эры.

Раковина плеченогого «Хориститес Москвензис» (брюшная створка)

До наших дней сохранились только отдельные виды плеченогих. Большая часть плеченогих имела раковину с неравными створками: брюшная, на которой они лежат или прикрепляются к морскому дну при помощи «ножки», обыкновенно была больше спинной. По этому признаку в общем нетрудно узнать плеченогих.

Незначительное количество ископаемых остатков в протерозойских отложениях объясняется уничтожением большей части их в результате изменения (метаморфизации) содержащей породы.

Судить же о том, насколько в протерозое была представлена жизнь, помогают отложения известняков , превратившихся затем в мрамор . Своим происхождением известняки, очевидно, обязаны особого вида бактериям, выделявшим углекислую известь.

Наличие в протерозойских отложениях Карелии прослоек шунгита , похожего на уголь антрацит, позволяет предполагать, что исходным материалом для образования его послужило накопление водорослей и других органических остатков.

В это далекое время древнейшая суша все же не была безжизненна. На огромных просторах пока еще пустынных первичных материков расселялись бактерии. При участии этих простейших организмов происходило выветривание и разрыхление горных пород, слагавших древнейшую земную кору.

По предположению российского академика Л. С. Берга (1876-1950), изучавшего как зарождалась жизнь в древние эры Земли, в это время уже начали формироваться почвы - основа дальнейшего развития растительного покрова.

Палеозойская эра

Отложения следующей по времени, палеозойской эры , иначе -эры «древней жизни», которая началась около 600 млн. лет тому назад, резко отличаются от протерозойской обилием и разнообразием форм еще в самом древнем, кембрийском периоде.

На основе изучения остатков организмов можно восстановить следующую картину развития органического мира, свойственную для этой эры.

Различают шесть периодов палеозойской эры:

Кембрийский период

Кембрийский период был описан впервые в Англии, графство Кембрий, откуда и пошло его название. В этот период вся жизнь была связана с водой. Это красные и сине-зеленые водоросли, известняковые водоросли. Водоросли выделяли свободный кислород, что дало возможность развитию организмов, потребляющих его.

Внимательное изучение сине-зеленых кембрийских глин , которые отчетливо заметны в глубоких разрезах речных долин под Петербургом и особенно в приморских районах Эстонии, позволило установить в них (посредством микроскопа) присутствие растительных спор .

Это определенно говорит о том, что некоторые виды , существовавших в водоемах с древнейших времен развития жизни на нашей планете, перебрались на сушу приблизительно 500 миллионов лет назад.

Среди организмов, населявших древнейшие кембрийские водоемы, исключительным распространением пользовались беспозвоночные. Из беспозвоночных, кроме мельчайших простейших - корненожек, широко были представлены черви, плеченогие и членистоногие .

Из членистоногих это прежде всего различные насекомые, особенно бабочки, жуки, мухи, стрекозы. Они появляются значительно позже. К этому же типу животного мира, кроме насекомых, принадлежат также паукообразные и многоножки .

Среди древнейших членистоногих особенно много было трилобитов , похожих на современных мокриц, только значительно крупнее их (до 70 сантиметров), и ракоскорпионов, достигавших иногда внушительных размеров.

Трилобиты — представители животного мира древнейших морей

В теле трилобита отчетливо выделяются три доли, недаром он так и называется: в переводе с древнегреческого «трилобос» - трехдольный. Трилобиты не только ползали по дну и зарывались в ил, но могли также и плавать.

Среди трилобитов преобладали в общем некрупные формы.
По определению геологов, трилобиты - «руководящие окаменелости»- характерны для многих отложений палеозоя.

Руководящими называются окаменелости, преобладающие в данное геологическое время. По руководящим окаменелостям обычно легко определяется возраст тех отложений, в которых они найдены. Наибольшего расцвета трилобиты достигали в ордовикский и силурийский периоды. Исчезли же они в конце палеозойской эры.

Ордовикский период

Ордовикский период характеризуется более теплым и мягким климатом, о чем говорит присутствие известняков, сланцев и песчаников в отложениях пород. В это время значительно увеличивается площадь морей.

Это способствует размножению крупных трилобитов, от 50 до 70 см. длиной. В морях появляются морские губки, моллюски, и первые кораллы .

Первые кораллы

Силурийский период

Как же выглядела Земля в силурийский период ? Какие изменения произошли на первозданных материках? Судя по отпечаткам на глине и другом каменном материале, можно определенно говорить о том, что в конце периода на побережьях водоемов появилась первая наземная растительность.

Первые растения силурийского периода

Это были небольшие листостебельные растения , напоминавшие скорее морские бурые водоросли, не имеющие ни корней, ни листьев. Роль листьев исполняли зеленые последовательно ветвящиеся стебельки.

Растения псилофиты — голые растения

Научное название этих древнейших прародителей всех наземных растений (псилофиты, иначе - «голые растения», т. е. растения без листьев) хорошо передает их отличительные особенности. (В переводе с древнегреческого «псилос» -лысый, голый, а «фитос» - ствол). Корни у них тоже были неразвиты. Росли псилофиты на заболоченных топких почвах. Отпечаток в породе (справа) и восстановленное растение (слева).

Обитатели водоемов силурийского периода

Из обитателей морских силурийских водоемов следует отметить, кроме трилобитов, кораллы и иглокожих - морские лилии, морские ежи и звезды .

Морская лилия «Акантокринус-рекс»

Морские лилии, остатки которых найдены в отложениях, очень мало были похожи на хищных животных. Морская лилия«Акантокринус-рекс», означает в переводе «колючая лилия-царь». Первое слово образовано из двух греческих слов: «аканта» - колючее растение и «кринон» - лилия, второе латинское слово «рекс» - царь.

Огромным количеством видов были представлены головоногие моллюски и особенно плеченогие. Кроме головоногих, имевших внутреннюю раковину, как белемниты , широким распространением пользовались в древнейшие периоды жизни Земли головоногие с наружной раковиной.

Форма раковины была прямая и согнутая спиралью. Раковина последовательно делилась на камеры. В самой большой-наружной камере помещалось тело моллюска, остальные были заполнены газом. Через камеры проходила трубка - сифон, позволявшая моллюску регулировать количество газа и в зависимости от этого всплывать или погружаться на дно водоема.

В настоящее время из подобных головоногих моллюсков сохранился один только кораблик со свернутой спиралью раковиной. Кораблик, или наутиллюс , что одно и то же, в переводе с латинского - житель теплого моря.

Раковины некоторых силурийских головоногих, как например ортоцерас (в переводе с древнегреческого «прямой рог»: от слов «ортое» - прямой и «керас» - рог), достигали гигантских размеров и были похожи скорее на прямой двухметровый столб, нежели на рог.

Известняки, в которых встречаются ортоцератиты, так и называются ортоцератитовыми известняками. Квадратные плиты известняка широко использовались в дореволюционном Питере для тротуаров и на них нередко отчетливо были видны характерные разрезы раковин ортоцератитов.

Замечательным событием силурийского времени было появление в пресных и солоноватых водоемах неуклюжих «панцирных рыб », имевших наружный костяной панцирь и не окостеневший внутренний скелет.

Позвоночному столбу у них отвечал хрящевой тяж - хорда. Панцирники не имели челюстей и парных плавников. Они были плохими пловцами и потому придерживались больше дна; пищей им служил ил и мелкие организмы.

Панцерная рыба птерихтис

Панцирная рыба птерихтис была в общем плохим пловцом и вела природный образ жизни.

Можно полагать, что ботриолепис был уже значительно подвижнее птерихтиса.

Морские хищники силурийского периода

В более поздних отложениях встречаются уже остатки морских хищников , близких к акулам. От этих низших рыб, обладавших тоже хрящевым скелетом, сохранились только зубы. Судя по величине зубов, например из отложений каменноугольного возраста Подмосковья, можно заключить, что хищники эти достигали значительных размеров.

В развитии животного мира нашей планеты силурийский период интересен не только тем, что в его водоемах появляются далекие предки рыб. В это же время совершилось и другое не менее важное событие: из воды выбрались на сушу представители паукообразных, среди них - древние скорпионы, еще очень близкие к ракоскорпионам.

Ракоскорпионы обитатели мелководных морей

Справа, вверху - вооруженный странными клешнями хищник -птериготус, достигавший 3 метров, слава - эвриптерус - до 1 метра длиной.

Девонский период

Суша - арена грядущей жизни - постепенно принимает все новые черты, особенно характерные для следующего, девонского периода. В это время появляется уже древесная растительность, сначала в виде низкорослых кустарников и небольших деревьев, а затем и более крупных. Среди девонской растительности мы встретим хорошо всем знакомые папоротники, другие растения напомнят нам изящную елочку хвоща и зеленые канатики плаунов, только не стелющиеся по земле, а гордо поднимающиеся кверху.

В более поздних по возрасту девонских отложениях появляются также папоротникообразные растения, которые размножались не спорами, а семенами. Это - семенные папоротники, занимающие переходное положение между споровыми и семенными растениями.

Животный мир девонского периода

Животный мир морей девонского периода богат плеченогими, кораллами и морскими лилиями; трилобиты начинают играть уже второстепенную роль.

Среди головоногих появляются новые формы, только не с прямой раковиной, как у ортоцераса, а со спирально закрученной. Называются они аммонитами. Свое название они получили от египетского бога солнца Аммона, вблизи развалин храма которого в Ливии (в Африке) впервые были обнаружены эти характерные ископаемые.

По общему виду их трудно спутать с другими окаменелостями, но в то же время необходимо предупредить юных геологов о том, как нелегко бывает определять отдельные виды аммонитов, общее количество которых исчисляется не сотнями, а тысячами.

Особенно пышного расцвета достигли аммониты в следующую, мезозойскую эру.

Значительное развитие в девонское время получили рыбы. У панцирных рыб укоротился костный панцирь, что сделало их более подвижными.

Некоторые панцирные рыбы, как например девятиметровый гигант динихтис, были страшными хищниками (по-гречески «дейнос» - страшный, ужасный, а «ихтис» - рыба).

Девятиметровый динихтис представлял, очевидно, большую угрозу для обитателей водоемов.

В девонских водоемах существовали еще и кистеперые рыбы, от которых произошли двоякодышащие рыбы. Такое название объясняется особенностями строения парных плавников: они узки и, кроме того, сидят на оси, одетой чешуей. Этой особенностью кистеперые отличаются, например, от судака, окуня и других костистых рыб, именуемых лучеперыми.

Кистеперые-предки костистых рыб, которые появились значительно позже - в конце триаса.
Мы не имели бы и представления о том, как именно выглядели в действительности кистеперые рыбы, жившие не меньше 300 миллионов лет назад, если бы не удачные уловы за в середине ХХ столетия у берегов Южной Африки редчайших экземпляров современного их поколения.

Обитают они, очевидно, на значительных глубинах, почему и попадаются так редко рыбакам. Пойманный вид был назван латимерией. Она достигала 1,5 метра длины.
По своей организации близки к кистеперым двоякодышащие рыбы. Они имеют легкие, соответствующие плавательному пузырю рыбы.

По своей организации близки к кистеперым двоякодышащие рыбы. Они имеют легкие, соответствующие плавательному пузырю рыбы.

Как необычно выглядели кистеперые, можно судить по экземпляру, латимерии, пойманной в 1952 г. у Коморских островов, западнее острова Мадагаскар. Эта рыба длиной в 1,5 л весила около 50 кг.

Потомок древних двоякодышащих рыб - австралийский цератодус (в переводе с древнегреческого - рогозуб) -достигает двух метров. Он живет в пересыхающих водоемах и, пока в них есть вода, дышит жабрами, как все рыбы, когда же водоем начинает усыхать, переходит к легочному дыханию.

Австралийский цератодус — потомок древних двоякодышащих рыб

Дыхательным органам у него служит плавательный пузырь, имеющий ячеистое строение и снабженный многочисленными кровеносными сосудами. Кроме цератодуса, сейчас известны еще два вида двоякодышащих рыб. Один из них обитает в Африке, а другой - в Южной Америке.

Переход позвоночных из воды на сушу

Таблица превращения земноводных.

Древнейшие рыбы

На первом рисунке изображена древнейшая хрящевая рыба, диплокантус (1). Под ней - примитивный кистеперый эустеноптерон (2), ниже изображена предполагаемая, переходная форма (3). У огромного земноводного эогиринуса (около 4,5 м длины) конечности пока еще очень слабы (4), и только по мере освоения сухопутного образа жизни они становятся надежной опорой, например, для грузного эриопса, около 1,5 м длины (5).

Эта таблица помогает понять, как в результате постепенного изменения органов передвижения (и дыхания) водные организмы перебрались на сушу, как плавник рыбы преобразовался в конечность земноводных (4), а затем и пресмыкающихся (5). Вместе с этим изменяется позвоночник и череп животного.

К девонскому периоду относится появление первых бескрылых насекомых и наземных позвоночных животных. Отсюда можно предполагать, что именно в это время, а возможно даже несколько раньше, совершился переход позвоночных из воды на сушу.

Осуществился он через таких рыб, у которых плавательный пузырь был изменен, как у двоякодышащих, а конечности, похожие на плавники, постепенно превратились в пятипалые, приспособленные к наземному образу жизни.

Метопопозавр еще с трудом выбирался на сушу.

Ближайшими предками первых наземных животных следует считать поэтому не двоякодышащих, а именно кистеперых рыб, приспособившихся к дыханию атмосферным воздухом в результате периодических высыханий тропических водоемов.

Связующим звеном наземных позвоночных с кистеперыми служат древние земноводные, или амфибии, объединяемые общим названием стегоцефалы. В переводе с древнегреческого стегоцефалы- «покрытоголовые»: от слов «стеге»- крыша и «кефале» - голова. Такое название дано потому, что крыша черепа представляет оплошной панцирь из тесно примыкающих друг к другу костей.

В черепе стегоцефала пять отверстий: две пары отверстий - глазные и носовые, и одно - для теменного глаза. По внешнему виду стегоцефалы несколько напоминали саламандр и нередко достигали значительных размеров. Они жили в болотистых местностях.

Остатки стегоцефалов находили иногда в дуплах древесных стволов, где они, очевидно, укрывались от дневного света. В личиночном состоянии они дышали жабрами, как и современные земноводные.

Особенно благоприятные условия для своего развития стегоцефалы нашли в следующем по времени каменноугольном периоде.

Каменноугольный период

Теплый и влажный климат, особенно первой половины каменноугольного периода , благоприятствовал пышному расцвету наземной растительности. Не виданные никем каменноугольные леса, конечно, были совсем непохожи на современные.

Среди тех растений, которые приблизительно 275 миллионов лет тому назад расселились на топких заболоченных просторах, отчетливо выделялись по своим характерным особенностям гигантские древовидные хвощи и плауны.

Из древовидных хвощей значительным распространением пользовались каламиты, а из плаунов - гигантские лепидодендроны и несколько уступавшие им по размерам- изящные сигиллярии.

В пластах каменного угля и покрывающих их породах часто находят хорошо сохранившиеся остатки растительности не только в виде четких отпечатков листьев и древесной коры, но также - целые пни с корнями и огромные стволы, превратившиеся в уголь.

По этим ископаемым остаткам можно не только восстановить общий облик растения, но также и ознакомиться с его внутренним строением, которое отчетливо видно под микроскопом в тончайших, как лист бумаги, шлифах кусочков ствола. Свое название каламиты ведут от латинского слова «каламус» - камыш, тростник.

Стройные, полые внутри стволы каламитов, ребристые и с поперечными перетяжками, как у хорошо вам знакомых хвощей, подымались стройными колоннами на 20-30 метров от земли.

Мелкие узенькие листочки, собранные розетками на коротеньких стебельках, придавали, пожалуй, некоторое сходство каламиту с прозрачной в своем изящном уборе лиственницей сибирской тайги.

В наше время хвощи - полевые и лесные - распространены по всему земному шару, кроме Австралии. В сравнении со своими далекими предками они кажутся жалкими карликами, которые к тому же, особенно полевой хвощ, пользуются плохой славой у земледельца.

Полевой хвощ - злейший сорняк, с которым трудно бороться, так как его корневище глубоко уходит в землю и непрерывно дает все новые побеги.

Крупные виды хвощей - до 10 метров высоты в настоящее время сохранились только в тропических лесах Южной Америки. Однако расти эти гиганты могут только прислонясь к соседним деревьям, так как в поперечнике имеют всего лишь 2-3 сантиметра.
Заметное место среди каменноугольной растительности занимали лепидодендроны и сигиллярии.

Хотя они по внешнему виду и не были похожи на современные плауны, однако все же напоминали их по одной характерной своей особенности. Мощные стволы лепидодендронов, достигавших 40 метров высоты, при поперечнике до двух метров, были покрыты отчетливым узором отпавших листьев.

Эти листья, пока еще было молодо растение, сидели на стволе так же, как на плауне сидят его маленькие зеленые чешуйки - листочки. По мере роста дерева листья старели и отпадали. От этих чешуйчатых листьев и получили свое название гиганты каменноугольных лесов - лепидодендроны, иначе - «чешуйчатые деревья» (от греческих слов: «лепис» - чешуя и «дендрон» - дерево).

Несколько иную форму имели следы отпавших листьев на коре сигиллярий. От лепидодендронов они отличались меньшей высотой и большей стройностью ствола, ветвившегося только на самой верхушке и заканчивавшегося двумя огромными пучками жестких листьев по метру каждый.

Знакомство с каменноугольной растительностью будет неполным, если не упомянуть еще кордаитов, близких к хвойным по строению древесины. Это были высокие (до 30 метров), но сравнительно тонкоствольные деревья.

Свое название кордаиты ведут от латинского слона «кор» - сердце, так как семя растения имело сердцевидную форму. Эти красивые деревья венчала пышная крона лентовидных листьев (до 1 метра длины).

Судя по строению древесины, стволы каменноугольных гигантов все же не обладали той прочностью, которая в основной массе присуща современным деревьям. Кора у них была значительно крепче древесины, отсюда - общая хрупкость растения, слабая сопротивляемость на излом.

Сильные ветры и особенно бури ломали деревья, валили огромные лесные массивы, и на смену им опять из заболоченной почвы вырастала новая буйная поросль… Сваленная древесина служила тем исходным материалом, из которого в дальнейшем образовались мощные пласты каменного угля.

Лепидодендроны, иначе - чешуйчатые деревья, достигали огромных размеров.

Не верно относить образование каменного угля только к каменноугольному периоду, так как угли залегают и в других геологических системах.

Например, старейший Донецкий каменноугольный бассейн образовался в каменноугольное время. Карагандинский бассейн - ему ровесник.

Что же касается крупнейшего Кузнецкого бассейна, то он только в незначительной своей части относится к каменноугольной системе, а в основном - к пермской и юрской системам.

Один из крупнейших бассейнов - «Заполярная кочегарка» - богатейший Печорский бассейн, сформировался тоже главным образом в пермское время и в меньшей части - в каменноугольное.

Растительный и животный мир каменноугольного периода

Для морских отложений каменноугольного периода особенно характерны представители простейших животных из класса корненожек . Наиболее типичными были фузулйны (от латинского слова «фузус» - «веретено») и швагерины, послужившие исходным материалом для образования толщ фузулиновых и швагериновых известняков.

Каменноугольные корненожки: 1 — фузулина; 2 — швагерина

Каменноугольные корненожки - фузулина (1) и швагерина (2) увеличены в 16 раз.

Продолговатые, наподобие зерен пшеницы, фузулины и почти шаровидные швагерины отчетливо заметны на одноименных известняках. Пышное развитие получили кораллы и плеченогие, давшие много руководящих форм.

Наибольшим распространением пользовался род продуктус (в переводе с латинского - «растянутый») и спирифер (в переводе с того же языка - «несущий спираль», которая и поддерживала мягкие «ноги» животного).

Трилобиты, господствовавшие в предыдущие периоды, встречаются значительно реже, зато на суше заметное распространение начинают получать другие представители членистоногих- длинноногие пауки, скорпионы, громадные многоножки (до 75 сантиметров длины) и особенно насекомые гигантской формы, похожие на стрекоз, с размахом «крылышек» до 75 сантиметров! Крупнейшие современные бабочки в Новой Гвинее и Австралии достигают в размахе крылышек 26 сантиметров.

Древнейшая каменноугольная стрекоза

Древнейшая каменноугольная стрекоза кажется непомерным гигантом по сравнению с современной.

Судя по ископаемым остаткам, в морях заметно размножились акулы.
Земноводные, прочно закрепившиеся на суше в каменноугольное время, проходят дальнейший путь развития. Сухость климата, увеличившаяся в конце каменноугольного периода, постепенно заставляет древних амфибий отходить от водного образа жизни и переходить преимущественно к наземному существованию.

Эти переходные к новому образу жизни организмы откладывали уже яйца на суше, а не метали икру в воду, как земноводные. Вылупившееся из яиц потомство приобретало такие особенности, которые резко отличали его от прародителей.

Тело покрывалось, как панцирем, чешуеподобными выростами кожи, предохраняющими организм от потери влаги путем испарения. Так от земноводных (амфибий) отделились пресмыкающиеся, или рептилии. В следующую, мезозойскую эру они завоевали сушу, воду и воздух.

Пермский период

Последний период палеозоя - пермский - по продолжительности был значительно короче каменноугольного. Следует отметить, кроме того, большие изменения, происшедшие на древней географической карте мира,- суша, как это подтверждается геологическими исследованиями, получает значительное преобладание над морем.

Растения пермского периода

Климат северных материков верхней перми был сухим и резко континентальным. Значительное распространение местами получили песчаные пустыни, о чем свидетельствует состав и красноватый оттенок пород, слагающих пермскую свиту.

Это время ознаменовалось постепенным вымиранием гигантов каменноугольных лесов, развитием растений, близких к хвойным, и появлением саговниковых и гинкговых, получивших распространение в мезозое.

Саговниковые растения обладают шарообразным и клубневидным стеблем, погруженным в почву, или, наоборот, мощным колонновидным стволом высотой до 20 метров, с пышной розеткой крупных перистых листьев. По внешнему виду саговниковые растения напоминают современную саговую пальму тропических лесов в Старом и Новом Свете.

Иногда они образуют непроходимые заросли особенно на затопляемых берегах рек Новой Гвинеи и Малайского архипелага (Большие Зондские о-ва, Малые Зондские, Молуккские и Филиппинские). Из мягкой сердцевины пальмы, содержащей крахмал, изготовляют питательную муку и крупу (саго).

Лес сигилярий

Саговый хлеб и каша - повседневная пища миллионов жителей Малайского архипелага. Саговая пальма широко применяется в жилищном строительстве и для хозяйственных изделий.

Другое весьма своеобразное растение - гинкго интересно еще потому, что в диком состоянии оно сохранилось только в некоторых местах Южного Китая. Гинкго с незапамятных времен заботливо разводится около буддийских храмов.

В Европу гинкго привезено в середине XVIII века. Сейчас оно встречается в парковой культуре во многих местах, в том числе и у нас на Черноморском побережье. Гинкго - большое дерево до 30-40 метров высоты и толщиной до двух метров, напоминает в общем тополь, а в молодости скорее похоже на некоторые хвойные.

Ветвь современного гинкго билоба с плодами

Листья - черешковые, как у осины, имеют веерообразную пластинку с веерным жилкованием без поперечных перемычек и надрезом посередине. На зиму листва опадает. Плод - душистая костянка вроде вишни - съедобен так же, как и семена. В Европе и Сибири гинкго исчезло в ледниковый период.

Кордаиты, хвойные, саговниковые и гинкго относятся к группе голосемянных растений (так как их семена лежат открыто).

Покрытосемянные растения-однодольные и двудольные - появляются несколько позже.

Животный мир пермского периода

Среди водных организмов, населявших пермские моря, заметно выделялись аммониты. Многие же группы морских беспозвоночных, как например трилобиты, некоторые кораллы и большинство плеченогих, вымерли.

Пермский период характерен развитием пресмыкающихся. Особенного внимания заслуживают так называемые звероподобные ящеры. Хотя они обладали некоторыми признаками, характерными для млекопитающих, например зубы и особенности скелета, однако все же сохраняли примитивное строение, сближающее их со стегоцефалами (от которых и произошли пресмыкающиеся) .

Звероподобные пермские ящеры отличались значительными размерами. Малоподвижный растительноядный парейазавр достигал двух с половиной метров длины, а грозный хищник с зубами тигра, иначе - «зверозубый ящер» - иностранцевия, был еще крупнее - около трех метров.

Парейазавр в переводе с древнегреческого - «щекастый ящер»: от слов «парейа» - щека и «заурос» - ящерица, ящер; зверозубый же ящер иностранцевия назван так в память известного геолога - проф. А. А. Иностранцева (1843-1919).

Богатейшие находки из древней жизни Земли остатков этих животных связаны с именем энтузиаста-геолога проф. В. П. Амалицкого (1860-1917). Этот настойчивый исследователь, не получая необходимой поддержки от казны, все же достиг замечательных результатов в работе. Вместо заслуженного летнего отдыха, он вместе с женой, делившей с ним все невзгоды, отправлялся в лодке с двумя гребцами на поиски остатков звероподобных ящеров.

Упорно, в течение четырех лет вел он свои исследования на Сухоне, Северной Двине и других реках. Наконец ему удалось сделать исключительно ценные для мировой науки открытия на Северной Двине, недалеко от города Котлас.

Здесь в береговом обрыве реки были обнаружены в мощных чечевицах песка и песчаника, среди полосатых рухляков, конкреции костей древних животных (конкреции - каменные скопления). Сборы одного только года работы геологов заняли при перевозке два товарных вагона.

Последующие разработки этих костеносных скоплений еще более обогатили сведения о пермских пресмыкающихся.

Место находок пермских ящеров

Место находок пермских ящеров, обнаруженных профессором В. П. Амалицким в 1897 г. Правый берег реки Малая Северная Двина у деревни Ефимовки, в районе города Котлас.

Вывезенные отсюда богатейшие коллекции определяются десятками тонн, а собранные из них скелеты представляют в Палеонтологическом музее Академии наук богатейшее собрание, равного которому не имеется ни в одном музее мира.

Среди древних звероподобных пермских пресмыкающихся выделялся оригинальный трехметровый хищник диметродон, иначе - «двумерный» в длину и вышину (от древнегреческих слов: «ди» - дважды и «метрон» - мера).

Звероподобный диметродон

Характерная его особенность - необыкновенно длинные отростки позвонков, образующие на спине животного высокий гребень (до 80 сантиметров), очевидно, были соединены кожной перепонкой. Кроме хищников, в эту группу пресмыкающихся входили также растительно- или моллюскоядные формы, тоже весьма значительных размеров. О том, что они питались моллюсками, можно судить по устройству зубов, пригодных для раздробления и перетирания ракушек. (Пока оценок нет)

История планеты Земля уже насчитывает примерно 7 млрд лет. За это время наш общий дом претерпел значительные изменения, что явилось следствием изменения периодов. в хронологическом порядке раскрывают всю историю планеты с самого ее появления до наших дней.

Геологическая хронология

История Земли, представленная в виде эонов, групп, периодов и эпох являет собой определенную сгруппированную хронологию. На первых международных конгрессах геологии была выработана особая хронологическая шкала, которая представляла периодизацию Земли. В последующем эта шкала пополнялась новой информацией и изменялась, в итоге сейчас в ней отражены все геологические периоды в хронологическом порядке.

Самыми крупными подразделениями в этой шкале являются эонотемы, эры и периоды.

Формирование Земли

Геологические периоды Земли в хронологическом порядке начинают свою историю именно с формирования планеты. Ученые пришли к выводу о том, что Земля сформировалась примерно 4,5 млрд лет назад. Сам процесс ее формирования был очень длительным и, возможно, начался еще 7 млрд лет назад из мелких космических частиц. Со временем сила тяготения росла, вместе с ней увеличивалась скорость тел, падавших на формирующуюся планету. Кинетическая энергия трансформировалась в тепло, в результате чего происходило постепенное нагревание Земли.

Ядро Земли, по предположениям ученых, было сформировано за несколько сотен миллионов лет, после чего началось постепенное остывание планеты. В настоящее время в расплавленном ядре содержится 30 % массы Земли. Развитие других оболочек планеты, по мнению ученых, не закончено до сих пор.

Докембрийский эон

В геохронологии Земли первый эон имеет название докембрий. Он охватывает время 4,5 млрд - 600 млн лет назад. То есть львиная доля истории планеты охватывается первым. Однако этот эон делят еще на три - катархей, архей, протерозой. Причем часто первый из них выделяется в самостоятельный эон.

В это время произошло образование суши и воды. Все это происходило во время активной вулканической деятельности на протяжении почти всего эона. Щиты всех континентов были образованы в докембрии, однако следы жизни встречаются очень редко.

Катархейский эон

Начало истории Земли - полмиллиарда лет ее существования в науке названо катархеем. Верхняя граница этого эона находится на отметке 4 млрд лет назад.

Популярная литература рисует нам катархей как время активных вулканических и геотермальных изменений на поверхности Земли. Однако на самом деле это не соответствует действительности.

Катархейский эон - время, когда вулканическая активность не проявлялась, а поверхность Земли представляла собой холодную неприветливую пустыню. Хотя достаточно часто происходили землетрясения, которые сглаживали ландшафт. Поверхность выглядела, как темно-серое первичное вещество, покрытое слоем реголита. Сутки в то время составляли всего 6 часов.

Архейский эон

Второй основной эон из четырех в истории Земли продолжался около 1,5 млрд лет - 4-2,5 млрд лет назад. Тогда Земля еще не имела атмосферы, поэтому и жизни еще не было, однако в этот эон происходит появление бактерий, вследствие отсутствия кислорода они были анаэробными. В результате их деятельности сегодня мы имеем залежи природных ископаемых, таких как железо, графит, сера и никель. История термина «архей» берет свое начало в 1872 году, тогда его предложил знаменитый американский ученый Дж. Дан. Архейский эон, в отличие от предыдущего, характеризуется высокой вулканической активностью и эрозией.

Протерозойский эон

Если рассматривать геологические периоды в хронологическом порядке, следующий миллиард лет занял протерозой. Этот период также характеризуется высокой вулканической активностью и осадкообразованием, также продолжается эрозия на огромных площадях.

Происходит образование т. н. гор В настоящее время они представляют собой небольшие холмы на равнинах. Горные породы этого эона очень богаты слюдой, рудами цветных металлов и железом.

Следует отметить, что в протерозойский период появились первые живые существа - простейшие микроорганизмы, водоросли и грибы. А к концу эона появляются черви, морские беспозвоночные, моллюски.

Фанерозойский эон

Все геологические периоды в хронологическом порядке можно разделить на два типа - явные и скрытые. Фанерозой относится к явным. В это время появляется большое количество живых организмов с минеральными скелетами. Эпоха, предшествующая фанерозою, была названа скрытой потому, что следов ее практически не найдено из-за отсутствия минеральных скелетов.

Последние около 600 млн лет истории нашей планеты называются фанерозойским эоном. Самые значимые события этого эона - кембрийский взрыв, произошедший примерно 540 млн лет назад и пять самых крупных вымираний в истории планеты.

Эры докембрийского эона

Во время катархея и архея не существовало общепризнанных эр и периодов, поэтому их рассмотрение мы пропустим.

Протерозой же состоит из трех больших эр:

Палеопротерозой - т. е. древний, включающий в себя сидерий, риасийский период, орозирий и статерий. К концу этой эры концентрация кислорода в атмосфере достигла современного уровня.

Мезопротерозой - средний. Состоит из трех периодов - калимий, эктазий и стений. В эту эру водоросли и бактерии достигли наибольшего своего расцвета.

Неопротерозой - новый, состоящий из тония, криогения и эдиакария. В это время происходит образование первого суперконтинента - Родиния, однако потом плиты вновь разошлись. Самый холодный ледниковый период проходил в эру под названием мезопротерозой, во время которой замерзла большая часть планеты.

Эры фанерозойского эона

Данный эон состоит из трех больших эпох, резко отличающихся друг от друга:

Палеозой, или эра древней жизни. Началась примерно 600 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. Палеозой состоит из 7 периодов:

1. Кембрий (на Земле сформирован умеренный климат, ландшафт низменный, в этот период происходит зарождение всех современных типов животных).
2. Ордовик (климат на всей планете достаточно теплый, даже в Антарктиде, при этом суша значительно погружается. Происходит появление первых рыб).
3. Силурийский период (происходит формирование больших внутриконтинентальных морей, при этом низменности становятся все засушливее из-за поднятия суши. Продолжается развитие рыб. Силурийский период отмечен появлением первых насекомых).
4. Девон (появление первых земноводных и лесов).
5. Нижний карбон (господство папоротникообразных, распространение акул).
6. Верхний и средний карбон (появление первых пресмыкающихся).
7. Пермь (большинство древних животных вымирает).

Мезозой, или время пресмыкающихся. Геологическая история состоит из трех периодов:

1. Триас (вымирают семенные папоротники, господствуют голосеменные, появляются первые динозавры и млекопитающие).
2. Юра (часть Европы и западная часть Америки покрыта мелководными морями, появление первых зубатых птиц).
3. Мел (появление кленовых и дубовых лесов, наивысшее развитие и вымирание динозавров и зубатых птиц).

Кайнозой, или время млекопитающих. Состоит из двух периодов:

1. Третичный. В начале периода хищники и копытные достигают своего рассвета, климат теплый. Происходит максимальное распространение лесов, древнейшие млекопитающие вымирают. Примерно 25 млн лет назад появляются а в эпоху плиоцена возникает человек.
2. Четвертичный. Плейстоцен - крупные млекопитающие вымирают, зарождается человеческое общество, происходит 4 ледниковых периода, вымирают многие виды растений. Современная эпоха - заканчивается последний ледниковый период, постепенно климат приобретает нынешний вид. Главенство человека на всей планете.

Геологическая история нашей планеты имеет длительное и противоречивое развитие. В этом процессе было место нескольким вымираниям живых организмов, повторялись ледниковые периоды, наблюдались периоды высокой вулканической активности, были эры главенства разных организмов: от бактерий до человека. История Земли началась примерно 7 млрд лет назад, сформировалась она около 4,5 млрд лет назад и всего меньше миллиона лет назад человек перестал иметь конкурентов во всей живой природе.

Возникновение Земли и ранние этапы ее становления

Одной из важных задач современного естествознания в области наук о Земле является восстановление истории ее развития . По современным космогоническим представлениям, Земля образовалась из рассеянного в протосолнечной системе газопылевого вещества. Один из наиболее вероятных вариантов возникновения Земли выглядит следующим образом. Вначале образовались Солнце и уплощенная вращающаяся околосолнечная туманность из межзвездного газопылевого облака под влиянием, например, взрыва близкой сверхновой звезды. Далее происходила эволюция Солнца и околосолнечной туманности с передачей электромагнитным или турбулентно-конвективным способом момента количества движения от Солнца планетам. В последующем «пыльная плазма» конденсировалась в кольца вокруг Солнца, а материал колец образовал так называемые планетезимали, которые конденсировались до планет. После этого подобный процесс повторился вокруг планет, что привело к образованию спутников. Считается, что этот процесс занял около 100 млн лет.

Предполагается, что далее в результате дифференциации вещества Земли под действием ее гравитационного поля и радиоактивного нагрева возникли и развились различные по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам оболочки - геосферы Земли. Более тяжелый материал сформировал ядро, состоящее, вероятно, из железа с примесью никеля и серы. В мантии остались несколько более легкие элементы. Согласно одной из гипотез, мантия сложена простыми оксидами алюминия, железа, титана кремния и др. О составе земной коры уже говорилось достаточно подробно в § 8.2. Она сложена более легкими силикатами. Еще более легкие газы и влага сформировали первичную атмосферу.

Как уже говорилось, предполагается, что Земля родилась из скопления холодных твердых частиц, выпадавших из газопылевой туманности и слипавшихся под влиянием взаимного притяжения. По мере роста планеты она разогревалась вследствие соударения этих частиц, достигавших нескольких сот километров, подобно современным астероидам, и выделения теплоты не только известными нам теперь в коре естественно -радиоактивными элементами, но и более чем 10 вымершими с тех пор радиоактивными изотопами AI, Be, Cl и др. В результате могло происходить полное (в ядре) или частичное (в мантии) плавление вещества. В начальный период своего существования, примерно до 3,8 млрд лет, Земля и другие планеты земной группы, а также Луна подвергались усиленной бомбардировке мелкими и крупными метеоритами. Следствием этой бомбардировки и более раннего соударения планетезималей могло стать выделение летучих и начало образования вторичной атмосферы, так как первичная, состоявшая из газов, захваченных при образовании Земли, скорее всего быстро рассеялась в космическом пространстве. Несколько позже стала формироваться гидросфера. Сформировавшиеся таким образом атмосфера и гидросфера пополнялись в процессе дегазации мантии при вулканической деятельности.

Падение крупных метеоритов создавало обширные и глубокие кратеры, подобные наблюдаемым в настоящее время на Луне, Марсе, Меркурии, где следы их не стерты последующими изменениями. Кратерообразование могло провоцировать излияния магмы с образованием базальтовых полей, подобных покрывающим лунные «моря». Так, вероятно, образовалась первичная кора Земли, которая, однако, не сохранилась на современной ее поверхности, за исключением относительно небольших фрагментов в «более молодой» коре континентального типа.

Эта кора, содержащая в своем составе уже граниты и гнейсы, правда, с меньшим содержанием кремнезема и калия, чем в «нормальных» гранитах, появилась на рубеже около 3,8 млрд лет и известна нам по обнажениям в пределах кристаллических щитов практически всех континентов. Способ образования древнейшей континентальной коры пока во многом неясен. В составе этой коры, повсеместно метаморфизованной в условиях высоких температур и давлений, находят породы, текстурные особенности которых свидетельствуют о накоплении в водной среде, т.е. в эту отдаленную эпоху уже существовала гидросфера. Возникновение первой коры, подобной современной, требовало поступления из мантии больших количеств кремнезема, алюминия, щелочей, в то время как сейчас мантийный магматизм создает очень ограниченный объем обогащенных этими элементами пород. Считается, что 3,5 млрд лет назад на площади современных континентов была широко распространена серогнейсовая кора, названная так по преобладающему типу слагающих ее пород. В нашей стране она, например, известна на Кольском полуострове и в Сибири, в частности в бассейне р. Алдан.

Принципы периодизации геологической истории Земли

Дальнейшие события в геологическое время часто определяются, согласно относительной геохронологии, категориями «древнее», «моложе». Например, какая-то эра древнее некоторой другой. Отдельные отрезки геологической истории называются (в порядке уменьшения их продолжительности) зонами, эрами, периодами, эпохами, веками. Их выявление основано на том факте, что геологические события запечатлеваются в горных породах, а осадочные и вулканогенные породы располагаются в земной коре слоями. В 1669 г. Н. Стеной установил закон последовательности напластования, согласно которому нижележащие пласты осадочных пород древнее вышележащих, т.е. образовались ранее их. Благодаря этому появилась возможность определения относительной последовательности образования слоев, а значит, связанных с ними геологических событий.

Основным в относительной геохронологии является биостратиграфический, или палеонтологический, метод установления относительного возраста и последовательности залегания пород. Этот метод был предложен У. Смитом в начале XIX в., а затем развит Ж. Кювье и А. Броньяром. Дело в том, что в большинстве осадочных пород можно встретить остатки животных или растительных организмов. Ж.Б. Ламарк и Ч. Дарвин установили, что животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались в борьбе за существование, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни. Некоторые животные и растительные организмы на определенных стадиях развития Земли вымирали, на смену им приходили другие, более совершенные. Таким образом, по остаткам ранее живших более примитивных предков, найденным в каком-нибудь пласте, можно судить об относительно более древнем возрасте данного пласта.

Еще один метод геохронологического расчленения пород, особенно важный для расчленения магматических образований океанического дна, основан на свойстве магнитной восприимчивости горных пород и минералов, образующихся в магнитном поле Земли. С изменением ориентировки породы относительно магнитного поля или самого поля часть «врожденной» намагниченности сохраняется, а смена полярности запечатлевается в изменении ориентировки остаточной намагниченности пород. В настоящее время установлена шкала смены таких эпох.

Абсолютная геохронология - учение об измерении геологического времени, выраженного в обычных абсолютных астрономических единицах (годах), - определяет время возникновения, завершения и длительность всех геологических событий, в первую очередь время образования или преобразования (метаморфизма) горных пород и минералов, так как по их возрасту определяется возраст геологических событий. Основным методом здесь является анализ соотношения радиоактивных веществ и продуктов их распада в горных породах, образовывавшихся в разные эпохи.

Древнейшие породы в настоящее время установлены в Западной Гренландии (3,8 млрд лет). Самый большой возраст (4,1 - 4,2 млрд лет) получен по цирконам из Западной Австралии, но циркон здесь залегает в переотложенном состоянии в мезозойских песчаниках. С учетом представлений об одновременности образования всех планет Солнечной системы и Луны и возраста самых древних метеоритов (4,5-4,6 млрд лет) и древних лунных пород (4,0-4,5 млрд лет) возраст Земли принимается равным 4,6 млрд лет.

В 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в Болонье (Италия) были утверждены основные подразделения совмещенных стратиграфической (для разделения слоистых осадочных пород) и геохронологической шкал. По этой шкале история Земли делилась на четыре эры в соответствии с этапами развития органического мира: 1) архейская, или археозойская - эра древнейшей жизни; 2) палеозойская - эра древней жизни; 3) мезозойская - эра средней жизни; 4) кайнозойская - эра новой жизни. В 1887 г. из состава архейской эры выделили протерозойскую - эру первичной жизни. Позднее шкала совершенствовалась. Один из вариантов современной геохронологической шкалы представлен в табл. 8.1. Архейская эра разделяется на две части: ранний (древнее 3500 млн лет) и поздний архей; протерозойская - также на две: ранний и поздний протерозой; в последнем выделяют рифейский (название произошло от древнего названия Уральских гор) и вендский периоды. Фанерозойский зон подразделяется на палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры и состоит из 12 периодов.

Таблица 8.1. Геохронологическая шкала

			Возраст (начало),
Фанерозой	Кайнозойская	Четвертичный
		Неогеновый
		Палеогеновый
	Мезозойская
		Триасовый
	Палеозойская	Пермский
		Каменноугольный
		Девонский
		Силурийский
		Ордовикский
		Кембрийский
Криптозой	Протерозойская	Вендский
		Рифейский
		Карельский
	Архейская
	Катархейская

Основные этапы эволюции земной коры

Кратко рассмотрим основные этапы эволюции земной коры как косного субстрата, на котором развилось многообразие окружающей природы .

В apxee еще довольно тонкая и пластичная кора под влиянием растяжения испытала многочисленные разрывы сплошности, через которые к поверхности вновь устремилась базальтовая магма, заполнившая прогибы длиной сотни километров и шириной многие десятки километров, известные как зелено-каменные пояса (этим названием они обязаны преобладающему зеленосланцевому низкотемпературному метаморфизму базальтовых пород). Наряду с базальтами среди лав нижней, основной по мощности части разреза этих поясов встречаются высокомагнезиальные лавы, свидетельствующие об очень большой степени частичного плавления мантийного вещества, что говорит о высоком тепловом потоке, намного превышавшем современный. Развитие зеленокаменных поясов заключалось в смене типа вулканизма в направлении увеличения содержания в нем диоксида кремния (SiO 2), в деформациях сжатия и метаморфизме осадочно-вулканогенного выполнения и, наконец, в накоплении обломочных осадков, свидетельствующих об образовании гористого рельефа.

После смены нескольких поколений зеленокаменных поясов архейский этап эволюции земной коры завершился 3,0 -2,5 млрд лет назад массовым образованием нормальных гранитов с преобладанием К 2 О над Na 2 O. Гранитизация, а также региональный метаморфизм, местами достигший высшей ступени, привели к формированию зрелой континентальной коры на большей части площади современных материков. Однако и эта кора оказалась недостаточно устойчивой: в начале протерозойской эры она испытала дробление. В это время возникла планетарная сеть разломов и трещин, заполнявшихся дайками (пластинообразными геологическими телами). Одна из них - Великая дайка в Зимбабве - имеет длину более 500 км и ширину до 10 км. Кроме того, впервые проявилось рифтообразование, давшее начало зонам прогибания, мощного осадконакопления и вулканизма. Их эволюция привела к созданию в конце раннего протерозоя (2,0-1,7 млрд лет назад) складчатых систем, вновь спаявших обломки архейской континентальной коры, чему способствовала новая эпоха мощного гранитообразования.

В итоге к концу раннего протерозоя (к рубежу 1,7 млрд лет назад) зрелая континентальная кора существовала уже на 60- 80% площади ее современного распространения. Более того, некоторые ученые полагают, что на этом рубеже вся континентальная кора составляла единый массив - суперконтинент Мегагею (большая земля), которому на другой стороне земного шара противостоял океан - предшественник современного Тихого океана - Мегаталасса (большое море). Этот океан был менее глубоким, чем современные океаны, ибо рост объема гидросферы за счет дегазации мантии в процессе вулканической деятельности продолжается всю последующую историю Земли, хотя и более медленно. Не исключено, что прообраз Мегаталассы появился еще раньше, в конце архея.

В катархее и начале архея появились первые следы жизни - бактерии и водоросли, а в позднем архее распространились водорослевые известковые постройки - строматолиты. В позднем архее началось, а в раннем протерозое завершилось коренное изменение состава атмосферы: под влиянием жизнедеятельности растений в ней появился свободный кислород, тогда как катархейская и раннеархейская атмосфера состояла из водяного пара, СО 2 , СО, СН 4 , N, NH 3 и H 2 S с примесью НС1, HF и инертных газов.

В позднем протерозое (1,7-0,6 млрд лет назад) Мегагея стала постепенно раскалываться, и этот процесс резко усилился в конце протерозоя. Следами его являются протяженные континентальные рифтовые системы, погребенные в основании осадочного чехла древних платформ. Важнейшим его результатом было образование обширных межконтинентальных подвижных поясов - Северо-Атлантического, Средиземноморского, Урало-Охотского, разделивших континенты Северной Америки, Восточной Европы, Восточной Азии и наиболее крупный обломок Мегагеи - южный суперконтинент Гондвану. Центральные части этих поясов развивались на новообразованной в процессе рифтогенеза океанской коре, т.е. пояса представляли собой океанские бассейны. Их глубина постепенно увеличивалась по мере роста гидросферы. Одновременно подвижные пояса развивались по периферии Тихого океана, глубина которого также возрастала. Климатические условия становились более контрастными, о чем свидетельствует появление, особенно в конце протерозоя, ледниковых отложений (тиллитов, древних морен и водно-ледниковых осадков).

Палеозойский этап эволюции земной коры характеризовался интенсивным развитием подвижных поясов - межконтинентальных и окраинно-континентальных (последние на периферии Тихого океана). Эти пояса расчленялись на окраинные моря и островные дуги, их осадочно-вулканогенные толщи испытывали сложные складчато-надвиговые, а затем сбрососдвиговые деформации, в них внедрялись граниты и на этой основе формировались складчатые горные системы. Этот процесс протекал неравномерно. В нем различают ряд интенсивных тектонических эпох и гранитного магматизма: байкальскую - в самом конце протерозоя, салаирскую (от хребта Са-лаир в Средней Сибири) - в конце кембрия, таковскую (от Таковских гор на востоке США) - в конце ордовика, каледонскую (от древнеримского названия Шотландии) - в конце силура, акадскую (Акадия - старинное название северо-восточных штатов США) - в середине девона, судетскую - в конце раннего карбона, заальскую (от р. Заале в Германии) - в середине ранней перми. Первые три тектонические эпохи палеозоя нередко объединяют в каледонскую эру тектогенеза, последние три - в герцинскую, или варисскую. В каждую из перечисленных тектонических эпох определенные части подвижных поясов превращались в складчатые горные сооружения, а после разрушения (денудации) входили в состав фундамента молодых платформ. Но некоторые из них частично испытывали активизацию в последующие эпохи горообразования.

К концу палеозоя межконтинентальные подвижные пояса полностью замкнулись и заполнились складчатыми системами. В результате отмирания Северо-Атлантического пояса Североамериканский континент сомкнулся с Восточно-Европейским, а последний (после завершения развития Урало-Охотского пояса) - с Сибирским, Сибирский - с Китайско-Корейским. В итоге образовался суперконтинент Лавразия, а отмирание западной части Средиземноморского пояса привело к его объединению с южным суперконтинентом - Гондваной - в одну континентальную глыбу - Пангею. Восточная часть Средиземноморского пояса в конце палеозоя - начале мезозоя превратилась в огромный залив Тихого океана, по периферии которого также поднялись складчатые горные сооружения.

На фоне этих изменений структуры и рельефа Земли продолжалось развитие жизни. Первые животные появились еще в позднем протерозое, а на самой заре фанерозоя существовали почти все типы беспозвоночных, но они еще были лишены раковин или панцирей, которые известны с кембрия. В силуре (или уже в ордовике) начался выход растительности на сушу, а в конце девона существовали леса, получившие наибольшее распространение в каменноугольном периоде. Рыбы появились в силуре, земноводные - в карбоне.

Мезозойская и кайнозойская эры - последний крупный этап развития структуры земной коры, который отмечен становлением современных океанов и обособлением современных континентов. В начале этапа, в триасе, еще существовала Пангея, но уже в раннем юрском периоде она снова раскололась на Лавразию и Гондвану вследствие возникновения широтного океана Тетис, протянувшегося от Центральной Америки до Индокитая и Индонезии, а на западе и на востоке он смыкался с Тихим океаном (рис. 8.6); этот океан включал и Центральную Атлантику. Отсюда в конце юры процесс раздвига континентов распространился к северу, создав в течение мелового периода и раннего палеогена Северную Атлантику, а начиная с палеогена - Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана (Амеразийский бассейн возник раньше как часть Тихого океана). В итоге Северная Америка отделилась от Евразии. В поздней юре началось формирование Индийского океана, и с начала мела стала раскрываться с юга Южная Атлантика. Это означало начало распада Гондваны, существовавшей как единое целое в течение всего палеозоя. В конце мела Северная Атлантика соединилась с Южной, отделив Африку от Южной Америки. Тогда же Австралия отделилась от Антарктиды, а в конце палеогена произошло отделение последней от Южной Америки.

Таким образом, к концу палеогена оформились все современные океаны, обособились все современные континенты и облик Земли приобрел вид, в основном близкий к нынешнему. Однако еще не было современных горных систем.

С позднего палеогена (40 млн лет назад) началось интенсивное горообразование, достигшее кульминации в последние 5 млн лет. Этот этап становления молодых складчато-покровных горных сооружений, образования возрожденных сводово-глыбовых гор выделяют как неотектонический. Фактически неотектонический этап является подэтапом мезозойско-кайнозойского этапа развития Земли, так как именно на этом этапе оформились основные черты современного рельефа Земли, начиная с распределения океанов и континентов.

На этом этапе завершилось формирование основных черт современной фауны и флоры. Мезозойская эра была эрой пресмыкающихся, млекопитающие стали преобладать в кайнозое, а в позднем плиоцене появился человек. В конце раннего мела появились покрытосемянные растения и суша приобрела травяной покров. В конце неогена и антропогене высокие широты обоих полушарий были охвачены мощным материковым оледенением, реликтами которого являются ледниковые шапки Антарктиды и Гренландии. Это было третье крупное оледенение в фанерозое: первое имело место в позднем ордовике, второе - в конце карбона - начале перми; оба они были распространены в пределах Гондваны.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Что такое сфероид, эллипсоид и геоид? Каковы параметры принятого в нашей стране эллипсоида? Зачем он нужен?

Каково внутреннее строение Земли? На основании чего делается заключение о ее строении?

Каковы основные физические параметры Земли и как они изменяются с глубиной?

Каков химический и минералогический состав Земли? На основании чего делается заключение о химическом составе всей Земли и земной коры?

Какие основные типы земной коры выделяют в настоящее время?

Что такое гидросфера? Что такое круговорот воды в природе? Какие основные процессы происходят в гидросфере и ее элементах?

Что такое атмосфера? Каково ее строение? Какие процессы происходят в ее пределах? Что такое погода и климат?

Дайте определение эндогенных процессов. Какие эндогенные процессы вы знаете? Кратко их охарактеризуйте.

В чем заключается сущность тектоники литосферных плит? Каковы ее основные положения?

10. Дайте определение экзогенных процессов. В чем основная сущность этих процессов? Какие эндогенные процессы вы знаете? Кратко их охарактеризуйте.

11. Как взаимодействуют эндогенные и экзогенные процессы? Каковы результаты взаимодействия этих процессов? В чем сущность теорий В. Дэвиса и В. Пенка?

Каковы современные представления о возникновении Земли? Как происходило ее раннее становление как планеты?

На основании чего производится периодизация геологической истории Земли?

14. Как развивалась земная кора в геологическом прошлом Земли? Каковы основные этапы развития земной коры?

ЛИТЕРАТУРА

Аллисон А., Палмер Д. Геология. Наука о вечно меняющейся Земле. М., 1984.

Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л., 1980.

Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление. М., 1991.

Гаврилов В.П. Путешествие в прошлое Земли. М., 1987.

Геологический словарь. Т. 1, 2. М., 1978.

Городницкий A . M ., Зоненшайн Л.П., Мирлин Е.Г. Реконструкции положения материков в фанерозое. М., 1978.

7. Давыдов Л.К., Дмитриева A.A., Конкина Н.Г. Общая гидрология. Л., 1973.

Динамическая геоморфология /Под ред. Г.С. Ананьева, Ю.Г. Симонова, А.И. Спиридонова. М., 1992.

Дэвис В.М. Геоморфологические очерки. М., 1962.

10. Земля. Введение в общую геологию. М., 1974.

11. Климатология / Под ред. O.A. Дроздова, Н.В. Кобышевой. Л., 1989.

Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии. М., 1991.

Леонтьев O.K., Рычагов Г.И. Общая геоморфология. М., 1988.

Львович М.И. Вода и жизнь. М., 1986.

Маккавеев Н.И., Чалов P.C. Русловые процессы. М., 1986.

Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. М., 1991.

Монин A.C. Введение в теорию климата. Л., 1982.

Монин A.C. История Земли. М., 1977.

Неклюкова Н.П., Душина И.В., Раковская Э.М. и др. География. М., 2001.

Немков Г.И. и др. Историческая геология. М., 1974.

Неспокойный ландшафт. М., 1981.

Общая и полевая геология / Под ред. А.Н. Павлова. Л., 1991.

Пенк В. Морфологический анализ. М., 1961.

Перелъман А.И. Геохимия. М., 1989.

Полтараус Б.В., Кислое A.B. Климатология. М., 1986.

26. Проблемы теоретической геоморфологии /Под ред. Л.Г. Никифорова, Ю.Г. Симонова. М., 1999.

Сауков A.A. Геохимия. M., 1977.

Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. М., 1991.

Ушаков С.А., Ясаманов H.A. Дрейф материков и климат Земли. М., 1984.

Хаин В.Е., Ломте М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М., 1995.

Хаин В.Е., Рябухин А.Г. История и методология геологических наук. М., 1997.

Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М., 1994.

Щукин И.С. Общая геоморфология. T.I. M., 1960.

Экологические функции литосферы / Под ред. В.Т. Трофимова. М., 2000.

Якушева А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М., 1988.

Жизнь на Земле зародилась свыше 3,5 млрд лет назад, сразу после завершения формирования земной коры. На протяжении всего времени возникновение и развитие живых организмов влияло на формирование рельефа, климат. Также и тектонические, и климатические изменения, происходившие на протяжении многих лет, влияли на развитие жизни на Земле.

Таблица развития жизни на Земле может быть составлена, исходя из хронологии событий. Всю историю Земли можно разделить на определенные этапы. Наиболее крупные из них - это эры жизни. Они делятся на эры, эры - на периоды, периоды -на эпохи, эпохи - на века.

Эры жизни на Земле

Весь период существования жизни на Земле можно разделить на 2 периода: докембрий, или криптозой (первичный период, 3,6 до 0,6 млрд лет), и фанерозой.

Криптозой включает в себя архейскую (древняя жизнь) и протерозойскую (первичная жизнь) эры.

Фанерозой включает в себя палеозойскую (древняя жизнь), мезозойскую (средняя жизнь) и кайнозойскую (новая жизнь) эры.

Эти 2 периода развития жизни принято делить на более мелкие – эры. Границы между эрами – это глобальные эволюционные события, вымирания. В свою очередь эры делятся на периоды, периоды - на эпохи. История развития жизни на Земле связана непосредственно с изменениями земной коры и климата планеты.

Эры развития, отсчет времени

Наиболее значительные события принято выделять в специальные интервалы времени – эры. Отсчет времени ведется в обратном порядке, от древнейшей жизни до новой. Существует 5 эр:

Периоды развития жизни на Земле

Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.

• Кембрийский (кембрий).
• Ордовикский.
• Силурийский (силур).
• Девонский (девон).
• Каменноугольный (карбон).
• Пермский (пермь).

• Нижнетретичный (палеоген).
• Верхнетретичный (неоген).
• Четвертичный, или антропоген (развитие человека).

Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн. лет.

Протерозойская эра (ранняя жизнь)

6. Пермский (пермь)

2. Верхнетретичный (неоген)

3. Четвертичный или антропоген (развитие человека)

Развитие живых организмов

Таблица развития жизни на Земле предполагает разделение не только на временные промежутки, но и на определенные этапы формирования живых организмов, возможные климатические изменения (ледниковый период, глобальное потепление).

• Архейская эра. Самые значительные изменения в эволюции живых организмов – это появление сине-зеленых водорослей – прокариотов, способных к размножению и фотосинтезу, возникновение многоклеточных организмов. Появление живых белковых веществ (гетеротрофов), способных к поглощению растворенных в воде органических веществ. В дальнейшем появление этих живых организмов позволило разделить мир на растительный и животный.

• Мезозойская эра.

• Триасовый период. Распространение растений (голосеменных). Увеличение количества пресмыкающихся. Первые млекопитающие, костные рыбы.
• Юрский период. Преобладание голосеменных, возникновение покрытосеменных. Появление первоптицы, расцвет головоногих моллюсков.
• Меловой период. Распространение покрытосеменных, сокращение других видов растений. Развитие костных рыб, млекопитающих и птиц.

• Кайнозойская эра.
  • Нижнетретичный период (палеоген). Расцвет покрытосеменных. Развитие насекомых и млекопитающих, появление лемуров, позже приматов.
  • Верхнетретичный период (неоген). Становление современных растений. Появление предков людей.
  • Четвертичный период (антропоген). Формирование современных растений, животных. Появление человека.

Развитие условий неживой природы, изменения климата

Таблица развития жизни на Земле не может быть представлена без данных об изменениях неживой природы. Возникновение и развитие жизни на Земле, новые виды растений и животных, все это сопровождается изменениями и в неживой природе, климате.

Климатические изменения: архейская эра

История развития жизни на Земле началась через этап преобладания суши над водными ресурсами. Рельеф был слабо расчерчен. В атмосфере преобладает углекислый газ, количество кислорода минимально. На мелководье пониженная соленость.

Для архейской эры характерны извержения вулканов, молнии, черные облака. Горные породы богаты графитом.

Климатические изменения в протерозойскую эру

Суша – это каменная пустыня, все живые организмы обитают в воде. В атмосфере накапливается кислород.

Климатические изменения: палеозойская эра

В различные периоды палеозойской эры происходили следующие изменения климата:

• Кембрийский период. Суша по-прежнему пустынна. Климат жаркий.
• Ордовикский период. Наиболее значительные изменения – это затопление практически всех северных платформ.
• Силурийский период. Тектонические изменения, условия неживой природы разнообразны. Происходит горообразование, моря преобладают над сушей. Определены области разных климатов, в том числе и районы похолодания.
• Девонский период. Преобладает сухой климат, континентальный. Образование межгорных впадин.
• Каменноугольный период. Опускание материков, заболоченные территории. Теплый и влажный климат, в атмосфере много кислорода и углекислого газа.
• Пермский период. Жаркий климат, вулканическая деятельность, горообразование, высыхание болот.

В эру палеозоя сформировались горы каледонской складчатости. Такие изменения в рельефе повлияли на мировой океан – морские бассейны сократились, образовалась значительная площадь суши.

Палеозойская эра положила начало практически всем основным месторождениям нефти и каменного угля.

Климатические изменения в мезозое

Для климата различных периодов мезозоя характерны следующие черты:

• Триасовый период. Вулканическая деятельность, климат резко континентальный, теплый.
• Юрский период. Мягкий и теплый климат. Моря преобладают над сушей.
• Меловой период. Отступление морей от суши. Климат теплый, но в конце периода глобальное потепление сменяется похолоданием.

В мезозойскую эру сформированные ранее горные системы разрушаются, равнины уходят под воду (Западная Сибирь). Во второй половине эры сформировались Кордильеры, горы Восточной Сибири, Индокитая, частично Тибета, сформировались горы мезозойской складчатости. Преобладает жаркий и влажный климат, способствующий образованию болот и торфяников.

Климатические изменения - кайнозойская эра

В кайнозойскую эру произошло общее поднятие поверхности Земли. Изменился климат. Многочисленные оледенения земных покровов наступающих с севера изменили облик материков Северного полушария. Благодаря таким изменениям были сформированы холмистые равнины.

• Нижнетретичный период. Мягкий климат. Разделение на 3 климатические зоны. Формирование континентов.
• Верхнетретичный период. Сухой климат. Возникновение степей, саванн.
• Четвертичный период. Многократное оледенение северного полушария. Похолодание климата.

Все изменения на протяжении развития жизни на Земле можно записать в виде таблицы, которая отразит самые значительные этапы в становлении и развитии современного мира. Несмотря на уже известные методы исследования, и сейчас ученые продолжают изучать историю, совершают новые открытия, которые позволяют современному обществу узнать, как развивалась жизнь на Земле до появления человека.

Развитие жизни на Земле длится более 3 млрд лет. И этот процесс продолжается до сих пор.

Первыми живыми существами в архее были бакте­рии. Затем появились одноклеточные водоросли, жи­вотные и грибы. На смену одноклеточным пришли многоклеточные. В начале палеозоя жизнь была уже очень разнообразной: в морях обитали представители всех типов беспозвоночных, на суше появились первые наземные растения. В следующие эры в течение мно­гих миллионов лет формировались и вымирали разные группы растений и животных. Постепенно живой мир становился всё более похожим на современный.

2.6. История развития жизни

Ранее учёные полагали, что живое произошло от живо­го. Споры бактерий были занесены из космоса. Одни бактерии создавали органические вещества, другие потребляли и разрушали их. В результате возникла древнейшая экосистема, компоненты которой были связаны круговоротом веществ.

Современные учёные доказали, что живое произошло из неживой природы. В водной среде из неорганических веществ под действием энергии Солнца и внутренней энергии Земли образовались органические вещества. Из них сформировались древнейшие организмы - бактерии.

В исто­рии развития жизни на Земле выделяют несколько эр.

Архей

Первыми организмами были прокариоты. В архейской эре уже существовала био­сфера, состоявшая в основном из прокариот. Самые первые живые сущест­ва планеты - бактерии. Некото­рые из них были способны к фо­тосинтезу. Фотосин­тез осуществляли цианобактерии (сине-зелёные).

Протерозой

По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере начали появляться эукариотные организмы. В протерозое в водной среде возникли однокле­точные растения, а затем одноклеточные животные и грибы. Важным событием протерозоя было возникно­вение многоклеточных организмов. К концу протеро­зоя уже появились различные типы беспозвоночных и хордовых животных.

Палеозой

Растения

Постепен­но на месте тёплых мелководных морей возникала су­ша. В результате от многоклеточных зелёных водорос­лей произошли первые наземные растения. Во второй половине палеозоя возникли леса. Они состояли из древних папоротников, хвощей и плаунов, которые размножались спорами.

Животные

В начале палеозоя морские беспозвоночные достиг­ли расцвета. В морях развивались и распространялись позвоночные животные - панцирные рыбы.

В палеозое появились первые наземные позвоночные - древнейшие земноводные. От них в конце эры произошли первые рептилии.

Самыми много­чис­лен­ными в морях палеозоя (эры древней жизни) были трилобиты - иско­паемые членистоногие, внешне похожие на гигантских мокриц. Трилобиты - существовали в начале палеозоя, полностью вымерли 200 млн лет назад. Они плава­ли и ползали в мелководных заливах, питаясь растениями и останками животных. Существу­ет предположение, что были среди трилобитов и хищники.

Самыми первыми среди жи­вотных стали осваивать сушу паукообразные и гигантские ле­тающие насекомые - предки современных стрекоз. Размах их крыльев достигал 1,5 м.

Мезозой

В мезозое климат стал более засушливым. Посте­пенно исчезали древние леса. На смену споровым пришли растения, размножающиеся семенами. Среди животных достигли расцвета пресмыкающиеся, в том числе динозавры. В конце мезозоя многие виды древ­них семенных растений и динозавры вымерли.

Животные

Самыми крупными из динозав­ров были брахиозавры. Они достигали более 30 м в длину и весили 50 т. Эти динозавры имели громадное туловище, длинные хвост и шею, малень­кую голову. Если бы они жили в наше время, то были бы выше пятиэтажных домов.

Растения

Самые слож­но­орга­ни­зо­ван­ные растения - цветковые. Они появились ещё в середине ме­зозоя (эры средней жизни). Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Кайнозой

Кайнозой - время расцвета птиц, млекопитаю­щих, насекомых и цветковых растений. У птиц и млекопитающих в связи с более совершенным строе­нием систем органов возникла теплокровность. Они стали менее зависимы от условий среды обитания и широко распространились на Земле.