Четвертичный период кайнозойской эры: животные, растения, климат. Периоды геологической истории Земли

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

Геологическая хронология

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

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

Формирование Земли

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

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

Докембрийский эон

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

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

Катархейский эон

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

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

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

Архейский эон

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

Протерозойский эон

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

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

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

Фанерозойский эон

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

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

Эры докембрийского эона

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

Протерозой же состоит из трех больших эр:

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

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

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

Эры фанерозойского эона

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

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

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

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

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

Кайнозой, или время млекопитающих. Состоит из двух периодов:

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

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

Геологическое время и методы его определения

В изучении Земли как уникального космического объекта идея её эволюции занимает центральное место, поэтому важным количественно-эволюционным параметром является геологическое время . Изучением этого времени занимается специальная наука, получившая название Геохронология – геологическое летоисчисление. Геохронология может быть абсолютной и относительной .

Замечание 1

Абсолютная геохронология занимается определением абсолютного возраста горных пород, который выражается в единицах времени и, как правило, в миллионах лет.

В основе определения этого возраста лежит скорость распада изотопов радиоактивных элементов. Эта скорость является величиной постоянной и от интенсивности физических и химических процессов не зависит. Определение возраста основано на методах ядерной физики. Минералы, содержащие радиоактивные элементы, при формировании кристаллических решеток, образуют закрытую систему. В этой системе происходит накопление продуктов радиоактивного распада. В результате можно определить возраст минерала, если знать скорость этого процесса. Период полураспада радия, например, составляет $1590$ лет, а полный распад элемента произойдет за время в $10$ раз превосходящее период полураспада. Ядерная геохронология имеет свои ведущие методы – свинцовый, калий-аргоновый, рубидиево-стронциевый и радиоуглеродный.

Методы ядерной геохронологии позволили определить возраст планеты, а также продолжительность эр и периодов. Радиологическое измерение времени предложили П. Кюри и Э. Резерфорд в начале $XX$ века.

Относительная геохронология оперирует такими понятиями как «ранний возраст, средний, поздний». Существует несколько разработанных методов определения относительного возраста горных пород. Они объединяются в две группы – палеонтологические и непалеонтологические .

Первые играют основную роль в силу своей универсальности и повсеместного применения. Исключение составляет отсутствие в породах органических остатков. С помощью палеонтологических методов изучаются остатки древних вымерших организмов. Для каждого слоя горных пород характерен свой комплекс органических остатков. В каждом молодом слое остатков высокоорганизованных растений и животных будет больше. Чем выше лежит слой, тем он моложе. Подобная закономерность была установлена англичанином У. Смитом . Ему принадлежит первая геологическая карта Англии, на которой горные породы были разделены по возрасту.

Непалеонтологические методы определения относительного возраста горных пород используются в случаях отсутствия в них органических остатков. Более эффективными тогда будут являться стратиграфический, литологический, тектонический, геофизический методы . С помощью стратиграфического метода можно определить последовательность напластования слоёв при нормальном их залегании, т.е. нижележащие пласты будут более древними.

Замечание 3

Последовательность образования горных пород определяет относительная геохронология, а возраст их в единицах времени определяет уже абсолютная геохронология. Задача геологического времени заключается в определении хронологической последовательности геологических событий.

Геохронологическая таблица

Для определения возраста горных пород и их исследования ученые пользуются различными методами, и с этой целью была составлена специальная шкала. Геологическое время на этой шкале делят на временные отрезки каждому из которых соответствует определенный этап формирования земной коры и развития живых организмов. Шкала получила название геохронологической таблицы, в которой выделяются следующие подразделения: эон, эра, период, эпоха, век, время . Для каждого геохронологического подразделения характерен свой комплекс отложений, который называется стратиграфическим : эонотема, группа, система, отдел, ярус, зона . Группа, например, является стратиграфическим подразделением, а временное геохронологическое подразделение ей соответствующее представляет эра. Исходя из этого, существует две шкалы – стратиграфическая и геохронологическая . Первая шкала используется тогда, когда речь идет об отложениях , потому что в любой промежуток времени на Земле происходили какие-то геологические события. Вторая шкала нужна для определения относительного времени . С момента принятия содержание шкалы менялось и уточнялось.

Наиболее крупными стратиграфическими подразделениями в настоящее время являются эонотемы – архейская, протерозойская, фанерозойская . В геохронологической шкале им отвечают зоны различной длительности. По времени существования на Земле выделяются архейская и протерозойская эонотемы , охватившие почти $80$ % времени. Фанерозойский эон по времени значительно меньше предыдущих эон и охватывает всего $ 570$ млн. лет. Эта ионотема делится на три основные группы – палеозой, мезозой, кайнозой .

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

• Археос означает древнейший;
• Протерос – первичный;
• Палеос – древний;
• Мезос – средний;
• Кайнос – новый.

От слова «зоико с», что значит жизненный, произошло слово «зой ». Исходя из этого, выделяют эры жизни на планете, например, мезозойская эра означает эру средней жизни.

Эры и периоды

Историю Земли по геохронологической таблице делят на пять геологических эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую . В свою очередь эры подразделяются на периоды . Их значительно больше – $12$. Продолжительность периодов различна от $20$-$100$ млн. лет. На свою незавершенность указывает последний четвертичный период кайнозойской эры , его продолжительность всего $1,8$ млн. лет.

Архейская эра. Это время началось уже после формирования земной коры на планете. На Земле к этому времени были горы и в действие вступили процессы эрозии и осадконакопления. Архей длился приблизительно $2$ млрд. лет. Эта эра самая длинная по продолжительности, в течение которой на Земле была широко распространена вулканическая деятельность, шли глубинные поднятия, результатом которых стало образование гор. Большая часть ископаемых под действием высокой температуры, давления, перемещения масс, была уничтожена, но небольшие данные о том времени сохранились. В породах архейской эры в рассеянном виде встречается чистый углерод. Ученые считают, что это измененные останки животных и растений. Если количество графита отражает количество живой материи, то в архее её существовало очень много.

Протерозойская эра . По длительности это вторая эра, охватившая $1$ млрд. лет. На протяжении эры происходило отложение большого количества осадков и одно значительное оледенение. Ледниковые покровы распространялись от экватора до $20$ градуса широты. Ископаемые, найденные в породах этого времени, являются свидетельством существования жизни и её эволюционного развития. В отложениях протерозоя найдены спикулы губок, останки медуз, грибов, водорослей, членистоногих и др.

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

• Кембрий;
• Ордовик,
• Силур;
• Девон;
• Карбон или каменноугольный;
• Пермский или пермь.

Продолжительность палеозоя составляет $370$ млн. лет. За это время появились представители всех типов и классов животных. Не было только птиц и млекопитающих.

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

• Триас;

Началась эра примерно $230$ млн. лет назад и продолжалась $167$ млн. лет. В течение первых двух периодов – триасового и юрского – большая часть материковых областей поднялась выше уровня моря. Климат триаса сухой и теплый, а в юре он стал еще теплее, но был уже влажный. В штате Аризона есть знаменитый каменный лес, существующий с триасового периода. Правда, от некогда могучих деревьев остались только стволы, бревна и пни. В конце мезозойской эры, а точнее в меловом периоде, на материки происходит постепенное наступление моря. Североамериканский континент в конце мелового периода испытал погружение и в результате воды Мексиканского залива соединились с водами арктического бассейна. Материк был разделен на две части. Завершение мелового периода характеризуется большим поднятием, получившим название альпийского горообразования . В это время появились Скалистые горы, Альпы, Гималаи, Анды. На западе Северной Америки началась интенсивная вулканическая деятельность.

Кайнозойская эра . Это новая эра, которая еще не закончилась и продолжается в настоящее время.

Эру разделили на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный.

Четвертичный период имеет целый ряд уникальных черт. Это время окончательного формирования современного лика Земли и ледниковых периодов. Стали самостоятельными Новая Гвинея и Австралия, сместившись поближе к Азии. Антарктида осталась на своем месте. Соединились две Америки. Из трех периодов эры наиболее интересным является четвертичный период или антропогеновый . Он продолжается ныне, а был выделен в $1829$ г. бельгийским геологом Ж. Денуайэ . Похолодания меняются потеплениями, но наиболее важной его особенностью является появление человека .

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.

— это совокупность всех форм земной поверхности. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми, сложными.

Разница высот между самой высокой вершиной на суше, горой Джомолунгмой в Гималаях (8848 м), и Марианской впадиной в Тихом океане (11 022 м) составляет 19 870 м.

Как же формировался рельеф нашей планеты? В истории Земли выделяют два основных этапа ее формирования:

• планетарный (5,5-5,0 млн лет назад), который завершился формированием планеты, образованием ядра и мантии Земли;
• геологический , который начался 4,5 млн лет назад и продолжается до сих пор. Именно на этом этапе произошло образование земной коры.

Источником информации о развитии Земли в течение геологического этапа прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями. Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым. На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста горных пород , которое легло в основу построения геохронологической таблицы (табл. 1).

Самые длительные временные интервалы в геохронологии — зоны (от греч. aion - век, эпоха). Выделяют такие Зоны, как: криптозой (от греч. cryptos - скрытый и zoe — жизнь), охватывающий весь докембрий, в отложениях которого нет остатков скелетной фауны; фанерозой (от греч. phaneros - явный, zoe — жизнь) — от начала кембрия до нашего времени, с богатой органической жизнью, в том числе скелетной фауной. Зоны не равноценны по продолжительности, так, если криптозой длился 3-5 млрд лет, то фанерозой — 0,57 млрд лет.

Таблица 1. Геохронологическая таблица

Зоны делятся на эры. В криптозое различают архейскую (от греч. archaios — изначальный, древнейший, aion - век, эпоха) и протерозойскую (от греч. proteros - более ранний,zoe — жизнь) эры; в фанерозое - палеозойскую (от греч. древний и жизнь), мезозойскую (от греч. теsos - средний,zoe — жизнь) и кайнозойскую (от греч. kainos - новый,zoe — жизнь).

Эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды , установленные лишь для фанерозоя (см. табл. 1).

Основные этапы развития географической оболочки

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В се развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.

Добиогенный этап (4 млрд — 570 млн лет) — самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.

Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал.

Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5- 3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.

Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

Биогенный этап (570 млн — 40 тыс. лег) длился в течение палеозоя, мезозоя и почти всего кайнозоя, за исключением последних 40 тыс. лет.

Эволюция живых организмов на протяжении биогенного этапа не была плавной: эпохи сравнительно спокойной эволюции сменялись периодами быстрых и глубоких преобразований, во время которых вымирали одни формы флоры и фауны и получали широкое распространение другие.

Одновременно с появлением наземных живых организмов стали формироваться почвы в нашем современном представлении.

Антропогенный этап начался 40 тыс. лет назад и продолжается в наши дни. Хотя человек как биологический род появился 2-3 млн лег назад, его воздействие на природу длительное время оставалось крайне ограниченным. С появлением человека разумного это воздействие значительно усилилось. Произошло это 38-40 тыс. лет назад. Отсюда и берет отсчет антропогенный этап в развитии географической оболочки.

Архейская эра . Началом этой древнейшей эры считают не момент образования Земли, а время после формирования твердой земной коры, когда уже существовали горы и горные породы и вступили в действие процессы эрозии и осадконакопления. Длительность этой эры равна приблизительно 2 млрд. лет, т. е. она соответствует всем другим эрам, вместе взятым. Архейская эра, по-видимому, характеризовалась катастрофической и широко распространенной вулканической деятельностью, а также глубинными поднятиями, завершившимися образованием гор. Высокая температура, давление и перемещения масс, сопровождавшие эти движения, видимо, уничтожили большую часть ископаемых, но некоторые данные о жизни тех времен все же сохранились. В археозойских породах повсюду встречаются в рассеянном виде графит или чистый углерод, которые, вероятно, представляют собой измененные остатки животных п растений. Если мы примем, что количество графита в этих породах отражает количество живой материи (а это, по-видимому, так и есть), то в архее этой живой материи существовало, вероятно, очень много, поскольку в породах этого возраста углерода больше, чем в угольных пластах Аппалачского бассейна.

Протерозойская эра . Вторая эра длительностью около 1 млрд. лет характеризовалась отложением большого количества осадков и по крайней мере одним значительным оледенением, в течение которого ледниковые покровы распространились до широт менее 20° от экватора. В протерозойских породах было найдено очень небольшое количество ископаемых, которые, однако, свидетельствуют не только о существовании жизни в эту эру, но и о том, что эволюционное развитие к концу протерозоя продвинулось далеко вперед. В протерозойских отложениях найдены спикулы губок, остатки медуз, грибов, водорослей, плеченогих, членистоногих и т. п.

Палеозойская эра . Между отложениями верхнего протерозоя и начальными слоями третьей, палеозойской эры наблюдается значительный перерыв, вызванный горообразовательными движениями. За 370 млн. лет палеозойской эры появились представители всех типов и классов животных, за исключением птиц и млекопитающих. Так как разные виды животных существовали лишь в течение определенных промежутков времени, их ископаемые остатки позволяют геологам сопоставлять отложения одинакового возраста, встречающиеся в разных местах.

• Кембрийский период [показать] .

  Кембрийский период - cамый древний отдел палеозойской эры; представлен породами, изобилующими ископаемыми, так что облик Земли в это время можно реконструировать достаточно точно. Формы, жившие в этот период, были так разнообразны и сложно устроены, что должны были произойти от предков, существовавших по крайней мере в протерозое, а возможно, и в архее.

  Все современные типы животных, за исключением хордовых, уже существовали и все растения и животные обитали в море (материки, по-видимому, были безжизненными пустынями вплоть до позднего ордовика или силура, когда растения перешли на сушу). Здесь были примитивные, похожие на креветок ракообразные и формы, напоминающие паукообразных; некоторые из их потомков сохранились, почти не изменившись, до наших дней (мечехвосты). Морское дно было покрыто одиночными губками, кораллами, стебельчатыми иглокожими, брюхоногими и двустворчатыми моллюсками, примитивными головоногими, плеченогими и трилобитами.

  Плеченогие - сидячие животные, имеющие двустворчатую раковину и питающиеся планктоном, процветали в кембрии и во всех остальных системах палеозоя.

  Трилобиты - это примитивные членистоногие с удлиненным плоским телом, покрытым на спинной стороне твердым панцирем. Вдоль панциря тянутся две бороздки, разделяющие тело на три части, или лопасти. Каждый сегмент тела, за исключением самого последнего, несет по паре двуветвистых конечностей; одна из них служила для ходьбы или плавания и на ней располагалась жабра. Большинство трилобитов имели 5-7,5 см в длину, но некоторые достигали 60 см.

  В кембрии существовали как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Одна из лучших по сохранности коллекций кембрийских ископаемых была собрана в горах Британской Колумбии. Она включает червей, ракообразных и переходную форму между червями н членистоногими, похожую на ныне живущего перипатуса.

  После кембрия эволюция характеризовалась главным образом не возникновением совершенно новых типов строения, а разветвлением уже имевшихся линий развития и заменой первоначальных примитивных форм более высокоорганизованными. Вероятно, уже существовавшие формы достигли такой степени приспособленности к окружающим условиям, что приобрели значительный перевес над любыми новыми, неприспособленными типами.

• Ордовикский период [показать] .

  В течение кембрийского периода материки начали постепенно погружаться в воду, а в ордовикском периоде это погружение достигло своего максимума, так что значительная часть нынешней суши была покрыта мелководными морями. В этих морях обитали огромные головоногие - животные, сходные с кальмарами и наутилусом,- с прямой раковиной длиной от 4,5 до 6 м и диаметром в 30 см.

  Ордовикские моря, по-видимому, были очень теплыми, так как кораллы, обитающие только в теплых водах, распространились в это время вплоть до озера Онтарио и Гренландии.

  Первые остатки позвоночных были найдены в ордовикских отложениях. Эти небольшие животные, называемые щитковыми, были донными формами, лишенными челюстей и парных плавников (рис. 1.). Их панцирь состоял из тяжелых костных пластин на голове и толстой чешуи на туловище и хвосте. В остальном они были сходны с современными миногами. Жили они, по-видимому, в пресных водах, и их панцирь служил для защиты от гигантских хищных водных скорпионов, называемых эвриптеридами, которые тоже обитали в пресной воде.

• Силурийский период [показать] .

  В силурийском периоде произошли два события большого биологического значения: развились наземные растения и появились животные, дышащие воздухом.

  Первые наземные растения были, по-видимому, больше сходны с папоротниками, чем со мхами; папоротники были господствующими растениями также в последующем девонском периоде и нижней части каменноугольного.

  Первыми дышащими воздухом наземными животными были паукообразные, напоминающие в известной степени современных скорпионов.

  Материки, бывшие низменными в кембрийское и ордовикское время, поднялись, особенно в Шотландии и на северо-востоке Северной Америки, и климат стал значительно более прохладным.

• Девонский период [показать] .

  

  

  

  В течение девона первые панцирные рыбы дали начало множеству различных рыб, так что этот период нередко называют "временем рыб".

  Челюсти и парные плавники впервые развились у панцирных акул (Placodermi), которые представляли собой мелкие, покрытые панцирем пресноводные формы. Для этих животных было характерно непостоянное число парных плавников. У некоторых было две пары плавников, соответствующих передним и задним конечностям высших животных, у других между этими двумя парами располагалось до пяти пар дополнительных плавников.

  В течение девона в пресных водах появились настоящие акулы, которые проявляли тенденцию к переселению в океан и к утрате громоздкого костного панциря.

  Предки костистых рыб также возникли в пресноводных потоках девона; к середине этого периода у них наметилось разделение на три основных типа: двоякодышащих, кистеперых и лучеперых. Все эти рыбы обладали легкими и панцирем из костных чешуи. Лишь очень немногие двоякодышащие дожили до наших дней, а лучеперые, пройдя период медленной эволюции на протяжении оставшейся части палеозойской эры и начала мезозойской, позднее, в мезозое, испытали значительную дивергенцию и дали начало современным костистым рыбам (Teleostei).

  Кистеперые рыбы, которые были предками наземных позвоночных, почти вымерли к концу палеозоя и, как полагали раньше, совершенно исчезли в конце мезозоя. Однако в 1939 и 1952 гг. у восточного побережья Южной Африки были пойманы живые представители кистеперых длиной около 1,5 м.

  Верхняя часть девона была отмечена появлением первых наземных позвоночных - земноводных, называемых стегоцефалами (что означает "покрытоголовые"). Эти животные, черепа которых были одеты костным панцирем, во многих отношениях похожи на кистеперых рыб, отличаясь от них главным образом наличием конечностей, а не плавников.

  Девон - это первый период, для которого характерны настоящие леса. В этот период процветали папоротники, плауны, папоротникообразные и примитивные голосеменные - так называемые "семенные папоротники". Считают, что в позднедевонское время возникли насекомые и многоножки.

• Каменноугольный период [показать] .

  В это время были широко распространены большие заболоченные леса, остатки которых дали начало основным угольным залежам мира. Материки были покрыты низменными болотами, заросшими папоротникообразными, обычными папоротниками, семенными папоротниками и широколиственными вечнозелеными растениями.

  

  

  Первые пресмыкающиеся, называемые цельночерепными и сходные с предшествующими им амфибиями, появились во второй половине каменноугольного периода, достигли расцвета в перми - последнем периоде палеозоя - и вымерли в начале мезозойской эры. Не ясно, что представляло собой самое примитивное из известных нам пресмыкающихся Seymouria (названная так по городу в Техасе, вблизи которого были найдены ее ископаемые остатки) - земноводное, готовое превратиться в пресмыкающееся, или же пресмыкающееся, только что перешагнувшее границу, отделяющую его от земноводных.

  Одним из главных различий между земноводными и пресмыкающимися является строение откладываемых ими яиц. Земноводные откладывают свои яйца, покрытые студенистой оболочкой, в воду, а пресмыкающиеся откладывают яйца, покрытые прочной оболочкой, на землю. Поскольку яйца Seymouria не сохранились, мы, может быть, никогда не сможем решить, к какому классу следует относить это животное.

  Seymouria была крупной медлительной формой, похожей на ящерицу. Ее короткие, напоминающие обрубки ноги отходили от тела в горизонтальном направлении, как у саламандры, вместо того чтобы сдвинуться тесней и идти прямо вниз, образуя колонноподобные подпорки для тела.

  В течение каменноугольного периода появились две важные группы крылатых насекомых - предки тараканов, достигавшие 10 см в длину, и предки стрекоз, некоторые из которых имели размах крыльев 75 см.

• Пермский период [показать] .

  

  

  Последний период палеозоя характеризовался крупными изменениями климата и рельефа. Материки поднялись на всем земном шаре, так что мелкие моря, покрывавшие область от Небраски до Техаса, высохли, оставив за собой засоленную пустыню. В конце перми произошло повсеместное складкообразование, известное под названием герцинского горообразования, во время которого поднялась большая горная цепь от Новой Шотландии до Алабамы. Этот хребет первоначально был выше, чем современные Скалистые горы. В то же самое время в Европе формировались другие горные кряжи.

  Огромные ледниковые покровы, распространявшиеся со стороны Антарктики, закрыли большую часть южного полушария, простираясь в Африке и в Бразилии почти до экватора.

  Северная Америка была одной из немногих областей, не подвергшихся в это время оледенению, но даже здесь климат стал значительно более холодным и сухим, чем был в течение большей части палеозойской эры. Многие палеозойские организмы, по-видимому, не могли приспособиться к изменениям климата и во время герцинского горообразования вымерли. Из-за охлаждения воды и уменьшения пригодного для жизни пространства в результате усыхания мелких морей вымерли даже многие морские формы.

  Из примитивных цельночерепных в течение позднекаменноугольного и раннепермского времени развилась та группа пресмыкающихся, от которой, как полагают, по прямой линии произошли млекопитающие. Это были пеликозавры - хищные рептилии с более стройным и ящерицеподобным телом, чем у цельночерепных.

  В позднепермское время развилась, вероятно от пеликозавров, другая группа пресмыкающихся - терапсиды, обладавшая еще несколькими признаками млекопитающих. Один из представителей этой группы - Cynognathus (пресмыкающееся с "собачьей челюстью") был стройным, легким животным длиной около 1,5 м, с черепом, промежуточным по характеру между черепом пресмыкающегося и млекопитающего. Его зубы, вместо того чтобы быть коническими и одинаковыми, как это свойственно пресмыкающимся, дифференцировались на резцы, клыки и коренные зубы. Поскольку у нас нет сведений о мягких частях животного, о том, было ли оно покрыто чешуей или шерстью, было ли оно теплокровным или холоднокровным и не вскармливало ли оно своих детенышей молоком, мы называем его пресмыкающимся. Однако, если бы мы располагали более полными данными, его, возможно, следовало бы считать очень ранним млекопитающим. Терапсиды, широко распространенные в поздней перми, в начале мезозоя были вытеснены множеством других рептилий.

Мезозойская эра (время пресмыкающихся) . Мезозойская эра, которая началась примерно 230 млн. лет назад и продолжалась около 167 млн. лет, делится на три периода:

1. триасовый
2. юрский
3. меловой

В течение триасового и юрского периодов большая часть материковых областей была поднята выше уровня моря. В триасе климат был сухой, но более теплый, чем в перми, а в юре - более теплый и более влажный, чем в триасе. Деревья знаменитого Каменного леса в Аризоне существуют с триасового периода.

В течение мелового периода Мексиканский залив, расширившись, залил Техас и Нью-Мексико, и вообще море постепенно надвигалось на материки. Кроме того, на территории, простирающейся от штата Колорадо до Британской Колумбии, развились обширные болота. В конце мелового периода внутренняя часть североамериканского материка испытала дальнейшее погружение, так что воды бассейна Мексиканского залива соединились с водами арктического бассейна и разделили этот материк на две части. Меловой период завершился большим поднятием, называемым альпийским горообразованием, во время которого возникли Скалистые горы, Альпы, Гималаи и Анды и которое вызвало активную деятельность вулканов на западе Северной Америки.

Эволюция пресмыкающихся . Возникновение, дифференциация и, наконец, вымирание великого множества пресмыкающихся, принадлежащих к шести основным ветвям, являются самой характерной чертой мезозойской эры [показать] .

К самой примитивной ветви относятся, помимо древних цельночерепных, черепахи, возникшие в перми. У черепах сформировался самый сложный (среди наземных животных) панцирь; он состоит из пластин эпидермального происхождения, сросшихся с лежащими под ними ребрами и грудной костью. С этим защитным приспособлением как морские, так и сухопутные черепахи сохранились со времен, предшествовавших времени динозавров, претерпев лишь некоторые изменения структуры. Ноги черепах, отходящие от тела в горизонтальном направлении, что затрудняет и замедляет движение, и их черепа, не имеющие отверстий позади глазных впадин, без изменений перешли к ним по наследству от древних цельночерепных.

Вторая группа пресмыкающихся, идущая со сравнительно немногими изменениями от предковых цельночерепных,- это ящерицы, наиболее многочисленные среди ныне живущих рептилий, а также змеи. Ящерицы по большей части сохранили примитивный тип передвижения при помощи горизонтально расходящихся ног, хотя многие из них могут быстро бегать. В большинстве случаев они невелики, но индийский варан достигает 3,6 м длины, а некоторые ископаемые формы имеют в длину 7,5 м. Мозазавры мелового периода представляли собой морских ящериц, достигавших 12 м в длину; они имели длинный хвост, использовавшийся при плавании.

В течение мелового периода от предков-ящериц произошли змеи. Существенным отличием змей от ящериц является не утрата ног (у некоторых ящериц также нет ног), а определенные изменения в строении черепа и челюстей, которые позволяют змеям открывать рот достаточно широко, чтобы проглатывать животных, более крупных, чем, они сами.

Представителем древней ветви, как-то ухитрившимся дожить до наших дней в Новой Зеландии, является гаттерия (Shpenodon punctatum). Она имеет несколько признаков, общих со своими предками-котилозаврами; один из таких признаков - это наличие третьего глаза на верхушке черепа.

Основной группой мезозойских пресмыкающихся были архозавры, единственными ныне живущими представителями которых являются аллигаторы и крокодилы. В какой-то ранний момент своей эволюции архозавры, достигавшие тогда 1,5 м длины, приспособились к хождению на двух ногах. Их передние ноги укоротились, а задние удлинились, укрепились и сильно изменили свою форму. Эти животные отдыхали и ходили на всех четырех ногах, но в критических обстоятельствах становились на дыбы и бежали на двух задних ногах, используя свой довольно длинный хвост в качестве балансира.

От ранних архозавров произошло много различных специализированных форм, причем некоторые из них продолжали передвигаться на двух ногах, а другие возвратились к хождению на всех четырех. В число этих потомков входят фитозавры - водные, аллигатороподобные пресмыкающиеся, распространенные в триасе; крокодилы, которые сформировались в юре и заменили фитозавров в качестве водных форм, и, наконец, птерозавры, или летающие рептилии, к которым принадлежали животные размером с малиновку, равно как и самое крупное из когда-либо летавших животных - Pteranodon, с размахом крыльев в 8 м.

Существовало два типа летающих рептилий; одни имели длинный хвост, снабженный на конце рулевой лопастью, другие - короткий хвост. Представители обоих типов, по-видимому, питались рыбой и, вероятно, пролетали большие расстояния над водой в поисках пищи. Их ноги не были приспособлены для стояния, и поэтому предполагается, что они, подобно летучим мышам, отдыхали в подвешенном состоянии, прицепившись к какой-нибудь опоре.

Из всех ветвей пресмыкающихся наиболее знамениты динозавры, что в переводе означает "ужасные ящеры". Они делились на два основных типа: птицетазых и ящеротазых.

Saurischia (ящеротазые) впервые появились в триасе и продолжали существовать вплоть до мела. Ранние ящеротазые были быстрыми, хищными, двуногими формами размером с петуха, добычей которым, вероятно, служили ящерицы и уже появившиеся тогда примитивные млекопитающие. В течение юрского и мелового периодов эта группа проявляла тенденцию к увеличению размеров, достигшую своего наивысшего выражения в гигантском меловом хищнике тираннозавре. Другие Saurischia, появившиеся в позднетриасовое время, перешли на растительную пищу, снова начали ходить на четырех ногах и в течение юры и мела дали ряд гигантских форм, ведших земноводный образ жизни. К этим самым крупным из когда-либо живших четвероногих животных принадлежат бронтозавры длиной до 20 м, диплодок, достигавший длины свыше 25 м, и брахиозавр, самый огромный из всех, вес которого оценивается в 50 т.

Другая группа динозавров, Ornitischia (птицетазые), была травоядной, вероятно, с самого начала своей эволюции. Хотя некоторые из них ходили на задних ногах, большинство передвигалось на всех четырех ногах. Вместо отсутствующих передних зубов у них выработался крепкий роговой чехол, похожий на птичий клюв, который у некоторых форм был широким и плоским, как у уток (отсюда название "уткоклювые" динозавры). Для этого типа характерны перепончатые лапы. У других видов развились крупные панцирные пластины, защищавшие их от хищных ящеротазых. Анкилозавр, которого называют "пресмыкающимся-танком", имел широкое плоское тело, покрытое костными пластинами и крупными, выступающими на боках шипами.

Наконец, у некоторых птицетазых мелового периода сформировались костные пластины вокруг головы и шеи. Один из них, Triceratops, имел два рога над глазами и третий над носовой областью - все длиной почти до 1 м.

К двум другим группам мезозойских рептилий, отличающимся как друг от друга, так и от динозавров, принадлежат морские плезиозавры и ихтиозавры. Первые характеризовались чрезвычайно длинной шеей, составлявшей более половины длины животного. Туловище у них было широким, плоским, напоминающим туловище черепахи, а хвост коротким. Плезиозавры плавали при помощи ластообразных конечностей. Зачастую они достигали 13-14 м в длину.

Ихтиозавры (рыбоящеры) внешне походили на рыб или китов, с короткой шеей, большим спинным плавником и хвостом такого типа, как у акулы. Они плавали при помощи быстрых движений хвоста, используя конечности только как органы управления. Предполагают, что детеныши ихтиозавров появлялись на свет живыми, вылупившись из яйца в теле матери, так как взрослые особи были слишком специализированы и не могли выходить на сушу для откладки яиц, а в воде яйца пресмыкающихся тонут. Нахождение скелетов детенышей внутри брюшной полости взрослых ископаемых подтверждает эту теорию.

В конце мела вымерло множество пресмыкающихся. Они, очевидно, не смогли приспособиться к значительным изменениям условий среды, вызванным альпийским горообразованием. По мере того как климат становился холодней и суше, исчезли многие растения, служившие пищей травоядным пресмыкающимся. Некоторые травоядные пресмыкающиеся были слишком громоздки, чтобы передвигаться по суше, когда высохли болота. Более мелкие, теплокровные млекопитающие, которые уже появились, имели преимущество в борьбе за пищу, а многие из них даже питались яйцами пресмыкающихся. Вымирание многих пресмыкающихся, вероятно, явилось результатом совместного воздействия целого ряда факторов или какого-нибудь одного фактора.

Другие направления эволюции в мезозое . Хотя пресмыкающиеся были в мезозое господствующими животными, в это время развивались и многие другие важные организмы [показать] .

В мезозое возросло число и разнообразие брюхоногих и двустворчатых моллюсков. Морские ежи достигли высшей точки своего развития.

В триасе возникли млекопитающие, а в юре - костистые рыбы и птицы.

Большая часть современных отрядов насекомых появилась в раннем мезозое.

В течение раннетриасового времени наиболее распространенными растениями были семенные папоротники, цикадовые и хвойные, но к меловому периоду появилось много других форм, напоминающих современные виды,- смоковницы, магнолии, пальмы, клены и дубы.

От юрского времени сохранились великолепные отпечатки самого древнего вида птиц, на которых видны даже очертания перьев. Это существо, называемое археоптериксом, было величиной приблизительно с ворону и имело довольно слабые крылья, вооруженные зубами челюсти и длинный рептильный хвост, покрытый перьями.

В меловых отложениях были найдены ископаемые остатки двух других птиц - Hesperornis и Ichthyornis. Первая - водяная ныряющая птица, утратившая способность летать, а вторая - сильная летающая птица с рептильными зубами, величиной примерно с голубя.

Современные беззубые птицы сформировались в начале следующей эры.

Кайнозойская эра (время млекопитающих) . Кайнозойская эра с равным правом может быть названа временем птиц, временем насекомых или временем цветковых растений, так как развитие всех этих организмов не менее характерно для нее, чем развитие млекопитающих. Она охватывает промежуток от альпийского горообразования (примерно 63 млн. лет назад) до наших дней и делится на два периода - третичный, продолжавшийся около 62 млн. лет, и четвертичный, к которому относятся последние 1-1,5 млн. лет.

• Третичный период. Этот период подразделяется на пять эпох: палеоцен, эоцен, олигоцен, миоцен и плиоцен. Скалистые горы, сформировавшиеся в начале третичного периода, к олигоценовому времени были уже сильно эрозированы, вследствие чего североамериканский материк приобрел полого-волнистый рельеф.

  В миоцене в результате другой серии поднятий возникли горы Сьерра-Невада и новые хребты в Скалистых горах, которые обусловили образование пустынь на западе. Климат в олигоцене был мягче, чем в настоящее время, так что пальмы распространялись к северу вплоть до Вайоминга.

  Поднятие, начавшееся в миоцене, продолжалось в плиоцене и в сочетании с оледенениями плейстоценового времени привело к вымиранию многих ранее существовавших млекопитающих и других животных. Заключительное поднятие Колорадского плато, в результате которого образовался Большой Каньон, почти закончилось за короткое время плейстоценовой и современной эпох.

  Самые древние ископаемые остатки настоящих млекопитающих относятся к позднему триасу, а в юрское время существовало уже четыре отряда млекопитающих, причем все они были величиной с крысу или маленькую собаку.

  Древнейшие млекопитающие (однопроходные) были яйцекладущими животными, и их единственными представителями, дожившими до наших дней, являются обитающие в Австралии утконос и покрытая иглами ехидна. У обеих этих форм имеется шерстный покров, и они вскармливают своих детенышей молоком, но при этом они откладывают яйца, подобно черепахам. Предковые яйцекладущие млекопитающие, конечно, должны были отличаться от специализированных утконоса и ехидны, но палеонтологическая летопись этих древних форм страдает неполнотой. Ныне живущие однопроходные могли просуществовать так долго только потому, что они жили в Австралии, где до недавнего времени не было плацентарных млекопитающих, так что им не с кем было конкурировать.

  В юре и в мелу большая часть млекопитающих была уже достаточно высоко организована, чтобы производить живых детенышей, хотя у самых примитивных из них - сумчатых - детеныши появляются на свет недоразвитыми и должны несколько месяцев оставаться в сумке на животе матери, где находятся сосцы. Австралийские сумчатые, так же как и однопроходные, не встречали конкуренции со стороны более приспособленных плацентарных млекопитающих, тогда как на других материках эта конкуренция привела к вымиранию сумчатых и однопроходных; поэтому в Австралии сумчатые в результате дивергентного развития дали начало множеству различных форм, внешне напоминающих некоторых плацентарных. Существуют сумчатые мыши, землеройки, кошки, кроты, медведи и один вид волка, а также целый ряд форм, не имеющих параллелей среди плацентарных, таких, как кенгуру, вомбаты и кенгуру-валлаби.

  В течение плейстоцена в Австралии жили гигантские кенгуру и вомбаты размером с носорога. Опоссумы более сходны с примитивными предковыми сумчатыми, чем любая из этих более специализированных форм; они являются единственными сумчатыми животными, встречающимися за пределами Австралии и Южной Америки.

  Современные высокоорганизованные плацентарные млекопитающие, к которым относится и человек, характеризующиеся рождением живых детенышей, способных к самостоятельному существованию, произошли от насекомоядных древесных предков. Ископаемые остатки такой предковой формы, найденные в меловых отложениях, показывают, что это было очень маленькое животное, вроде ныне живущей землеройки. Некоторые из этих предковых млекопитающих сохранили древесный образ жизни и через ряд промежуточных форм дали начало приматам - обезьянам и человеку. Другие жили на земле или под землей, и в течение палеоцена от них произошли все другие млекопитающие, живущие в наши дни.

  У примитивных палеоценовых млекопитающих были конические рептильные зубы, пятипалые конечности и небольшой мозг. Кроме того, они были стопоходящими, а не пальцеходящими.

  В течение третичного периода эволюция травянистых растений, служивших пищей, и лесов, укрывавших животных, являлась важнейшим фактором, влиявшим на изменение строения тела млекопитающих. Наряду с тенденцией к увеличению размеров в развитии всех млекопитающих проявлялся уклон в сторону возрастания относительной величины мозга и изменения зубов и ног. Когда появились новые, более приспособленные формы, примитивные млекопитающие вымерли.

  Хотя в меловых отложениях были найдены ископаемые остатки как сумчатых, так и плацентарных, все же обнаружение в раннетретичных отложениях высокоразвитых млекопитающих было довольно неожиданным. Действительно ли они возникли в это время или же существовали и раньше в горных местностях и просто не сохранились в виде ископаемых, не известно.

  В палеоцене и эоцене от примитивных насекомоядных плацентарных произошли первые хищники, называемые креодонтами. В эоцене и олигоцене им на смену пришли более современные формы, которые с течением времени дали начало ныне живущим хищникам, таким, как кошки, собаки, медведи, ласки, а также ластоногим морским хищникам - тюленям и моржам.

  

  Один из наиболее известных ископаемых хищников - это саблезубый тигр, который вымер лишь недавно, в плейстоцене. У него были чрезвычайно длинные и острые верхние клыки, а нижняя челюсть могла откидываться вниз и в сторону, так что клыки вонзались в жертву, как сабли.

  Крупных травоядных млекопитающих, в большинстве случаев обладающих копытами, иногда объединяют в одну группу под названием копытных. Однако они не являются единой естественной группой, а состоят из нескольких независимых ветвей, так что корова и лошадь, несмотря на наличие у той и у другой копыт, не более родственны друг другу, чем каждая из них - тигру. Коренные зубы копытных уплощены и увеличены, что облегчает перетирание листьев и травы. Их ноги стали длинными и приспособленными к быстрому бегу, необходимому для спасения от хищников.

  Древнейшие копытные, называемые Condylarthra, появились в палеоцене. У них было длинное тело и длинный хвост, плоские перемалывающие коренные зубы и короткие ноги, кончающиеся пятью пальцами с копытом на каждом. Группой, аналогичной примитивным хищникам - креодонтам, были примитивные копытные, называемые уинтатериями. В палеоцене и эоцене некоторые из них достигали размеров слона, а у других было по три больших рога, отходящих от верхней части головы.

  Палеонтологическая летопись нескольких эволюционных линий копытных - лошадей, верблюдов и слонов - настолько полна, что можно проследить все развитие этих животных из небольших примитивных пятипалых форм. Основное направление эволюции у копытных шло в сторону увеличения общих размеров тела и уменьшения числа пальцев. Копытные рано распались на две группы, одна из которых характеризуется четным числом пальцев и включает коров, овец, верблюдов, оленей, жираф, свиней и гиппопотамов. Другая группа характеризуется нечетным числом пальцев, и к ней относятся лошади, зебры, тапиры и носороги.

  Развитие слонов и их недавно вымерших родичей - мамонтов и мастодонтов - можно проследить в глубь веков вплоть до эоценового предка, который был размером со свинью и не имел хобота. Эта примитивная форма, называемая Moeritherium, была близка к стволу, от которого ответвились, кроме того, такие несходные формы, как даманы (маленькое животное, похожее на сурка, встречающееся в Африке и Азии) и морская корова.

  Киты и дельфины произошли от эоценовых китообразных форм, называемых зейглодонтами, а эти последние в свою очередь, как полагают, произошли от креодонтов.

  Эволюцию летучих мышей можно проследить до крылатых животных, живших в эоцене и являвшихся потомками примитивных насекомоядных.

  Эволюция некоторых других млекопитающих - грызунов, кроликов и неполнозубых (муравьедов, ленивцзв и броненосцев) - известна хуже.

• Четвертичный период (время человека). Четвертичный период, который охватывает последние 1-1,5 млн. лет, обычно делят на две эпохи - плейстоценовую и современную. Последняя началась приблизительно 11000 лет назад, с момента отступления последнего ледника. Для плейстоцена характерны четыре ледниковых периода, разделенных промежутками, когда ледники отступали. В момент максимального распространения ледниковые покровы занимали в Северной Америке почти 10 млн. кв. км, простираясь к югу вплоть до рек Огайо и Миссури. Великие озера, которые были выпаханы движущимися ледниками, много раз коренным образом меняли свои очертания и время от времени соединялись с Миссисипи. Было подсчитано, что в прошлом, когда Миссисипи собирала воду с озер, до Дулута на западе и до Буффало на востоке, ее сток в 60 с лишним раз превышал современный. Во время плейстоценовых оледенений из моря было удалено и Превращено в лед такое количество воды, что уровень моря понизился на 60-90 м. Это вызвало образование сухопутных соединений, служивших путями расселения для многих наземных организмов, между Сибирью и Аляской в области Берингова пролива и между Англией и европейским материком.

  Растения и животные плейстоценовой эпохи были сходны с современными нам. Иногда бывает трудно отличить плейстоценовые отложения также и от плиоценовых, так как содержащиеся в них организмы сходны как друг с другом, так и с современными формами. В течение плейстоцена, после появления примитивного человека, вымерли многие млекопитающие, в том числе саблезубый тигр, мамонт и гигантский наземный ленивец. В плейстоцене отмечается также вымирание многих видов растений, особенно лесных, и появление многочисленных травянистых форм.

  Палеонтологическая летопись не оставляет сомнений в том, что ныне живущие виды произошли от существовавших ранее других видов. Эта летопись не для всех линий эволюции одинаково ясна. Растительные ткани в большинстве случаев слишком мягкие, чтобы давать хорошие ископаемые остатки, а промежуточные формы, служащие связующими звеньями между разными типами животных, представляли собой, очевидно, формы, лишенные скелета, и от них не осталось никаких следов. Для многих эволюционных линий, в частности для позвоночных, последовательные этапы развития хорошо известны. В других линиях имеются пробелы, которые предстоит заполнить будущим палеонтологам.

Осадочные горные породы, способы образования, классификация

Осадочные горные породы накапливаются на земной поверхности, занимают свыше 75 % площади поверхности суши. Более 95 % их объема накопилось в морских условиях. Большинству осадочных пород характерна слоистая текстура, отражающая периодичность осадконакопления. Характер слоистости зависит от конкретных условий протекания процесса, а первостепенным из них является динамика среды. Так, в стоячей воде возникает горизонтальная слоистость, а в речном потоке – наклонная. Еще одним характерным текстурным признаком является пористость. Текстура осадочных пород чаще всего пористая и компактная (непористая). В зависимости от размера пор пористость подразделяют на грубую, крупную, мелкую и тонкую.

В случае скопления более или менее одинаковых частиц, структура носит название равномерно-зернистой, в противном случае – разнозернистой. По форме частиц породы бывают с окатанной и неокатанной структурой.

Для химических пород характерны оолитовая (зерна имеют форму шариков), игольчатая, волокнистая, листоватая и зернистая структуры. Породы органического происхождения, состоящие из хорошо сохранившихся раковин или растений, имеют биоморфную структуру.

Если осадочные породы представляют собой скопление отдельных, не соединенных друг с другом частиц, они называются сыпучими. Когда отдельные более крупные частицы скрепляет тонкозернистый материал, называемый цементом, породы получают название сцементированных и характеризуются компактной текстурой. Цементирование пород может происходить одновременно с их образованием, а также и после, в результате выпадения различных солей из циркулирующих по порам растворов. По составу различают глинистый, битумный, известковый, железистый, кремнистый и другие цементы. Характер цемента в значительной мере обусловливает плотность и прочность сцементированных пород. Самыми слабыми считаются породы на глинистом цементе, а породы же с кремнистым цементом отличаются наибольшей прочностью.

По происхождению осадочные породы можно разделить на пять групп.

Обломочные (кластические) породы формируются в результате механического разрушения любых других горных пород. Они классифицируются по трем признакам. 1. По размеру (диаметру) обломков: грубообломочные (псефиты), среднеобломочные (псаммиты) и мелкообломочные (алевриты). 2. По форме обломков: угловатые (щебень) и окатанные (галька). 3. По наличию цемента: рыхлые (песок) и сцементированные (песчаник).

Глинистые породы (пелиты) состоят из мельчайших частиц, диаметр которых менее 0,01 мм. Большая часть их возникает благодаря процессам химического выветривания. Накопление глин связано с осаждением вещества из коллоидных растворов, в силу чего глинам характерна тонкая горизонтальная слоистость. При дегидратации глин возникают плотные, не размокающие в воде аргиллиты.

Хемогенные породы возникают при кристаллизации вещества из перенасыщенных водных растворов. В большинстве своем хемогенные породы мономинеральны: состоят из минералов классов карбонатов (хемогенные известняки), сульфатов (гипс и ангидрит), галогенидов (соли каменная и калийная) и др. Хемогенным породам свойственна полнокристаллическая (кристаллически-зернистая) структура: от крупно- до тонкокристаллической, и, даже, скрытокристаллической. Текстура их как слоистая, так и однородно-массивная.

Органогенные породы формируются благодаря накоплению продуктов жизнедеятельности организмов: прежде всего морских и, в меньшей степени, пресноводных беспозвоночных. Некоторые органогенные породы возникают в результате скопления растительных останков (торф). По минеральному составу преобладают карбонатные (известняк-ракушечник, мел), реже встречаются кремнистые (диатомит) и другого состава органогенные породы. В числе характерных структур необходимо назвать биоморфную (порода состоит из ненарушенных скелетов), детритусовую (порода состоит из раздробленных скелетов), биоморфно - детритусовую (порода сложена как целыми, так и разрушенными скелетами). Текстура органогенных пород слоистая и пористая.

Осадочные породы смешанного происхождения имеют сложный состав и возникают при совместном воздействии разных процессов. Среди смешанных пород следует назвать мергель, опоку.

История Земли разделена на крупные временные промежутки, называемые геологическими эрами; эры (за исключением наиболее древних) разделены на геологические периоды, а те, в свою очередь, - на эпохи. Границы между этими подразделениями соответствуют разного рода изменениям геологического и биологического (палеонтологического) характера: усиление вулканизма и горообразовательные процессы; поднятия или опускания значительных участков континентальной коры, приводившие к соответствующим вторжениям или отступаниям моря (морские трансгрессии и регрессии); существенные изменения фауны и флоры и т. п.

Геологическая история Земли подразделяется на крупные промежутки - эры, эры - на периоды, периоды - на века. Разделение на эры, периоды и века, конечно, относительное, потому что резких разграничений между этими подразделениями не было. Но все же именно на рубеже соседних эр, периодов происходили существенные геологические преобразования - горообразовательные процессы, перераспределение суши и моря, смена климата и пр. Кроме того, каждое подразделение характеризовалось качественным своеобразием флоры и фауны.

Отложения древнейших археозойской и протерозойской эр содержат чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов; по этому признаку археозой и протерозой нередко объединяют под названием "криптозой" (этап скрытой жизни), противопоставляя трем последующим эрам - палеозою, мезозою и кайнозою, объединяемым как "фанерозой" (этап явной, наблюдаемой жизни).

Геологические эры истории Земли:

· катархей (от образования Земли 5 млрд лет назад до зарождения жизни)

Эра, когда была безжизненная Земля, окутанная ядовитой для живых существ атмосферой, лишенной кислорода; гремели вулканические извержения, сверкали молнии, жесткое ультрафиолетовое излучение пронизывало атмосферу и верхние слои воды. Под влиянием этих явлений из окутавшей Землю смеси паров сероводорода, аммиака, угарного газа начинают синтезироваться первые органические соединения, возникают свойства, характерные для жизни.

· архей, древнейшая эра (3,8 млрд - 2,6 млрд лет)

Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины. Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора охладилась, океанические впадины заполнились водой. Первичный океан, реки, атмосфера разрушали первичные горы и материки, образуя первые осадочные породы. Ныне они твердые и плотные. С ними связано образование многих полезных ископаемых: строительного камня, слюды, никелевой руды, каолина, золота, молибдена, меди, кобальта, радиоактивных минералов, железа. В архейскую эру в теплых водах первичного океана протекади различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовали солнечная радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами огромных молний. В конце архейской эры в морях появляются комочки белкового вещества, положившие начало всему живому на Земле.

· протерозой (2,6 млрд - 570 млн лет)

В протерозойских отложениях был найден углеобразный материал шунгит. Это свидетельствует о появлении в протерозойской эре растений, из остатков которых образовался уголь. Отложения мрамора позволяют сделать вывод о том, что в протерозое жили животные с известковыми раковинами. С течением времени образовавшиеся из отложений этих раковин известняки превратились в мрамор. В породах протерозоя найдены отложения моря, суши, рек, гор, пустынь и ледников. Следовательно, климат протерозоя был довольно разнообразен. Морские отложения покрыты отложениями вулканов, на которых также залегают морские отложения. Периоды спокойного развития земной коры протерозоя сменялись бурными горообразовательными процессами. С протерозойскими отложениями связано множество полезных ископаемых: железные руды, мрамор, графит, никелевая руда, пьезокварц, каолин, золото, слюда, тальк, молибден, медь, висмут, вольфрам, кобальт, радиоактивные минералы, драгоценные камни. В конце протерозоя благодаря горообразовательным процессам на месте моря возникли горы, а осадочные отложения метаморфизировались. Конец протерозоя иногда называют "веком медуз" - очень распространенных в это время представителей кишечнополостных.

· палеозой (570 млн - 230 млн лет) со следующими периодами: кембрий (570 млн - 500 млн лет); ордовик (500 млн - 440 млн лет); силур (440 млн - 410 млн лет); девон (410 млн - 350 млн лет); карбон (350 млн - 285 млн лет); пермь (285 млн - 230 млн лет);

Палеозойская эра развития Земли подразделяется на два крупных этапа: раннепалеозойский, начавшийся еще в позднем рифее и венде и закончившийся в силурийском периоде, и позднепалеозойский, включавший девонский, каменноугольный и пермский периоды. Каждый из них в подвижных поясах завершался складчатостью - каледонской и герцинской, в результате которых были сформированы протяженные горно-складчатые области и системы, причленившиеся к стабильным платформам и "спаявшиеся" с ними. Наступивший в конце силура горообразовательный период изменил климат и условия существования организмов. В результате поднятия суши и сокращения морей климат девона был более континентальный, чем в силуре. В девоне появились пустынные и полупустынные области; на суше появляются первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Новые группы животных начинают завоевывать сушу. К концу карбона относится появление первых пресмыкающихся - полностью наземных представителей позвоночных. Они достигли значительного разнообразия в перми из-за засушливого климата и похолодания.

· мезозой (230 млн - 67 млн лет) со следующими периодами: триас (230 млн - 195 млн лет); юра (195 млн - 137 млн лет); мел (137 млн - 67 млн лет)

Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся. Их расцвет, вымирание происходят именно в эту эру. В мезозое усиливается засушливость климата. Вымирает множество сухопутных организмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой. Вместо них начинают преобладать наземные формы. В триасе среди растений сильного развития достигают голосеменные, среди животных - пресмыкающиеся. В триасе появляются растительноядные и хищные динозавры. Весьма разнообразны в эту эру морские пресмыкающиеся. В юре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную среду. Летающие ящеры просуществовали до конца мела. В юре от пресмыкающихся возникли и птицы. На суше в юре встречаются гигантские растительноядные динозавры. Во второй половине мела возникли сумчатые и плацентарные млекопитающие. Приобретение живорождения, теплокровности были теми ароморфозами, которые обеспечили прогресс млекопитающих.

· кайнозой (67 млн - до нашего времени) со следующими периодами и веками:

– палеоген (67 млн - 27 млн лет): палеоцен (67-54 млн лет), эоцен (54-38 млн лет), олигоцен (38-27 млн лет);

– неоген (27 млн - 3 млн лет): миоцен (27-8 млн лет), плиоцен (8-3 млн лет);

– четвертичный (3 млн - наше время): плейстоцен (3 млн - 20 тыс. лет), голоцен (20 тыс. лет - наше время).

Геологическая эра, в которую мы живем, называется кайнозой. Это эра расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих. Кайнозой делится на два неравных периода: третичный (67-3 млн.лет) и четвертичный (3 млн.лет - наше время). В первой половине третичного периода широко распространены леса тропического и субтропического типа. К середине этого периода широкое распространение получают и общие предковые формы человекообразных обезьян и людей. К концу третичного периода встречаются представители всех современных семейств животных и растений и подавляющее большинство родов.

В это время начинается великий процесс остепнения суши, который привел к вымиранию одних древесных и лесных форм и к выходу других на открытое пространство. В течение четвертичного периода вымирают мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие торфяные олени и другие животные. Большую роль в вымирании крупных млекопитающих сыграли древние охотники.