Самый длительный отрезок геологического времени земли. Эры развития земли

Этапы развития планеты. Большое значение для геогра­фической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, про­изошедших в истории их развития. История развития пла­неты Земля делится на два этапа: планетарный и геологи­ческий.

Планетарный этап охватывает период времени от за­рождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 8 планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6 класса. Планета Земля образовалась 3,5- 5 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением пер­вичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).

Геологический этап начался с момента появления пер­вых зачатков земной коры, который и продолжается по на­стоящее время. В этот период образовались различные гор­ные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опусканиям под влиянием внутренних сил. В периоды опускания территории затапливались водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия дна моря здесь возникали рав­нины, сложенные этими осадочными породами.

Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых находились остатки рас­тений и животных. Каждому геологическому периоду со­ответствуют их определенные вилы, потому что органичес­кий мир находится в постоянном развитии.

Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геоло­гического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).

Чтобы определить относительный возраст горных пород, необходимо знать закономерности последовательного за­легания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слон осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии, так, как они один за другим отлагались на дне морен, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.

Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что покрывающий его верхний слой не может образоваться, по­этому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым моло­дым.

В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного зале­гания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных орга­низмов. В результате кропотливой работы ученых но опре­делению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была со­ставлена геохронологическая таблица. Она была утвержде­на на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе - этапы развития жизни, выяв­ленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно со­вершенствуется. Современное состояние таблицы приведе­но на с. 45.

Единицами шкалы являются эры. Они делятся на перио­ды, которые подразделяются на эпохи. Пять самых круп­ных из этих подразделений (эры) носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, ар- хей - время ранней жизни, п[ютерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра сред­ней жизни, кайнозой - эра новой жизни.

Эры подразделяются на менее длительные отрезки вре­мени - периоды (иногда их называют системами). Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (на­пример карбоновый период в палеозое и меловой период в мезозое). Большинство периодов названо но тем местнос­тям, в которых наиболее полно представлены отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кемб рийский получил название от Кембрия - древнего государ­ства на западе Англии. Названия следующих периодов па леозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силуров, населявших террито­рию нынешнего Уэльса.

Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например архей - AR ), а индексы периодов - пер­вой буквой их латинских названий (например пермский Р).

Определение абсолютного возраста горных пород нача­лось в начале XX века, после того как был открыт закон распада радиоактивных элементов. Суть его состоит в сле­дующем. В недрах Земли находятся радиоактивные элемен­ты, например уран. С течением времени он медленно, с по­стоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость рас­пада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяет­ся 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в гор­ной породе, можно подсчитать, сколько лет назад она обра­зовалась.

Использование радиометрических методов позволило оп­ределять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе от­носительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.

1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?

2. Какой этап развития Земли является геологическим?

3*. Как определяют относительный и абсолютный возраст горных пород?

1. Сравните по геохронологической таблице продолжительность гео­логических эр и периодов.

Геологическое летосчисление и геохронологическая таблица
Большое значение для географической науки имеет умение определять возраст Земли и земной коры, а также время значительных событий, произошедших в истории их развития.
История развития планеты Земля делится на два этапа: планетарный и геологический.
Планетарный этап охватывает период времени от зарождения Земли как планеты и до образования земной коры. Научная гипотеза об образовании Земли (как космического тела) появилась на основе общих взглядов на зарождение других планет, входящих в состав Солнечной системы. О том, что Земля - одна из 9-ти планет Солнечной системы, вы знаете из курса 6-го класса. Планета Земля образовалась 4,5-4,6 млрд лет назад. Этот этап закончился с появлением первичных литосферы, атмосферы и гидросферы (3,7-3,8 млрд лет назад).
С момента появления первых зачатков земной коры начался геологический этап, который продолжается и по настоящее время. В этот период образовались различные горные породы. Земная кора не раз подвергалась медленным поднятиям и опускания под влиянием внутренних сил. В период опускания территория затапливалась водой и на дне откладывались осадочные породы (пески, глины и др.), а в периоды поднятия моря отступали и на их месте возникала равнина, сложенная этими осадочными породами.
Таким образом, первоначальное строение земной коры стало изменяться. Этот процесс продолжался непрерывно. На дне морей и впадин материков накапливался осадочный слой горных пород, среди которых можно было встретить остатки растений и животных. Каждому геологическому периоду соответствуют их отдельные виды, потому что органический мир находится в постоянном развитии.
Определение возраста горных пород. Для того чтобы определить возраст Земли и представить историю ее геологического развития, используют методы относительного и абсолютного летосчисления (геохронологию).
Чтобы определить относительный возраст горных пород необходимо знать закономерности последовательного залегания слоев осадочных горных пород разного состава. Суть их состоит в следующем: если слои осадочных горных пород залегают в ненарушенном состоянии так, как они один за другим отлагались на дне морей, то это значит, что слой, лежащий внизу, отложился раньше, а слой, лежащий выше, образовался позднее, следовательно, он моложе.
Действительно, если не будет нижнего слоя, то ясно, что накрывающий его верхний слой не может образоваться, поэтому чем ниже расположен осадочный слой, тем больше его возраст. Самый верхний слой считается самым молодым.
В определении относительного возраста горных пород большое значение имеет изучение последовательного залегания осадочных пород разного состава и содержащихся в них окаменелых остатков животных и растительных организмов В результате кропотливой работы ученых по определению геологического возраста горных пород и времени развития растительных и животных организмов была составлена геохронологическая таблица. Она была утверждена на II Международном геологическом конгрессе в 1881 году в Болонье. В ее основе этапы развития жизни, выявленные палеонтологией. Эта таблица-шкала постоянно совершенствуется. Современное состояние таблицы приведено на с. 43.
Единицами шкалы являются эры, делящиеся на периоды которые подразделяются на эпохи. Пять самых крупных из этих подразделений - эры - носят названия, связанные с характером существовавшей тогда жизни. Например, архей - время более ранней жизни, протерозой - эра первичной жизни, палеозой - эра древней жизни, мезозой - эра средней жизни, кайнозой - эра новой жизни.
Эры подразделяются на менее длительные отрезки времени - периоды. Названия их различны. Одни из них происходят от названий горных пород, которые наиболее характерны для этого времени (например, карбоновый период в палеозое и молевый период в мезозое). Большинство периодов названо по тем местностям, в которых наиболее полно развиты отложения того или иного периода и где впервые эти отложения были охарактеризованы. Древнейший период палеозоя - кембрийский - получил название от Кем­брии - древнего государства на западе Англии. Названия следующих периодов палеозоя - ордовикский и силурский - происходят от названий древних племен ордовиков и силу­ров, населявших территорию нынешнего Уэльса.
Чтобы различать системы геохронологической таблицы, приняты условные знаки. Геологические эры обозначаются индексами (знаками) - начальными буквами их латинских названий (например, архей - AR), а индексы периодов - первой буквой их латинских названий (например, пермский - Р).
Определение абсолютного возраста горных пород началось в начале XX века, после открытия учеными закона распада радиоактивных элементов. В недрах Земли находятся радиоактивные элементы, например, уран. С течением времени он медленно, с постоянной скоростью, распадается на гелий и свинец. Гелий рассеивается, а свинец остается в породе. Зная скорость распада урана (из 100 г урана в течение 74 млн лет выделяется 1 г свинца), по количеству свинца, содержащегося в горной породе, можно подсчитать сколько лет назад она образовалась.
Использование радиометрических методов дало возможность определять возраст многих горных пород, слагающих земную кору. Благодаря этим исследованиям удалось установить геологический и планетарный возраст Земли. На основе относительного и абсолютного методов летосчисления и была составлена геохронологическая таблица.
1. На какие этапы делится геологическая история развития Земли?
2. Какой этап развития Земли является геологическим? 3.* Как определяют возраст горных пород?
4. Сравните по геохронологической таблице продолжительность геологических эр и периодов.

Планеты Земля. Чтобы узнать возраст горных пород, исполь-зуют их абсолютный и относительный возраст .

Абсолютный возраст горных пород определяется по способности не-которых радиоактивных элементов к саморазложению в природных условиях. Относительный возраст определяется по условиям залега-ния осадочных горных пород, особенностям их состава, встречающим-ся останкам живших в прошлые эпохи организмов . Понятно, что более глубокие слои отражают более древние геологические события.

Изученность возраста горных пород позволила составить геохронологическую таблицу (таблицу геологического летоисчисления).

В геологической истории выделяют крупные временные отрезки — эры и периоды .

В геологическом прошлом выделяется самая древняя архейская эра , за которой следуют протерозойская , палеозойская , мезозойская , кай-нозойская . Каждая эра делится на периоды. Самый ранний из них — докембрийский .

Обратите внимание на то, что геохронологическая таблица строится от древнейших этапов к современному и читать её нужно снизу вверх. Для каждой эры показываются соответствующий ей этап развития климата, живой природы, главнейшие геологические события и наибо-лее характерные полезные ископаемые.

На этой странице материал по темам:

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.

История Земли подразделяется на догеологическую и геологическую.

Догеологическая история Земли. История Земли испытала длительную химическую эволюцию, прежде чем из сгустков космического вещества превратилась в планету. Время, когда в результате аккреции начала образовываться планета Земля отделено от современности не более чем на 4,6 млрд лет, а время, в течение которого происходила аккреция вещества газопылевой туманности, по мнению ряда исследователей, было непродолжительным и составляло не более 100 млн лет. В истории Земли промежуток времени в 700 млн лет – от начала аккрекреции до появления первых датированных пород – принято относить к догеологическому этапу развития Земли. Земля освещалась слабыми лучами Солнца, свет от которого в те далекие времена был в два раза слабее современного. Молодая Земля в то время подвергалась усиленной метеоритной бомбардировке и представляла собой холодную неуютную планету, покрытую тонкой коркой базальтов. Земля еще не обладала атмосферой и гидросферой, однако мощные удары метеоритов не только разогревали планету, а, выбрасывая огромное количество газов, внесли свой вклад в зарождение первичной атмосферы, конденсация газов дала начало гидросфере. Временами базальтовая корка раскалывалась, и по трещинам «всплывали» и погружались массивы затвердевшего мантийного вещества. Рельеф земной поверхности напоминал современный лунный, покрытый тонким слоем рыхлого реголита. Предполагают, что около 4,2 млрд лет назад Земля испытала активные тектонические процессы, получившие в геологии название гренландского периода. Земля стала быстро разогреваться. Конвективные процессы – перемешивание веществ Земли, химико-плотностная дифференциация материала земных сфер – обусловили образование первичной литосферы и зарождение океанов и атмосферы. Возникшая первичная атмосфера состояла из двуокиси углерода, двуокиси серы, водяного пара и других компонентов, извергаемых многочисленными вулканами из рифтовых зон. Появились первые метаморфические и осадочные породы – возникла тонкая земная кора. С этого времени (3,8-4 млрд лет назад) начинают отсчет собственно геологической истории Земли.

Геологическая история Земли . Это самый продолжительный этап в развитии Земли. Основные события, происходившие на Земле начиная с этого времени и по современную эпоху, показаны на рис. 3.4.

В геологической истории Земли за длительное время ее существования происходили различные события. Проявились многочисленные геологические процессы, в том числе и тектонические, которые привели к образованию современного структурного облика платформ, океанов, срединно-океанических хребтов, рифтов, поясов и многочисленных полезных ископаемых. Эпохи необычайно интенсивной магматической деятельности сменялись длительными периодами со слабым проявлением вулканической и магматической активности. Эпохи усиленного магматизма характеризовались высокой степенью тектонической активности, т.е. значительными горизонтальными перемещениями континентальных блоков земной коры, возникновением складчатых деформаций, разрывными нарушениями, вертикальными движениями отдельных блоков, а в периоды относительного спокойствия геологические изменения рельефа земной поверхности оказывались слабыми.

Данные о возрасте изверженных пород, полученные различными методами радиогеохронологии, дают возможность установить существование сравнительно коротких эпох магматической и тектонической активности и длительных периодов относительного покоя. Это, в свою очередь, позволяет провести естественную периодизацию истории Земли по геологическим событиям, по степени магматической и тектонической активности.

Сводные данные о возрасте изверженных пород, по сути дела, являются своеобразным календарем тектонических событий в истории Земли. Тектоническая перестройка лика Земли осуществляется периодически этапами и циклами, которые получили название тектогенеза. Эти этапы проявились и проявляются на разных территориях Земли и имеют различную интенсивность. Цикл тектонический – длительные периоды в развитии земной коры, начинающиеся заложением геосинклиналей и заканчивающиеся формированием складчатых структур на обширных площадях земного шара; выделяют каледонский, герцинский, альпийский и др. тектонические циклы. Тектонических циклов в истории Земли выделяют много (имеются сведения о 20 циклах), каждый из которых характеризуется своеобразной магматической и тектонической активностью и составом возникших горных пород, наиболее изученными из которых являются: архейский (Белозерская и Саамская складчатость), раннепротерозойский (Беломорская и Селецкая складчатости), среднепротерозойский (Карельская складчатость), раннерифейский (Гренвильская складчатость), позднепротерозойский (Байкальская складчатость), раннепалеозойский (Каледонская складчатость), позднепалеозойский (Герцинская складчатость), мезозойский (Киммерийская складчатость), кайнозойский (Альпийская складчатость) и др. Каждый цикл завершался замыканием на большей или меньшей части подвижных областей и образованием на их месте горноскладчатых сооружений – байкалид, каледонод, герцинид, мезозоид, альпид. Они последовательно «присоединялись» к древним стабилизировавшимся в докембрии платформенным участкам земной коры, в результате чего происходило разрастание материков.

Рис. 3.4. Наиболее важные события в геологической истории Земли (по Короновскому Н.В., Ясаманову Н.А., 2003)

Рассматривая существующие структуры земной коры, следует учитывать эволюцию геологического процесса, выраженную в усложнении самих геологических явлений и результатов проявления тектонических этапов. Так, первые геосинклинали в начале архея имели очень простое строение, а вертикальные и горизонтальные движения остывших масс не отличались сильной контрастностью. В среднем протерозое древние платформы, геосинклинали, подвижные пояса обрели уже более сложную структуру и значительное разнообразие пород их слагающих. В раннем протерозое оформляются древние платформы. Поздний протерозой и палеозой считаются временем наращивания древних платформ за счет складчатых областей, испытавших процессы орогенеза и платформенный этап. Большинство областеймезозойской складчатости и часть более ранней – герцинской в кайнозое – подвергались внегеосинклинальному (блоковому) орогенезу, так и не успев стать платформами.

Эволюционные этапы в истории Земли проявляются в форме эпох складчатости и горообразования, т.е. орогенезе . Так, в каждом тектоническом этапе выделяют две части: длительного эволюционного развития и кратковременных бурных тектонических процессов, сопровождаемых региональным метаморфизмом, внедрением интрузий кислого состава (граниты и гранодиориты) и горообразованием.

Завершающая часть эволюционного цикла в геологии получила название эпохи складчатости, для которой характерно направленное развитие и превращение геосинклинальной системы (подвижного пояса) в эпигеосинклинальный ороген и переход геосинклинальной области (системы) в платформенный этап развития, или во внегеосинклинальные горные сооружения.

Эволюционные этапы характеризуются следующими особенностями:

– длительное прогибание подвижных (геосинклинальных) областей и накопление в них мощных толщ осадочных и вулканогенно-осадочных толщ;

– выравнивание рельефа суши (преобладают процессы эрозии и смыва горных пород на континенте);

– широкое распространение опускания окраин платформ, прилегающих к геосинклинальным областям, затопление их водами эпиконтинентальных морей;

– выравнивание климатических условий, обусловленное распространением мелких и теплых эпиконтинентальных морей и увлажнение климата материков;

– возникновение благоприятных условий для жизни и расселения фауны и флоры.

Как видно из особенностей этапов развития Земли, общим для них является широкое распространение морских обломочных отложений (терригенные), карбонатных, органогенных и хемогенных. Этапы эволюционного развития Земли в геологии получили название талассократических (от греч. «талясса» – море, «кратос» – сила), когда области платформ активно прогибались и затапливались морем, т.е. развивались крупнейшие трансгрессии. Трансгрессия – разновидность процесса наступания моря на сушу, вызванного опусканием последней, подъемом дна или увеличением объема воды в бассейне. Талассократические эпохи отличаются активным вулканизмом, значительным поступлением углерода в атмосферу и океанические воды, накоплением мощных толщ карбонатных и терригенных морских осадков, а также формированием и накоплением угля в прибрежных зонах, нефти в теплых эпиконтинентальных морях.

Эпохи складчатости и горообразования имеют следующие характерные черты:

– широкое развитие горообразовательных движений в подвижных (геосинклинальных) областях, колебательных движений на материках (платформах);

– проявление мощного интрузивного и эффузивного магматизма;

– поднятие окраины платформ, прилегающих к эпигеосинклинальным областям, регрессии эпиконтинентальных морей и усложнение рельефа суши;

– преобладание континентального климата, усиление зональности, расширение аридных зон, увеличение пустынь и появление областей материкового оледенения;

– вымирание господствующих групп органического мира вследствие ухудшения условий для его развития, обновление целых групп животных и растений.

Эпохи складчатости и горообразования характеризуются теократическими условиями (буквально – господство суши) с развитием континентальных отложений; очень часто в разрезах присутствуют красноцветные образования (со слоями карбонатных, загипсованных и засоленных пород). Эти породы отличаются разнообразным генезисом: континентальный и переходный от континентального к морскому.

В геологической истории Земли выделяют ряд характерных и крупных этапов ее развития.

Древнейший геологический этап – архейский (4,0-2,6 млрд лет назад). В это время бомбардировка метеоритами Земли пошла на убыль и начали формироваться фрагменты первой континентальной коры, которая постепенно наращивалась, но продолжала испытывать раздробление. В глубоком архее, или в катархее, на рубеже 3,5 млрд лет формируется внешнее жидкое и твердое внутреннее ядро приблизительно тех же размеров, что и в настоящее время, о чем свидетельствует наличие в это время магнитного поля сходного с современным по своим характеристикам. Около 2,6 млрд лет назад отдельные крупные массивы континентальной коры «спаялись» в огромный суперконтинент, получивший название Пангеи 0. Этому суперконтиненту, вероятно, противостоял суперокеан Панталасса с корой океанического типа, т.е. не имеющий гранитно-метаморфического слоя, свойственного континентальной коре. Последующая геологическая история Земли состояла в периодическом раскалывании суперконтинента, образовании океанов, их последующем закрытии с погружением океанической коры под более легкую континентальную, формированием нового суперконтинента – очередной Пангеи – и ее новым раздроблением.

Исследователи сходятся во мнении, что в раннем архее Земля сформировала основной объем литосферы (80% от ее современного объема) и все многообразие горных пород: магматических, осадочных, метаморфических, а также ядра протоплатформ, геосинклинали. Возникли невысокие горно-складчатые структуры, первые авлакогены, рифты, прогибы, глубоководные впадины.

В геологическом развитии последующих этапов прослеживается наращивание континентов за счет закрытия геосинклиналей и перехода их в платформенную стадию. Наблюдается раскол древней континентальной коры на плиты, заложение молодых океанов, горизонтальные перемещения на значительные расстояния отдельных плит до их столкновения и надвигания, и, как следствие, – происходит увеличение мощности литосферы.

Раннепротерозойский этап (2,6-1,7 млрд лет) начало распада на отдельные крупные континентальные массивы огромного суперматерика Пангея-0, просуществовавшего около 300 млн лет. Океан развивается уже по теории Тектоники литосферных плит – спрединг, процессы субдукции, формирование активных и пассивных континентальных окраин, вулканических дуг, окраинных морей. Это время знаменуется появлением в атмосфере свободного кислорода благодаря фотосинтезирующим цианобионтам. Начинают формироваться красноцветные породы, содержащие окисное железо. Примерно на рубеже 2,4 млрд лет зафиксировано появление первого в истории Земли обширного покровного оледенения, названного гуронским (по имени озера Гурон в Канаде, на побережье которого были обнаружены древнейшие ледниковые отложения – морены). Около 1,8 млрд лет назад замыкание океанических бассейнов привело к созданию очередного суперматерика – Пангеи-1 (по Хаину В.Е., 1997) или Моногеи (по Сорохтину О.Г., 1990). Органическая жизнь развивается очень слабо, но появляются организмы, в клетках которых уже обособилось ядро.

Позднепротерозойский ,илирифейскр-вендский этап (1,7-0,57 млрд лет.). Суперматерик Пангея-1 просуществовал почти 1 млрд лет. В это время отложения накапливались либо в континентальных условиях, либо в мелководных морских, о чем свидетельствует очень незначительное распространение пород офиолитовой формации, характерных для коры океанического типа. Палеомагнитными данными и геодинамическим анализом датируется время начала распада суперматерика Пангея-1 – около 0,85 млрд лет назад между континентальными блоками формируются океанические бассейны, ряд из которых замыкается к началу кембрия, увеличив тем самым площадь континентов. Во время распада суперматерика Пангея-1 океаническая кора погружается под континентальную, формируются активные континентальные окраины с мощным вулканизмом, окраинными морями, островными дугами. По краям увеличивающихся в размерах океанов образовывались пассивные окраины с мощной толщей осадочных пород. Отдельные крупные блоки континентов в той или иной степени были унаследованы и в более позднее палеозойское время (например, Антарктида, Австралия, Индостан, Северная Америка, Восточная Европа и т.д., а также Протоатлантический и Прототихий океан) (рис. 3.5). В венде произошло второе крупнейшее покровное оледенение – лапландское. На рубеже венда и кембрия – около 575 млн лет. назад – в органическом мире происходят важнейшие изменения – появляется скелетная фауна.

На протяжении палеозойского этапа (575-200 млн лет)сохранялась тенденция, заложенная при распаде суперматерика Пангея-1. В начале кембрия начали зарождаться впадины Атлантического океана (океан Япетус), Средиземноморского пояса (океан Тетис) и Древнеазиатский океан на месте Урало-Монгольского пояса. Но в середине палеозоя началось новое объединение континентальных глыб, начались новые горообразовательные движения (начавшиеся в каменноугольном периоде и закончившиеся на рубеже палеозоя и мезозоя, получившие название герцинских движений), закрылся Проатлантический океан Япетус и Древнеазиатский океан с объединением Восточно-Сибирской и Восточно-Европейской платформ через складчатые сооружения Урала и фундамент будущей Западно-Сибирской плиты. В результате в позднем палеозое образовался очередной гигантский суперконтинент Пангея-2, который был впервые выделен А. Вегенером под названием Пангея.

Рис. 3.5. Реконструкция материков позднепротерозойского суперконтинента Пангея-1 по палеомагнитным данным (по Пиперу И.Д. из кн. Карлович И.А., 2004)

Одна его часть – Североамериканская и Евразиатская плиты – объединилась в суперматерик, названный Лавразией (иногда Лавруссией), другая – Южноамериканская, Африкано-Аравийская, Антарктическая, Австралийская и Индостанская – в Гондвану. Евразиатскую и Африкано-Аравийскую плиты разделял океан Тетис, раскрывавшийся к востоку. Около 300 млн лет назад в высоких широтах Гондваны возникло третье крупное покровное оледенение, просуществовавшее до конца каменноугольного периода. Затем наступил период глобального потепления, приведший к полному исчезновению ледникового покрова.

В пермском периоде завершается герцинский этап развития – время активного горообразования, вулканизма, в течение которого возникли крупные горные хребты и массивы – Уральские горы, Тянь-Шань, Алай и др., а также более устойчивые области – Скифская, Туранская и Западно-Сибирская плиты (так называемые эпигерцинские платформы).

Важным событием начала палеозойской эры стало повышение относительного содержания кислорода в атмосфере, достигшего примерно 30% от современного, и бурное развитие жизни. Уже в начале кембрийского периода существовали все типы беспозвоночных и хордовых и, как отмечалось выше, возникла скелетная фауна; 420 млн лет назад появились рыбы, спустя еще 20 млн лет растения вышли на сушу. С каменноугольным периодом связан расцвет наземной биоты. Древесные формы – плауновидные и хвощевидные – достигали 30-35-метровой высоты. Огромная биомасса отмерших растений накапливалась и со временем превратилась в залежи каменного угля. В конце палеозоя ведущее место в животном мире заняли парарептилии (котилозавры) и рептилии. В пермский период (примерно 250 млн лет назад) появились голосеменные растения. Однако в конце палеозоя произошло массовое вымирание биоты.

На протяжении мезозойского этапа (250-70 млн лет) в геологической истории Земли произошли значительные изменения. Тектонические процессы охватили платформы и складчатые пояса. Особенно сильно тектонические движения проявились на территории Тихоокеанского, Средиземноморского и частично Урало-Монгольского поясов. Мезозойская эпоха горообразования получила название Киммерийской, а структуры, созданные ею, – киммериды или мезозоиды. Наиболее интенсивно складчатые процессы протекали в конце триаса (древнекиммерийская фаза складчатости) и в конце юры (новокиммерийская фаза). К этому времени приурочены магматические интрузии. Возникли складчатые структуры в Верхояно-Чукотской и Кордильерской областях. Эти участки превратились в молодые платформы и объединились с докембрийскими платформами. Сформировались структуры Тибета, Индокитая, Индонезии, усложнилось строение Альп, Кавказа и др. Почти все платформы суперматерика Пангеи-2 в начале мезозойской эры испытали континентальный режим развития. С юрского периода они начали опускаться, и в меловом периоде произошла величайшая трансгрессия моря в северном полушарии. Мезозойская эра определила раскол Гондваны и образование новых океанов – Индийского и Атлантического. В местах раскола земной коры происходил сильный трапповый вулканизм – излияние базальтовой лавы, охвативший в триасе Сибирскую платформу, Южную Америку и Южную Африку, а в мелу – и Индию. Траппы обладают значительной мощностью (до 2,5 км). Например, на территории Сибирской платформы траппы распространены на площади свыше 500 тыс. км2.

На территории Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского складчатых поясов активно проявились тектонические движения, которые вызвали разные палеогеографические обстановки. На древних и молодых платформах в триасе накопились породы красноцветной континентальной формации, а в меловой период образовались формации карбонатных пород, в прогибах происходило накопление мощных толщ угля.

В триасовом периоде началось образование Северного океана, который в то время еще не покрылся льдом, так как средняя годовая температура на Земле в мезозое превышала 20оС и на полюсах отсутствовали ледовые шапки.

После палеозойских масштабных вымираний мезозой характеризуется быстрым эволюционированием новых форм растительного и животного мира. Мезозойские рептилии были самыми крупными в истории Земли. Среди растительного мира преобладала голосеменная растительность, позже появились цветковые и главенствующая роль перешла к покрытосеменной растительности. В конце мезозоя произошло «великое мезозойское вымирание», когда исчезли около20% семейств и более 45% разных родов. Полностью исчезли белемниты и аммониты, планктонные фораминиферы, динозавры.

Кайнозойский этап развития Земли (70 млн лет – до настоящего времени). В кайнозойскую эру происходили очень интенсивно как вертикальные, так и горизонтальные движения на континентах и в океанских плитах. Тектоническая эпоха, проявившаяся в кайнозойскую эру, носит название Альпийской. Наиболее активно она протекала в конце неогена. Альпийский тектогенез охватил практически весь лик Земли, но наиболее сильно – в пределах Средиземноморского и Тихоокеанского подвижных поясов. Альпийские тектонические движения отличаются от герцинских, каледонских и байкальских значительной амплитудой поднятий как отдельных горных систем, так и континентов и опусканий межгорных и океанических впадин, расколом континентов и океанических плит и их горизонтальными перемещениями.

В конце неогена на Земле сформировался современный облик континентов и океанов. В начале кайнозойской эры на континентах и в океанах усилился рифтогенез, а также значительно активизировался процесс перемещения плит. К этому времени относится отделение Австралии от Антарктиды. На палеоген приходится завершение формирования северной части Атлантического океана, южная и центральная части которого были полностью раскрыты в меловом периоде. В конце эоцена Атлантический океан был почти в современных границах. С перемещением литосферных плит в кайнозое связывают дальнейшее развитие Средиземноморского и Тихоокеанского поясов. Так, активное движение Африканской и Аравийской плит к северу привело к столкновению их с Евразийской плитой, это обусловило почти полное закрытие океана Тетис, остатки которого сохранились в границах современного Средиземноморского моря.

Палеомагнитный анализ горных пород на континентах и данные магнитометрических замеров дна морей и океанов позволили установить ход изменения положения магнитных полюсов с раннего палеозоя по кайнозой включительно и проследить путь передвижения континентов. Оказалось, что положение магнитных полюсов носит инверсионный характер. В раннем палеозое магнитные полюса занимали места в центральной части материка Гондваны (район современного Индийского океана – южный полюс) и в окрестностях северного побережья Антарктиды (море Росса – северный полюс) Основное количество материков в то время группировалось в южном полушарии ближе к экватору. Совсем другая картина с магнитными полюсами и материками сложилась в кайнозое. Так, южный магнитный полюс стал располагаться северо-западнее Антарктиды, а северный – северо-восточнее Гренландии. Материки расположились в основном в северном полушарии и тем самым «освободили» южное полушарие для океана.

В кайнозойскую эру продолжился спрединг дна океана, унаследованный с мезозойской и палеозойской эр. Происходило поглощение части литосферных плит в зонах субдукции. Например, на северо-востоке Евразии в антропогене (по Сорохтину И.Г., Ушакову С.А., 2002) произошло погружение континентальной и части океанской плит общей площадью около 120 тыс. км2. Наличие срединно-океанических хребтов и полосовых магнитных аномалий, открытых геофизиками во всех океанах, свидетельствует о спрединге морского дна как ведущем механизме перемещения океанических плит.

В кайнозойскую эру обозначилось разделение плиты Фараллон, расположенной на Восточно-Тихоокеанском поднятии, на две плиты - Наску и Кокос. В начале неогенового периода окраинные моря и островные дуги по западной периферии Тихого океана приобрели примерно современный облик. В неогене на островных дугах усилился вулканизм, который продолжает действовать и в настоящее время. Например, на Камчатке извергается более 30 вулканов.

На протяжении кайнозойской эры очертания материков в северном полушарии изменились таким образом, что увеличилась изоляция арктического бассейна. Поступление теплых тихоокеанских и атлантических вод в него сократилось, уменьшился вынос льда.

В течение второй половины кайнозойской эры (неогеновый и четвертичный периоды) происходило следующее: 1) увеличение площади материков и, соответственно, уменьшение площади океана; 2) увеличение высоты материков и глубин океанов; 3) охлаждение земной поверхности; 4) изменение состава органического мира, и усиление его дифференциации.

В результате Альпийского тектогенеза возникли альпийские складчатые сооружения: Альпы, Балканы, Карпаты, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Корякский и Камчатский хребты, Кордильеры и Анды. Развитие горных хребтов в ряде мест продолжается и в настоящее время. Об этом свидетельствуют поднятия горных хребтов, высокая сейсмичность территорий средиземноморского и Тихоокеанского подвижных поясов, активный вулканизм, а также продолжающийся процесс опускания межгорных впадин (например, Куринской на Кавказе, Ферганской и Афгано-Таджикской в Средней Азии).

Для гор альпийского тектогенеза отличительным является проявление горизонтальных смещений молодых образований в виде надвигов, покровов, шарьяжей вплоть до одностороннего опрокинутого залегания в сторону жестких плит. Например, в Альпах горизонтальные перемещения осадочных образований достигают в неогене десятков километров (разрез по Сиплонскому туннелю). Механизм образования складчатых систем, дивергентное опрокидывание складок на Кавказе, в Карпатах и др. объясняется сжатием геосинклинальных систем за счет движения литосферных плит. Примером сжатия участков земной коры, проявившегося в мезозойскую, и особенно в кайнозойскую, эры служат Гималаи со скучиванием хребтов и формированием мощной литосферы, обусловленными столкновением Гималаев и Тянь-Шаня, либо давлением Аравийской и Индостанской плит с юга. Причем движение установлено не только для целых плит, но и для отдельных хребтов. Так, инструментальные наблюдения за хребтами Петра I и Гиссарским показали, что первый движется навстречу отрогам Гиссарского хребта со скоростью 14-16 мм в год. Если подобные горизонтальные движения сохранятся, то в ближайшем геологическом будущем межгорные равнины и впадины в Узбекистане, Таджикистане, Киргизии исчезнут, и они превратятся в горную страну, подобную Непалу.

Альпийские структуры были сжаты во многих ме­стах, и океаническая кора оказалась надвинутой на континентальную (например, в районе Омана на востоке Аравийского полуострова). Часть молодых платформ в новейшее время испытала резкое омоложение рельефа путем глыбовых подвижек (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Урал).

Оледенение в четвертичном периоде охватило 60% территории Северной Америки, 25% Евразии и около 100% Антарктиды, включая ледники шельфового пояса. Принято различать оледенение наземное, подземное (вечная мерзлота) и горное. Наземное оледенение проявилось в субарктике, в умеренном поясе и в горах. Для этих поясов было характерно обилие осадков и господство отрицательных температур.

В Северной Америке выделяют следы шести оледенений – Небрасское, Канзасское, Айовское, Иллинойское, Ранневисконсинское и Поздневисконсинское. Центр Северо-Американского оледенения располагался в северной части Кордильер, п-ов Лаврентия (Лабрадор и Кивантин) и Гренландии.

Центр Европейского оледенения охватывал огромную территорию: Скандинавию, горы Ирландии, Шотландию, Великобританию, Новую Землю и Полярный Урал. В европейской части Евразии, по крайней мере, шесть раз, а в Западной Сибири пять раз, происходило оледенение (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Ледниковые и межледниковые эпохи России (по Карлович И.А., 2004)

Средняя продолжительность ледниковых эпох составляла 50-70 тыс. лет. Самым крупным оледенением считается Днепровское (Самаровское). Протяженность Днепровского ледника в южном направлении достигала 2200 км, в восточном – 1500 км и в северном – 600 км. А самым маленьким оледенением считается Поздневалдайское (Сартанское). Около 12 тыс. лет назад последний ледник покинул территорию Евразии, а в Канаде он стаял около 3 тыс. лет назад и сохранился в Гренландии и в Арктике.

Известно, что причин оледенения много, но главными считают космические и геологические. После того, как в олигоцене произошла общая регрессия морей и поднятие суши, климат на Земле стал более сухим. В это время наметился подъем суши вокруг Ледовитого океана. Теплые морские течения, а также воздушные потоки изменили свое направление. Почти аналогичное положение сложилось в районах, прилегающих к Антарктиде. Предполагают, что в олигоцене высота гор Скандинавии была несколько больше современной. Все это обусловило наступление здесь похолодания. Ледниковый период плейстоцена охватил местами северное и южное полушария (Скандинавское и Антарктическое оледенение). Оледенения в северном полушарии повлияли на состав и расселение наземных групп млекопитающих, и особенно древнего человека.

В кайнозойскую эру место исчезнувших в мезозойскую эру организмов занимают совершенно другие формы растительного и животного мира. Среди растительности господствуют покрытосеменные. Среди морских беспозвоночных на ведущие позиции выдвигаются брюхоногие и двустворчатые моллюски, шестилучевые кораллы и иглокожие, костистые рыбы. Из пресмыкающихся остались только змеи, черепахи и крокодилы, пережившие катастрофу в глубинах морей и океанов. Быстро распространяются млекопитающие – не только на суше, но и в морях.

Очередное похолодание на рубеже неогена и четвертичного периода способствовало исчезновению некоторых форм теплолюбивых и появлению новых животных, приспособленных к суровому климату – волки, северные олени, медведи, зубры и др.

В начале четвертичного периода животный мир Земли постепенно приобрел современный облик. Самым важным событием четвертичного периода явилось появление человека. Этому предшествовала длительная эволюция приматов (табл. 3.4) от дриопитека (около 20 млн лет назад) до человека разумного (около 100 тыс. лет назад).

Таблица 3.4

Эволюция приматов от дриопитека до современного человека

Кроманьонцы по внешнему облику мало отличались от современных людей, умели изготовлять копья, стрелы с каменными наконечниками, каменные ножи, топоры, жили в пещерах. Интервал времени от появления питекантропов до кроманьонцев называют палеолитом (древний каменный век). Его сменяют мезолит и неолит (средний и поздний каменный век). После него наступает век металлов.

Четвертичный период – время становления и развития человеческого общества, время сильнейших климатических событий: наступления и периодической смены ледниковых эпох межледниковьями.