Геологическое время и методы его определения

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

Замечание 1

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

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

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

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

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

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

Замечание 3

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

Геохронологическая таблица

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

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

Название эонотем и групп имеют греческое происхождение:

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

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

Эры и периоды

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

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

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

Палеозойская эра . В этой эре выделяется шесть периодов:

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

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

Мезозойская эра . Эра делится на три периода:

• Триас;

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

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

Эру разделили на три периода:

• Палеоген;
• Неоген;
• Четвертичный.

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

Современный человек проживает в четвертичном периоде кайнозойской эры.

Самыми древними на Земле определены песчаники из Западной Австралии, возраст цирконов в которых достигает 4,2 млрд. лет. Имеются публикации и о более древнем абсолютном возрасте в 5,6 млрд. лет и более, но официальной наукой такие цифры не принимаются. Возраст кварцитов из Гренландии и Северной Канады определен в 4 млрд. лет, гранитов Австралии и Южной Африки до 3,8 млрд. лет.

Начало палеозоя определено в 570 млн. лет, мезозоя — в 240 млн. лет, кайнозоя — в 67 млн. лет

Архейская эра. Самые древние породы, обнажающиеся на поверхности материков, образовались в архейскую эру. Распознавание этих пород затруднено, поскольку их выходы рассредоточены и в большинстве случаев перекрыты мощными толщами более молодых пород. Там, где эти породы обнажаются, они настолько метаморфизованы, что зачастую нельзя восстановить их исходный характер. Во время многочисленных продолжительных этапов денудации были разрушены мощные толщи этих пород, а сохранившиеся содержат очень мало ископаемых организмов и поэтому их корреляция затруднительна или вообще невозможна. Интересно отметить, что самые древние известные архейские породы, вероятно, представляют собой сильно метаморфизованные осадочные породы, а более древние породы, перекрытые ими, были расплавлены и разрушены в результате многочисленных магматических интрузий. Поэтому до сих пор не обнаружены следы первичной земной коры.

В Северной Америке имеются два больших ареала выходов на поверхность архейских пород. Первый из них — Канадский щит — расположен в центральной Канаде по обе стороны Гудзонова залива. Хотя местами архейские породы перекрыты более молодыми, на большей части территории Канадского щита они слагают дневную поверхность. Древнейшие известные в этом районе породы представлены мраморами, аспидными и кристаллическими сланцами, переслаивающимися с лавами. Первоначально здесь были отложены известняки и глинистые сланцы, впоследствии запечатанные лавами. Затем эти породы испытали воздействие мощных тектонических движений, которые сопровождались крупными гранитными интрузиями. В конечном итоге толщи осадочных пород подверглись сильному метаморфизму. После длительного периода денудации эти сильно метаморфизованные породы местами были выведены на поверхность, но общий фон составляют граниты.

Выходы архейских пород имеются также в Скалистых горах, где слагают гребни многих хребтов и отдельные вершины, например Пайкс-Пик. Более молодые породы там разрушены денудацией.

В Европе архейские породы обнажаются на территории Балтийского щита в пределах Норвегии, Швеции, Финляндии и России. Они представлены гранитами и сильно метаморфизованными осадочными породами. Такие же выходы архейских пород имеются на юге и юго-востоке Сибири, в Китае, западной Австралии, Африке и на северо-востоке Южной Америки. Древнейшие следы жизнедеятельности бактерий и колоний одноклеточных сине-зеленых водорослей Collenia были обнаружены в архейских породах южной Африки (Зимбабве) и провинции Онтарио (Канада).

Протерозойская эра. В начале протерозоя после длительного периода денудации суша была в значительной степени разрушена, отдельные части материков испытали погружение и были затоплены мелководными морями, а некоторые низменные котловины начали заполняться континентальными отложениями. В Северной Америке самые значительные выходы протерозойских пород имеются в четырех районах. Первый из них приурочен к южной части Канадского щита, где мощные толщи глинистых сланцев и песчаников рассматриваемого возраста обнажаются вокруг оз. Верхнего и северо-восточнее оз. Гурон. Эти породы имеют как морское, так и континентальное происхождение. Их распределение указывает на то, что положение мелководных морей на протяжении протерозоя значительно менялось. Во многих местах морские и континентальные осадки переслаиваются с мощными лавовыми толщами. По окончании осадконакопления происходили тектонические движения земной коры, протерозойские породы претерпевали складкообразование и формировались крупные горные системы. В предгорных районах к востоку от Аппалачей имеются многочисленные выходы протерозойских пород. Первоначально они отлагались в виде пластов известняков и глинистых сланцев, а затем во время орогенеза (горообразования) метаморфизовались и превратились в мрамора, аспидные и кристаллические сланцы. В районе Большого каньона мощная толща протерозойских песчаников, глинистых сланцев и известняков несогласно перекрывает архейские породы. В северной части Скалистых гор была отложена толща протерозойских известняков мощностью ок. 4600 м. Хотя протерозойские образования в этих районах испытали воздействие тектонических движений и были смяты в складки и разбиты разломами, эти подвижки были недостаточно интенсивными и не могли привести к метаморфизации пород. Поэтому там сохранились исходные осадочные текстуры.

В Европе значительные выходы протерозойских пород имеются в пределах Балтийского щита. Они представлены сильно метаморфизованными мраморами и аспидными сланцами. На северо-западе Шотландии мощная толща протерозойских песчаников перекрывает архейские граниты и кристаллические сланцы. Обширные выходы протерозойских пород встречаются на западе Китая, в центральной Австралии, южной Африке и центральной части Южной Америки. В Австралии указанные породы представлены мощной толщей неметаморфизованных песчаников и глинистых сланцев, а в восточной Бразилии и южной Венесуэле — сильно метаморфизованными аспидными и кристаллическими сланцами.

Ископаемые сине-зеленые водоросли Collenia весьма широко распространены на всех материках в неметаморфизованных известняках протерозойского возраста, где также обнаружены немногочисленные обломки раковин примитивных моллюсков. Однако остатки животных очень редки, и это свидетельствует о том, что большинство организмов отличалось примитивным строением и еще не имело твердых оболочек, которые сохраняются в ископаемом состоянии. Хотя следы ледниковых периодов фиксируются для ранних этапов истории Земли, обширное оледенение, имевшее почти глобальное распространение, отмечается только в самом конце протерозоя.

Палеозойская эра . После того, как суша пережила длительный период денудации в конце протерозоя, некоторые ее территории испытали прогибание и были затоплены мелководными морями. В результате денудации возвышенных участков осадочный материал сносился водными потоками в геосинклинали, где накопились толщи палеозойских осадочных пород мощностью более 12 км. В Северной Америке в начале палеозойской эры образовались две крупные геосинклинали. Одна из них, называемая Аппалачской, протянулась от северной части Атлантического океана через юго-восточную Канаду и далее на юг к Мексиканскому заливу вдоль оси современных Аппалачей. Другая геосинклиналь соединяла Северный Ледовитый океан с Тихим, проходя несколько восточнее Аляски на юг через восточную часть Британской Колумбии и западную часть Альберты, далее через восточную Неваду, западную Юту и южную Калифорнию. Таким образом Северная Америка была разделена на три части. В отдельные периоды палеозоя ее центральные районы отчасти затоплялись и обе геосинклинали соединялись мелководными морями. В другие периоды в результате изостатических поднятий суши или колебаний уровня Мирового океана происходили морские регрессии, и тогда в геосинклиналях откладывался терригенный материал, смытый из сопредельных возвышенных районов.

В палеозое сходные условия существовали и на других материках. В Европе огромные моря периодически затопляли Британские о-ва, территории Норвегии, Германии, Франции, Бельгии и Испании, а также обширную область Восточно-Европейской равнины от Балтийского моря до Уральских гор. Крупные выходы палеозойских пород имеются также в Сибири, Китае и северной Индии. Они являются коренными породами в большинстве районов восточной Австралии, северной Африки, а также в северных и центральных районах Южной Америки.

Палеозойская эра делится на шесть периодов неодинаковой продолжительности, чередующихся с кратковременными этапами изостатических поднятий или морских регрессий, во время которых в пределах материков осадкообразование не происходило (рис. 9, 10).

Кембрийский период — самый ранний период палеозойской эры, названный по латинскому названию Уэльса (Камбрия), где впервые были изучены породы этого возраста. В Северной Америке в кембрии обе геосинклинали были затоплены, а во второй половине кембрия центральная часть материка занимала столь низкое положение, что оба прогиба соединялись мелководным морем и там накапливались слои песчаников, глинистых сланцев и известняков. В Европе и Азии происходила крупная морская трансгрессия. Эти части света были в значительной степени затоплены. Исключение составляли три крупных обособленных массива суши (Балтийский щит, Аравийский п-ов и южная Индия) и ряд небольших изолированных участков суши в южной Европе и южной Азии. Менее крупные морские трансгрессии происходили в Австралии и центральной части Южной Америки. Кембрий отличался довольно спокойными тектоническими обстановками.

В отложениях этого периода сохранились первые многочисленные ископаемые, свидетельствующие о развитии жизни на Земле. Хотя наземные растения или животные не отмечены, мелководные эпиконтинентальные моря и затопленные геосинклинали изобиловали многочисленными беспозвоночными животными и водными растениями. Наиболее необычные и интересные животные того времени — трилобиты (рис. 11), класс вымерших примитивных членистоногих, были широко распространены в кембрийских морях. Их известково-хитиновые панцири обнаружены в породах этого возраста на всех материках. Кроме того, существовало много типов плеченогих (брахиопод), моллюсков и других беспозвоночных. Таким образом, в кембрийских морях присутствовали все основные формы беспозвоночных организмов (за исключением кораллов, мшанок и пелеципод).

В конце кембрийского периода бoльшая часть суши испытала поднятие и произошла кратковременная морская регрессия.

Ордовикский период — второй период палеозойской эры (называющийся по имени кельтского племени ордовиков, населявшего территорию Уэльса). В этот период материки снова испытали прогибание, в результате чего геосинклинали и низменные котловины превратились в мелководные моря. В конце ордовика ок. 70% территории Северной Америки было затоплено морем, в котором отложились мощные толщи известняков и глинистых сланцев. Морем были покрыты также значительные территории Европы и Азии, частично — Австралия и центральные районы Южной Америки.

Все кембрийские беспозвоночные продолжали развиваться и в ордовике. Кроме того, появились кораллы, пелециподы (двустворчатые моллюски), мшанки и первые позвоночные. В Колорадо в ордовикских песчаниках обнаружены фрагменты самых примитивных позвоночных — бесчелюстных (остракодерм), у которых отсутствовали настоящие челюсти и парные конечности, а передняя часть тела была покрыта костными пластинками, образующими защитный панцирь.

На основе палеомагнитного изучения пород установлено, что на протяжении большей части палеозоя Северная Америка располагалась в экваториальной зоне. Ископаемые организмы и широко распространенные известняки этого времени свидетельствуют о господстве в ордовике теплых мелководных морей. Австралия располагалась близ Южного полюса, а северо-западная Африка — в районе самого полюса, что подтверждается запечатлевшимися в ордовикских породах Африки признаками широкого распространения оледенения.

В конце ордовикского периода в результате тектонических движений происходили поднятие материков и морская регрессия. Местами коренные кембрийские и ордовикские породы испытали процесс складкообразования, который сопровождался ростом гор. Этот древнейший этап орогенеза носит название каледонской складчатости.

Силурийский период . Впервые породы этого периода были изучены также в Уэльсе (название периода происходит от кельтского племени силуров, населявшего этот регион).

После тектонических поднятий, ознаменовавших окончание ордовикского периода, наступил денудационный этап, а затем в начале силура материки снова испытали прогибание, а моря затопили низменные районы. В Северной Америке в раннем силуре площадь морей существенно сократилась, однако в среднем силуре они заняли почти 60% ее территории. Сформировалась мощная толща морских известняков ниагарской формации, получившей свое название от Ниагарского водопада, порог которого она слагает. В позднем силуре площади морей сильно сократились. В полосе, простирающейся от современного штата Мичиган до центральной части штата Нью-Йорк, накапливались мощные соленосные пласты.

В Европе и Азии силурийские моря были широко распространены и занимали почти те же территории, что и кембрийские моря. Незатопленными оставались те же изолированные массивы, что и в кембрии, а также значительные территории северного Китая и Восточной Сибири. В Европе мощные известняковые толщи накапливались по периферии южной оконечности Балтийского щита (в настоящее время они частично затоплены Балтийским морем). Небольшие моря были распространены в восточной Австралии, северной Африке и в центральных районах Южной Америки.

В силурийских породах обнаружены в общем те же основные представители органического мира, что и в ордовикских. Наземные растения в силуре еще не появились. Среди беспозвоночных гораздо более обильными стали кораллы, в результате жизнедеятельности которых во многих районах сформировались массивные коралловые рифы. Трилобиты, столь характерные для кембрийских и ордовикских пород, утрачивают свое доминирующее значение: их становится меньше как в количественном, так и видовом отношениях. В конце силура появилось множество крупных водных членистоногих, называемых эвриптеридами, или ракоскорпионами.

Силурийский период в Северной Америке завершился без крупных тектонических подвижек. Однако в Западной Европе в это время образовался пояс каледонид. Эта горная цепь простиралась на территории Норвегии, Шотландии и Ирландии. Орогенез происходил также в северной Сибири, в результате чего ее территория была так высоко поднята, что больше уже никогда не затоплялась.

Девонский период назван по имени графства Девон в Англии, где впервые были изучены породы этого возраста. После денудационного перерыва отдельные районы материков снова испытали погружение и были затоплены мелководными морями. В северной Англии и частично в Шотландии молодые каледониды препятствовали проникновению моря. Однако их разрушение привело к накоплению мощных толщ терригенных песчаников в долинах предгорных рек. Эта формация древних красных песчаников известна хорошо сохранившимися ископаемыми рыбами. Южная Англия в это время была покрыта морем, в котором отлагались мощные толщи известняков. Значительные территории на севере Европы были тогда затоплены морями, в которых накапливались слои глинистых сланцев и известняков. При врезании Рейна в эти толщи в районе массива Эйфель образовались живописные утесы, которые поднимаются по берегам долины.

Девонские моря покрывали многие районы европейской части России, южной Сибири и южного Китая. Обширный морской бассейн затопил центральную и западную Австралию. Эта территория не покрывалась морем с кембрийского периода. В Южной Америке морская трансгрессия распространилась на некоторые центральные и западные районы. Кроме того, существовал узкий субширотный прогиб в Амазонии. В Северной Америке очень широко распространены девонские породы. На протяжении большей части этого периода существовали два крупных геосинклинальных бассейна. В среднем девоне морская трансгрессия распространилась на территорию современной долины р. Миссисипи, где накопилась многослойная толща известняков.

В верхнем девоне мощные горизонты сланцев и песчаников сформировались в восточных районах Северной Америки. Эти обломочные толщи соответствуют этапу горообразования, начавшемуся в конце среднего девона и продолжавшемуся до окончания этого периода. Горы простирались вдоль восточного крыла Аппалачской геосинклинали (от современных юго-восточных районов США до юго-восточной Канады). Этот регион был сильно поднят, его северная часть претерпела складкообразование, затем там произошли обширные гранитные интрузии. Этими гранитами сложены горы Уайт-Маунтинс в Нью-Гэмпшире, Стоун-Маунтин в Джорджии и ряд других горных сооружений. Верхнедевонские, т.н. Акадские, горы были переработаны денудационными процессами. В результате к западу от Аппалачской геосинклинали накопилась слоистая толща песчаников, мощность которых местами превышает 1500 м. Они широко представлены в районе гор Кэтскилл, откуда и пошло название песчаников Кэтскилл. В меньших масштабах горообразование в это же время проявилось в некоторых районах Западной Европы. Орогенез и тектонические поднятия земной поверхности послужили причиной морской регрессии в конце девонского периода.

В девоне произошли некоторые важные события в эволюции жизни на Земле. Во многих районах земного шара были обнаружены первые бесспорные находки наземных растений. Так, например, в окрестностях Гилбоа (шт. Нью-Йорк) было найдено много видов папоротникообразных, включая гигантские древовидные.

Среди беспозвоночных были широко распространены губки, кораллы, мшанки, брахиоподы и моллюски (рис. 12). Существовало несколько типов трилобитов, хотя их численность и видовое разнообразие значительно сократились по сравнению с силуром. Девон часто называют «веком рыб» благодаря пышному расцвету этого класса позвоночных. Хотя еще существовали примитивные бесчелюстные, преобладать стали более совершенные формы. Акулообразные рыбы достигали в длину 6 м. В это время появились двоякодышащие рыбы, у которых плавательный пузырь трансформировался в примитивные легкие, что позволяло им существовать какое-то время на суше, а также кистеперые и лучеперые. В верхнем девоне обнаружены первые следы наземных животных — крупных саламандроподобных земноводных, называемых стегоцефалами. Особенности скелета показывают, что они развились из двоякодышащих рыб путем дальнейшего усовершенствования легких и видоизменения плавников и превращения их в конечности.

Каменноугольный период . После некоторого перерыва материки снова испытали погружение и их низменные участки превратились в мелководные моря. Так начался каменноугольный период, получивший свое название по широкому распространению угольных залежей как в Европе, так и в Северной Америке. В Америке его ранний этап, характеризовавшийся морскими обстановками, раньше называли миссисипским по мощной толще известняков, сформировавшейся в пределах современной долины р. Миссисипи, а теперь его относят к нижнему отделу каменноугольного периода.

В Европе на протяжении всего каменноугольного периода территории Англии, Бельгии и северной Франции были большей частью затоплены морем, в котором сформировались мощные горизонты известняков. Затоплялись также некоторые районы южной Европы и южной Азии, где отложились мощные слои глинистых сланцев и песчаников. Некоторые из этих горизонтов имеют континентальное происхождение и содержат много ископаемых остатков наземных растений, а также вмещают угленосные пласты. Поскольку нижнекаменноугольные формации мало представлены в Африке, Австралии и Южной Америке, можно предполагать, что эти территории находились преимущественно в субаэральных условиях. Кроме того, имеются свидетельства широкого распространения там материкового оледенения.

В Северной Америке Аппалачскую геосинклиналь с севера ограничивали Акадские горы, а с юга, со стороны Мексиканского залива, в нее проникало Миссисипское море, которое заливало и долину Миссисипи. Небольшие морские бассейны занимали некоторые участки на западе материка. В районе долины Миссисипи накапливалась многослойная толща известняков и сланцев. Один из этих горизонтов, т.н. индианский известняк, или спергенит, является хорошим строительным материалом. Он использовался при сооружении многих правительственных зданий в Вашингтоне.

В конце каменноугольного периода в Европе широко проявилось горообразование. Цепи гор простирались от южной Ирландии через южную Англию и северную Францию в южную Германию. Этот этап орогенеза называют герцинским, или варисцийским. В Северной Америке локальные поднятия происходили в конце миссисипского периода. Эти тектонические движения сопровождались морской регрессией, развитию которой способствовали также оледенения южных материков.

В целом органический мир нижнекаменноугольного (или миссисипского) времени был таким же, как и в девоне. Однако, помимо большего разнообразия типов древовидных папоротников, флора пополнилась древовидными плаунами и каламитовыми (древовидными членистостебельными класса хвощей). Беспозвоночные в основном были представлены теми же формами, что и в девоне. В миссисипское время стали более обычными морские лилии — донные животные, по форме сходные с цветком. Среди ископаемых позвоночных многочисленны акулоподобные рыбы и стегоцефалы.

В начале позднекаменноугольного времени (в Северной Америке — пенсильванского) условия на материках стали быстро меняться. Как следует из значительно более широкого распространения континентальных осадков, моря занимали меньшие пространства. Северо-западная Европа бoльшую часть этого времени находилась в субаэральных условиях. Обширное эпиконтинентальное Уральское море широко распространилось в северной и центральной России, а крупная геосинклиналь простиралась через южную Европу и южную Азию (современные Альпы, Кавказ и Гималаи расположены вдоль ее оси). Этот прогиб, именующийся геосинклиналью, или морем, Тетис, существовал на протяжении ряда последующих геологических периодов.

На территории Англии, Бельгии и Германии простирались низменности. Здесь в результате небольших колебательных движений земной коры происходило чередование морских и континентальных обстановок. Когда море отступало, формировались низменные заболоченные ландшафты с лесами из древовидных папоротников, древовидных плаунов и каламитовых. При наступании морей осадочные образования перекрывали леса, уплотняя древесные остатки, которые превращались в торф, а затем в уголь. В позднекаменноугольное время на материках Южного полушария распространилось покровное оледенение. В Южной Америке в результате морской трансгрессии, проникавшей с запада, была затоплена бoльшая часть территории современных Боливии и Перу.

В раннепенсильванское время в Северной Америке Аппалачская геосинклиналь замкнулась, утратила связь с Мировым океаном, и в восточных и центральных районах США накапливались терригенные песчаники. В середине и конце этого периода во внутренних районах Северной Америки (так же, как в Западной Европе) преобладали низменности. Здесь мелководные моря периодически уступали место болотам, в которых накапливались мощные торфяные залежи, впоследствии трансформировавшиеся в крупные угольные бассейны, которые простираются от Пенсильвании до восточного Канзаса. Некоторые западные районы Северной Америки заливались морем на протяжении большей части этого периода. Там отлагались слои известняков, сланцев и песчаников.

Широкое распространение субаэральных обстановок в значительной мере способствовало эволюции наземных растений и животных. Гигантские леса из древовидных папоротников и плаунов покрывали обширные заболоченные низменности. Эти леса изобиловали насекомыми и паукообразными. Один из видов насекомых, самый крупный в геологической истории, был похож на современную стрекозу, но имел размах крыльев ок. 75 см. Значительно большего видового разнообразия достигли стегоцефалы. Некоторые превышали в длину 3 м. Только в Северной Америке в болотных отложениях пенсильванского времени было обнаружено более 90 видов этих гигантских земноводных, имевших сходство с саламандрами. В этих же породах были найдены остатки древнейших пресмыкающихся. Однако из-за фрагментарности находок трудно составить полное представление о морфологии этих животных. Вероятно, эти примитивные формы были похожи на аллигаторов.

Пермский период . Изменения природных условий, начавшиеся в позднекаменноугольное время, еще больше проявились в пермском периоде, завершившем палеозойскую эру. Его название происходит от Пермской области в России. В начале этого периода море занимало Уральскую геосинклиналь — прогиб, следовавший согласно простиранию современных Уральских гор. Мелководное море периодически покрывало некоторые районы Англии, северной Франции и южной Германии, где накапливались слоистые толщи морских и континентальных осадков — песчаников, известняков, глинистых сланцев и каменной соли. Море Тетис существовало на протяжении большей части периода, и в районе северной Индии и современных Гималаев образовалась мощная толща известняков. Пермские отложения большой мощности представлены в восточной и центральной Австралии и на островах Южной и Юго-Восточной Азии. Они широко распространены в Бразилии, Боливии и Аргентине, а также в южной Африке.

Многие пермские формации в северной Индии, Австралии, Африке и Южной Америке имеют континентальное происхождение. Они представлены уплотненными ледниковыми отложениями, а также широко распространенными водно-ледниковыми песками. В Центральной и Южной Африке этими породами начинается мощная толща континентальных отложений, известная как серия кару.

В Северной Америке пермские моря занимали меньшую площадь по сравнению с предыдущими периодами палеозоя. Главная трансгрессия распространялась из западной части Мексиканского залива на север через территорию Мексики и проникла в южные районы центральной части США. Центр этого эпиконтинентального моря располагался в пределах современного штата Нью-Мексико, где сформировалась мощная толща известняков серии кэпитен. Благодаря деятельности подземных вод эти известняки приобрели сотовую структуру, особенно ярко выраженную в знаменитых Карлсбадских пещерах (шт. Нью-Мексико, США). Восточнее, в Канзасе и Оклахоме, отложились прибрежные фации красных глинистых сланцев. В конце перми, когда площадь, занятая морем, значительно сократилась, сформировались мощные соленосные и гипсоносные толщи.

В конце палеозойской эры, отчасти в каменноугольном периоде и отчасти — в пермском, во многих районах начался орогенез. Мощные толщи осадочных пород Аппалачской геосинклинали были смяты в складки и разбиты разломами. В результате образовались горы Аппалачи. Этот этап горообразования в Европе и Азии называют герцинским, или варисцийским, а в Северной Америке — аппалачским.

Растительный мир пермского периода был такой же, как и во второй половине каменноугольного. Однако растения имели меньшие размеры и не были так многочисленны. Это указывает на то, что климат пермского периода стал холоднее и суше. Беспозвоночные животные перми были унаследованы от предыдущего периода. Большой скачок произошел в эволюции позвоночных (рис. 13). На всех материках континентальные отложения пермского возраста содержат многочисленные остатки пресмыкающихся, достигавших в длину 3 м. Все эти предки мезозойских динозавров отличались примитивным строением и внешне были похожи на ящериц или аллигаторов, но иногда имели необычные особенности, например, высокий парусообразный плавник, протягивающийся от шеи до хвоста вдоль спины, у диметродона. Все еще многочисленными были стегоцефалы.

В конце пермского периода горообразование, проявившееся во многих районах земного шара на фоне общего поднятия материков, привело к столь значительным изменениям окружающей среды, что начали вымирать многие характерные представители палеозойской фауны. Пермский период был заключительной стадией существования многих беспозвоночных, особенно трилобитов.

Мезозойская эра, подразделяемая на три периода, отличалась от палеозойской преобладанием континентальных обстановок над морскими, а также составом флоры и фауны. Наземные растения, многие группы беспозвоночных и особенно позвоночные животные приспособились к новым обстановкам и претерпели существенные изменения.

Триасовый период открывает мезозойскую эру . Его название происходит от греч. trias (троица) в связи с четким трехчленным строением толщи отложений этого периода в северной Германии. В основании толщи залегают красноцветные песчаники, в середине — известняки, а вверху — красноцветные песчаники и глинистые сланцы. На протяжении триаса значительные территории Европы и Азии были заняты озерами и мелководными морями. Эпиконтинентальное море покрывало Западную Европу, причем его береговая линия прослеживается на территории Англии. В этом морском бассейне и накапливались вышеупомянутые стратотипические осадки. Песчаники, залегающие в нижней и верхней частях толщи, отчасти имеют континентальное происхождение. Другой триасовый морской бассейн проникал на территорию северной России и распространялся к югу по Уральскому прогибу. Огромное море Тетис тогда покрывало примерно такую же территорию, как и в позднекаменноугольное и пермское время. В этом море накопилась мощная толща доломитовых известняков, которыми сложены Доломитовые Альпы северной Италии. На юге центральной Африки триасовый возраст имеет бoльшая часть верхней толщи континентальной серии кару. Эти горизонты известны обилием ископаемых остатков пресмыкающихся. В конце триаса на территории Колумбии, Венесуэлы и Аргентины образовались покровы алевритов и песков континентального генезиса. Пресмыкающиеся, найденные в этих слоях, обнаруживают удивительное сходство с фауной серии кару в южной Африке.

В Северной Америке триасовые породы не так широко распространены, как в Европе и Азии. Продукты разрушения Аппалачей — красноцветные континентальные пески и глины — накапливались во впадинах, расположенных восточнее этих гор и испытывавших погружение. Эти отложения, переслаивающиеся с горизонтами лавы и пластовыми интрузиями, разбиты разломами и имеют падение к востоку. В Ньюаркском бассейне в Нью-Джерси и долине р.Коннектикут им соответствуют коренные породы серии ньюарк. Мелководные моря занимали некоторые западные районы Северной Америки, где накапливались известняки и глинистые сланцы. Континентальные песчаники и глинистые сланцы триаса выходят по бортам Большого каньона (шт. Аризона).

Органический мир в триасовом периоде был существенно иным, чем в пермском периоде. Для этого времени характерно обилие крупных хвойных деревьев, остатки которых часто встречаются в триасовых континентальных отложениях. Глинистые сланцы формации чинл на севере Аризоны насыщены окременелыми стволами деревьев. В результате выветривания сланцев они обнажились и теперь образуют каменный лес. Широкое развитие получили саговниковые (или цикадофиты), растения с тонкими или бочонковидными стволами и свисающими с макушки рассеченными, как у пальм, листьями. Некоторые виды саговниковых существуют и в современных тропических районах. Из беспозвоночных самыми распространенными были моллюски, среди которых преобладали аммониты (рис. 14), имевшие отдаленное сходство с современными наутилусами (или корабликами) и многокамерную раковину. Существовало много видов двустворчатых моллюсков. Значительный прогресс произошел в эволюции позвоночных. Хотя стегоцефалы были еще довольно обычны, преобладать стали пресмыкающиеся, среди которых появилось множество необычных групп (например, фитозавры, форма тела которых была, как у современных крокодилов, а челюсти узкие и длинные с острыми коническими зубами). В триасе впервые появились настоящие динозавры, эволюционно более развитые, чем их примитивные предки. Конечности у них были направлены вниз, а не в стороны (как у крокодилов), что позволяло им передвигаться подобно млекопитающим и поддерживать тело над землей. Динозавры передвигались на задних ногах, удерживая равновесие при помощи длинного хвоста (как кенгуру), и отличались небольшим ростом — от 30 см до 2,5 м. Некоторые пресмыкающиеся приспособились к жизни в морской среде, например ихтиозавры, туловище которых походило на акулье, а конечности трансформировались в нечто среднее между ластами и плавниками, и плезиозавры, туловище которых стало уплощенным, шея вытянулась, а конечности превратились в ласты. Обе эти группы животных стали более многочисленными в последующие этапы мезозойской эры.

Юрский период получил свое название от гор Юра (в северо-западной Швейцарии), сложенных многослойной толщей известняков, глинистых сланцев и песчаников. В юре произошла одна из крупнейших морских трансгрессий в Западной Европе. Огромное эпиконтинентальное море распространялось на большей части Англии, Франции, Германии и проникало в некоторые западные районы европейской России. В Германии известны многочисленные выходы верхнеюрских лагунных мелкозернистых известняков, в которых были обнаружены необычные ископаемые. В Баварии, в знаменитом местечке Золенхофен, найдены остатки крылатых пресмыкающихся и оба из известных видов первых птиц.

Море Тетис простиралось от Атлантики через южную часть Пиренейского п-ова вдоль Средиземного моря и через Южную и Юго-Восточную Азию выходило к Тихому океану. Бoльшая часть северной Азии в этот период располагалась выше уровня моря, хотя эпиконтинентальные моря с севера проникали в Сибирь. Континентальные отложения юрского возраста известны в южной Сибири и северном Китае.

Небольшие эпиконтинентальные моря занимали ограниченные площади вдоль побережья западной Австралии. Во внутренних районах Австралии имеются выходы юрских континентальных отложений. Бoльшая часть Африки в юрский период располагалась выше уровня моря. Исключение составляла ее северная окраина, заливавшаяся морем Тетис. В Южной Америке вытянутое узкое море заполняло геосинклиналь, размещавшуюся примерно на месте современных Анд.

В Северной Америке юрские моря занимали весьма ограниченные территории на западе материка. Мощные толщи континентальных песчаников и кроющих глинистых сланцев накопились в районе плато Колорадо, особенно к северу и востоку от Большого каньона. Песчаники образовались из песков, слагавших пустынные дюнные ландшафты котловин. В результате процессов выветривания песчаники приобрели необычные формы (как, например, живописные остроконечные пики в национальном парке Зайон или национальный памятник Рейнбоу-Бридж, представляющий собой возвышающуюся на 94 м над дном каньона арку с пролетом 85 м; эти достопримечательности находятся в штате Юта). Отложения глинистых сланцев формации моррисон знамениты находками 69 видов ископаемых динозавров. Тонкодисперсные осадки в этом районе, вероятно, накапливались в условиях заболоченной низины.

Растительный мир юрского периода в общих чертах был сходен с существовавшим в триасе. Во флоре доминировали саговниковые и хвойные древесные породы. Впервые появились гинкговые — голосеменные широколиственные древесные растения с опадающей осенью листвой (вероятно, это связующее звено между голосеменными и покрытосеменными растениями). Единственный вид этого семейства — гинкго двулопастный — сохранился до настоящего времени и считается самым древним представителем древесных, поистине живым ископаемым.

Юрская фауна беспозвоночных весьма сходна с триасовой. Однако более многочисленными стали кораллы-рифостроители, широко распространились морские ежи и моллюски. Появились многие двустворчатые моллюски, родственные современным устрицам. Все еще были многочисленны аммониты.

Позвоночные были представлены преимущественно пресмыкающимися, поскольку стегоцефалы вымерли в конце триаса. Динозавры достигли кульминации своего развития. Такие травоядные формы, как апатозавры и диплодоки, стали передвигаться на четырех конечностях; многие имели длинные шею и хвост. Эти животные приобрели гигантские размеры (до 27 м в длину), а некоторые весили до 40 т. У отдельных представителей травоядных динозавров меньших размеров, например стегозавров, развился защитный панцирь, состоявший из пластин и шипов. У плотоядных динозавров, в частности аллозавров, сформировались крупные головы с мощными челюстями и острыми зубами, в длину они достигали 11 м и передвигались на двух конечностях. Другие группы пресмыкающихся тоже были весьма многочисленны. В юрских морях обитали плезиозавры и ихтиозавры. Впервые появились летающие пресмыкающиеся — птерозавры, у которых развились перепончатые крылья, как у летучих мышей, а масса уменьшилась за счет трубчатых костей.

Появление птиц в юре — важный этап в развитии животного мира. В лагунных известняках Золенхофена были обнаружены два птичьих скелета и отпечатки перьев. Однако эти примитивные птицы еще имели много черт, общих с пресмыкающимися, включая острые зубы конической формы и длинные хвосты.

Юрский период завершился интенсивной складчатостью, в результате которой на западе США сформировались горы Сьерра-Невада, которые простирались дальше на север в пределы современной западной Канады. Впоследствии южная часть этого складчатого пояса снова испытала поднятие, которое предопределило строение современных гор. На других материках проявления орогенеза в юре были незначительны.

Меловой период . В это время накапливались мощные слоистые толщи мягкого слабо уплотненного белого известняка — мела, от которого произошло название периода. Впервые такие слои были изучены в обнажениях по берегам пролива Па-де-Кале близ Дувра (Великобритания) и Кале (Франция). В других частях света отложения соответствующего возраста тоже называют меловыми, хотя там встречаются и другие типы пород.

В меловой период морские трансгрессии охватывали значительные части Европы и Азии. В центральной Европе моря заливали два субширотных геосинклинальных прогиба. Один из них располагался в пределах юго-восточной Англии, северной Германии, Польши и западных районов России и на крайнем востоке достигал субмеридионального Уральского прогиба. Другая геосинклиналь, Тетис, сохраняла свое прежнее простирание в южной Европе и северной Африке и соединялась с южной оконечностью Уральского прогиба. Далее море Тетис продолжалось в Южной Азии и восточнее Индийского щита соединялось с Индийским океаном. За исключением северной и восточной окраин, территория Азии на протяжении всего мелового периода не заливалась морем, поэтому там широко распространены континентальные отложения этого времени. Мощные слои меловых известняков представлены во многих районах Западной Европы. В северных районах Африки, куда заходило море Тетис, накопились большие толщи песчаников. Пески пустыни Сахара образовались в основном за счет продуктов их разрушения. Австралия покрывалась меловыми эпиконтинентальными морями. В Южной Америке на протяжении большей части мелового периода Андский прогиб заливался морем. Восточнее его на значительной территории Бразилии отложились терригенные алевриты и пески с многочисленными остатками динозавров.

В Северной Америке окраинные моря занимали береговые равнины Атлантического океана и Мексиканского залива, где накапливались пески, глины и меловые известняки. Другое окраинное море располагалось на западном побережье материка в пределах Калифорнии и доходило до южных подножий возрожденных гор Сьерра-Невада. Однако последняя самая крупная морская трансгрессия охватила западные районы центральной части Северной Америки. В это время сформировался обширный геосинклинальный прогиб Скалистых гор, и огромное море распространялось от Мексиканского залива через современные Великие равнины и Скалистые горы на север (западнее Канадского щита) вплоть до Северного Ледовитого океана. Во время этой трансгрессии была отложена мощная многослойная толща песчаников, известняков и глинистых сланцев.

В конце мелового периода происходил интенсивный орогенез в Южной и Северной Америке и Восточной Азии. В Южной Америке осадочные породы, накопившиеся в Андской геосинклинали за несколько периодов, были уплотнены и смяты в складки, что привело к образованию Анд. Аналогичным образом в Северной Америке на месте геосинклинали сформировались Скалистые горы. Во многих районах мира усилилась вулканическая деятельность. Лавовые потоки покрыли всю южную часть п-ова Индостан (таким образом сформировалось обширное плато Декан), а небольшие излияния лавы имели место в Аравии и Восточной Африке. Все материки испытали значительные поднятия, и произошла регрессия всех геосинклинальных, эпиконтинентальных и окраинных морей.

Меловой период ознаменовался несколькими крупными событиями в развитии органического мира. Появились первые цветковые растения. Их ископаемые остатки представлены листьями и древесиной пород, многие из которых растут и в настоящее время (например, ива, дуб, клен и вяз). Меловая фауна беспозвоночных в целом аналогична юрской. Среди позвоночных животных наступила кульминация видового разнообразия пресмыкающихся. Существовали три основные группы динозавров. Хищные с хорошо развитыми массивными задними конечностями были представлены тираннозаврами, которые в длину достигали 14 м, а в высоту — 5 м. Получила развитие группа двуногих травоядных динозавров (или траходонтов) с широкими уплощенными челюстями, напоминающими утиный клюв. Многочисленные скелеты этих животных встречаются в меловых континентальных отложениях Северной Америки. К третьей группе относятся рогатые динозавры с развитым костяным щитом, защищавшим голову и шею. Типичный представитель этой группы — трицератопс с коротким носовым и двумя длинными надглазными рогами.

В меловых морях обитали плезиозавры и ихтиозавры, появились морские ящерицы мозазавры с вытянутым туловищем и сравнительно небольшими ластовидными конечностями. Птерозавры (летающие ящеры) утратили зубы и лучше передвигались в воздушном пространстве, чем их юрские предки. У одного из видов птерозавров — птеранодона — размах крыльев достигал 8 м.

Известны два вида птиц мелового периода, сохранившие некоторые морфологические особенности рептилий, например размещенные в альвеолах зубы конической формы. Один из них — гесперорнис (ныряющая птица) — приспособился к жизни в море.

Хотя переходные формы, больше похожие на рептилий, чем на млекопитающих, известны с триаса и юры, впервые многочисленные остатки настоящих млекопитающих были обнаружены в континентальных верхнемеловых отложениях. Примитивные млекопитающие мелового периода отличались небольшими размерами и чем-то напоминали современных землероек.

Широко развитые на Земле процессы горообразования и тектонические поднятия материков в конце мелового периода привели к столь значительным изменениям природы и климата, что многие растения и животные вымерли. Из беспозвоночных исчезли господствовавшие в мезозойских морях аммониты, а из позвоночных — все динозавры, ихтиозавры, плезиозавры, мозазавры и птерозавры.

Кайнозойская эра, охватывавшая последние 65 млн. лет, подразделяется на третичный (в России принято выделять два периода — палеогеновый и неогеновый) и четвертичный периоды. Хотя последний отличался малой продолжительностью (возрастные оценки его нижней границы колеблются от 1 до 2,8 млн. лет), он сыграл большое значение в истории Земли, поскольку с ним связаны неоднократные материковые оледенения и появление человека.

Третичный период . В это время многие районы Европы, Азии и Северной Африки были покрыты мелководными эпиконтинентальными и глубоководными геосинклинальными морями. В начале этого периода (в неогене) море занимало юго-восточную Англию, северо-западную Францию и Бельгию и там накопилась мощная толща песков и глин. Все еще продолжало существовать море Тетис, простиравшееся от Атлантического до Индийского океана. Его воды заливали Пиренейский и Апеннинский полуострова, северные районы Африки, юго-западную Азию и север Индостана. В этом бассейне отлагались мощные горизонты известняков. Бoльшая часть северного Египта сложена нуммулитовыми известняками, которые использовались в качестве строительного материала при возведении пирамид.

В это время почти вся юго-восточная Азия была занята морскими бассейнами и небольшое эпиконтинентальное море распространялось на юго-востоке Австралии. Третичные морские бассейны покрывали северную и южную оконечности Южной Америки, а эпиконтинентальное море проникало на территорию восточной Колумбии, северной Венесуэлы и южной Патагонии. Мощные толщи континентальных песков и алевритов накапливались в бассейне Амазонки.

Окраинные моря располагались на месте современных Береговых равнин, прилегающих к Атлантическому океану и Мексиканскому заливу, а также вдоль западного побережья Северной Америки. Мощные толщи континентальных осадочных пород, образовавшихся в результате денудации возрожденных Скалистых гор, накапливались на Великих равнинах и в межгорных впадинах.

Во многих районах земного шара в середине третичного периода происходил активный орогенез. В Европе образовались Альпы, Карпаты и Кавказ. В Северной Америке на заключительных этапах третичного периода сформировались Береговые хребты (в пределах современных штатов Калифорния и Орегон) и Каскадные горы (в пределах Орегона и Вашингтона).

Третичный период ознаменовался существенным прогрессом в развитии органического мира. Современные растения возникли еще в меловом периоде. Большинство третичных беспозвоночных были непосредственно унаследованы от меловых форм. Многочисленнее стали современные костистые рыбы, уменьшились численность и видовое разнообразие земноводных и пресмыкающихся. Произошел скачок в развитии млекопитающих. От примитивных форм, похожих на землероек и впервые появившихся в меловом периоде, берут начало многие формы, относящиеся уже к началу третичного периода. Самые древние ископаемые остатки лошадей и слонов обнаружены в нижнетретичных породах. Появились плотоядные и парнокопытные животные.

Видовое разнообразие животных сильно возросло, однако многие из них вымерли уже к концу третичного периода, а другие (подобно некоторым мезозойским пресмыкающимся) вернулись к морскому образу жизни, как, например, китообразные и морские свиньи, у которых плавники представляют собой трансформированные конечности. Летучие мыши смогли летать благодаря перепонке, соединяющей их длинные пальцы. Динозавры, вымершие в конце мезозоя, уступили место млекопитающим, которые стали доминирующим классом животных на суше в начале третичного периода.

Четвертичный период подразделяется на эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен. Последний начался всего 10 000 лет назад. Современный рельеф и ландшафты Земли в основном оформились в четвертичный период.

Горообразование, которое происходило в конце третичного периода, предопределило значительное поднятие материков и регрессию морей. Четвертичный период ознаменовался существенным похолоданием климата и широким развитием покровного оледенения в Антарктиде, Гренландии, Европе и Северной Америке. В Европе центром оледенения был Балтийский щит, откуда ледниковый покров распространялся до южной Англии, средней Германии и центральных районов Восточной Европы. В Сибири покровное оледенение имело меньшие размеры, в основном ограничиваясь предгорными районами. В Северной Америке ледниковые покровы занимали громадную территорию, включая бoльшую часть Канады и северные районы США вплоть до южного Иллинойса. В Южном полушарии четвертичный ледниковый покров характерен не только для Антарктиды, но и для Патагонии. Кроме того, на всех материках было широко распространено горное оледенение.

В плейстоцене выделяют четыре основных этапа активизации оледенения, чередовавшиеся с межледниковьями, во время которых природные условия были близки современным или даже более теплыми. Последний ледниковый покров на территории Европы и Северной Америки достигал наибольших размеров 18-20 тыс. лет назад и окончательно растаял в начале голоцена.

В четвертичный период вымерли многие третичные формы животных и появились новые, приспособившиеся к более холодным условиям. Особо следует отметить мамонта и шерстистого носорога, которые населяли северные области в плейстоцене. В более южных районах Северного полушария встречались мастодонты, саблезубые тигры и др. Когда ледниковые покровы растаяли, представители плейстоценовой фауны вымерли и их место заняли современные животные. Первобытные люди, в частности неандертальцы, вероятно, существовали уже во время последнего межледниковья, но человек современного типа — человек разумный (Homo sapiens) — появился лишь в последнюю ледниковую эпоху плейстоцена, а в голоцене расселился по всему земному шару.

Представляем вашему вниманию статью о классическом понимании развития нашей планеты Земля, написанную нескучно, понятно и не слишком длинно….. Если кто из людей зрелого возраста подзабыл — будет интересно прочитать, ну для тех, кто помоложе, да еще и для реферата вообще прекрасный материал.

Вначале не было ничего. В бескрайнем космическом пространстве существовало только гигантское облако из пыли и газов. Можно допустить, что время от времени сквозь эту субстанцию на огромной скорости проносились космические корабли с представителями вселенского разума. Гуманоиды скучающе смотрели в иллюминаторы и даже отдалённо не догадывались, что через несколько млрд. лет в этих местах зародятся разум и жизнь.

Газопылевое облако со временем трансформировалось в Солнечную систему. А после того, как возникло светило, появились и планеты. Одной из них стала наша родная Земля. Произошло это 4,5 млрд. лет назад. Вот с тех далёких времён и отсчитывается возраст голубой планеты, благодаря которой мы и существуем в этом мире.

Вся история Земли делится на два огромных по времени этапа

• Первый этап характеризуется отсутствием сложных живых организмов. Существовали лишь одноклеточные бактерии, обосновавшиеся на нашей планете примерно 3,5 млрд. лет назад.
• Второй этап начался примерно 540 млн. лет назад. Это время, когда живые многоклеточные организмы расселились по Земле. Здесь имеются в виду и растения, и животные. Причём средой их обитания стали и моря, и суша. Второй период продолжается по сей день, а его венцом является человек.

Такие огромные временные этапы называют эонами . Каждому эону присуща своя эонотема . Последняя представляет собой определённый этап геологического развития планеты, который кардинально отличается от других этапов литосферой, гидросферой, атмосферой, биосферой. То есть каждая эонотема строго специфична и не похожа на другие.

Всего насчитывается 4 эона. Каждый из них, в свою очередь, подразделяется на эры развития Земли, а те делятся на периоды. Отсюда видно, что существует жёсткая градация больших интервалов времени, а за основу берётся геологическое развитие планеты.

Катархей

Самый древний эон называется катархей. Начался он 4,6 млрд. лет назад, а закончился 4 млрд. лет назад. Таким образом, его длительность составила 600 млн. лет. Время очень древнее, поэтому его не разделили ни на эры, ни на периоды. Во времена катархея не было ни земной коры, ни ядра. Планета представляла собой холодное космическое тело. Температура в его недрах соответствовала температуре плавления вещества. Сверху поверхность была покрыта реголитом, как в наше время лунная. Рельеф был практически ровным из-за постоянных мощных землетрясений. Никакой атмосферы и кислорода, естественно, не было.

Архей

Второй эон называется архей. Начался он 4 млрд. лет назад, а закончился 2,5 млрд. лет назад. Таким образом, он продолжался 1,5 млрд. лет. Его подразделяют на 4 эры:

• эоархей
• палеоархей
• мезоархей
• неоархей

Эоархей (4–3,6 млрд. лет) длился 400 млн. лет. Это период формирования земной коры. На планету падало огромное количество метеоритов. Это, так называемая, Поздняя тяжёлая бомбардировка. Именно в то время началось образование гидросферы. На Земле появилась вода. В большом количестве её могли занести кометы. Но до океанов было ещё далеко. Существовали отдельные водоёмы, а температура в них доходила до 90° по Цельсию. Атмосфера характеризовалась высоким содержанием углекислого газа и небольшим содержанием азота. Кислород отсутствовал. В конце этой эры развития Земли начал формироваться первый суперконтинент Ваальбара.

Палеоархей (3,6–3,2 млрд. лет) длился 400 млн. лет. В эту эру завершилось формирование твёрдого ядра Земли. Появилось сильное магнитное поле. Его напряжённость составляла половину нынешней. Следовательно, поверхность планеты получила защиту от солнечного ветра. На этот период приходятся и примитивные формы жизни в виде бактерий. Их остатки, возраст которых составляет 3,46 млрд. лет, были обнаружены в Австралии. Соответственно, стало увеличиваться содержание кислорода в атмосфере, обусловленное деятельностью живых организмов. Продолжалось формирование Ваальбара.

Мезоархей (3,2–2,8 млрд. лет) длился 400 млн. лет. Самым примечательным в нём являлось существование цианобактерий. Они способны к фотосинтезу и выделяют кислород. Завершилось формирование суперконтинента. К концу эры он раскололся. Имело место также падение огромного астероида. Кратер от него до сих пор существует на территории Гренландии.

Неоархей (2,8–2,5 млрд. лет) продолжался 300 млн. лет. Это время формирования настоящей земной коры – тектогенез. Продолжали развиваться бактерии. Следы их жизни обнаружены в строматолитах, возраст которых оценивается в 2,7 млрд. лет. Эти известковые отложения были образованы огромными колониями бактерий. Их нашли в Австралии и Южной Африке. Продолжал совершенствоваться фотосинтез.

С окончанием архея эры Земли получили своё продолжение в протерозойском эоне. Это период 2,5 млрд. лет – 540 млн. лет назад. Он самый длительный из всех эонов планеты.

Протерозой

Протерозой делится на 3 эры. Первая называется палеопротерозой (2,5–1,6 млрд. лет). Продолжалась она 900 млн. лет. Этот огромный временной интервал подразделяется на 4 периода:

• сидерий (2,5–2,3 млрд. лет)
• риасий (2,3–2,05 млрд. лет)
• орозирий (2,05–1,8 млрд. лет)
• статерий (1,8–1,6 млрд. лет)

Сидерий примечателен в первую очередь кислородной катастрофой . Произошла она 2,4 млрд. лет назад. Характеризуется кардинальным изменением атмосферы Земли. В ней в огромном количестве появился свободный кислород. До этого в атмосфере доминировали углекислый газ, сероводород, метан и аммиак. Но в результате фотосинтеза и угасания вулканической активности на дне океанов, кислород заполонил всю атмосферу.

Кислородный фотосинтез характерен для цианобактерий, которые расплодились на Земле 2,7 млрд. лет назад. До этого господствовали архебактерии. Они при фотосинтезе кислород не вырабатывали. К тому же вначале кислород расходовался на окисление горных пород. В больших количествах он скапливался только в биоценозах или бактериальных матах.

В конце концов, наступил момент, когда поверхность планеты оказалась окисленной. А цианобактерии продолжали выделять кислород. И он начал накапливаться в атмосфере. Процесс ускорился из-за того, что океаны тоже перестали поглощать этот газ.

Как результат, анаэробные организмы погибли, а им на смену пришли аэробные, то есть те, у которых синтез энергии осуществлялся посредством свободного молекулярного кислорода. Планету окутал озоновый слой и снизился парниковый эффект. Соответственно, расширились границы биосферы, а осадочные и метаморфические породы оказались полностью окисленными.

Все эти метаморфозы привели к Гуронскому оледенению , которое продолжалось 300 млн. лет. Началось оно в сидерии, а закончилось в конце риасия 2 млрд. лет назад. Следующий период орозирий примечателен интенсивными процессами горообразования. В это время на планету упало 2 огромных астероида. Кратер от одного называется Вредефорт и находится в ЮАР. Его диаметр доходит до 300 км. Второй кратер Садбери располагается в Канаде. Его диаметр составляет 250 км.

Последний статерийский период примечателен образованием суперконтинента Колумбия. В него вошли почти все континентальные блоки планеты. Существовал суперконтинент 1,8-1,5 млрд. лет назад. В это же время сформировались клетки, которые содержали ядра. То есть клетки эукариоты. Это был очень важный этап эволюции.

Вторая эра протерозоя называется мезопротерозой (1,6–1 млрд. лет). Её продолжительность составила 600 млн. лет. Делится она на 3 периода:

• калимий (1,6–1,4 млрд. лет)
• экзатий (1,4–1,2 млрд. лет)
• стений (1,2–1 млрд. лет).

Во времена такой эры развития Земли, как калимий, распался суперконтинент Колумбия. А во времена экзатия появились красные многоклеточные водоросли. На это указывает ископаемая находка на канадском острове Сомерсет. Её возраст составляет 1,2 млрд. лет. В стений образовался новый суперконтинент Родиния. Возник он 1,1 млрд. лет назад, а распался 750 млн. лет назад. Таким образом, к концу мезопротерозоя на Земле существовал 1 суперконтинент и 1 океан, получивший название Мировия.

Последняя эра протерозоя носит название неопротерозой (1 млрд.–540 млн. лет). В неё входит 3 периода:

• тоний (1 млрд.–850 млн. лет)
• криогений (850–635 млн. лет)
• эдиакарий (635–540 млн. лет)

Во времена тония начался распад суперконтинента Родиния. Этот процесс закончился в криогении, и начал формироваться суперконтинент Паннотия из 8 образовавшихся отдельных кусков суши. Для криогения также характерно полное оледенение планеты (Земля-снежок). Льды дошли до экватора, а после того, как они отступили, резко ускорился процесс эволюции многоклеточных организмов. Последний период неопротерозоя эдиакарий примечателен появлением мягкотелых существ. Эти многоклеточные животные получили название вендобионты . Представляли они собой ветвящиеся трубчатые структуры. Данная экосистема считается древнейшей.

Жизнь на Земле зародилась в океане

Фанерозой

Примерно 540 млн. лет назад началось время 4-го и последнего эона – фанерозоя. Здесь насчитываются 3 очень важные эры Земли. Первая называется палеозой (540–252 млн. лет). Продолжалась она 288 млн. лет. Делится на 6 периодов:

• кембрий (540–480 млн. лет)
• ордовик (485–443 млн. лет)
• силур (443–419 млн. лет)
• девон (419–350 млн. лет)
• карбон (359–299 млн. лет)
• пермь (299–252 млн. лет)

Кембрий считается временем жизни трилобитов. Это морские животные, похожие на ракообразных. Вмести с ними в морях обитали медузы, губки и черви. Такое обилие живых существ называется кембрийским взрывом . То есть до этого ничего подобного не было и вдруг резко появилось. Скорее всего, именно в кембрии начали зарождаться минеральные скелеты. Раньше же живой мир имел мягкие тела. Они, естественно, не сохранились. Поэтому сложные многоклеточные организмы более древних эпох и невозможно обнаружить.

Палеозой примечателен быстрым расселением организмов с твёрдыми скелетами. Из позвоночных появились рыбы, пресмыкающиеся и земноводные. В растительном мире вначале преобладали водоросли. Во время силура растения начали осваивать сушу. В начале девона болотистые берега поросли примитивными представителями флоры. Это были псилофиты и птеридофиты. Размножались растения спорами, которые переносил ветер. Побеги растений развивались на клубневых или стелющихся корневищах.

Растения начали осваивать сушу в силурский период

Появились скорпионы, пауки. Настоящим гигантом была стрекоза меганевра. Размах её крыльев достигал 75 см. Древнейшими костными рыбами считаются акантоды. Жили они в силурский период. Их тела были покрыты плотными ромбовидными чешуйками. В карбон , который ещё называют каменноугольным периодом, на берегах лагун и в бесчисленных топях бурно развивалась самая разнообразная растительность. Именно её остатки и послужили основой для образования каменного угля.

Это время также характерно началом образования суперконтинента Пангея. Полностью он сформировался в пермский период. А распался 200 млн. лет назад на 2 континента. Это северный континент Лавразия и южный континент Гондвана. Впоследствии Лавразия раскололась, и образовались Евразия и Северная Америка. А из Гондваны возникли Южная Америка, Африка, Австралия и Антарктида.

На пермь приходились частые изменения климата. Засушливые времена сменялись влажными. В это время на берегах появлялась буйная растительность. Типовыми растениями были кордаиты, каламиты, древовидные и семенные папоротники. В воде появились ящеры мезозавры. Их длина достигала 70 см. Но к концу пермского периода ранние пресмыкающиеся вымерли и уступили место более развитым позвоночным. Таким образом, в палеозой жизнь надёжно и плотно обосновалась на голубой планете.

Особый интерес у учёных вызывают следующие эры развития Земли. 252 млн. лет назад наступил мезозой . Продолжался он 186 млн. лет и закончился 66 млн. лет назад. Состоял из 3-х периодов:

• триас (252–201 млн. лет)
• юра (201–145 млн. лет)
• мел (145–66 млн. лет)

Граница между пермским и триасовым периодом характеризуется массовым вымиранием животных. Погибли 96% морских видов и 70% наземных позвоночных. По биосфере был нанесён очень сильный удар, и восстанавливалась она очень долго. А закончилось всё появлением динозавров, птерозавров и ихтиозавров. Эти морские и наземные животные были огромных размеров.

А вот основное тектоническое событие тех лет – распад Пангеи. Единый суперконтинент, как уже говорилось, разделился на 2 континента, а затем распался на те материки, которые мы знаем сейчас. Откололся и индийский субконтинент. Впоследствии он соединился с азиатской плитой, но столкновение было настолько жёсткое, что возникли Гималаи.

Такой природа была в ранний меловой период

Мезозой примечателен тем, что считается самым тёплым периодом фанерозойского эона . Это время глобального потепления. Началось оно в триасе, а закончилось в конце мела. 180 млн. лет даже в Заполярье не было устойчивых паковых ледников. Тепло по планете распространялось равномерно. На экваторе среднегодовая температура соответствовала 25-30° по Цельсию. Для приполярных областей был характерен умеренно-прохладный климат. В первой половине мезозоя климат был сухим, а для второй половины характерен влажный. Именно в это время сформировался экваториальный климатический пояс.

В животном мире из подкласса пресмыкающихся возникли млекопитающие. Связано это было с совершенствованием нервной системы и головного мозга. Конечности переместились с боков под тело, стали более совершенными детородные органы. Они обеспечили развитие зародыша в теле матери с последующим выкармливанием его молоком. Появился шерстяной покров, улучшились кровообращение и обмен веществ. Первые млекопитающие появились ещё в триасе, но с динозаврами они конкурировать не могли. Поэтому более 100 млн. лет те занимали доминирующее положение в экосистеме.

Последней эрой считается кайнозой (начало 66 млн. лет назад). Это текущий геологический период. То есть мы все живём в кайнозое. Подразделяется он на 3 периода:

• палеоген (66–23 млн. лет)
• неоген (23–2,6 млн. лет)
• современный антропоген или четвертичный период, начавшийся 2,6 млн. лет назад.

В кайнозое наблюдаются 2 главных события . Массовое вымирание динозавров 65 млн. лет назад и общее похолодание на планете. Гибель животных связывают с падением огромного астероида с высоким содержанием иридия. Диаметр космического тела достигал 10 км. В результате этого образовался кратер Чиксулуб с диаметром 180 км. Находится он на полуострове Юкатан в Центральной Америке.

Поверхность Земли 65 млн. лет назад

После падения произошёл взрыв огромной силы. В атмосферу поднялась пыль и закрыла планету от солнечных лучей. Средняя температура упала на 15°. Пыль висела в воздухе целый год, что привело к резкому похолоданию. А так как Землю населяли крупные теплолюбивые животные, то они вымерли. Остались только мелкие представители фауны. Именно они и стали предками современного животного мира. Данная теория базируется на иридии. Возраст его слоя в геологических отложениях как раз соответствует 65 млн. лет.

Во времена кайнозоя материки расходились. На каждом из них формировалась своя уникальная флора и фауна. Многообразие морских, летающих и наземных животных значительно увеличилось по-сравнению с палеозоем. Они стали гораздо более совершенными, а доминирующее положение на планете заняли млекопитающие. В растительном мире появились высшие покрытосеменные растения. Это наличие цветка и семяпочки. Появились также злаковые культуры.

Самым важным в последней эре является антропоген или четвертичный период , начавшийся 2,6 млн. лет назад. Состоит он из 2-х эпох: плейстоцена (2,6 млн. лет–11,7 тыс. лет) и голоцена (11,7 тыс. лет–наше время). В эпоху плейстоцена на Земле жили мамонты, пещерные львы и медведи, сумчатые львы, саблезубые кошки и многие другие виды животных, вымерших в конце эпохи. 300 тыс. лет назад на голубой планете появился человек. Считается, что первые кроманьонцы облюбовали для себя восточные районы Африки. В это же время на Пиренейском полуострове жили неандертальцы.

Примечателен плейстоцен и ледниковыми периодами . Целых 2 млн. лет на Земле чередовались очень холодные и тёплые периоды времени. За последние 800 тыс. лет насчитывалось 8 ледниковых периодов со средней продолжительностью 40 тыс. лет. В холодные времена ледники наступали на континенты, а в межледниковье отступали. При этом повышался уровень Мирового океана. Около 12 тыс. лет назад, уже в голоцен, закончился очередной ледниковый период. Климат стал тёплым и влажным. Благодаря этому, человечество расселилось по всей планете.

Голоцен – это межледниковье . Оно продолжается уже 12 тыс. лет. Последние 7 тыс. лет развивалась человеческая цивилизация. Мир во многом изменился. Значительные трансформации, благодаря деятельности людей, претерпели флора и фауна. В наши дни многие виды животных находятся на грани уничтожения. Человек уже давно считает себя властелином мира, но эры Земли никуда не делись. Время продолжает свой неуклонный ход, а голубая планета добросовестно вращается вокруг Солнца. Одним словом, жизнь продолжается, а вот что будет дальше – покажет будущее.

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

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

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

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

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

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

Таблица 1. Геохронологическая таблица

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

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

Основные этапы развития географической оболочки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• Кембрийский период [показать] .

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

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

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

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

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

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

• Ордовикский период [показать] .

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

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

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

• Силурийский период [показать] .

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

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

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

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

• Девонский период [показать] .

  

  

  

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

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

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

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

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

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

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

• Каменноугольный период [показать] .

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

  

  

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

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

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

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

• Пермский период [показать] .

  

  

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

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

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

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

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

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

1. триасовый
2. юрский
3. меловой

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Большая часть современных отрядов насекомых появилась в раннем мезозое.

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

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

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

Современные беззубые птицы сформировались в начале следующей эры.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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