Согласно современным представлениям, имеет возраст 4,5 - 5 млрд лет. В истории ее возникновения выделяют планетарный и геологический этапы.
Геологический этап - последовательность событий в развитии Земли как планеты с момента образования земной коры. В ходе него возникали и разрушались формы рельефа, происходили погружение суши под воду (наступление моря), отступание моря, оледенения, появление и исчезновение различных видов животных и растений и т.д.
Ученые, пытаясь восстановить историю планеты, изучают пласты горных пород. Все отложения они делят на 5 групп, выделяя следующие эры: архейскую (древнейшую), протерозойскую (раннюю), палеозойскую (древнюю), мезозойскую (среднюю) и кайнозойскую (новую). Граница между эрами проходит по крупнейшим эволюционным событиям. Последние три эры делят на периоды, поскольку в этих отложениях останки животных и остатки растений сохранились лучше и в большем количестве.
Каждой эре свойственны события, оказавшие решающее влияние на современный рельеф .
Архейская эра отличалась бурной вулканической деятельностью, в результате которой на поверхности Земли оказались магматические гранитсодержащие породы - основа будущих материков. В то время Землю населяли лишь микроорганизмы, которые могли жить без кислорода. Предполагают, что отложения той эпохи покрывают практически сплошным щитом отдельные участки суши, в них много железа, золота, серебра, платины и руд других металлов.
В протерозойскую эру вулканическая активность также была высока, образовались горы так называемой бай- кальской складчатости. Они практически не сохранились и представляют собой сейчас лишь отдельные небольшие поднятия на равнинах. В этот период планету населяли сине-зеленые водоросли и простейшие микроорганизмы, возникли первые многоклеточные. Протерозойские пласты горных пород богаты полезными ископаемыми: железными рудами и рудами цветных металлов, слюдой.
В начале палеозойской эры образовались горы каледонской складчатости, что привело к сокращению морских бассейнов и возникновению значительных участков суши. В виде гор сохранились лишь отдельные хребты Урала, Аравии, Юго-Восточного Китая и Центральной Европы. Все эти горы невысокие, «изношенные». Во второй половине палеозоя образовались горы герцинской складчатости. Эта эпоха горообразования была более мощной, возникли обширные горные массивы на территории Западной Сибири и Урала, Монголии и Маньчжурии, большей части Центральной Европы, восточного побережья Северной Америки и Австралии. Сейчас они представлены невысокими глыбовыми горами. В палеозойскую эру Землю заселяют рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, среди растительности преобладают водоросли. Основные месторождения нефти и каменного угля возникли именно в этот период.
Мезозойская эра началась с периода относительного спокойствия внутренних сил Земли, постепенного разрушения созданных ранее горных систем и погружения под воду сглаженных равнинных территорий, например большей части Западной Сибири. Во второй половине эры образовались горы мезозойской складчатости. В это время появились обширные горные страны, которые и сейчас имеют облик гор. Это Кордильеры, горы Восточной Сибири, отдельные участки Тибета и Индокитая. Землю покрывала буйная растительность, которая постепенно отмирала и перегнивала. В условиях жаркого и влажного климата шло активное образование болот и торфяников. Это была эпоха динозавров. Гигантские хищные и травоядные животные распространились практически по всей планете. В это время появились и первые млекопитающие.
Кайнозойская эра длится по сей день. Ее начало было ознаменовано ростом активности внутренних сил Земли, приведшим к общему поднятию поверхности. В эпоху альпийской складчатости возникли молодые складчатые горы в пределах Альпийско-Гималайского пояса и приобрел современные очертания материк Евразия. Помимо этого, произошло омоложение древних горных массивов Урала, Аппалачей, Тянь-Шаня, Алтая. Резко изменился климат на планете, начался период мощных покровных оледенений. Наступающие с севера покровные ледники изменили рельеф материков Северного полушария, сформировав холмистые равнины с большим количеством озер.
Всю геологическую историю Земли можно проследить по геохронологической шкале - таблице геологического времени, показывающей последовательность и со-подчиненность основных этапов геологии, истории Земли и развития жизни на ней (см. табл. 4 на с. 46-49). Читать геохронологическую таблицу следует снизу вверх.
Вопросы и задания для подготовки к экзамену
1. Объясните, почему на Земле наблюдаются полярные дни и ночи.
2. Какими были бы условия на Земле, если бы ось ее вращения не была наклонена к плоскости орбиты?
3. Смену времен года на Земле определяют две главные причины: первая - это обращение Земли вокруг Солнца; назовите вторую.
4. Сколько раз в году и когда Солнце бывает в зените над экватором? Над Северным тропиком? Над Южным тропиком?
5. В какую сторону отклоняются в Северном полушарии постоянные ветры и морские течения, движущиеся в меридиональном направлении?
6. Когда в Северном полушарии наблюдается самая короткая ночь?
7. Чем характеризуются дни весеннего и осеннего равноденствия на Земле? Когда они наступают в Северном и Южном полушариях?
8. Когда бывают дни летнего и зимнего солнцестояния в Северном и Южном полушариях?
9. В каких поясах освещенности расположена территория нашей страны?
10. Перечислите геологические периоды кайнозойской эры, начиная с самого древнего.
Таблица 4
Геохронологическая шкала
| Эры (продолжительность - в млн лет) | Периоды (продолжительность в млн лет) | Главнейшие события истории Земли | Характерные полезные ископаемые, образовавшиеся в данное время |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Кайнозойская 70 млн лет | Четвертичный 2 млн лет (Q) | Общее поднятие суши. Неоднократные покровные оледенения, особенно в Северном полушарии. Появление человека | Торф, россыпные месторождения золота, алмазов, драг, камней |
| Неогеновый 25 млн лет (N) | Возникновение молодых гор в областях альпийской складчатости. Омоложение гор в областях всех древних складчатостей. Господство цветковых растений | Бурые угли, нефть, янтарь | |
| Палеогеновый 41 млн лет (Р) | Разрушение гор мезозойской складчатости. Широкое развитие цветковых растений, птиц и млекопитающих | Фосфориты, бурые угли, бокситы |
| Мезозойская 165 млн лет | Меловой 70 млн лет (К) | Возникновение молодых гор в областях мезозойской складчатости. Вымирание гигантских пресмыкающихся (динозавров). Развитие птиц и млекопитающих | Нефть, горючие сланцы, мел, уголь, фосфориты |
| Юрский 50 млн лет (J) | Образование современных океанов. Жаркий и влажный климат на большей части суши. Расцвет гигантских пресмыкающихся (динозавров). Господство голосеменных растений | Каменные угли, нефть, фосфориты | |
| Триасовый 40 млн лет (Т) | Наибольшее за всю историю Земли отступание моря и поднятие суши. Разрушение гор каледонской и гер- цинской складчатостей. Обширные пустыни. Первые млекопитающие | Каменные соли | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Палеозойская 330 млн лет | Пермский 45 млн лет (Р) | Возникновение молодых складчатых гор в областях герцинекой складчатости. Сухой климат на большей части суши. Появление голосеменных растений | Каменные и калийные соли, гипсы |
| Каменноугольный 65 млн лет (С) | Жаркий и влажный климат на большей части суши. Широкое распространение болотистых низменностей в прибрежных районах. Леса из древовидных папоротников. Первые пресмыкающиеся, расцвет земноводных | Каменный уголь, нефть | |
| Девонский 55 млн лет (р) | Жаркий климат на большей части суши. Первые пустыни. Появление земноводных. Многочисленные рыбы | Соли, нефть | |
| Силурийский 35 млн лет (S) | Возникновение молодых складчатых гор в областях каледонской складчатости. Первые наземные растения (плауны и папоротники) | |
| | Ордовикский 60 млн лет (О) | Уменьшение площади морских бассейнов. Появление первых наземных беспозвоночных | |
| Кембрийский 70 млн лет | Возникновение молодых гор в областях байкальской складчатости. Затопление обширных пространств морями. Расцвет морских беспозвоночных животных | Каменная соль, гипс, фосфориты | |
| Протерозойская эра 600 млн лет | Начало байкальской складчатости. Мощный вулканизм. Развитие бактерий и сине-зеленых водорослей | Железные руды, слюда, графит | |
| Архейская эра 900 млн лет | Формирование материковой земной коры. Напряженная вулканическая деятельность. Время примитивных одноклеточных бактерий | Руды | |
Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. - М.:Айрис-пресс, 2010. - 368с.:ил.
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные урокиОсновные этапы эволюции растительного и животного мира
Геохронологическая история Земли. Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятие и опускание суши, изменение очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры, происходившие в разные геологические периоды, сопровождались усиленной вулканической деятельностью, в результате чего в атмосферу выбрасывалось огромное количество газов, пепла, что снижало прозрачность атмосферы и способствовало уменьшению количества поступающей на Землю солнечной радиации. Это было одной из причин развития оледенений, которые вызвали изменение климата, что оказало сильное влияние на развитие органического мира. В процессе эволюции постоянно возникали новые формы организмов, а прежние формы, оказавшиеся неприспособленными к новым условиям существования, вымирали.
В течение многих миллионов лет на планете накапливались остатки некогда живших организмов. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы (табл. 4.2). Применение радио-изотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.
На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.
Основные этапы эволюции растений. В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли растения, грибы и животные. Большинство растений этого периода свободно плавало в воде, часть из них прикреплялась ко дну.
Табл. 4.2. Геохронологическая шкала Земли.
|
Период |
Начало (млн. лет назад) |
Эволюционные события |
|
|
Кайнозойская (новой жизни) |
Четвертичный |
Растения: Вымирание многих видов растений, упадок древесных форм, расцвет травянистых; растительный мир приобретает современный облик. Животные: Развитие многих групп морских и пресноводных моллюсков, кораллов, иглокожих и др. Формирование ныне существующих сообществ, возникновение и эволюция человека. |
|
|
Неогеновый (неоген) |
Растения: Преобладание покрытосеменных и хвойных, отступавшие лесов, увеличение площади степей. Животные: Видовой состав беспозвоночных приближается к современному. Расцвет плацентарных млекопитающих, сходных с современными. Появление человекообразных обезьян. |
||
|
Палеогеновый (палеоген) |
Растения: Расцвет диатомовых водорослей и основных групп покрытосеменных. Господство двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Животные: Вымирание древнейших млекопитающих. Развитие сумчатых и примитивных плацентарных: насекомоядных, древних копытных, древних хищников. Начало развития антропоидов. |
||
|
Мезозойская (средней жизни) |
Меловой (мел) |
Растения: В начале периода господство голосеменных и появление покрытосеменных, которые преобладают во второй половине периода. Животные: Развитие двустворчатых и брюхоногих моллюсков, других беспозвоночных. Развитие крупных рептилий в первой половине периода и их вымирание во второй половине периода. Развитие млекопитающих и птиц. |
|
|
Юрский (юра) |
Растения: Появление диатомовых водорослей. Господство папоротников и голосеменных. Расцвет головоногих и двустворчатых моллюсков. Расцвет пресмыкающихся: наземных, водоплавающих, летающих. Появление древних птиц, развитие древних млекопитающих. |
||
|
Триасовый (триас) |
Растения: Вымирание семенных папоротников. Развитие голосеменных. Животные: Вымирание многих животных, процветающих в палеозойскую эру. Вымирание стегоцефалов, развитие пресмыкающихся, появление древних млекопитающих. |
||
|
Палеозойская (древней жизни) |
Пермский |
Растения: Распространение первых групп голосеменных. Животные: Уменьшение количества видов хрящевых, кистеперых и двоякодышащих рыб. Развитие стегоцефалов, пресмыкающихся, часть которых были предковыми по отношению к млекопитающим и птицам. |
|
|
Каменноугольный (карбон) |
Растения: Расцвет плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных, семенных папоротников; появление хвойных. Животные: Расцвет древних морских беспозвоночных. Появление первичнобескрылых и древнекрылых насекомых. Распространение акул, стегоцефалов. Появление и расцвет амфибий. Появление древних пресмыкающихся. |
||
|
Девонский(девон) |
Растения: Расцвет риниофитов, к началу позднего девона их вымирание. Появление современных типов сосудистых растении. Животные: Расцвет древних беспозвоночных, появление паукообразных. Расцвет панцирных, кистеперых и двоякодышащих рыб. В конце периода появление первых четвероногих - стегоцефалов (древних земноводных). |
||
|
Силурийский (силур) |
Растения: Возникновение современных групп водорослей и грибов. В конце периода достоверное появление первых наземных растений. Появление наземных членистоногих -- скорпионов. Появление древних панцирных и хрящевых рыб. |
||
|
Ордовикский (ордовик) |
Растения: Обилие морских водорослей. Предположительное появление первых наземных растений - риниофитов. Появление первых позвоночных- бесчелюстных. |
||
|
Кембрийский (кембрий) |
Растения: Жизнь сосредоточена в морях. Эволюция водорослей. Животные: Развитие многоклеточных форм. Расцвет морских беспозвоночных с хитиново-фосфатной раковиной. |
||
|
Протерозойская (ранней жизни) |
Поздний протерозой |
Растения: Развитие водорослей, Животные: Различных многоклеточных примитивных организмов, не имеющих скелетных образований. |
|
|
Ранний протерозой |
Растения и животные: Развитие одноклеточных прокариотических и эукариотических фотосинтезирующих организмов. Возникновение полового процесса. |
||
|
Нет под разд. |
: Возникновение жизни на Земле, появление первых клеток - начало биологической эволюции. Появление анаэробных автотрофных организмов, бактерий, цианобактерий. |
||
|
Катархей |
Нет под разд. |
Химическая эволюция, приведшая к возникновению биополимеров. |
1. Архейская эра - древнейший этап в истории Земли, когда в водах первичных морей возникла жизнь, которая была представлена первоначально доклеточными ее формами и первыми клеточными организмами. Aнализ оса дочных пород этого возраста показывает, что в водной среде обитали бактерии и синезеленые.
2 . Протерозойская эра. На грани архейской и протерозойской эры произошло усложнение строения и функции организмов: возникли многоклеточность, половой процесс, который усилил генетическую неоднородность организмов и дал обширный материал для отбора, более разнообразными стали фотосинтезирующие растения. Многоклеточность организмов сопровождалась повышением специализации клеток, их объединением в ткани и функциональные системы.
Проследить в деталях эволюцию животных и растений в протерозойскую эру довольно трудно из-за перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В отложениях этой эры обнаружены лишь отпечатки бактерий, водорослей, низших типов беспозвоночных и низших хордовых. Крупным шагом в эволюции было появление организмов с двусторонней симметрией тела, дифференцированного на передний и задний отделы, левую и правую стороны, выделение спинной и брюшной поверхности. Спинная поверхность у животных служила защитой, а на брюшной располагались рот и органы захвата пищи.
3. Палеозойская эра. Животный и растительный мир достиг большого разнообразия, стала развиваться наземная жизнь.
В палеозое различают шесть периодов:
кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный,
пермский. В кембрийском периоде жизнь была сосредоточена в воде (она
покрывала значительную часть нашей планеты) и представлена более
совершенными многоклеточными водорослями,
имевшими расчлененное слоевище, благодаря которому они активнее
синтезировали органические вещества и явились исходной ветвью для
наземных листостебельных растений. Широкое распространение в морях
получили беспозвоночные, в том числе плеченогие моллюски,
а из членистоногих - трилобиты.
Самостоятельным типом двухслойных животных того периода были
археоциаты, формировавшие рифы в древних морях. Они вымерли, не оставив
потомков. На суше обитали лишь бактерии
и грибы.
В ордовикском периоде климат был теплым
даже в Арктике. В пресных и солоноватых водах этого периода пышного
развития достигли планктонные водоросли,
разнообразные кораллы
из типа кишечнополостных, существовали представители почти всех типов беспозвоночных
в том числе трилобиты, моллюски, иглокожие. Широко представлены были
бактерии. Появляются первые представители бесчелюстных позвоночных - щитковые.
В конце силурийского периода в связи с
горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть
водорослей оказалась в новых условиях среды - в мелких водоемах и на
суше. Многие из них погибли. Однако в результате разнонаправленной
изменчивости и отбора отдельные представители приобрели признаки,
способствовавшие выживанию в новых условиях. Появились первые наземные
споровые растения - псилофиты. Они имели цилиндрический стебель около
25 см высоты, вместо листьев - чешуйки. Важнейшие приспособления у них
- возникновение покровной и механической тканей, корнеподобных выростов
- ризоидов,
а также элементарной проводящей системы.
В девоне численность псилофитов резко сократилась, на смену им пришли их преобразованные потомки, высшие растения - плауновидные, моховидные и папоротниковидные, у которых развиваются настоящие вегетативные органы (корень, стебель, лист). Возникновение вегетативных органов повысило эффективность функции отдельных частей растений и их жизненность как гармонически целостной системы. Выход на сушу растений предшествовал выходу животных. На Земле растения накапливали биомассу, а в атмосфере - запас кислорода. Первыми обитателями суши из беспозвоночных были пауки, скорпионы, многоножки. В девонских морях было много рыб, среди них - челюстные панцирные, имевшие внутренний хрящевой скелет и внешний прочный панцирь, подвижные челюсти, парные плавники. Пресные водоемы населяли кистеперые рыбы, у которых было жаберное и примитивное легочное дыхание. С помощью мясистых плавников они перемещались по дну водоема, а при пересыхании переползали в другие водоемы. Группа кистеперых рыб явилась предками древних земноводных - стегоцефалов. Стегоцефалы обитали в болотистой местности, выходили на сушу, но размножались только в воде.
В каменноугольном периоде
распространились гигантские папоротникообразные, которые в условиях
теплого влажного климата расселились повсеместно. В этот период
достигли расцвета древние земноводные.
В пермский период климат стал более
сухим и холодным, что привело к вымиранию многих земноводных. К концу
периода число видов земноводных стало резко сокращаться, и до наших
дней сохранились лишь мелкие земноводные (тритоны, лягушки, жабы). На
смену древовидным споровым папоротникообразным пришли семенные папоротники,
давшие начало голосеменным растениям.
Последние имели развитую стержневую корневую систему и семена,
оплодотворение у них проходило в отсутствие воды. Вымерших земноводных
сменила более прогрессивная группа животных, произошедшая от
стегоцефалов,- пресмыкающиеся.
У них были сухая кожа, более плотные ячеистые легкие, внутреннее
оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, защитные яйцевые
оболочки.
4. Мезозойская эра включает три периода: триасовый, юрский, меловой.
В триасе широко распространились голосеменные растения,
особенно хвойные, занявшие господствующее положение. Одновременно широко расселились пресмыкающиеся:
в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры в воздухе - летающие ящеры,
разнообразно были пpeдставлены пресмыкающиеся и на земле. Гигантские
пресмыкающиеся (бронтозавры, диплодоки и др.) вскоре вымерли. В самом
начале триаса от пресмыкающихся отделилась группа мелких животных с
более совершенным строением скелета и зубов. Эти животные npиобрели
способность к живорождению, постоянную температуру тела, у них было
четырехкамерное сердце и целый ряд других прогрессивных черт
организации. Это были первые примитивные млекопитающие.
В отложениях юрского периода мезозоя o6наружены также останки первоптицы - археоптерикса.
Он сочетал в своем строении признаки птиц и пресмыкающихся.
В меловом периоде мезозоя от голосеменных отделилась ветвь растений, имевших орган семенного размножения - цветок. После оплодотворения завязи цветка превращается в плод, поэтому развивающиеся семена внутри плода защищены мякотью и оболочками от неблагоприятных условий среды. Многообразие цветков различных приспособлений для опыления и распространения плодов и семян позволило покрытосеменным (цветковым) растениям широко распространиться в природе и занять господствующее положение. Параллельно с ними развивалась группа членистоногих - насекомых которые, будучи опылителями цветковых растений в большой мере способствовали их прогрессивной эволюции. В этом же периоде появились настоящие птицы и плацентарные млекопитающие. Признаки высокой степени организации у них - постоянная температура тела| полное разделение артериального и венозного тока крови, повышенный обмен веществ, совершенная терморегуляция, а у млекопитающих, кроме того, живорождение, вскармливание детенышей молоком, развитие коры головного мозга - позволили этим группам также занять господствующее положение на Земле.
5. Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.
В
палеогене, неогене и начале четвертичного периода цветковые растения
благодаря приобретению многочисленных частных приспособлений заняли
большую часть суши и представляли субтропическую и тропическую флору. В
связи с похолоданием, вызванным наступлением ледника, субтропическая
флора отступила к югу. В составе наземной растительности умеренных
широт стали преобладать листопадные деревья,
приспособленные к сезонному ритму температур, а также кустарники и травянистые растения.
Расцвет травянистых приходится на четвертичный период. Большое распространение получили теплокровные животные:
птицы и млекопитающие. В ледниковое
время обитали пещерные медведи, львы, мамонты, шерстистые носороги,
которые после отступления ледников и потепления климата постепенно
вымирали, а животный мир приобрел современный облик.
Главное событие этой эры - формирование человека. К концу неогена в лесах обитали небольшие хвостатые млекопитающие - лемуры и долгопяты. От них произошли древние формы обезьян - парапитеки, ведшие древесный образ жизни и питавшиеся растениями и насекомыми. Их далекие потомки - ныне живущие гиббоны, орангутанги и вымершие мелкие древесные обезьяны - дриопитеки. Дриопитеки дали начало трем линиям развития, которые привели к шимпанзе, горилле, а также вымершему австралопитеку. От австралопитеков в конце неогена произошел человек разумный.
Основные особенности эволюции животного мира следующие:
- прогрессивное развитие многоклеточности и, как следствие, специализация тканей и всех систем органов;
- свободный образ жизни, который определил выработку различных механизмов поведения, а также относительную независимость онтогенеза от колебаний факторов окружающей среды;
- возникновение твердого скелета: наружного у некоторых беспозвоночных (членистоногие) и внутреннего у хордовых;
- прогрессивное развитие нервной системы, которое стало основой для возникновения условно-рефлекторной деятельности
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.
Чтобы понять, какая сейчас эра, нужно взглянуть на решение II сессии Международного геологического конгресса, прошедшего в 1881 году. Тогда ученые спорили о нашей планеты. Существовало несколько точек зрения, что вносило смуту в науку. Общим голосованием специалистов было принято решение, что современная геологическая эра - кайнозойская. Она началась 66 миллионов лет назад и продолжается и поныне.
Особенности кайнозоя
Разумеется, современная геологическая эра - это не что-то монолитное и однообразное. Она делится на три неоген и четвертичный. За это время мир кардинально изменился. На ранних этапах кайнозоя Земля выглядела совершенно не так, как сегодня, в том числе и в плане флоры и фауны. Однако именно тогда произошло несколько событий, в результате которых планета стала такой, какой мы ее знаем.
Началась перестройка всемирной системы взаимосвязанных морских течений. Она была вызвана небывалым континентальным дрейфом. Его последствием стало осложнение теплообмена между экваториальными и полярными бассейнами.
Континентальный дрейф
В палеогене раскололся суперконтинент Гондвана. Важным событием, которым ознаменовалась современная геологическая эра, стало столкновение Индии и Азии. Африка с юго-запада «воткнулась» в Евразию. Так появились южные горы Старого Света и Ирана. Геологические периоды протекали медленно, но карта Земли неумолимо становилась похожей на сегодняшнюю.
Древний океан Тетис, отделявший северную Лавразию и южную Гондвану, со временем исчез. Сегодня от него остались только моря (Средиземное, Черное и Каспийское). В Южном полушарии также происходили важные события. Антарктида откололась от Австралии и направилась в сторону полюса, превратившись в ледниковую пустыню. Появился Панамский перешеек, который связал Южную и Северную Америку, окончательно разделив Тихий и Атлантический океаны.
Палеоген
Первый период, которым открылась современная геологическая эра, - палеоген (66-23 миллиона лет назад). Начался новый этап развития органического мира. Рубеж мезозоя и кайнозоя ознаменовался массовым вымиранием огромного количества видов. Большинство людей знает эту катастрофу по исчезновению динозавров.
На смену мезозойским обитателям Земли пришли новые моллюски, костистые рыбы и покрытосеменная растительность. В прежние геологические периоды на суше доминировали рептилии. Теперь они уступили лидирующие позиции млекопитающим. Из пресмыкающихся сохранились только крокодилы, черепахи, змеи, ящерицы и некоторые другие виды. Сформировался современный облик земноводных. В воздухе установилось доминирование птиц.
Неоген
Общепринятая последовательность геологических эр гласит о том, что вторым периодом кайнозойской эры стал неоген, сменивший палеоген и предшествовавший четвертичному периоду. Он начался 23 миллиона лет назад, а закончился 1,65 миллиона лет назад.
В конце неогена органический мир окончательно принял современные черты. В море вымерли дискоциклины, ассилины и нуммулиты. Сильно изменился состав органического мира на суше. Млекопитающие приспособились к жизни в степях, густых лесах, полустепях и полупустынях, таким образом колонизировав огромные территории. Именно в неогене появились хоботные, копытные и другие распространенные сегодня представители фауны (гиены, медведи, куницы, барсуки, собаки, носороги, овцы, быки и т. д.). Приматы вышли из лесов и заселили открытые пространства. 5 миллионов лет назад появились первые предки современного человека из рода гоминид. В северных широтах начали исчезать теплолюбивые формы флоры (миртовые, лавровые, пальмы).
Образование современных гор и морей
В неогене продолжался процесс горообразования, который определил современный ландшафт планеты. В Америке сформировались Кордильеры и Аппалачи, в Африке - Атлас. Горы появились на востоке Австралии и в Индостане. На западе Тихого океана возникли окраинные моря (Японское и Охотское). Активностью отличались вулканы, из воды поднимались вулканические дуги.
Некоторое время уровень Мирового океана превышал современный, однако к концу неогена он вновь упал. Оледенение охватило не только Антарктиду, но и Арктику. Климат становился все более нестабильным и контрастным, что было особенно характерно для следующего четвертичного периода.
Миграция фауны
В неогеновый период территории окончательно объединились в целостное пространство. Появился средиземноморский путь между Африкой и Европой. В Западно-Сибирской низменности исчезло Тургайское море. Оно отделяло Европу от Азии. После его высыхания облегчилась миграция между разными частями света. Из Америки пришли травоядные лошади, а из Азии - антилопы и быки. Хоботные распространились за пределами Африки. Кошки, которые поначалу были саблезубыми и обитали только в Америке, заполонили Евразию.
4 миллиона лет назад возник Панамский перешеек. Появилась сухопутная связь между двумя Америками, что привело к невиданной доселе миграции животных. Южная фауна на протяжении всего кайнозоя пребывала в состоянии изоляции, фактически обитая на огромном острове. Теперь же незнакомые друг другу виды вступили в контакт. Фауна перемешалась. На севере объявились броненосцы, ленивцы и сумчатые. Лошади, тапиры, хомяки, свиньи, олени и верблюдовые (ламы) колонизировали Южную Америку. Северный животный мир обогатился. А вот в Южной Америке произошла настоящая катастрофа. Из-за новых конкурентов в лице копытных и хищников вымерло множество грызунов и сумчатых. Эти противоречивые события стали называться Великим американским обменом.
Четвертичный период
Понадобилось несколько миллиардов лет, чтобы многочисленные геологические эры и периоды сменили друг друга и наконец подошли к точке, когда полтора миллиона лет назад начался четвертичный период кайнозоя. Он продолжается и по сей день, поэтому его можно считать современным.
Все периоды и эры отличаются друг от друга уникальными чертами. Четвертичный также называют антропогеном, так как именно на этот отрезок времени пришлось развитие и становление человека. Первые его предки появились в Восточной Африке. Затем они заселили Евразию, а из современной Чукотки попали в Америку. Люди прошли несколько ступеней развития. Последняя (человек разумный) наступила 40 тысяч лет назад.
Вместе с тем уникален своими климатическими скачками. За последний миллион лет успело пройти несколько ледниковых периодов, менявшихся на потепления. Климатические передряги привели к вымиранию многих теплолюбивых видов флоры и фауны. Исчезли и животные, приспособившиеся к жизни в условиях ледникового периода (мамонты, саблезубые тигры).
Голоцен
Ответ на вопрос, какая сейчас эра, уже найден (кайнозойская). В то же время в ее рамках сегодня продолжается четвертичный период. Он также разделен на части. Современный отдел четвертичного периода - эпоха голоцена. Она началась 12 тысяч лет назад. Ученые называют ее межледниковьем. То есть это период, наступивший после значительного потепления.
В то же время современное человечество успело застать несколько малых ледниковых периодов. Климатические изменения, характерные для всего четвертичного периода, за последние 12 тысяч лет несколько раз циклично повторились. При этом по своим масштабам оставаясь миниатюрными и не столько кардинальными. Климатологи отмечают малый ледниковый период, который пришелся на 1450-1850 гг. Зимние температуры в Европе понизились, что привело к частым неурожаям и потрясениям в аграрной экономике. Малому ледниковому периоду предшествовал Атлантический оптимум (900-1300 гг.). В этот период климат был заметно мягче, а ледники значительно сократились. Здесь следует вспомнить, что викинги, открывшие в средние века Гренландию, назвали ее «зеленой страной», хотя сегодня она совсем не «зеленая».
