Эра в истории земли. Геологические эры и периоды

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.

Вся история развития Земли делится на эры--длительные отрезки времени (от 70 млн. лет до 2 млрд. лет), каждый из которых получил свое название. Архейская эраАрхейская эра существовала 3.5 млрд. лет назад, продолжительность эры 900 млн. лет.

Климат и среда. Активная вулканическая деятельность. Анаэробные (бескислородные) условия жизни в мелководном древнем море. Развитие кислородосодержащей атмосферы.

В архейской эре возникли первые живые организмы. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали органические соединения «первичного «бульона». (В осадочных породах древностью 3.5 млрд. лет обнаружены биопалимеры). Первыми жителями нашей планеты были анаэробные бактерии. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обуславливает разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические (доядерные) цианобактерии и синезеленые водоросли. Появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли ватмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в кислородной среде. В это же время - на границе архейской протерозойской эры произошло еще два крупных эволюционных событий - появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (бактерии и синезеленые) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформленным ядром, позволяет сохранить мутации в гетероготном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловили неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой - возможность «разделения труда» между клетками колонии, т.е. образование многочисленных организмов. Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей - эктодермы и энтодермы, что в дальнейшем дало возможность для возникновения сложных органов и систем органов. Совершенствование взаимодействия между клетками сначала контактного, а затем с помощью нервной и эндокринной систем обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого. Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Некоторые перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.

Выводы 1. Жизнь возникла на Земле из синтезированных абиогенным путем органических молекул.

В архейскую эру, на границе с протерозоем, возникновением первых клеток было положено начало биологической эволюции.Протерозойская эраПротерозойская -эра возникновения первичной жизни (простейших организмов). Протерозойская эра - эра ранней жизни Начало 2600 ± 100 млн. назад, продолжительность 2000 млн. лет.

Климат и среда. На грани архейской и протерозойской эры в результате горообразований происходили перераспределения суши и моря. Поверхность планеты представляла собой голую пустыню: климат холодный, частые оледенения, особенно обширны в середине протерозоя. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере достигло 1%. Активное образование осадочных пород.

Развитие органического мира Протерозой - огромный по продолжительности этап истории Земли. В течении этой эры бактерии и водоросли достигли исключительного расцвета. Интенсивный процесс образования осадочный пород шел с участием этих организмов. К протерозою относится образование крупнейших залежей железных руд органического происхождения (осадочное железо- продукт жизнедеятельности железобактерий). Господство прокариот сине-зеленых в протерозое сменяется расцветом эукариот- зеленых водорослей. Наряду с плавающими в танце воды растениями появляются нитчатые формы, прикрепленные ко дну. Около 1350 млн. лет назад отмечены представители низких грибов. Первые многоклеточные животные возникли 900-1000 млн. лет назад. Древние многоклеточные растения и животные жили в придонных слоях океана. Жизнь в придонном слое потребовала расчисления тела на части, одни из которых служили для прикрепления к субстрату, другие для питания. У одних форм это достигалось за счет развития гигантской многоядерной клетки. Однако более перспективным оказалось приобретение многоклеточности и образования органов. Большинство животных позднего протерозоя были представлены многоклеточными формами. Конец протерозоя можно назвать "веком медуз". Возникают кольчатые черви от которых произошли моллюски и членистоногие.

Ароморфозы Важнейшие ароморфозы протерозойской эры - это возникновение тканей и органов. Вывод В течении протерозоя господство предъядерных (прокариот) сменилось господством ядерных (эукариот). На смену одноклеточным и колониальным формам пришли многоклеточные. Жизнь стала геологическим фактором. Живые организмы меняли форму и состав земной коры, формировали ее верхний слой - биосферу. В результате фотосинтеза изменился состав атмосферы. Накопление кислорода в атмосфере способствовало развитию высших гетеротрофных организмов- животных. Палеозойская эраПалеозойская -- эра древней жизни в геологической истории Земли, характеризующаяся формированием всех типов растений и животных. Палеозойская эра - эра древней жизни Начало 4600 млн., конец: 248 млн. лет назад Палеозойская эра состоит из 6 периодов:Кембрий (570 - 500 млн. лет),Ордовик (500 - 438 млн. лет),Силур (438 - 408 млн. лет),Девон (408 - 360 млн. лет),Карбон (360 - 286 млн. лет),Пермь (286 - 248 млн. лет).

Привет! В этой статье я хочу Вам рассказать о геохронологической колонке. Это колонка периодов развития Земли. А так же подробнее о каждой эре, благодаря чему можно себе нарисовать картину формирования Земли на протяжении всей ее истории. Какие виды жизни первыми появились, как они менялись, и сколько для этого понадобилось .

Геологическая история Земли делится на большие промежутки — эры, эры делятся на периоды, периоды делятся на эпохи. Такое деление было связано с событиями, происходившими на . Изменение абиотической среды повлияло на эволюцию органического мира на Земле.

Геологические эры Земли, или геохронологическая шкала:

А теперь обо всем подробнее:

Обозначения:
Эры ;
Периоды;
Эпохи.

1. Катархейская эра (от сотворения Земли, около 5 млрд. лет назад, до зарождения жизни);

2. Архейская эра , самая древняя эра (3,5 млрд. – 1,9 млрд. лет назад);

3. Протерозойская эра (1,9 млрд. – 570 млн. лет назад);

Архей и Протерозой еще объединяют в Докембрий. Докембрий охватывает наибольшую часть геологического времени. Образовались , участки суши и моря, происходила активная вулканическая деятельность. Из докембрийских пород образовались щиты всех континентов. Следы жизни обычно встречаются редко.

4. Палеозойская эра (570 млн. – 225 млн. лет назад) с такими периодами :

Кембрийский период (от латинского названия Уэльса) (570 млн. – 480 млн. лет назад);

Переход к кембрию отмечен неожиданным появлением огромного количества ископаемых. Это признак начала Палеозойской эры. В многочисленных мелководных морях процветали морская флора и фауна. Особенно широко были распространены трилобиты.

Ордовикский период (от британского племени ордовиков) (480 млн. – 420 млн. лет назад);

На значительной части Земли был мягкий , большую часть поверхности еще покрывали моря. Продолжалось накопление осадочных пород, происходило горообразование. Существовали рифообразующие . Отмечено изобилие кораллов, губок и моллюсков.

Силурийский период (от британского племени силуров) (420 млн. – 400 млн. лет назад);

Драматические события в истории Земли начались с развитием бесчелюстных рыбообразных (первых позвоночных), которые появились в ордовике. Еще одним значительным событием было появление в позднем силуре первых наземных .

Девонский период (от графства Девоншир в Англии) (400 млн. – 320 млн. лет назад);

В раннем девоне достигли своего пика горообразовательные движения, но в основном это был период скачкообразного развития. На суше расселились первые семенные растения. Отмечено большое разнообразие и количество рыбообразных, развились первые наземные животные — амфибии.

Карбоновый или Каменноугольный период (от обилия угля в пластах ) (320 млн. – 270 млн. лет назад);

Продолжались горообразование, складкообразование, эрозия. В Северной Америке и произошло затопление заболоченных лесов и речных дельт, образовались большие каменноугольные отложения. Южные континенты были охвачены оледенением. Бурно распространялись насекомые, появились первые рептилии.

Пермский период (от российского г. Пермь) (270 млн. – 225 млн. лет назад);

На значительной части Пангеи — суперконтиненте, объединившим все — господствовали условия . Широко распространились рептилии, эволюционировали современные насекомые. Развивалась новая наземная флора, включая хвойные. Исчезли несколько морских видов.

5. Мезозойская эра (225 млн. – 70 млн. лет назад) с такими периодами :

Триасовый период (от трехчастного деления периода, предложенного в Германии) (225 млн. – 185 млн. лет назад);

С наступлением Мезозойской эры Пангея начала распадаться. На суше утвердилось господство хвойных. Отмечено разнообразие среди рептилий, появились первые динозавры и гигантские морские рептилии. Развились примитивные млекопитающие.

Юрский период (от гор в Европе) (185 млн. – 140 млн. лет назад);

Значительная вулканическая деятельность была связанны с образованием Атлантического океана. На суше господствовали динозавры, воздушный океан покорили летающие рептилии и примитивные птицы. Имеются следы первых цветковых растений .

Меловой период (от слова «мел») (140 млн. – 70 млн. лет назад);

Во время максимального расширения морей происходили отложения мела, особенно в Британии. Продолжалось господство динозавров до исчезновения их и других видов в конце периода.

6. Кайнозойская эра (70 млн. лет назад – до нашего времени) с такими периодами и эпохами :

Палеогеновый период (70 млн. – 25 млн. лет назад);

— Палеоценовая эпоха («давнейшая часть новой эпохи») (70 млн. – 54 млн. лет назад);
— Эоценовая эпоха («заря новой эпохи») (54 млн. – 38 млн. лет назад);
— Олигоценовая эпоха («не очень новая») (38 млн. – 25 млн. лет назад);

Неогеновый период (25 млн. – 1 млн. лет назад);

— Миоценовая эпоха («сравнительно новая») (25 млн. – 8 млн. лет назад);
— Плиоценовая эпоха («очень новая») (8 млн. – 1 млн. лет назад);

Палеоценовый и Неогеновый периоды еще объединяют в Третичный период. С наступлением Кайнозойской эры (новой жизни) происходит скачкообразное распространение млекопитающих. Развились многие крупные виды, хотя многие вымерли. Резко выросло количество цветковых растений . С похолоданием климата появились травянистые растения. Произошло значительное поднятие суши.

Четвертичный период (1 млн. – наше время);

— Плейстоценовая эпоха («наиболее новая») (1 млн. – 20 тыс. лет назад);

— Голоценовая эпоха («совсем новая эпоха») (20 тыс. лет назад – наше время).

Это последний геологический период, включающий настоящее время. Четыре основных оледенения перемежались с потеплениями. Возросла численность млекопитающих; они приспособились к . Произошло становление человека — будущего властелина Земли.

Также существуют и другие способы деления эр, эпох, периодов, к ним добавлены эоны, и некоторые эпохи еще делятся, вот как на этой таблице, например.

Но эта таблица более сложная, запутанная датировка некоторых эр чисто хронологическая, не основана на стратиграфии. Стратиграфия — это наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований.

Такое деление, конечно же, относительно, так как резкого, из сегодня в завтра, разграничения в этих подразделениях не было.

Но все — таки на рубеже соседних эр и периодов преимущественно происходили существенные геологические преобразования: процессы образования гор, перераспределение и морей, изменение климата и т. д.

Каждый подраздел характеризовался конечно же своеобразием флоры и фауны.

, и можно почитать в этой же рубрике.

Таким образом, это основные эры Земли, на которые опираются все ученные 🙂

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)

Архейская эра . Породы архейской эры представлены сильно метаморфизированными и дислоцированными гнейсами, метаморфизированными сланцами и магматическими горными породами. Прослой графита и графитовых сланцев в отложениях, а также наличие перекристаллизованных известняков и мраморов свидетельствует об органогенно-химическом происхождении пород и наличии в то время морей.

Отсутствие органических остатков, связанное с интенсивным метаморфизмом осадочных пород и широким развитием магматизма, не позволяет подразделить породы архейской эры на периоды и эпохи. Эра характеризуется образованием на Земле континентов и океанов, и продолжительность ее составляет 1,8 млрд. лет (табл.2).

Протерозойская эра. Отложения протерозойской эры представлены преимущественно метаморфизованными осадочными и магматическими породами. Встречаются также слабо метаморфизованные отложения со следами жизнедеятельности организмов. Продолжительность эры – 2,1 млрд. лет.

В течение архейской и протерозойской эр имели место неоднократные крупные горно-образовательные движения, сопровождающиеся интенсивной магматической деятельностью.

Палеозойская эра . Продолжительность эры – 330 млн. лет. Отложения палеозойской эры, в отличие от более древних, лишь местами интенсивно дислоцированы и метаморфизированы. Распространены осадочные и магматические породы. Метаморфические породы имеют подчиненное значение.

Большое разнообразие беспозвоночных животных позволило расчленить эру на две подэры: ранний палеозой и поздний палеозой. Подэры сильно отличаются друг от друга по палеонтологическим остаткам и результатам геологического развития, что дало возможность разделить на следующие периоды и эпохи.

Ранний палеозой продолжительностью 165-170 млн. лет .

1. Кембрийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Ордовикский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Силурийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

В течение всего раннего палеозоя земная кора испытывала Каледонскую эпоху складчатости . Начало Каледонской складчатости относится к концу протерозоя, конец – к окончанию силура – началу девона.

В начале раннего палеозоя Каледонская складчатость проявилась, в основном, в виде опускания, в конце ордовика и силура – поднятия земной коры.

Поздний палеозой продолжительностью 165 млн. лет .

1. Девонский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Каменноугольный (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Пермский (подразделяется на две эпохи – ранняя и поздняя).

Основными структурными элементами земной коры к началу позднего палеозоя остаются древние платформы и складчатые пояса. Суперконтинент Гондвана подвергся в начале позднего палеозоя рифтогенезу, произошло усложнение существующих структур, образование прогибов, переход складчатых систем в платформы. Вторая половина позднего палеозоя характерна проявлением Герцинского этапа тектогенеза, который сформировал сложные по строению горноскладчатые структуры.

Мезозойская эра протяженностью 170 млн. лет. Эра включает триасовый, юрский и меловой периоды . Триасовый и юрский периоды делятся на три эпохи каждый, меловой – на две.

Начало мезозойской эры представляет собой время значительных изменений в строении подвижных поясов. Испытав Герцинский тектогенез, многие пояса перешли в стадию молодых платформ, хотя складчато-геосинклинальный режим еще продолжался, но в меньшей степени.

В триасе происходил активный рифтогенез, который затронул огромные территории континентов и океанов. В позднетриасовую эпоху во многих местах планеты проявились тектонические процессы сжатия и деформации земной коры. Со второй половины юры и в мелу значительная часть платформ испытали прогибание и трансгрессию моря.

Кайнозойская эра . Эра имеет продолжительность 66 млн. лет и подразделяется на три периода: палеогеновый , неогеновый и ч етвертичный . Периоды делятся на эпохи: палеогеновый – на три, неогеновый – на две, четвертичный – на четыре (ранняя, средняя, поздняя и современная). В составе четвертичного периода выделяют отделы: ледниковый и послеледниковый. Продолжительность четвертичного периода составляет 0,7 млн. лет.

В кайнозойскую эру происходили весьма интенсивные вертикальные и горизонтальные движения на континентах и в океанических плитах. Тектоническая эпоха, проявившаяся в кайнозойскую эру, называется Альпийской . Она охватила практически всю Землю и отличается от предшествующих значительной амплитудой поднятий: как отдельных горных систем, так и континентов и опусканий межгорных и океанических впадин, расколом континентов и океанических плит и их горизонтальными перемещениями.

В начале кайнозойской эры на континентах и в океанах усилился рифтогенез, значительно активизировался процесс перемещения плит, продолжается унаследованной ранее спрединг дна океана. В конце неогена на Земле сформировался современный облик континентов и океанов. В это же время и в четвертичный период изменяется состав органического мира и усиливается его дифференциация, земная поверхность охлаждается, увеличиваются площади и высоты материков, уменьшаются площади и увеличиваются глубины океанов.

В результате Альпийского тектогенеза возникли альпийские складчатые сооружения, для которых характерным является проявление горизонтальных смещений, образований в виде надвигов, опрокинутых складок, покровов и т.п.

Все подразделения геохронологической таблицы ранга периода – системы обозначаются по первой букве латинского алфавита наименования. Каждый период (система) имеет свой цвет, который и показывается на геологической карте. Эти цвета общеприняты и замене не подлежат.

Геохронологическая шкала является важнейшим документом, удостоверяющим последовательность и время геологических событий в истории Земли. Ее надо знать обязательно и поэтому шкалу необходимо выучить с первых же шагов изучения геологии.