Эры развития земли. История геологического развития земли Геологическая эра являющаяся временем возникновения современной растительности

В результате большой, трудоемкой работы многочисленных исследователей, изучавших и сравнивавших горные породы различных разрезов и районов нашей планеты, содержащие органические остатки, с большей или меньшей точностью намечена историческая последовательность формирования верхней части земной коры.

На основании анализа эволюции органического мира, обусловливающей стратиграфическое различие ископаемых организмов, Вторая сессия международного геологического конгресса в г. Болонье (1881) по предложению русской делегации приняла однотипное подразделение всей толщи земной коры на пять (лежащих друг на друге) групп горных пород. Это подразделение стало основой Единой международной шкалы относительного геологического летоисчисления. Время, соответствующее формированию отдельной группы, названо эрой. Принятые названия групп пород и эр даны в таблице ниже.

Основные стратиграфические подразделения относительной геохронологии

Каждая группа пород, в свою очередь, делится на системы, характеризующиеся значительными изменениями в составе толщ и органических остатков, а системы - на отделы (обычно три: верхний, средний и нижний, или два: верхний и нижний), отделы делятся на ярусы, ярусы - на горизонты, или зоны. Соответственно этим комплексам горных пород подразделяется и геологическое время: эры расчленяются на периоды, периоды - на эпохи, эпохи на века. При этом в каждом случае мерилом относительного геологического времени является время накопления соответствующих толщ осадков, условно принятое геологами всех стран за эталон отдельных эр, периодов, эпох и других подразделений международной геохронологической шкалы. Каждый из таких комплексов слоев заключает в себе определенный комплекс органических остатков, позволяющий сопоставлять между собой породы и разрезы, значительно удаленные друг от друга (даже в разных странах или на разных континентах), а также отрезки времени, ушедшие на формирование этих и других синхронных или близких горных пород.

Международная геохронологическая шкала относительного летоисчисления

Ниже приводим краткую характеристику главнейших материалов, свидетельствующих об особенностях исторического развития Земли по этапам и периодам.

Археозойская эра охватывает древнейшее время в истории Земли. О нем мы знаем мало, ибо на современной поверхности Земли древнейшие породы обнажены лишь небольшими участками в пределах устойчивых блоков земной коры (щитов) и некоторых, глубоко размытых горных систем (Алданский, Анабарский, Скандинавский щиты, Енисейский кряж, Восточные Саяны, Забайкалье и др.). Древнейшие породы за длительное время интенсивно изменились, дислоцировались, метаморфизовались и превратились в гнейсы, кристаллические сланцы, мраморы и другие перекристаллизованные породы.

Несмотря на глубокий метаморфизм, удается установить, что в первоначальном виде в составе древнейших толщ были как магматические, так и осадочные образования в виде, например, мощных толщ известняков и доломитов, кварцитов, конгломератов и др. Следы органических остатков в них затушеваны. По редким находкам их предполагается, что органическая жизнь тогда была исключительно примитивной. Точно установленных органических остатков в археозое кет. Найденные формы, напоминающие водоросли и названные Eozoon (из гнейсов Канады) или Corycium (из гнейсов Финляндии), являются проблематичными. По данным Мак-Грегора (1940), подтвержденным Холмсом (1954), в древнейших породах Южной Родезии, возраст которых определяется в 2,7-3,3 млрд. лет, в графитсодержащих известняках выявлены оригинальные структурные формы, отдаленно напоминающие водоросли вида калления, хорошо известные в протерозойских породах.

Бесспорным показателем присутствия органического вещества в археозойское время являются углистые и графитистые породы. В сильно перекристаллизованных мраморах и сланцах графит образует крупные чешуйки. Общеизвестная большая роль организмов в образовании карбонатных пород всех систем позволяет предполагать возможное органическое происхождение и некоторых археозойских карбонатных пород. Вероятно, тогда жили известковые водоросли или бактерии. Древнейший возраст археозойских толщ определяется по шкале относительного возраста условно по их стратиграфическому положению в основании известного нам протерозойского комплекса осадочных пород.

По мнению В. А. Николаева (1957), более или менее надежное разделение пород археозоя и протерозоя как между собой, так и внутри в настоящее время возможно в основном при использовании следующих четырех критериев:

1. крупные, регионально проявленные структурные несогласия в залегании отдельных частей (свит) метаморфического комплекса, выраженные различиями в простирании систем складок, интенсивности складчатости, степени метаморфизма, базальными конгломератами или присутствием продуктов размыва более древних образований в терригенных (песчаниковых) вышележащих толщах;
2. наличие некоторых характерных и постоянных по литологии частей (свит) в исследуемом комплексе, например, мощных пластов кварцитов, мощных карбонатных слоев, вулканогенных образований (порфироидов, зеленокаменных пород и т. п.);
3. наличие характерных интрузивных пород и ассоциаций их в одних частях разреза (более древних) и отсутствие в других (более молодых);
4. различия в степени метаморфизма пород.

На основе этих критериев к архею относят комплексы, обычно глубоко метаморфизованные (гнейсы, мигматиты, гранитогнейсы, кристаллические сланцы амфиболитовой и гранулитовой метаморфических фаций), отделенные перерывом и структурным несогласием от комплексов протерозойского возраста.

Протерозойская эра фиксируется по мощным толщам пород, обнажающихся на значительных площадях древних горных систем (Енисейский кряж, Саяны и др.).

Литологический состав нижних частей группы протерозойских пород сходен с составом древнейших пород. Широко распространены метаморфические комплексы в виде разнообразных кристаллических сланцев. В верхних частях дислокации и метаморфизм пород выражены значительно меньше и нередко наблюдаются даже слабометаморфизованные породы. Органические остатки встречаются чаще. Эра характеризуется достаточно высоко организованной и развитой органической жизнью. Особенно это касается верхних ее частей. Среди различных ископаемых остатков организмов протерозоя на первом месте по массовому распространению стоят сине-зеленые водоросли - простейшие представители этой группы растений, чаще других встречаются Collenia, Osagia, Conophyton, Newlandia, Cryptozoon и др. С достаточной уверенностью считается, что в верхнепротерозойское время уже существовали наземные растения, о чем свидетельствует присутствие в осадках этого возраста спор. Из ископаемых представителей беспозвоночных животных наиболее широкое распространение имели радиолярии, примитивные фораминиферы и др.

Для протерозойской фауны характерно отсутствие форм с известковым скелетом и, наоборот, широкое развитие хитиновых, роговых и фосфорнокислокальциевых скелетных элементов. Это, являясь коренным отличием нескелетного органического мира докембрия от фаун палеозойских периодов, обусловлено, по мнению А. П. Виноградова, относительно высоким содержанием углекислоты в воздухе и в воде, что определяло недонасыщение морской воды углекислым кальцием и, как следствие, препятствовало беспозвоночным отлагать известь в их тканях.

Верхняя граница протерозойской группы устанавливается по контакту с палеонтологически охарактеризованной нижней кембрийской системой. В последнее время верхняя часть протерозойских отложений выделяется в самостоятельную синайскую систему.

Палеозойская эра благодаря наличию многочисленных хорошо сохранившихся документов изучена достаточно детально не только в целом, но и во многих узких своих подразделениях. Породы этой группы слагают большие площади на континенте, они очень разнообразны, изменчивы и представлены всеми семействами.

Палеозой является эрой дальнейшей эволюции живых организмов. В это время дифференцировались, развивались и усложнялись организмы, жившие в протерозое, и вместе с тем появлялись новые виды, в том числе и первые позвоночные животные. Это была эра первого выхода организмов на сушу - сначала растений, а затем и животных. В начале палеозоя континенты, вероятно, были почти безжизненными, представляя собой каменные и песчаные пустыни; к началу мезозойской эры они заселились довольно богатой органической жизнью. Палеозойская эра расчленяется на 6 периодов, представленных мощными системами пород эффузивного, вулканогенно-осадочного и осадочного происхождения, характеризующихся своеобразной фауной.

Кембрийский период , начальный период палеозойской эры, выделен впервые в 1836 г. Седжвиком.

Кембрийский период, как и кембрийская система, получил свое название от Cambria - древнего названия Уэльса.

Отложения этой системы широко распространены в составах платформенных и складчатых областей. На платформах толща кембрия преимущественно осадочная, слабо метаморфизована и при обычном наличии в ней хорошо сохранившихся органических остатков выделяется довольно легко. В складчатых областях отложения кембрия сильно дислоцированы и метамороизованы, а органические остатки в них, как правило, редки. Поэтому здесь нередко затруднительно отделение толщ кембрия от докембрийских образований внизу и от пород ордовика - вверху. В этих случаях за условные поверхности раздела принимают стратиграфические и угловые несогласия, сопровождающиеся местами конгломератами.

В общем органический мир кембрия значительно богаче протерозойского. Все органические остатки принадлежат исключительно представителям морской фауны и флоры. Достоверных следов сухопутных организмов пока не обнаружено. В настоящее время известны остатки по меньшей мере 1500 видов беспозвоночных обитателей моря. Большинство их представлено слабоизменчивыми распространенными формами, жившими длительное время и поэтому не имеющими серьезного стратиграфического значения. Это преимущественно форамиииферы, некоторые губки, медузы, иглокожие, пелециподы, гастроподы и черви. Остатки их или очень редки, или плохо сохранились, или не имеют четких отличий от более поздних представителей.

Из общего состава кембрийской фауны наиболее распространенными (судя по ископаемым остаткам) были трилобиты, брахиоподы и археоциаты, представители остальных типов играли совершенно ничтожную роль. Часто встречаются известковистые остатки водорослей, весьма сходные с протерозойскими. Руководящее значение для стратиграфии и определения относительного возраста имеют различные трилобиты и археоциаты.

Очень многие из трилобитов характеризуют только кембрийские толщи, причем часто не выходят из границ того или иного отдела или даже мелких стратиграфических подразделений системы. Некоторые трилобиты космополитные и характеризуют кембрийские отложения всех стран, другие характерны для более узких площадей и имеют большее или меньшее региональное значение.

Археоциаты, по А. Г. Вологдину, появляются в нижнем кембрии, достигают расцвета уже к концу его, а в среднем кембрии приобретают повсеместное распространенно. К началу верхнего кембрия они начинают вымирать и исчезают.

До последнего времени ярусного расчленения отделов кембрийской системы, как это принято для других систем, не было. Правда, в зарубежной литературе делались такие попытки, но из них наиболее удачно предложение разделения верхнего отдела Северной Америки на три яруса. У нас в Союзе, главным образом на основании изучения разрезов кембрия Сибирской платформы, удалось выделить в нижнем кембрии алданский и ленский ярусы, а в среднем кембрии - алегинский и майский. Верхний кембрий в СССР на ярусы не расчленен.

Ордовикский и силурийский периоды в современном составе выделены недавно путем расчленения силурийского периода и соответствующей ему силурийской системы. Это расчленение проведено еще не повсеместно, и поэтому при краткой характеристике мы даем только их общие черты.

Ордовикский период (и соответствующая ему ордовикская система), известный ранее как нижняя эпоха (отдел) силура, в качестве самостоятельного признан только в самое последнее время. Отложения ордовикской системы так же, как и вышележащего силура, распространены на значительных территориях, так как в ордовике проходила одна из величайших в истории Земли трансгрессий моря. Большинство пород этого периода осадочные, местами содержат эффузивы. При общем сравнительно слабом метаморфизме пород толщи ордовика иногда столь интенсивно дислоцированы и метаморфизованы, что с трудом отделяются от кембрия.

Ордовикский период получил свое название по имени древнего племени ордовиков в Англии, где отложения ордовикской системы были впервые изучены в 1879 г. Лапворсом.

Животный мир ордовика по сравнению с кембрийским периодом более богат и разнообразен. В ордовике обновляется фауна трилобитов, резко возрастает количество видов брахиопод, к концу периода приобретают большое развитие кораллы и мшанки, весьма многочисленны головоногие моллюски (наутилоидеи), широко распростанены граптолиты, появляются первые ежи и криноидеи. В ордовикский период, по-видимому, появляются первые наземные высокоразвитые организмы - многоножки и скорпионы. Растительный мир был представлен водорослями и примитивными пеллофитами. Есть основания предполагать, что флора ордовика была более разнообразной, на что указывают разнообразные и многочисленные споры, находимые в ордовикских отложениях.

В стратиграфическом отношении наибольшее значение имеют граптолиты, трилобиты и в меньшей мере брахиоподы. Общепринятого деления ордовикской системы на ярусы нет.

До недавнего времени более или менее общим признанием пользовалась английская схема расчленения ордовика, по которой выделялись четыре яруса (снизу вверх): тремадокский, аренигский, лландейльский и карадокский. В последнее время предлагается следующее расчленение ордовика: в нижнем отделе выделяются тремадокский и аренигский ярусы, в среднем - лландейльский и невский и в верхнем - карадокский и анегилльский.

Силурийский период и соответствующая ему силурийская система были выделены впервые Мурчисоном в 1835 г.

Силурийская система получила свое название по имени древнего кельтского племени силуров, населявшего Уэльс, где эта система была впервые изучена.

Начавшаяся в ордовике трансгрессия моря продолжалась и в силурийское время, в связи с чем в силуре распространены те же главнейшие типы отложений, которые были характерны для ордовика. Во второй половине силурийского периода в связи с резким оживлением тектонических движений началась регрессия, приведшая к значительному расширению континентов.

Органический мир силурийского периода характеризовался дальнейшим развитием беспозвоночных, дававших многочисленные и разнообразные формы. Наиболее характерной группой фауны были граптолиты. многочисленные кораллы, брахиоподы и наутилоидеи. Трилобиты по сравнению с ордовиком имели значительно более бедный видовой состав. В конце периода появляются первые гониатиты. Криноидеи и морские ежи были представлены относительно слабо. Среди позвоночных были слабо развиты бесчелюстные, появились первые панцирные рыбы. Из растительности широко развиты были разнообразные водоросли, а из наземных - типа псилофитов.

Среди большого разнообразия беспозвоночных особое значение для стратиграфии имеют граптолиты, брахиоподы, кораллы, головоногие моллюски.

Общепринято расчленение отделов силурийской системы на следующие ярусы: в нижнем отделе выделяются лландоверийский и уиилокский ярусы, а в верхнем - лудловский и даунтонский. Существование самостоятельного даунтонского яруса в настоящее время многими исследователями оспаривается.

Девонский период и девонская система отложений были выделены Мурчисоном и Седжвиком в 1839 г. По названию английской провинции Девоншир и названа эта система.

Сравнительно с силуром, распространение морских отложений в этом периоде меньшее. Широким развитием среди них пользуются лагунно-континентальные и лагунно-морские осадки. Сравнительно слабые дислоцированность и метаморфизм пород, а также хорошая сохранность обильной фауны в них обеспечивают девонской системе роль маркирующей при изучении палеозойских образований, хотя местами в случаях постепенных переходов в отложениях встречаются трудности установления как нижней, так и особенно верхней границ системы.

Органическая жизнь девонского периода в общем близка верхнесилурийской, но обладает и резко специфическими чертами. Так, в девонское время уже почти полностью отсутствовали характерные для силура граптолиты, началось вырождение трилобитов и наутилоидей, заметно ослабла фауна примитивных брахиопод. В то же время быстрое развитие получили гониатиты, продолжала сохраняться значительная роль панцирных. Рыбы в девоне были представлены уже всеми классами, из которых особого развития в это время достигли двоякодышащие и кистеперые. В среднем палеозое значительного разнообразия достигла наземная флора, представленная в силуре только примитивными формами. Среди остатков наземных животных отмечаются четвероногие. Ichtyostega - первый известный представитель амфибий, найденный в верхнем девоне Гренландии.

Для определения относительного возраста крупное значение имеют некоторые беспозвоночные. Важнейшей является фауна гониатитов, отличающаяся большим разнообразием и быстрой изменчивостью и потому удобная для дробного расчленения системы. Большое стратиграфическое значение имеют также брахиоподы. Они изменчивы во времени, выдержаны на громадных пространствах и представлены разнообразными фаунистическими видами. Хорошие руководящие формы дают строматопоры и кораллы. Последние имеют также важное породообразующее значение, слагая местами мощные толщи рифовых известняков.

Девонская система подразделяется на три отдела, каждый из которых, в свою очередь, делится на два яруса. В нижнем отделе выделяются живединений и кобленцский ярусы, в среднем - эйфельский и живетский и в верхнем - франский и фаменский.

Каменноугольный период и соответствующая каменноугольная система, как и предыдущие, впервые были выделены Мурчисоном и Седжвиком в 1839 г. Свое название они получили по залежам каменных углей, встречающихся в этих толщах во всех странах мира.

Отложения каменноугольной системы отличаются большим разнообразием. Очень широко распространены континентальные осадки, среди которых наибольшее значение имеют угленосные и ледниковые осадочные образования, представленные песчано-глинистыми и разнообразными карбонатными породами.

Нижняя граница каменноугольной системы в тех случаях, когда верхний девон и нижний карбон разделены несогласием, устанавливается достаточно точно. При постепенном же переходе между ними разделение осуществляется только фаунистически, на основании появления типичных для каменноугольного периода представителей фауны гониатитов. В случаях отсутствия ископаемых остатков разделение весьма затруднительно. Верхняя граница системы устанавливается с еще большими трудностями.

Органические остатки каменноугольного периода свидетельствуют о небывалом в истории Земли пышном расцвете появившихся в конце девона наземных растений, представленных крупными настоящими папоротниками, плауновыми и хвощами. Широко были развиты и первые голосеменные растения - кордаиты. По остаткам животных видно, что в этом периоде вымирает большинство трилобитов, резко обновляется фауна брахиопод. пышного расцвета достигают фораминиферы, исчезают панцирные рыбы, появляются и распространяются акуловые. Среди наземных животных широкое развитие получают насекомые, паукообразные, легочные моллюски. К концу периода значительную роль начинают играть позвоночные - амфибии и первые рептилии. В стратиграфическом отношении наиболее важное значение продолжают иметь гониатиды, брахиоподы, фораминиферы. В угленосных отложениях, кроме флоры, руководящими являются также пелециподы.

Каменноугольная система делится на три отдела: нижний, средний и верхний. В Западной Европе и Северной Америке обычно принимается двухчленное деление каменноугольной системы.

В последнее время предложено несколько схем более дробного возрастного деления отложений системы. Так, в СССР предлагается выделять в нижнем отделе три яруса - турнейский, визейский и намюрский (впервые были выделены в Бельгии), в среднем - башкирский и московский и в верхнем - касимовский, гжальский и оренбургский.

Пермский период завершает палеозойскую эпоху. Как самостоятельное стратиграфическое подразделение пермская система была выделена Мурчнеоном в 1841 г. Свое название она получила от г. Перми, в районе которого найдены мощные отложения.

Широкое распространение в пермской системе имеют континентальные и лагунные отложения, представленные угленосными и соленосными типами. Морские, главным образом мелководные, осадочные образования имеют подчиненное значение. В развитии органического мира пермского периода отмечается ряд характерных черт. Пермская фауна моря, как показывает обобщение известных данных по ископаемым остаткам беспозвоночных, весьма близка к каменноугольной, представляя в общем обедненную, угасающую фауну последнего, каменноугольного периода. Сходство фаун настолько велико, что установить границу между этими системами очень трудно. В связи с этим делались неоднократные предложения об объединении двух этих систем в одну (антраколитовую).

В самом конце пермского периода в морской фауне происходят значительные перемены. Нацело вымирают почти все каменноугольные формы, на смену приходят новые. Более глубокие различия между пермским и карбоновым периодами намечаются в наземной фауне и флоре. В составе наземной фауны характерным для пермского периода является широкое распространение, кроме амфибий, разнообразных рептилий - типичных обитателей континентов, окончательно порвавших связь с водной средой. Характерной чертой пермской фауны позвоночных является также то, что распространение образующих ее форм ограничено определенными площадями. В развитии наземной флоры в пермском периоде выделяется два резко отличных этапа.

В первой половине периода наземная растительность весьма сходна с флорой каменноугольной эры, хотя имелись и новые виды. Совершенно новыми являлись единичные представители первых хвойных, саговниковых и гинкговых, еще мало изменявшие общий состав флоры. Во второй половине пермского периода произошло обновление наземной флоры. Резко сокращается количество видов и особей типичных представителей каменноугольной флоры, обнаруживаются ясные признаки их вымирания, и к концу периода они почти полностью исчезают. Наоборот, пышного развития достигают семенные растения, главным образом хвойные, цикадовые и гинкговые. Таким образом, если нижнепермская наземная флора имела еще вполне палеозойский облик, то верхнепермская уже ближе стоит к мезозойской.

В стратиграфическом отношении в пермской системе главную роль играют аммониты, по-прежнему важная роль принадлежит брахиоподам, форампниферам, пелециподам и наземным растениям.

Пермская система делится на два отдела. Общепринятого деления отделов на ярусы нет. В СССР нижний отдел делится на три яруса (снизу вверх) - сакмарский, артинский и кунгурский, верхний - на казанский и татарский.

Мезозойская эра характеризуется значительным своеобразием эволюции живых организмов. В это время необычайно широкого развития достигли белемниты и аммониты, которые в конце эры пришли в упадок, а в начале кайнозоя совсем вымерли. Кроме аммонитов, широко развиты также были некоторые группы фораминифер и пелеципод. Вместе с тем, в течение мезозоя полностью вымерли такие характерные для палеозоя представители, как трилобиты, граптолиты, в значительный упадок пришли брахиоподы.

Важнейшей отличительной чертой мезозойской фауны являлось исключительное развитие и широчайшее распространение пресмыкающихся, заселявших море и сушу. Появившись в каменноугольном периоде, в перми они были еще сравнительно слабыми и малочисленными, в мезозойской же эре пресмыкающиеся завоевали господствующее положение, дав многочисленные, часто гигантские формы животных. Достигнув максимума своего расцвета в середине мезозойской эры, в конце ее они переживали упадок, а многие из них совсем вымерли.

Растительный мир мезозоя был представлен главным образом богатой флорой хвойных, гинкговых и саговниковых, достаточное развитие еще имели папоротники и хвощи. В конце мезозоя флора обновилась. В ее составе появились высшие покрытосеменные растения, быстро завоевавшие господствующее положение.

Для возрастного расчленения и синхронизации морских толщ мезозойских систем прекрасным основанием являются аммониты, фауна морских ежей, белемнитов и группа пелеципод. В континентальных отложениях важной является флора голосеменных растений и разнообразная фауна пресмыкающихся.

Триасовый период и соответствующая ему триасовая система были выделены впервые в 1834 г. Альберти в Германки. Отложения триасовой системы представлены морскими, лагунными и континентальными отложениями. В верхней части системы развиты угленосные отложения. Органическая жизнь триасового периода хотя и была очень близка к пермской, однако обнаруживала и свои характерные черты.

В составе морских беспозвоночных господствовали аммониты и пелециподы. Из наземных животных характерны разнообразные пресмыкающиеся (рептилии). Появляются первые млекопитающие, относящиеся к яйцекладущим и, вероятно, сумчатым. Наряду с наземными формами, появляются первые представители рептилий, обитавших в воде, плезиозавры и ихтиозавры. Среди сухопутных растений широко развиты были хвойные, гинкговые, саговиковые, а также настоящие папоротники и хвощи.

Триасовая система разделяется на три отдела: нижний, средний и верхний. Нижний отдел более дробного расчленения не имеет. В среднем отделе выделяется анизийский и ладинский ярусы, в верхнем - корнийский, норийский и рэтский.

Юрский период . В современном объеме юрская система была выделена А. Броньяром в 1829 г. при изучении им Юрских гор Швейцарии. Отложения юрской системы распространены довольно широко. Чаще всего встречаются морские, главным образом мелководные, отложения. Глубоководные осадки развиты меньше. Широко развиты континентальные, особенно озерно-болотные или дельтовые угленосные отложения.

Органический мир юрского периода характеризовался высокой организацией и чрезвычайно широким распространением фауны аммонитов и белемнитов. Большую роль играли пелециподы и губки. Широко были развиты рыбы. На суше господствующее положение занимали пресмыкающиеся, достигшие в это время необычайно мощного расцвета. В юрский период появились летающие ящуры (птеродактили) и первые птицы. Растительность юры отличалась преобладанием папоротников и разнообразных голосеменных.

Для стратиграфии имеют руководящее значение многие формы пелеципод, аммонитов и белемнитов.

Юрская система разделяется на три отдела: нижний (лейас), средний (доггер) и верхний (мальм).

Относительно хорошая изученность юрских отложений и обилие встречающихся в них органических остатков дает возможность довольно дробного расчленения юрских толщ.

В настоящее время в СССР и в Западной Европе принято выделение следующих ярусов: в лейасе - геттанжского, синемурского, лотарингского, пиинебахского, дошерского и тоарского; в доггере - ааленского, бойосского и батского; в мальме - келловейского, оксфордского, кимериджского и титонского. Последний обычно разделяется на два подъяруса - нижний волжский и верхний волжский.

Меловой период . Мезозойские отложения, содержащие залежи белого пишущего мела, во Франции были выделены в 1822 г. О. д’Аллуа в самостоятельную меловую систему.

Отложения меловой системы имеют весьма широкое распространение и представлены как континентальными, так и морскими осадками. При этом в составе последних в нижнемеловую эпоху преимущественное значение имеют песчаноглинистые отложения, туфы и лавы, а в верхнемеловую эпоху преобладают карбонатные породы (известняки, пишущий мел и др.). В ряде мест (Африке, Индии, Южной Америке, Восточной Сибири, Закавказье) мощные толщи верхнемелового времени представлены порфиритами, туфами и другими продуктами извержений. Органический мир мелового периода хотя и имел характерный для мезозойской эры облик, но значительно отличался от такового для юрского периода. В течение мелового периода наземная флора целиком обновляется, приобретая законченный кайнозойский облик. В мире животных характерным являлась резко выраженная узкая специализация многих групп и ясно наметившиеся признаки дегенерации мезозойской фауны, указывающие на ее постепенный упадок. Из беспозвоночных по-прежнему главную роль продолжали играть аммониты, хотя в конце периода они полностью вымирали. Белемниты, пережив свой расцвет в юрском периоде, в меловом менее многочисленны и к концу периода тоже почти полностью вымирают. В фауне позвоночных центральное место продолжали занимать пресмыкающиеся. Несмотря на это, к началу кайнозоя почти все мезозойские группы пресмыкающихся вымерли.

На основании палеонтологических данных, меловая система расчленяется на два отдела, не имеющих собственных названий. Нижний отдел разделяется на валанжинский, готеривский, барремский, аптский и альбский ярусы; верхний отдел делится на сеноманский, туронский, коньякский, сантонский, кампанский, маастрихтский и датский ярусы.

Кайнозойская эра охватывает последнее время истории Земли, вплоть до современного момента. В это время сформировались современные материки, океаны и рельеф земной поверхности. Растительность и животный мир резко отличаются от таковых в мезозойское время. В растительном мире господство принадлежит покрытосеменным цветковым растениям, вытеснившим более древнюю флору - папоротники и голосеменные растения. В мире животных кайнозойская эра характеризуется господством гастропод и пелиципод среди беспозвоночных в морях и расцветом млекопитающих в составе позвоночных животных на суше. М. К. Коровин (1941) указывает: «История млекопитающих кайнозоя дает интереснейший пример быстрого и мощного расцвета высших представителей животного мира, на протяжении всей мезозойской эры влачивших жалкое существование». Уже к началу четвертичного времени состав фауны млекопитающих стал весьма близким к современному. В конце неогена и начале четвертичного периода произошло величайшее событие, заключающееся в появлении венца эволюционного развития органического мира - разумного человека (Homo sapiens). Кайнозойская эра ранее подразделялась на третичный и четвертичный периоды. В настоящее время принято ее трехчленное деление: палеоген, неоген и четвертичный периоды.

Палеогеновый период . Отложения палеогеновой системы пользуются широким распространением и представлены как континентальными, так и морскими осадками. Они характеризуются хорошей сохранностью и почти полным отсутствием метаморфизма. Стратиграфически период отложений палеогеновой системы ограничен двумя циклами регрессий. Органический мир палеогена резко отличается по своему составу от такового в мелу. На смену вымершим гигантским рептилиям и древним птицам пришли млекопитающие, занявшие господствующее положение среди наземной фауны позвоночных. Морская фауна характеризуется развитием нуммулитов, морских ежей, пластинчатожаберных и гастропод, дающих много руководящих форм. В растительном мире господствующее положение заняли покрытосеменные, представленные теми же родами, что и современные. Палеогеновая система подразделяется на три отдела: палеоцен, эоцен и олигоцен. Общепринятого расчленения на ярусы нет.

Неогеновый период . Отложения неогеновой системы также представлены морскими и континентальными неметаморфизованными осадками. В неогеновое время происходит дальнейшее развитие млекопитающих.

В это время возникают семейства и роды хищных, копытных и хоботных, развиваются человекообразные обезьяны. В морях неогена продолжают существовать те же группы, что и в палеогене, за исключением нуммулитов, вымерших к началу неогена. Растительность имеет почти современный облик. Неогеновая система подразделяется на два отдела: миоцен и плиоцен. Более дробное деление носит местное значение.

Четвертичный период . Четвертичная система как толща осадков, перекрывающая третичные отложения, была впервые выделена Букландом в 1823 г., присвоившим ей название «делювий». Наименование «четвертичная» было предложено Денуайэ в 1829 г. и закрепилось в литературе. По мнению М. Жинью, необходимость отделения четвертичного периода от неогенового обусловлена главным образом тем, что, во-первых, в этот период появился человек с его культурой и, во-вторых, наблюдалось широкое распространение ледников, что придает этому периоду специфические черты. Историей этих двух основных факторов определяется и вся стратиграфия четвертичного периода, приобретающая, таким образом, совершенно своеобразный облик.

Морская фауна, сложившаяся еще в конце неогена, в четвертичном периоде претерпела весьма незначительные изменения и в таком виде дошла до современного времени. Континентальная фауна (главным образом фауна млекопитающих), наоборот, подверглась значительным изменениям и имеет существенное значение при стратиграфическом расчленении отложений четвертичной системы, хотя ее хронологическая последовательность часто нарушается многочисленными миграциями.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

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

Геологическая хронология

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

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

Формирование Земли

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

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

Докембрийский эон

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

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

Катархейский эон

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

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

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

Архейский эон

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

Протерозойский эон

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

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

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

Фанерозойский эон

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

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

Эры докембрийского эона

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

Протерозой же состоит из трех больших эр:

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

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

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

Эры фанерозойского эона

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

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

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

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

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

Кайнозой, или время млекопитающих. Состоит из двух периодов:

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

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

Возникновение Земли и ранние этапы ее становления

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

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

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

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

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

Принципы периодизации геологической истории Земли

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

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

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

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

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

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

Таблица 8.1. Геохронологическая шкала

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.

И Вселенной. Например, гипотезы Канта – Лапласа, О.Ю. Шмидта, Жоржа Бюффона, Фреда Хойла и др. Но большинство учёных склонны полагать, что Земле около 5 млрд. лет.

О событиях геологического прошлого в их хронологической последовательности дает представление единая международная геохронологическая шкала. Ее основными подразделениями являются эры: архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская. кайнозойская. Древнейший интервал геологического времени (архей и протерозой) называют также докембрием. Он охватывает большой период — почти 90% всей (абсолютный возраст планеты, по современным представлениям, принимается равным 4,7 млрд. лет).

Внутри эр выделяются меньшие временные отрезки — периоды (например, палеогеновый, неогеновый и четвертичный в кайнозойскую эру).

В архейскую эру (от греческого — изначальный, древний) образовались кристаллические породы (граниты, гнейсы, сланцы). В эту эру на происходили мощные горообразовательные процессы. Изучение этой эры позволило геологам предположить наличие морей и живых организмов в них.

Протерозойская эра (эра ранней жизни) характеризуется отложениями пород, в которых найдены остатки живых организмов. В эту эру на поверхности Земли образовались наиболее устойчивые участки — платформы. Платформы — эти древние ядра — стали центрами формирования .

Палеозойская эра (эра древней жизни) отличается несколькими этапами мощного горообразования, . В эту эру возникли Скандинавские горы, Урал, Тянь-Шань, Алтай, Аппалачи. В это время появились животные организмы с твердым скелетом. Впервые появились позвоночные: рыбы, амфибии, рептилии. В среднем палеозое появилась наземная растительность. Древовидные папоротники, плауновые и др. послужили материалом для образования месторождений каменного угля.

Мезозойская эра (эра средней жизни) также характеризуется интенсивной складчатостью. Горы образовались в областях, прилегающих к . Среди животных господствовали пресмыкающиеся (динозавры, протерозавры и др.), впервые появились птицы и млекопитающие. Растительность состояла из папоротников, хвойных, в конце эры появились покрытосеменные растения.

В кайнозойскую эру (эру новой жизни) складывается современное распределение материков и океанов, происходят интенсивные горообразовательные движения. Образуются горные цепи на берегах Тихого океана, на юге Европы и Азии ( , Гималаи, Береговые хребты Кордильер и др.). В начале кайнозойской эры климат был значительно теплее современного. Однако увеличение площади суши за счет поднятия материков привело к похолоданию . Появились обширные ледниковые покровы на севере и . Это привело к значительным изменениям растительного и животного мира. Вымерли многие животные. Появились растения и животные, близкие к современным. В конце этой эры появился человек и стал интенсивно заселять сушу.

Первые три миллиарда лет развития Земли привели к образованию суши. По представлениям ученых вначале на Земле был один материк, который впоследствии раскололся на два, а затем происходило еще разделение и в результате к сегодняшнему дню образовалось пять материков.

Последний миллиард лет истории Земли связан с образованием складчатых областей. При этом в геологической истории последнего миллиарда лет выделяют несколько тектонических циклов (эпох): байкальский (конец протерозоя), каледонский (ранний палеозой), герцинский (поздний палеозой), мезозойский (мезозой), кайнозойский или альпийский цикл (от 100 млн лет и до настоящего времени).
В результате всех вышеперечисленных процессов Земля приобрела современное строение.

Термин «антропоцен» был введен Юджином Стормером еще в середине 1980-х, но популярность он приобрел благодаря специалисту по химии атмосферы, нобелевскому лауреату Паулю Крутцену. В начале XXI века и само представление об антропоцене, и его обоснование было с воодушевлением принято экологическим сообществом в США, Евросоюзе и ряде других стран, что сделало вопрос не только научным, но и политическим.

Наука и политика

В самом деле, если мы определим границу антропоцена на геологических картах, изменения будут небольшими. Но признание его научным сообществом усилит позиции борцов за охрану природы, станет новым доводом в пользу Парижского соглашения о климате 2015 года и подтвердит, что влияние человека на планету — неоспоримый факт.

Чем характеризуется наступление новой геологической эпохи? Несколько признаков выделяют антропоцен на фоне предыдущей истории Земли. Начиная с середины ХХ века в отложениях присутствуют следы ядерных и термоядерных взрывов. Радионуклиды (плутоний-239, цезий-137, стронций-90) фиксируются по всему миру. Полураспад самого долгоживущего из них, плутония-239, длится около 24 тысяч лет.

Самые резкие изменения начались после 1950 года: скачок наблюдается и в экономическом развитии, и во влиянии на биосферу планеты в целом.

Надолго могут сохраниться и другие характерные следы антропоцена. Содержание углекислого газа в атмосфере растет из-за сжигания ископаемого топлива. Появляются и накапливаются не существовавшие ранее материалы — железобетон, пластики, металлический алюминий, многие сорта стекла. Почвы загрязняются фосфатами и другими минеральными удобрениями, человек вырубает леса и распахивает степи. Происходит массовое вымирание.

На границе вымирания

В истории Земли было уже несколько очень крупных вымираний. Их следы в породах легко определить: нижний пласт, крайне богатый окаменелостями, перекрывается следующим, в котором их практически нет, а если и есть, то уже совершенно другие. Естественно, что такие явные переходы служат удобными границами для разделения эпох.

Первое зафиксированное массовое вымирание, ордовикско-силурийское, произошло около 440 млн лет назад. Девонское вымирание положило начало каменноугольному периоду. Самое знаменитое вымирание, мел-палеогеновое, около 65 млн лет назад стоило жизни динозаврам. Но можно ли назвать вымиранием происходящее сейчас?

Считается, что человек уже поспособствовал опустыниванию Сахары, исчезновению мамонтов и других представителей ледниковой фауны. Но этот процесс далеко не закончен: по данным WWF, Всемирного фонда дикой природы, за последние 40 лет общее количество животных сократилось на 60%. За пару десятилетий разнообразие островных бабочек упало на 71%, птиц — на 56%, растений — почти на треть.

Одновременно с этим человек оказывается мощным фактором эволюции для видов, которым удается выжить в новом мире. Например, широкий отлов и отстрел животных направлен прежде всего на самых крупных особей. Небольшой зверек, мелкая рыба имеют больше шансов выжить, что запускает ранее не существовавшие механизмы адаптации. И действительно, в регионах, где разнообразные виды являются объектами охоты или ловли, наблюдается трехкратное ускорение изменений их маркерных признаков — и общее уменьшение размеров.

Палеонтологи будущего наверняка смогут обнаружить в отложениях следы этих процессов. В стратиграфии сохранятся свидетельства и достаточно быстрого, по геологическим понятиям, исчезновения многих видов, и неожиданного их измельчания перед гибелью — граница антропоцена может быть задана этой «чертой вымирания». Но свой отсчет новой эпохе готовы дать и минералы.

Мусор и алмазы

Геолог из Института Карнеги Роберт Хазен подсчитал, что из более чем 5200 описанных современной наукой минералов почти 4% обязаны своим появлением человеку. Одни из них образовались после того, как люди извлекли их из-под земли и на них впервые стали воздействовать факторы эрозии. Другие искусственны уже по своему происхождению: они образуются при разложении мусора или их просто производят на заводах. Многие из таких соединений чрезвычайно инертны и способны сохраняться долго даже по геологическим меркам. Их появление в геологических отложениях тоже можно считать одним из маркеров наступления новой эпохи.

Но и ядерные испытания, начавшиеся в 1940-х, оставили не только рассеянные радионуклиды. Геологи будущего узнают их по характерным остекленевшим полостям в земной коре — следам глубоких подземных ядерных взрывов. Разноцветное «стекло», образовавшееся под действием громадных температур, может просуществовать сотни миллионов лет. Впрочем, не один миллион лет вполне способно сохраняться и обычное бутылочное стекло, устойчивое к действию и кислой, и щелочной сред.

Меньше надежд обнаружить наступление антропоцена дадут стальные и железобетонные конструкции. Они менее устойчивы к колебаниям температур, а самое главное — к воздействию воды. Железо, которое упрочняет бетон, со временем поможет его разрушению, ржавея и подтачивая структуру изнутри. Зато очень долго сохранятся изделия и конструкции из таких металлов, как титан, легированная сталь и других, которые не могли возникнуть на нашей планете естественным путем.

У «времени людей» есть и еще один маркер — это концентрация золота, платины и ограненных драгоценных камней. Один-единственный прихотливо обработанный камень сможет многое рассказать о наших технологиях и культуре. Свалки мусора, отходы промышленности и драгоценности станут с точки зрения минералогии ключевыми свидетельствами начала антропоцена. Если только сами ученые договорятся считать его полноценным периодом геохронологии.

Между веком и эпохой

Признание антропоцена в науке еще далеко не завершено. На данный момент существует лишь положительная рекомендация Рабочей группы по антропоцену, которую будет разбирать стратиграфическая комиссия при Международном союзе геологических наук (IUGS). Лишь этот орган может принимать решения, касающиеся Международной геохронологической шкалы, и он бдительно следит за четкостью и недвусмысленностью ее формулировок.

Специалисты по стратиграфии вырабатывают критерии и принимают решения по определению границ геологических веков, эпох, периодов, эр и эонов. Чтобы они благосклоннее рассмотрели «кандидатуру» антропоцена, рабочая группа озвучила ряд компромиссных вариантов. Например, считая антропоцен новой геологической эпохой, мы должны констатировать конец предыдущей, голоцена. Если же причин пойти на такой шаг будет недостаточно, антропоцен можно назначить событием более низкого уровня — геологическим веком.

По мнению председателя стратиграфической комиссии, профессора Калифорнийского университета в Лонг-Бич Стэнли Финни, говорить о признании антропоцена как стратиграфической единицы еще рано. Даже сторонники принятия этого термина не совсем уверены, от какого момента отсчитывать начало эпохи. Накопление алюминия? Вымирание видов?

Если вымирание плейстоценовой фауны, включая мамонтов и пещерных медведей, мы связываем с деятельностью человека, то не проще ли переименовать голоцен в антропоцен? А если считать от накопления промышленных продуктов, не стоит ли стартовать с XVIII века? Или провести границу по дате первого ядерного испытания? В таком случае антропоцен начался 16 июля 1945 года в 14:29 по московскому времени.