Реферат выполнил студент I курса ЕГФ
Министерство образования РФ
Оренбургский государственный педагогический университет
Кафедра физической географии
Оренбург 2000г.
Задачи данного реферата заключается, что, изучая прошлое земли, с точки зрения науки палеонтологии и исторической геологии, мы сможем понять настоящее и прогнозировать будущее. Рассматривая строение земных пластов, понять механизмы происхождения различных месторождений полезных ископаемых, и можем увидеть как изменения климат, в древние геологические эпохи в наше время повлияли на геологические процессы. Строение земной коры – это «открытая книга» происхождения и развития земли.
В предлагаемом реферате на тему «живое прошлое земли», используя популярную литературу, мы рассмотрим наиболее важные задачи геологии:
I. Геологическую историю земли
II. Основные этапы её развития
III. Появление жизни на земле
IV. Процесс эволюционирования живых организмов от самых простых до «наиболее» разумных
V. Развитие планет солнечной системы с геологической точки зрения
VI. Возникновение науки - палеонтология
VII. Характеристика геологических эр, от (начального)планетарный – догеологической, до кайнозойского - четвертичный период – наше время
VIII. Важнейшие представители флоры и фауны от моллюсков до человека разумного:
1) самые примитивные
2) неспешащие моллюски
3) членистоногие
4) иглокожие
5) позвоночные без позвоночника
6) хищники из прошлого
7) завоеватели моря
8) шестиногие и легкокрылые
9) парарептилии
10) первые воздухоплаватели
11) птицы
12) млекопитающие
13) быстроногие, рогатые, толстокожие
14) предки человека
15) Homo sapiens - человек разумный
IX. Удачные эволюционные тупики
X. Филогения растений и животных на земле, от первого выхода растений из моря и до настоящего времени - четвертичного периода.
А также, в реферате мы попытаемся выяснить геологическую историю земли, и познакомимся с научной литературой популярных авторов по этой проблеме.
Историческая геология наука о закономерностях развития земной коры оперирует рядом историко-геологических методов. Важнейшей задачей исторической геологии является установление относительного и абсолютного возраста отложений. Основной реконструкции физико-географическими и тектонических обстановок геологического прошлого служит метод актуализма.
Историческая геология является частью геологии – науки о Земле, но сама геология не охватывает все проблемы, касающиеся нашей планеты, и часто из них рассматриваются также географические, почвоведением и другими науками. Важным обстоятельством является последовательность формирования толщ пород с заключенными в них органическими остатками, что дает нам возможность прослеживать эволюцию органического мира и осадка накопления с древнейших времен до наших дней.
Историческая геология занимается самым различными аспектами геологии и оперирует рядом историко-геологических методов, в то же время оставалась тесно связанной с другими геологическими науками: геотектоникой, петрографией, седиментологией, региональной геологией и другими.
Историческая геология призвана раскрыть условия осадконакопления в прошлом, реконструировать палеоклимат, расшифровать тектонические движения и установить, каким был рельефы на суше в это время, показать эволюцию морских и озерных водоемов и речных систем. На этом фоне появляются еще одна важная задача исторической геологии: установление закономерностей органического мира, которое зависит от состава атмосферы и от характера гидросферы, а также от взаимоотношений между представителями различных групп фауны и флоры. Следовательно, историческая геология – занимается широким кругом вопросов и в ее непосредственную задачу входит обобщение разнообразных геологических материалов.
Историческая геологи лежит в основе всех крупных сводных работ по региональной геологии и сегодня она крайне необходима для поставки геологоразведочных и съемочных работ, так как достоверно расшифрование история геологического развития района – это основа для всех последующих изысканий.
Существует много гипотез о происхождении земли, но все они могут быть условно объединены в две группы:
1. Гипотезы первично-расплавленного состояния земли и ее последующего охлаждения (гипотезы Ж. Бюффона, И. Канта, П. Лапласа, Д. Джинса и другие)
2. Гипотезы первично-охлажденной земли, испытавшей последующее радиогенное разогревание и затем неравномерное охлаждение (гипотезы В.Г. Фесенкова, О.Ю. Шмидта, Б.Ю. Левина, А.П. Виноградова, Г.В. Войткиевича и другие)
Сторонники первой группы гипотез считают основным источником внутреннею энергию земли остаточное тело, сохранившееся от времени ее формирования, а дополнительными источниками – энергию радиогенную и энергию, выделившуюся при сжатии вещества земли.
Сторонниками второй группы гипотез, наоборот, радиогенную энергию считают основной. В прошлом, радиоактивных веществ на земле было намного больше, но процессе радиоактивного распада их количество уменьшилось. Например: 4,5 миллиарда лет назад урана 238 на земле было в вдвое больше, чем теперь. Кроме этого, тогда существовали и неизвестные нам «недолговечные» радиоактивные изотопы с периодом полураспада от 10 миллионов до 1 миллиарда лет. Следственно, в далеком прошлом с позиции первично-холодного образования земли, она была значительно теплее. Рассмотрим для примера, теорию о происхождении земли, Иммануила Канта выдвинутую им в 1755 году.
Иммануил Кант в 1755 году считал, что солнечная система возникла при эволюционном развитии холодной пылевой туманности, в центре образовалось солнце, периферийных частях – планеты. Французский математик Лаплас в 1796 году предполагал, что первоначальная туманность была газовой, очень горячей и быстро вращалась, причем от нее отделились кольца – будущие планеты – они образовались раньше солнца. Гипотеза Канта – Лапласа и сегодня не потеряла научного значения.
Большой вклад в развитие представлений о происхождении планетной системы был сделан трудами О.Ю. Шмидта и его последователей. Процесс формирования планетной системы из холодного газово-пылевого облака, в общем, представляется достаточно обоснованным.
На первом этапе во вращающемся газово-пылевом облаке шло образование относительно крупных тел, промежуточных между пылевыми частицами и планетами. Обладая значительно меньшими скоростями, чем легкие газовые молекулы, пылинки собирались в центральной плоскости вращающегося облака. Постепенно расстояние между пылинками уменьшалось, взаимное притяжение увеличивалось, образовывались сгущения пылевых частиц, двигающиеся вокруг солнца в направлении движение облака. Со временем, пылевые сгущения превратились в сравнительно крупные тела – малые планеты – астероиды. Более крупные тела притягивали мелкие и, постепенно увеличивалась в размерах, становились большими планетами. При этом происходило гравитационное перераспределение вещества планеты под действием силы тяжести. Увеличение размеров шло сначала сравнительно быстро за счет присоединения захваченного в облаке вещества. Поздние планеты продолжали «расти», но уже медленно, за счет прямого выпадения вещества на их поверхность.
Количественные расчеты показывают, что Земля могла достичь современных ой массы приблизительно за 200 миллионов лет. К концу этого периода температура в центре планеты составляла примерно +1300С, но поверхность была холодной. Затем разогрев за счет тепла радиоактивного распада привели к плавлению вещества в недрах планеты, и его химической дифференциации.
Протопланетное облако вследствие очень больших количества пыли было мало прозрачно для солнечного излучения. Поэтому часть облака, находившаяся ближе к Солнцу, сильно нагревалась, в то время как удаленные рот солнца части его имели очень низкую температуру. Вследствие постепенного рассеивания газов, близ солнца могли существовать только частицы нелетучих, тугоплавких соединений. Здесь образовались планеты типа Земли. Вдали от солнца в условиях низкой температуры газы намораживались на холодные пылевые частицы, увеличивая их объем. В этой части облака формировались планеты-гиганты.
Небольшие размеры Плутона можно объяснить его «крайним» положением в планетной системе. Но как можно объяснить выявляющиеся при более близком знакомстве с этой планетой основательные отличия ее от соседних планет, пока неясно.
Очень важный вопрос о происхождении самого протопланетного облака еще дальше от решения. Предположение О.Ю. Шмидта о захвате газово-пылевого облака солнцем оказалась несостоятельным. Наиболее вероятно одновременное возникновение всей солнечной системы. Возможно, оно связано с взрывом. Земле – одна из планет солнечной системы, возникшая вместе с ней, подчиняющаяся в этой системе закономерностям. Но в тоже время имеющая ряд своих особенностей и поэтому единственная обитаемая планета солнечной системы.
Земля имеет оболочное строение: вокруг ядра располагается более или менее правильные концентрические слои–оболочки, обладающие каждая характерными для нее составом и свойствами. Внешнее оболочка земли – атмосфера, заключающая всего 5,1*1015 т вещества. Жидкая земная оболочка- гидросфера, имеет массу 1,4*1018 т, среднее толщина ее около 4000 километров. Твердое тело земли доступно непосредственно наблюдением до ничтожно малой, по сравнению с земным радиусом, глубины – 8 километров. По данным, полученным на основе наблюдений, земля имеет ядро – 16% и 31,5% массы земли, заключенное в мощною оболочку – мантию 83% объема и 67% массы земли, на поверхности которой тонкая земная кора - объем 1,2%, масса 0,5%.
Земная кора отделена от мантии разделом Мохоровичича. Раздел Мохоровичича под высокими горами опускается на глубину до 80 километров. Под равнинами залегает сравнительно ровно, на глубине 30-40 километров, под океанами поднимается до 10 километров. В среднем, толщина земной коры под океаном в 5 раз меньше, чем на континентах. Различие океанической и континентальной коры не только в толщине ее. Океаническая кора двухслойная: слой пород, близких по составу к базальтам – среднее плотность около 2,85 г/см3, почти всюду покрыт осадочными породами. В континентальной коре между базальтовым слоем и осадочными породами – слой гранитовый, т.е. она трехслойна.
Земля – одна из планет солнечной системы, возникшая вместе с ней, подчиняющаяся действующим в этой системе закономерностям, но в тоже время имеющая ряд своих особенностей и поэтому единственное обитаемая планета солнечной системы.
В недрах теплого океана, под непригодной еще для дыхания атмосферой, миллиарды лет назад возникла жизнь – и, стремительно развиваясь, двинулась в свое будущее. Появились зеленые растения – живые лаборатории по производству кислорода, питательных веществ и энергии для других организмов.
Но откуда же известна все грандиозная картина эволюции жизни на протяжении сотен миллионов лет? Это строгое знание, основанное на фактах - окаменелостях (остатки древних животных и растений), отпечатков, скелетах, раковинах, следах передвижений. Тысячи лет назад люди начали подбирать ископаемые раковины и кости.
Так возникла наука о древней жизни, изучающая минувшие геологические эпохи – палеонтология (от греческого палео – древнее, онто – жизнь, логос - учение).
Еще совсем недавно весь инструмент палеонтология сводился к лопате, перу и бумаге. Сейчас в его арсенале входит современная оптика, рентгеновская аппаратура, электронная микроскопия, масс – спектрометрия, химические методы обработки материалов, вычислительная техника. Основу исследований составляют обширные коллекции остатков ископаемых животных и растений, собранные за сотни лет.
Особая отрасль палеонтологии – биостратиграфия (наука о пространственном распределении и связях во времени остатков ископаемых организмов в слоях горных пород) тесно смыкает её с геологией.
Основатель палеонтологии как науку французский академик Жорж Кювье, исследуя места добычи строительного камня в окрестностях Парижа, изучал там нередко находимые окаменелые кости. Он заметил, что в слоях лежащих неглубоко от поверхности (следовательно, самые молодые) встречаются остатки животных, более похожих на современных, чем в более глубоких слоях (следовательно,следовательно). Раньше нередко противопоставляли палеонтологи (науку об ископаемых организмах) с неонтологии (науку об современных организмах). Но совершенствование методов исследований палеонтологов и неонтологов все ближе смыкает эти две науки. Данные палеонтологии современно необходимы для геологии, с которой она образует ряд общих направлений: исследование остатков ископаемых организмов для выяснения возраста горных слоев относительно друг друга; реконструирование физико-географической обстановки прошлого; применение геологических методов для выяснения условий образования местонахождения ископаемых организмов, а остатков организмов – для изучения путей формирования геологических слоёв.
Палеонтологическими и геологическими методами можно установить возраст земных слоев. Применяя геологические методы, обычно исходят из правила: ниже лежащий пласт древнее лежащего выше. Но, во-первых, подчас очень трудно установить, что ниже, а что выше, - неимоверные силы горообразовательных процессов, как мягкую бумагу, сминают в складки толщиной в сотни метров пачки каменных слоев, разрывают их на куски, взгромождают нижние слои на верхние, поднимают и опускают на сотни метров. Во-вторых, как установить, какой слой выше, а какой ниже, если между исследуемыми районами сотни, а то и тысячи километров, да еще отложения очень разного происхождения (морские или континентальные)? Очень сложная задача стратиграфов. Потребовались многие десятилетия, примерно с середины XVIII века до начала XIX – XX века, чтобы в целом установить соотношение (коррекцию) различных слоев горных пород в разных районах земного шара, выяснить их последовательность – составить стратиграфическую шкалу (описание слоев). При этом использовали данные всех наук – и геологии, и палеонтологии.
Сначала все геологическая история земли была разделена на четыре периода: первичный, вторичный, третичный, четвертичный. Но впоследствии, всю последовательность отложений разделили на пять групп: архейскую (древнейшую), протерозойскую (первичной жизни), палеозойскую (древней жизни), мезозойскую (средней жизни), кайнозойскую (новой жизни). Каждая такая группа делится на несколько систем, которые в свою очередь объединяют отделы. Системам соответствуют периоды, отделам – эпохи. Для периодов самой молодой, кайнозойской эры сохранили старые название – третичной и четвертичной. Четвертичный период длится до сих пор, а более древний, третичный часто делят на два: палеогеновый – древний и неогеновый – новый. Мезозойскую эру составляют периоды: молодой меловой (названные так по преобладающим меловым породам этого возраста в Англии, где впервые был установлен); юрский (названный по горам Юра в Европе); самый древний триасовый («из трех частей»). Палеозойскую эру делят на 6 периодов: каменноугольный или карбон, девонский, силурийский, ордовикский, самый древний – кембрийский. Эти три эры сейчас ученые нередко объединяют под общим названием фанерозой. Самые древние породы, возраст которых пока определен на земле, насчитывает 4,5 миллиарда лет.
Около 580-570 миллионов лет назад наступает кембрийский период, особая эпоха в эволюции животного мира. В это время относительно быстро появляются многочисленные группы животных, имеющих скелет. С начала кембрийского периода разнообразие скелетных организмов резко возрастает. Появились самые разнообразные жизненные формы, – зарывавшиеся в грунт, сидевшие на мягком иле, или на твердых скалах, активно плававшие в толще воды и пассивно переносимые течением. В это время широко распространяются губки, брюхоногие, моллюски, плеченогие - брахиоподы, одноклеточные фораминиферы и радиолярии, иглокожие.
Еще обширнее и богаче жизнь в ордовикском периоде. Трилобиты «научились» сворачиваться, защищаясь твердым спинным панцирем мягкое брюшко. Распространились моллюски - наутилиды, брахиоподы, иглокожие – морские лилии, ежи, реже - морские звезды. В силуре широко распространились панцирные, или пластинокожие, рыбы и другие. К концу силурийского периода, видимо, приурочено им важнейшее событие на суше – окончательное заселение примитивными растениями прибережной полосы. С этого времени суша начала покрываться зеленой растительностью.
На границе силура и девона появились будущие хозяева морей – головоногие моллюски аммониты. Процветали лопастеперые, но быстро исчезли. На суше в это время примитивнейшей первые растения уже сменились папоротниковыми, плауновыми, первыми голосеменными. А с ними появился богатейший набор наземных членистоногих – пауков, клещей, многоножек.
В каменноугольном периоде серьезно меняется состав морских беспозвоночных сообществ: появляются крупные брахиоподы, новые группы аммонитов. Особое внимание привлекают изменение на суше: расширилось кольцо растений по берегам водоемов. Водные четвероногие – стегоцефалы или панцирноголовые успешно теснили в воде своих предков – кистеперых. Заметим, что рептилии и амфибии – это особый уровень организации четвероногих.
Активный процесс выхода на сушу упорно продолжался и в пермском периоде. Конец пермского периода - удивительнейшее время удивительнейших иногда просто фантастических животных. Мелкие, гибкие, похожие на ящериц родственники черепах, гигантские бегемоты, рогатые и безрогие, жующие жесткие растения передними зубами или процеживающие воду, глотающие мелке водоросли. Драконы с шипастым парусом на спине и бронированные гигантские лягушки.
К началу триасового периода. Основная масса драконообразных животных исчезает. Бегают первые примитивные ящерицы. Только во второй половине триаса полностью формируется фауна, характерная для мезозойской эры – крокодилы, черепахи, первые динозавры, предки птиц, ящерицы, лягушки, первые млекопитающие. Резко возрастает доля моллюсков и двустворок и брюхоногих, а в особенности головоногих (аммонитов).
Аммониты играли важнейшую роль и в морях следующего, юрского периода. Гигантские перламутровые раковины этих моллюсков, иногда величиной с колесо большого грузовика. И на широкий теплый простор этих водоемов стали выходить гигантские водные рептилии – ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры, огромные морские черепахи, крокодилы. На суше – гигантские динозавры, неспеша жующие растения или охотящиеся друг на друга. И пока еще незаметны мелкие млекопитающие и первые, неуклюжие птицы, ждущие своего часа. А ждать пришлось долго.
В меловом периоде разнообразие динозавров даже возрастает, хотя таких гигантов, как юрские, уже нет. Росли близкие родичи сосны и кедра, каштана, дуба и березы, летали птицы, шныряли мелкие млекопитающие и ящерицы. Первые млекопитающие были насекомоядными и играли весьма существенную роль в фауне мезозоя. Основную массу четвероногих тех времен составляли птицы, ящерицы и млекопитающие.
К четвертичному периоду самые смышленые из человекообразных уже взяли в лапы (руки) камень, палку, крупную кость, отвоевывая себе дорогу «в люди»
Геохронологическая шкала.
|
Эра |
Период |
Эпоха |
Абсолютный возраст (млн. лет) |
Длительность (млн. лет) |
Эволюция |
|
Кайнозойская |
Четвертичный |
1,5±0,5 |
1,5±0,5 |
Эволюция человека |
|
|
Неогеновый |
Плиоценовая |
9±3 |
8,5±3 |
Появление человека |
|
|
Миоценовая |
25±2 |
16±2 |
|||
|
Палеогеновый |
Олигоценовая |
37±2 |
12±2 |
Широкая эволюция млекопитающих |
|
|
Эоценовая |
58±4 |
21±3 |
|||
|
Палеоценовая |
67±3 |
9±3 |
|||
|
Мезозойская |
Меловой |
137±5 |
70±5 |
Вымирание последних динозавров, аммонитов. Первые цветковые растения |
|
|
Юрский |
195±5 |
58±5 |
Широкое распространение морских рептилий, динозавров, птерозавров, крокодилов. Появление птиц |
||
|
Триасовый |
230±10 |
35±10 |
Появление черепах, ящеров, млекопитающих |
||
|
Палеозойская |
Пермский |
285±10 |
55±10 |
Вымирание многих морских беспозвоночных. Господство на суше примитивных рептилий. Появление предков динозавров |
|
|
Каменноугольный |
350±10 |
65±10 |
Появление рептилий. Широкое распространение примитивных амфибий |
||
|
Девонский |
405±10 |
55±10 |
Распространение на суше наземных растений и четвероногих животных. Появление первых четвероногих |
||
|
Силурийский |
440±10 |
35±10 |
Появление наземных растений, выход членистоногих на сушу |
||
|
Ордовикский |
500±15 |
60±15 |
Эволюция примитивных рыб, широкое распространение различных морских беспозвоночных |
||
|
Кембрийский |
570±15 |
70±15 |
Появление предков рыб. Появление скелетных беспозвоночных, массовое развитие в морях. |
||
|
Протерозойская |
Вендский |
680±20 |
85±20 |
Широкое распространение бес скелетных форм. Предки червей, медуз, членистоногих и другие |
|
|
2700±90 |
270±80 |
Первые многоклеточные организмы. Первые находки бактерий и водорослей |
|||
|
Архейская |
4500±170 |
450±120 |
Первые биогенные отложения. Химическая эволюция |
||
|
1 миллиард |
«НАЧАЛО» |
||||
|
Планетарная догеологическая |
2 миллиарда |
Оформление «среды обитания» |
|||
|
3 миллиарда |
Формирование Земли |
||||
|
4 миллиарда |
Зарождение Земли |
||||
|
5 миллиардов |
Москва получила название Белокаменной. В таких известняках находятся знаменитые одесские катакомбы. Южнее Москвы в карьерах добывают ценные удобрения – фосфориты, залегающие в черной юрской глине, возраст которой более 150 миллионов лет. Глина переполнена минералами фосфора и серы - фосфоритом, пиритом, гипсом. Многочисленные раковины морских моллюсков определенно говорят, что это отложения мелководного открытого моря. И здесь же нередко находят отдельные кости и целые скелеты морских ящеров (плезиозавры и ихтиозавры), плотные, тяжелые, черные, пропитанные фосфатами и пиритом. Кости особенно хорошо сохраняются в тонких, слегка известняковых глинах или тонкозернистых песчаниках, при этом даже самые древние практически не меняют свой химический состав – не окаменевают, вещество кости не замещается окружающей породой. В архангельском крае, на берегу реки малой северной Двины, было найдено несколько трупных черепов пермских ящеров – парейазавров, смятых из-за декальцинации, перекошенных то на одну сторону, то на другую. Очень хороший пример – местонахождение остатков динозавров в южной Монголии, в пустыне Гоби. Около 100 миллионов лет назад в конце мелового периода по широким долинам древних гор здесь текли широкие реки с богатой растительностью по берегам, в которой обитали различные животные. Недалеко от Новгорода река Леста смывает древний известняк с окремнелой поверхности дна когда-то шумевшего моря. И на открывшейся поверхности видны группы раковин удивительных животных брахиопод, и между ними - всевозможные следы, оставленные различными беспозвоночными.
Недалеко от Каспийского моря, у города нефтяников Небит–Даг, есть красивое горное ущелье Кара-Гез. Его обрывы сложены пестрыми слоями пород, а над ним нависает толстый слой песчаника.
Самые древние следы четвероногих найдены в Австралии: им более 370 миллионов лет. Стреловидные раковины белемнитов крестьяне совсем недавно называли «громовыми стрелами», чертовым пальцем.
Находки скелеты ископаемых позвоночных случайно, без специальных поисков, были очень редки.
В истории палеонтологии навсегда останется имя Ч. Шгернберга. Он собирал остатки ископаемых животных – древнейших четвероногих сеймурий и капторинов, гигантских водных мозазавров. Он тщательно очищал их от породы и отсылал знаменитому ученому Э.Д. Копу.
Первые находки – в основном были кости ископаемых китов и мамонтов.
Только в 1838 году русский ученый М.С. Куторга дал первые научные описание костей. Так впервые были описаны и вошли в мировую науку остатки столь древних четвероногих животных. Это был год рождения отечественной палеонтологии, наземных позвоночных. Тогда же вышли первые труды по древним беспозвоночных России профессором Х.И. Пандера и К.Ф. Русье, относящихся и основателям мировой палеонтологии.
Знаменитый русский геолог и палеонтолог В.П. Амалицкий нашел в пестрых глинах по берегам рек в окрестностях города Перми, отпечатки раковин моллюсков и листьев древних растений. Такие же отпечатки были найдены на юге Африки, и с ними вместе нашли кости древних ящеров - парейазавров, гаргонопсов и дицинодонтов. В конце прошлого века из медных рудников Приуралья в столицу привозили редчайшие ископаемые – окаменелые кости «ужасноголовых ящеров» дейноцефалов. В Казане, были обнаружены в рыхлом песке три громадных скелета древнейших рептилий. Еще один пример, – длинная линза на берегу маленькой речки Донгуз в Оренбургском крае. Кажется, породы нет совсем - так переполнена она костями небольших панцирных амфибий - хрониозухов, во множестве копошившихся в пермском болоте 240 миллионов лет назад. В Монголии археологи (геологи) нашли огромные глыбы песчаника, заключавшего в себя гигантские кости двуногих динозавров. Недалеко от Тулы была обнаружена линза известняка – небольшой слой, толщиной меньше 10 сантиметров, набитый чешуйками, отдельными костями, зубами девонских рыб.
Лишь к концу протерозоя (в венде) в отложениях появляются отпечатки довольно крупных, явно многоклеточных существ. Впервые такие отпечатки были найдены 50 лет назад австралийскими геологами в породах, слагающие жаркие холмы Эдиапара. Это была великая сенсация – такие древние и видны не вооруженным глазом! Но затем последовали многочисленные находки в Англии, Канаде, Швеции и в России.
5. Представители.
Жизнь может существовать в самых различных условиях – от вечной ночи глубоководных впадин до ледников высоких гор. На наиболее богата и разнообразна она там, где для нее существуют самые благоприятные условия – в теплых мелководных морях и озерах, на побережьях водоемов, во влажных лесах, богатых растительностью лугах и степях. Здесь остатки погибших организмов имеют больше возможностей сохраниться. В каждом конкретном случае сохранение ископаемого остатка зависит от множества причин: какое имел строение, где жил, как погиб, куда после этого попал. Для изучения закономерностей сохранения ископаемых остатков древних организмов возникло совсем недавно новое направление – тафономия (изучение двустворчатых). История пресноводных двустворчатых началась очень давно – около 300 миллионов лет назад. В те времена их предки, моллюски – антрокоды, во множестве жили в болотистых озерах, многочисленных когда-то в Приуралье. Затем они спрессовались, уплотнились на толстом слое перламутра. В последствии сохранились отпечатки их внутренних органов.
Около 570 миллионов лет – такой возраст пород, в которых находят уже многочисленные остатки живых существ, в том числе и имевших прочный. Хорошо сохранившийся скелет.
Появившись невероятно давно, еще до кембрия и сразу же разделившись на несколько ветвей, моллюски прочно заселили все водоёмы. Разнообразие моллюсков очень велико. Из них изучено уже более 200 тысяч видов. К этому же мнению склоняются и Короновский Н.В. автор учебника Общая геология для географических факультетов 1980 г. Брюхоногие моллюски имеют колпачковидную либо завитую раковину - гастроподы (Gastropoda), а двустворки – бивальвии (Bivalvia) с раковиной, разделенной на две соединенной зубчатыми выростами створки, являются родственниками гастропод. Особая группа головоногих, или цефалопод (Cephalopoda), еще с начала кембрия повела себя не типично для моллюсков.
Современных форм плеченогих или брахиопод (Brachiopoda), известно около 200 видов, а ископаемых, при вcей неполноте летописи, уже более 7 тысяч.
Глубины океана и зона бушующего прибоя, реки, озера, горячие и холодные источники, леса, поля, болота, горы, пещеры – вот неполный перечень областей удивительнейших существ – членистоногих, или артропод (Arthropoda). Число известных видов превышает уже 2 миллиона, и новые находки, как ископаемых, так и современных, отнюдь не заставляют себя ждать. Первые находки членистоногих известны из вендских пород, становясь, все многочисленней и разнообразнее.
Иглокожие (Echinodermata) – морские ежи, лилии, звезды и даже огурцы – близки к высокоорганизованным животным – хордовым. Для палеонтологов остатки древних иглокожих очень важны.
Для палеонтологов наиболее интересны из полухордовых (Hemichordata) – граптолиты (Graptolithina).
Стремительная торпеда, мощные челюсти с острыми многорядными зубами, шершавая как наждак кожа. Это портрет акулы, все равно какой – раннекарбоновой или современной. Правда, родственники акул – остальные хрящевые рыбы (Chondrichthyes) далеко не все были столь уж агрессивными хищниками, некоторые питались ракушками, рачками. Появившись в девоне, хрящевые процветают в морях и поныне.
Населяющие моря и все другие водоемы настоящие или лучеперые рыбы (Actinopterygii) названы так по особой конструкции плавника - основы основ рыбы. Плавник лучеперой, тонкая кожная пластинка, поддерживаемая прочными костными лучами – это изумительная в работе конструкция, обеспечивающая и скорость и маневренность. Появившись более 400 миллионов лет назад, к концу палеозоя лучеперые заселили обширные пресные и континентальные солоноватые водоёмы, приступив к завоеванию морей. Сейчас лучеперые переживают эпоху своего расцвета. Скелет позвоночного – это вершина конструкторской мысли природы. Все его детали (а их более 200) точнейшее пригнаны друг к другу.
Морские животные и 400 миллионов лет назад были хорошо приспособлены к своей среде обитания: воды – вдоволь, корма – сколько хочешь. Уже в силуре берега рек покрывала мелкая растительность, стоявшая, видимо, «по колено в воде». Вот эти-то подводные заросли и стали основным местом обитания особой ветви рыб – так называемых лопастеплавниковых,или саркоптеригий (Sarcopterygii). Сразу поделились и сферы влияния: двоякодышащие (Diphoi)были преимущественно растительноядными или охотились на мелких беспозвоночных, а кистепёрые (Crossoperygii) питались главным образом двоякодышащими и мелкими пластинокожими. Едва только зазеленела узкая полоса вдоль водоемов, едва первые робкие растения осмелились шагнуть на сушу, вместе с ними потянулись и всевозможные мелкие животные, обитавшие среди них. В основном осваивали сушу членистоногие и моллюски. Их задача значительно облегчилась наличием прочной брони (хитиновой у членистногогих и известково-роговой у моллюсков), прекрасно защищавшей тело от высыхания в воздушной среде. Первыми из животных вышли на сушу, видимо, паукообразные, внешне похожие на скорпионов. И случилось это, видимо, к силурийскому периоду, более 410 миллионов лет назад.
Еще одна группа – насекомые – это не только яркие, жужжащие, трещащие и кусающие, но и необъятный мир мелких, микроскопических, незаметных под корой, в траве, в почве. Более миллиона животных Земли – насекомые. И все это длится с карбона. Предки насекомых, родственники многоножек, вышли на сушу очень давно, к началу девона. Они имели длинное членистое тело. И каждый нес пару ног. К началу карбона, прикрывшись прочным хитиновым панцирем, сократив число сегментов тела, приобретет для дыхания особую систему трубочек – трахей и превратив «лишние» лапки в усики, челюсти и тому подобное, насекомые двинулись покорять землю и воздух, обзаведясь еще и парой-другой крыльев.
Вторая половина девонского периода – полоса теплых, влажных тропиков пересекала наискось современные континенты – Гренландию, восточную Европу и Австралию. В полужидкой грязи было в тот момент относительно сухо. Там копошились черви, улитки, многоножки, пауки. В воде сновали водные членистоногие, всевозможные раковинные рачки. В общем, типичная картина, которую биологи называют биоценозом – сообщество живых существ, в котором обитатели связаны в своей жизни друг с другом различными связями, прежде всего – пищевыми. Определенную роль играли и огромные, длиной до 1 метра рыбы «с ногами» - примитивные четвероногие. Именно в отложениях такой обстановки были найдены остатки самых первых - ихтиостегий и тулерпетона. Это был вариант водного хищника, затаившегося и подстерегающего добычу. Ящеры – условно палеонтологическое название всех позвоночных, кто не рыба, не птица и не млекопитающее. Период расцвета ящеров охватывает около 300 миллионов лет. Карбон – основное разнообразие четвероногих заметно было еще в воде. Найдены в основном представители двух, позже широко распространенных групп - батрахоморфов и антракдавроморфов, известных уже с девона, так как ихтиостега относиться к первым, а тулерпитон - ко вторым. Пермь – особенно многочисленны лабиринтодонты-батрахоморфы, поменьше панцирных антрокозавров, еще меньше мелкие наземные их родственники. К началу триаса появились бесхвостые (ануры): жабы и лягушки. Триас – наземные местонахождения начала триаса мало отличалось от пермских. Хотя некоторые древние группы начали исчезать. Исчезли крупные тероморфы, зато мелкие приобрели много полезнейших черт строения, очень пригодившихся им позже, когда их потомки стали млекопитающими, к концу периода. С окончанием триаса кончился и «сухопутный палеозой». Юра – эпоха наступления мелководных морей, теплых и слабосоленых. Часть ящеров приспособились к этим условиям – перешла жить в море. К концу периода появляются настоящие гиганты – хищные восьмиметровые мегалозавры, тридцатиметровые травоядные зауроподы, гребнистые стегозавры. К концу периода, видимо, появились и первые птицы, хотя в воздухе господствовали летающие чудовища – зубастые хвостатые рамфоринхи и беззубые гигантские птеродактили. Мел – все более современный облик приобретает фауна и флора моря и суши. Но вот появляются новые водные гиганты – родственники варанов мозазавры. Намного менее чем в юре, разнообразны птерозавры. Батрахоморфы – лягушко- образные, так можно назвать, в общем, и лягушек, и всю их хотя и вымершую, но обширнейшую родню. Эту родню называют стегоцефалами или покрытоголовыми. Начиная с девона батрахоморфы очень привольно чувствовали себя в пресной водоемах, а к концу триаса пытались даже перебраться в море. А виды особей ветви - диссорофы - попытались выйти на сушу, хотя более наземных, чем жабы и лягушки, не получилось. Видимо, их эволюция проходила в особых условиях, как полагают, в горных речках и ручьях.
Парарептилии очень разнообразны внешне: они приспосабливались к самым различным условиям существования. Появившись очень давно, видимо в карбоне, парарептилии всегда опаздывали: то удобное место уже давно и прочно занято, то оно быстро исчезает под влиянием изменения климатических условий. Самые первые парарептилии – дискозавриски, вероятно, еще были конкурентоспособны по сравнению с древними лабиринтодонтами и населили Европу и Азию до середины Перми. Но вот появились новые, более активные лабиринтодонты и их малоудачные подражания – парарептилии сеймурии, редко встречавшиеся и быстро исчезнувших. Однако перед исчезновением эти животные изменились, став сухопутными проколофонами, совсем ящерице подобными по виду и по образу жизни. Когда в тех же местах обитания к концу триаса стали появляться ящерицы, то примитивные и негибкие проколофоны уступили место более совершенными видам. Появлялись и животные с амфибийной конструкцией, подобно диссорофам, но и их постигла неудача. Амфибии - диадектозавры вымерли в конце Перми. Правда, к этому времени они имели вид гигантских парейозавров. И лишь черепахи (наземная конструкция диадектозавров), одевшись панцирем - термосом, благополучно дожили до наших дней.
Тероморфы – одна из интереснейших групп четвероногих. Появились очень давно и сразу же перешли к наземному образу жизни. Только к началу пермского периода тероморфы вновь переселяются к воде. Быстро сменили друг друга все более прогрессивные формы, все более зверообразным становился внешний облик животных. Это отражается даже в их названиях: дейноцефалы – «ужасноголовые», дицинодонты - «двуклыковые», тероцефалы – «звероголовые», цинодонты - «собакозубые». К концу триаса остаются только своеобразные двуклыковые (дицинодонты) и мелкие собакозубые (цинодонты) – самая прогрессивная ветвь тероморфов. Легко перенеся климатические изменения на границе перми и триаса, дицинодонты благополучно просуществовали ранний, средний триас, а вот на поздний уже не хватило сил: поздний характеризуется повсеместным захватом позиций диапсидами - архозаврами. Здесь стремительный победный бег тероморфов прервался на два периода – до кайнозоя.
Уже в триасе появляются морские рептилии – ихтиозавры и плезиозавры. Обе группы происходят от наземных форм. Особенно широко распространились морские рептилии в теплых юрских морях.
Век рептилий. Первые настоящие наземные четвероногие, способные жить и размножаться на суше, появились, может быть, еще в карбоне. Но их, в том числе тероморфы, наверное, не стоит именовать рептилии. Настоящие рептилии, так называемые диапсиды, формировались где-то на сухих водоразделах. Так что для палеонтологии достоверные находки настоящих рептилий начинаются с конца пермского периода. Смена водной, в основном амфибийно-тероморфной, фауны новой, рептийно-архозавровой, произошла к концу триаса. Сначала примитивные архозавры (текодонты) вытеснили крупных хищных горгонопсов и лабиринтодонтов, затем и растительноядных тероморфов. В конце триаса появляются высшие архозавры – крокодилы и динозавры. В юрских, меловых, кайнозойских водоемах безраздельно господствовали рыбоядные крокодилы. К концу триаса потомки текодонтов – звероногие динозавры, тероподы – разделились на основные группы: мелких целурозавров, огромных хищных карнозавров и прозауропод - предков гигантов зауропод. Тогда же, видимо, сформировались и двуногие растительноядные динозавры – орнитоподы (птиценогие). И мелкие целурозаввры, и, наверное, крупнейшие наземные хищники всех времен – карнозавры жили до конца мела.
Временем расцвета четвероногих зауропод была юра, уже к середине мела численность их падает: их вытесняет двуногие орнитоподы, широко распространившихся к концу мела. Бывшие нередкими в юре, к середине мела начинают исчезать стегозавры, родственники орнитоподы, снабженные костным гребнем на спине. В позднем мелу к орнитоподам присоединяются рогатые ящеры – носорогие – цератопсы, морда которых была украшена рогами, иногда длиной до 1,5 метров.
Оторваться от земли, взмыть в воздух неоднократно пытались различные животные. У примитивных предков архозавров (текодонтов) иногда тоже развивались летательные перепонки. Но всерьез подняться в воздух, как птицы, удалось только птерозавром. В 1801 году Жорж Кювье уверенно отнес их к пресмыкающимся, выделил в особую группу летающих ящеров и назвал находку птеродактелем или пальцекрылом. Перепонка птерозавров натягиваются между передней лапой и крайним, очень удлиненным, так называемым летательным пальцем. История птерозавров началась к юрскому периоду, и они, хотя немногочисленные и гигантские, дожили до конца мела. Лучшие «летуны» из птерозавров по летным качествам значительно уступали птицам, они в основном парили на воздушных потоках. Жили эти животные преимущественно вдоль морских побережий, питались мелкой рыбой, насекомыми или водным планктоном – мелкими плавающими беспозвоночными. Перо – непременное принадлежность покрова птиц. Эта сложнейшая конструкция, отшлифованная миллионами лет эволюции из простой роговой чешуи, известна только у пернатых. Даже у «крылатых» динозавров (авимимус), наверное, перья были совсем не птичьи. Настоящие птицы, видимо, появились к началу мелового периода. И быстро (с точки зрения палеонтологии) завоевали лучшие места под солнцем. В меловом периоде нам известно около 30 видов птиц, а к началу кайнозоя чуть больше с 100. Но, конечно, в действительности их было много больше. Просто, как и в других группах, знаем-то мы в основном приводных птиц, а в мелу у воды было слишком много динозавров. И все же практически все известные меловые птицы – водные. Это зубатые рыбоядные низшие птицы (гесперорнисы и ихтиорнисы) и настоящие, или высшие птицы – веслоногие, то есть древние представители той группы, к которой сейчас принадлежат пеликаны, фаэтоны, олуши. Находки эти – почти все из позднего мела. Наверное, основная масса тогдашних птиц обитала в лесах (где же еще?), поскольку у воды и на открытых просторах привольно жили динозавры. Только с начала кайнозоя значительно увеличивается число находок, но, к сожалению, проявляется та же закономерность: в основном это остатки приводных форм, реже степных, и совсем уж большой редкостью являются лесные птицы.
От самых первых, триасовых и юрских зверей обнаружены только обломки челюстей и отдельные зубы. В мелу, когда появились эутерии – высшие, настоящие млекопитающие, начали сразу формироваться их будущие основные стволы. Но вся еще было впереди, в кайнозое – все меловые млекопитающие еще одинаково мелкие, очень похожие внешне и по строению друг на друга.
В самом начале кайнозоя уже сформировались почти все основные группы и стали развиваться разными путями эволюции. В нижней третичных месторождениях можно обнаружить остатки уже практически всех групп современных млекопитающих, а, кроме того, много вымерших, не доживших до наших дней. Мир млекопитающих середины третичного периода очень разнообразен. Гибкие, быстрые, смыленные. Вершина пищевой цепи: растения – травоядные – хищники. Непросто добывать живую пищу, и это определило их сложное поведение, современную конструкцию. В самом начале кайнозоя настоящие хищники произошли несколькими стволами от примитивных креодонтов. Несколькими стволами – это значит, что сразу несколько групп креодонтов достигли такого уровня организации, что получили право именоваться настоящими или высшими хищниками. Огромный тигр, питающийся только мясом, и не менее огромный медведь, но всеядный, быстрые собаки и маленькая ласка, даже домашний кот, уничтожавший мышей еще в амбарах древних египтян – все это хищники. Предки собак относятся к одной из древнейших ветвей, им родственники медведи и разнообразнейшая группа куньих. Особняком стоят родственные друг другу гиены и кошачьи. Древние копытные (кондилартры) были некрупными зверьками, по строению близкими к древним насекомым и примитивным хищникам. И видимо, они были всеядными, хотя в питании их преобладали сочные листья и плоды. Но уже в самом начале третичного периода пути потомков кондилартов разошлись, разделились группы парнопалых, непарнопалых и сложный пучок родственных групп, из которых до наших дней дожили, например, слоны и сирены. Самые разнообразные внешний облик и образ жизни у потомков кондилантров, их объединяют лишь растительноядность. Миллионные стада травоядных, когда – то бродили по зеленым просторам, сотни и тысячи их гибли во время разливов и засух, от эпидемий и в болотах. Поэтому коллекции по древним травоядным – самые богатые, иные местонахождения просто набиты костями всевозможных представителей их групп.
Климат четвертичного периода, особенно в Европе, был необычайно суров. Зато стада огромных травоядных привольно чувствовали себя в холодных при ледниковых лесостепях. Только при гигантских размерах можно было успешно добывать из-под снега грубый корм – ветки, сучья, лишайники. В таких условиях первобытным людям было намного труднее, чем в доледниковье, собирать съедобные корешки и плоды. Охота на таких животных требовала коллективизма и понимания друг друга, требовала больших объединений. Так возник один из важнейших факторов, формировавший человека как социальное существо.
Небольшие зверки, предки приматов появились в конце мела и были очень похожи на насекомых. Жили они на деревьях, ловко перебирались с ветки на ветки при помощи цепких лап и хвоста. В начале кайнозоя, около 60 миллиона лет назад, появились первые приматы – полуобезьяны, некоторые из них и стали предками современных обезьян и человека. Первые обезьяны - гоминиды, то есть родственники человека, появились где-то в середине третичного периода. Сам путь формирования обезьян предполагал жизнь в лесу, на деревьях. Что в таком случае может попасть в руки палеонтолога, даже если эти животные жили относительно недавно? Отдельные косточки, зубы. Каждая находка – событие, поворот в наших знаниях.
Самая «человекоподобная», но еще совсем обезьяна,или рамапитек, жила 14 миллионов лет назад в Азии, южной Европе и Северной Африке. Довольно крупная, она хорошо чувствовала себя на земле, передвигаясь еще на четырех ногах. А следующий известный нам этап – австралопитек – почти человек, «переходное звено», более 5 миллиона лет назад появившиеся в Африке и Юго-восточной Азии. И только около 3 миллиона лет назад появляются в летописи Земли остатки примитивных представителей нашего рода – человека. Очень сложным и длительным был путь формирования человека. Любые отклонения, попытки уйти в удобные места обитания для любой группы человекоподобных всегда приводили в тупик. И с каждой находкой все точнее вырисовывается контур этой самой главной ветви филогенетического древа.
Под названием «кембрий» рассматривают совместно древние эры геологической истории – архейскую и протерозойскую. Породы, слагающие докембрий, обычно сильно деформированы и метаморфизированы, а в ряде случаев испытали гранитизацию. В связи с глубоким метаморфизмом докембрийских толщу и присутствием в них редких органических остатков, применение методов относительной геохронологии для них (кроме рифея) мало эффективно.
Архейская группа делится на две подгруппы: нижний и верхний архей, протерозойская – на три группы: нижний протерозой, средний протерозой, и верхний протерозой или рифей. Иногда эти части протерозоя рассматривают в качестве самостоятельных групп. Продолжительность архея определяется в 1300 – 1800 миллионов лет, протерозоя – 2100 миллионов лет. Таким образом, на докембрий приходится не менее 85% всей геологической истории Земли. Общей особенностью пород докембрия является значительная степень их метаморфизма и большая насыщенность магматическими образованиями. Архейская группа пород характеризуется наиболее сильным метаморфизмом.
Проторозойская группа внизу по степени метаморфизма и составу пород часто близка к архею. Характерной особенностью древнего докембрия является присутствие в нем своеобразных протогеосинклинальных комплексов пород – джеспилитов, лептитов, магматитов.
Эры иногда объединяют в надэры, или эоны (от латинского аеон – длительный промежуток времени), группы – в надгруппы или эонотемы.
Архейскую и проторозойскую эру объединяют в криптозой (от греческого криптос – скрытый, тайный; время скрытой жизни), а палеозой, мезозой и кайнозой – в эон фанерозой (от греческого фанерос – явный; время явной жизни). В криптозое организмы редки, мелки у них обычно не было скелетных образований. Архейско-проторозойский или криптозойский этап охватывает историю Земли протяженностью 4 миллиарда лет – он продолжался почти в 7 раз дольше фанерозойского. За это время сформировалось все существующие внешние оболочки – литосфера, гидросфера и атмосфера. При расчленение и корреляции метаморфизированных архейско-протерозойских пород в связи с отсутствием или редкостью органических остатков прежде всех широко применяются непалеонтологические методы стратиграфии: 1. Последовательность напластований; 2. Минерало-петраграфический, особенно характер метаморфизма пород; 3. Структурно-тектонический – учитывание взаимоотношений комплексов отложений.
Органическая жизнь известна с архея, но в докембрийских породах она оставлена слишком мало следов, в основном это редкие микроорганизмы.
В итоге протерозойских складчатых систем произошел объединение архейских массивов и оформление древних платформ. Все эти процессы завершились к концу раннего – началу позднего протерозоя.
В раннем протерозое встречены две ледниковые толщи: первая с возрастом 2500-2300 миллиона лет в Канаде (область Великих озер), южной Африки, Индии. Вторая, с возрастом 2200-2000 миллионов лет, - в СССР, Канаде, южной Африке.
В позднем протерозое выделяют два оледенения 1. Позднерифейское: 900-700 миллионов лет, которая проявлялась в южной и экваториальной Африки и в Австралии; 2. Ранневендское: 670-650 миллионов лет, следы которого известны почти на всех материках и на разных широтах, в Австралии, в Африке, южном и центральном Китае.
С докембрием связаны и древнейшие коры выветривания. Они отчетливо прослеживаются на границе архея и протерозоя, и внутри протерозоя на кристаллических породах нижнего протерозоя и на сариолийских конгломератах, а также на основных породах среднего ятулия.
Для фанерозоя характерно наличие огромного количества форм, обладающих твердым внутренним или внешним скелетом.
Эти два эона (криптозой и фанерозой) охватывают различные по продолжительности промежутки времени: криптозой – 4 миллиарда лет, а фанерозой – 0,57 миллиарде лет.
Каждая из трех эр фанерозоя (палеозойская, мезозойская, кайнозойская) подразделяется на геологические периоды. За исключением четвертичного периода, они имеют продолжительность от 25 до 70 миллионов лет (при средней продолжительности немногим более 50 миллионов лет). В течение геологических периодов образовались горные породы, объединяемые в системы, для которых характерны свои надсемейства и семейства фауны, роды и виды флоры.
Палеозойские отложения в отличие от пород докембрия во многих местах, особенно на древних платформах, сохранились без заметных изменений и содержат разнообразие и многочисленные останки животных и растений.
Органический мир палеозоя имеет много своеобразных, архаичных черт и состоит в основном из древних, вымерших к концу эры групп животных и растений или из групп, которые позднее стали редкими или малочисленными. Этим и объясняется название эры – в переводе на русский язык слово «палеозой» означает «эра древней жизни».
На протяжении палеозойской эры произошли крупнейшие изменения в структуре земной коры, вызванные каледонской и герцинской эпохами тектогенеза. К началу палеозоя животный мир был уже представлен всеми типами беспозвоночными. В течение палеозойской эры продолжалось дальнейшая эволюция и дифференциация органического мира, и к концу палеозоя в каждом типе животных выделялось почти все классы. Сложный путь развития прошел в палеозое и растительный мир: от простейших форм - водорослей, появившихся еще в докембрий, до представителей высших наземных растений – папоротниковидных, кроме покрытосеменных многие группы организмов – целые отряды, классы и даже отдельные типы – характерные исключительно для палеозоя.
Установлено, что фауна и флора первой половины палеозоя в целом заметно отличается от фауны и флоры второй его половины.
Фауна первой половины палеозоя (кембрия, ордовик, силур) характеризуется широким развитием таких групп морских организмов, как трилобиты,плеченогие, археоциаты и некоторые другие.
Растительный мир в первой половине палеозоя не достиг еще значительного разнообразия – водоросли, псилофиты. Вторая половина палеозоя – крупные представители фораминифер, кораллы. Значительно ускорилась эволюция позвоночных.
Начало второй половины палеозоя ознаменовалось огромным скачком в развитии растительного мира – возникло три особых типа стебленосных наземных растений - плауновидные, папоротниковидных. Псилофиты к концу девонского периода исчезли.
В материковой части земной коры еще до наступления палеозойской эры – к началу рифея, уже сформировались древние платформы – Восточно-европейская, Сибирская, Китайская, Индостанская, Австралийская, Южно-американская, Северо-Американская, Восточно-Антарктическая и некоторые другие. К этому же времени, как полагают, все южные платформы оказались объединенными в один огромный материк – Гондвану. К началу палеозойской эры на всех древних платформах отчетливо определились щиты и плиты; на плитах с конца рифея стали закладываться некоторые синеклизы, например, Московская на Восточно-европейской платформе, Тунгусская – на Сибирской и другие.
Тектонические процессы, вызвавшие глубокие изменения – преобразования в структуре земной коры, определили и основные особенности физико-географических условий раннего палеозоя – рельеф земной поверхности, очертания морских побережий, изменения климата, что в свою очередь оказали влияние на развитие и распространение организмов.
Ранний палеозой характеризуется погружением ряда платформ и развитием на них морской трансгрессии. С завершением палеозойской эпохи тектогенеза физико-географические условия на земной поверхности значительно изменились. Это сказалось особенно на рельефе и климате. К концу раннего палеозоя горный рельеф возник на обширных плошадях. В начале позднего палеозоя продолжали существовать все известные ранее большие геосинклинальные пояса, а также докембрийские платформы. В позднем палеозое на платформах продолжалось дальнейшая дифференциация плит на синеклизы, выступы; возникали также крупные и глубокие разломы. К концу позднего палеозоя осадконакопление проявлялось только в прогибах и впадинах. Верхний палеозой, в общем, распространен мало в переделах мезозойских складчатых структур и еще меньше – кайнозойских.
Мезозойская эра получила свое название в связи с тем, что органический мир мезозоя по степени организации занимает промежуточное положение между органическим миром древней – палеозойской и новой – кайнозойской эрами. В мезозойской эре интенсивное горообразование проявилось преимущественно по периферии тихого океана. К этому же времени относится образование впадин Атлантического и Индийского океанов.
Органический мир мезозойской эры связан постепенным переходами с органическим миром палеозоя и кайнозоя. Переходный характер выражается в том, что отдельные группы животных типично палеозойского облика продолжали еще существовать в триасе.
Типичная для мезозоя флора голосеменных появляется еще в позднем палеозое – млекопитающие, покрытосеменные. Эволюция фауны в мезозое происходила весьма энергично. Среди беспозвоночных в мезозое наиболее широкое развитие получили фораминиферы, губки и кораллы, моллюски и иглокожие. Главная роль в фауне морских беспозвоночных на протяжении всей мезозойской эры принадлежала моллюскам, которые являются наиболее богато представленными и наиболее распространенным типом животных мезозоя. В это время развивались все три основные класса моллюсков – головоногие, двустворки и брюхоногие.
Мезозойские группы животных вымерли не сразу, а постепенно: отдельные семейства и роды моллюсков и других беспозвоночных стали исчезать еще в юрском периоде. В конце мелового периода вымерли все аммониты и белемниты. К началу кайнозоя вымерли многие семейства и роды и из других групп беспозвоночных, а также все типично мезозойские группы пресмыкающихся. В начале мезозойской эры продолжали существовать материки Лавразия и Гондвана, а также сохранился и существовал с палеозоя – Тихоокеанский геосинклинальный пояс.
В начале мезозоя магматизм в геосинклинальных областях и прогибах, в общем, проявлялся еще недостаточно энергично. В мезозое продолжалось расчленение древних – докембрийских платформ, которое привело к образованию новых и углублению многих ранее возникших синеклиз и впадин.
В мезозойской истории платформ имеется еще одна особенность, касающаяся платформ (древних и молодых), примыкавших к Тихоокеанскому геосинклинальному поясу. На таких платформах уже с начала мезозойской эры под влиянием киммерийской эпохи складкообразования стали закладываться так называемые внегеосинклинальные мезозойские впадины, которые заполнялись преимущественно континентальными угленосными толщами, позднее собранными в пологие складки и в той или иной степени метаморфизированными. С этими же территориями связано проявление необычного для платформ гранитоидного магматизма.
С начала позднемеловой эпохи началась новая необычная по своим размерам трансгрессия, которая охватила не только погружавшиеся блоки Гондваны и Лавразии, но и многие площади платформ. Снова возникло обширное море на эпипалеозойской платформе западной Европы и в южной половине Восточно-европейской платформы. Оно простиралось далеко на восток и по опустившимся в это время территории Гуранской плиты и Тургайского прогиба соединилось с Западно-Сибирским морем. По своему размаху позднемеловая трансгрессия может, сравнится только с ордовикской, хотя последнюю она, по-видимому, значительно превысила. Климат в мезозое был в общем теплый, особенно в юрском и меловом периоде. В начале мезозоя установилось климатическая зональность, близкая к современной; полагают, что экватор лишь на 100-200 был, сдвинут к северу по отношению к современному, его положению.
Кайнозойская или новая эра геологической истории Земли включает и современный этап ее развития.
Подобно минувшим эрам, кайнозойская характеризуется дальнейшем изменением и усложнением структуры земной коры, а также органического мира.
В кайнозойское эре эволюция органического мира проявлялась еще более интенсивно, чем в предшествующие эпохи. Если предыдущая эра была временем господства аммонитов и белемнитов, пресмыкающихся и голосеменных растений, то кайнозой можно с полным основанием назвать временем расцвета двустворчатых и брюхоногих моллюсков, млекопитающих животных и покрытосеменных растений.
Простейшие – фораминиферы и радиолярии - населяли море во всех периоды кайнозойской эры, включая и современную эпоху.
В кайнозое происходит обновление родового и видового состава двустворчатых и брюхоногих моллюсков, в связи, с чем они образуют большое число руководящих ископаемых.
Млекопитающие в кайнозое развиваются очень медленно. Они широко распространились на суше, некоторые формы переходят к водному и даже воздушному образу жизни.
К началу кайнозойской эры структура земной коры обличалась следующими особенностями: обширный северный платформенный массив Лавразия разрушится за счет присоединения киммерийских складчатых структур, разделился еще не совсем оформившийся на севере впадиной Атлантического океана на Северо-Американскую и Европейскую глыбы, или материки.
В южном полушарии вместо единой Гондваны существовали разделенные океаническими впадинами платформенные массивы южной Америки, Африки, Индии, Австралии и Антарктиды, в состав которых помимо значительных площадей древних платформ, входили складчатые сооружения палеозоя.
В кайнозое существуют тихо океанический геосинклинальный пояс и многочисленные регенерированные геосинклинальные прогибы, возникшие в пределах Средиземноморского геосинклинального пояса.
Установлению современных физико-географических условий предшествовал длительный процесс изменения физико-географической обстановки, происходивший в течение всего кайнозоя.
После регрессий морей, развивается трансгрессия, достигшая наибольшего размаха к концу эоцена. Это была последняя крупная трансгрессия в истории минувших эпох. К началу современной эпохи, в связи с таянием последнего ледника, устанавливаются существующие теперь физико-географические условия и климатическая зональность.
Платформенные формации кайнозоя за исключением отложений четвертичного возраста, представлены крайне неравномерно.
Эволюция органического мира значительно ускоряется в эпохи интенсивного тектонического развития земной коры и обновления органического мира.
В результате работы над рефератом по теме «Живое прошлое Земли» мы познакомились с геологической историей Земли, основными этапами ее развития и ключевыми моментами повлиявшими на появление жизни на Земле и возникновение новых форм фауны и флоры в процессе эволюции.
Авторами монографий: «Живое прошлое Земли», написанной для общеобразовательных учреждений подробно, детально и в увлекательной форме раскрыто многообразие форм жизни, возникших в результате развития планет Солнечной системы и планетарных процессов на земной поверхности и в ее недрах.
В результате анализа упомянутой монографии и учебника по общей геологии (Коржановский 1980) можно сделать следующие выводы:
1. В истории земли выделяются 3 этапа – аккреций, догеологический и геологический. Рассматривать геологическую историю нашей планеты можно только с того времени, с которого сохранились наиболее древние свидетели этой истории – горные породы и минералы. Однако первым древнейшим этапом образования земли следует считать интервал времени, в течение которого она сформировалась как одна из планет Солнечной системы, т.е. со времени аккреции вещества газопылевой туманности, которое, по мнению исследователей не было продолжительным и по видимому составляло не более 100 миллионов лет.
Второй древнейший этап часто именуют догеологическим, так как горных пород этого времени практически не сохранилось, а процессы, протекавшие на данном этапе приводили к дифференциации вещества внутри планеты образованию какой-то первичной земной коры основного состава выделению внешнего жидкого ядра Земли и соответственно появлению магнитного поля. Вероятнее всего, что в это время энергично проявлялась метеоритная бомбардировка Земли, а ее поверхность напоминала современную Луну или скорее Венеру, учитывая что, существовала бескислородная атмосфера, облака которой плотной пеленой закрывали Землю. В 1978 в СССР была принята стратиграфическая шкала докембрия, включающая два основных подразделения: архей и протерозой, называемых эонами - длительность которых намного превышает временной интервал фанерозойских эр;
2. Возраст земли оценивается в 4,5 миллиарда лет. Начиная с рубежа примерно 4,0 – 3,5 миллиарда лет назад начинается третий этап, который в целом может быть назван докембрийским или геологическим, а его верхний рубеж был приурочен к границе среднего – позднего рифея, т.е. примерно 1 миллиард лет назад. Дело в том, что в позднем рифее начался распад гигантского материка Пангея–1 и заложились все основные подвижные пояса, в дальнейшем развивавшиеся в фанерозое. Длительность геологического или докембрийского этапа очень велика – около 3 миллиарда лет, и в самом общем виде в нем выделяется ряд крупных стадий:
1) древнеархейская или катархейская (4,0 – 3,5 миллиарда лет);
2) архейская (3,5 – 2,6 миллиарда лет);
3) раннее протерозойская (2,6 – 1,65 миллиарде лет);
4) позднепалеозойская (1,65 – 1,0 миллиарда лет).
Вплоть до позднего рифея;
3. Появление жизни на земле относится к 1 миллиарду лет назад в суровых климатических условиях;
4. Развитие жизни подчиняется законам эволюции – цикличность, поступательность и необратимость. Цикличность – все происходящее на Земле появляется и исчезает и все это происходит последовательно с определенным интервалом, так некогда существовавший суперматерик Пангея–1 раскололся, но в последствии, как утверждают научные факты и сами ученые, через 40000 миллионов лет на Земле снова будет существовать (образуется) гигантский суперматерик.
Поступательность – все на земле подчинено постоянному развитию и эволюционированию.
Необратимость – эволюция на Земле началась много миллионов лет назади идет в настоящее время, эволюция – это движущая сила, в процессе которой живые организмы становятся все более современными. Эволюция никогда не может идти в обратном направлении;
5. Геологическая история Земли разбита на периоды в соответствии с геохронологической шкалой, принятой на Международном геологическом конгрессе в 1965. В геологии как в никакой другой науки важна последовательность установления событий, их хронологии, основанной на естественной периодизации геологической истории. Геологическая хронология или геохронология, основана на выяснении геологической истории наиболее хорошо изученных регионов, например, в Центральной и Восточной Европе. На основе широких обобщений, сопоставление геологической истории различных регионов Земли, закономерностей эволюции органического мира в конце прошлого века на первых Международных геологических конгрессах была выработана и принята Международная геохронологическая шкала, отражающая последовательность подразделений времени, в течение которых формировалось определенные комплексы отложений и эволюцию органического мира. Таким образом, международная геохронологическая шкала – это естественная периодизация истории Земли.
Среди геохронологических подразделений выделяется: эон, период, эпоха, век, время. Каждому геохронологическому подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мирра и называемый стратиграфическим: эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона. Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая;
6. На примере филогении моллюсков, членистоногих и других. С изменением условий окружающей среды, менялось строение, функции организмов. На примере филогении моллюсков, членистоногих и других живых организмов и растений мы проследили изменения окружающей среды,строения, функции и вида живых организмов. Они становились более развитыми, организованными, приспособленными к данной окружающей среде и, в конце–концов, некоторые высшие растения вышли на сушу, но в последствии, с изменением климата, некоторые из них, снова вернулись в родную стихию!
Работа над рефератом позволила расширить кругозор по геологической истории Земли, появлению и эволюции жизни на Земле и помогла усвоить материал, читающийся на I, II курсе для студентов ЕГФ. Знакомство с литературой по проблеме.
1. Ивахненко М.Ф., Корабельников В.А Живое прошлое земли. – М.: Просвещение, 1987. – 251 с.
2. Войлошников В.Д Геология. М.: Просвещение, 1979. – 271 с.
3. Левитес М.Я Общая геология с основами исторической геологии и геологии СССР. – М.: Недра, 1978, - 360 с.
4. Неклюкова Н.П. Общее землеведение. – М.: Просвещение, 1976. – 336 с.
5. Алексеев СП, Алексин А.Г, Болтянский В.Г, Жаркова Л.М, Колесникова И.В, Луков В.А, Михалков С.В, Петрянов-Соколов И.В, Разгон Л.Э, Хелемендик В.С, Чирва А.Н, Янин В.Л Что такое? Кто такой? – М.: Педагогика – Пресс, 1994. – 415 с. (Том 2).
6. Шибанова А.А По родной стране. М.: Просвещение, 1986. – 207 с.
7. Короновский Н.В Общая Геология для географических факультетов. – М.: Просвещение 1980. – 250 с.
8. Друшид В.В. Палентологие беспозвоночных. – МГУ, 1974.