Ранний период геологической истории. История развития планеты земля. Кайнозойская ледниковая эра

Ученые разделяют историю Земли на длительные промежутки времени – эоны. Эоны – на эры, эры – на периоды, периоды – на эпохи, эпохи – на века. Разделение на эры и периоды не случайно. Окончание одной эры и начало другой знаменовалось существенными преобразованиями лика Земли, изменением соотношения суши и моря, интенсивными горообразовательными процессами.

Геологическая история Земли делится на два эона: криптозойский и фанерозойский. Криптозойский (от греч. крипто – тайный, скрытый и греч. zoе – жизнь) эон - интервал времени (свыше 3000 млн. лет), в течение которого сформировались докембрийские толщи пород, лишенные явных остатков скелетной фауны. Он составляет 5/6 всего геологического летоисчисления. Фанерозой(от греч. фанеро – явный и zoе – жизнь), охватывает последние 570 млн. лет. Выделен в 1930 году американским геологом Дж. Чедвиком наряду с криптозойским эоном .

Самый древний этап в геологической истории Земли – катархей (ниже древнейшего) и архей (древнейший). Это время активной вулканической деятельности на планете. В отложениях этих эр остатки организмов практически не обнаружены. Горные породы архея представлены гнейсами (метаморфическая горная порода, состоящая из кварца, полевого шпата и слюды), кристаллическими сланцами, кварцитами.

На грани архейской и следующей за ней протерозойской (от греч. proteros – более ранний, первый; zoe – жизнь) эры в результате горообразовательных процессов произошло значительное перераспределение суши и моря на Земле.

Протерозой – огромный по продолжительности (около 2 млрд. лет) этап исторического развития Земли. Это эра возникновения жизни на Земле. Жизнь становится важным геологическим фактором. Живые организмы изменяют форму и состав земной коры. В результате фотосинтетической деятельности неузнаваемо изменился состав атмосферы. К этой эре относится образование крупнейших залежей железных руд (курские, криворожские) органогенного происхождения.

Между протерозойской и палеозойской эрами (около 600 млн. лет назад) происходил очередной период интенсивного горообразования. Вновь перераспределяются площади суши и моря на Земле. Накопленные в течение протерозоя мощные слои осадков в результате сжатий, поднятий дна моря превратились в горные породы.

Палеозойская эра (от греч. palaios – древний, zoe – жизнь) - первая эра фанерозойского эона. Продолжительность – около 240-350 млн. лет. Это эра активного горообразования. Животный мир развился от примитивных морских животных до наземных пресмыкающихся, а растительный – до хвойных растений. Из полезных ископаемых появляются каменный уголь, нефть, горючие сланцы, фосфориты.

Следующая эра – мезозойская (от греч. mesoa – средний, zoe – жизнь). Ее продолжительность – около 173 млн. лет. Это время интенсивного горообразования на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов, эра господства гигантских пресмыкающихся на суше, в морях и в воздухе (динозавров, ихтиозавров и др.). Появляются многочисленные насекомые, костистые рыбы, птицы, млекопитающие, а из растений - лиственные деревья.

Около 60-70 млн. лет назад началась кайнозойская (от греч. kainos – новый, zoe – жизнь) и продолжается в настоящее время. Она характеризуется интенсивными горообразовательными процессами, неоднократными наступлениями моря на сушу и его отступлениями. Около 0,7 – 1,8 млн. лет назад произошло резкое изменение климата, сопровождавшееся мощным материковым оледенением, охватившим огромные площади в Евразии и Северной Америке. Накопление гигантских запасов льда на суше привело к существенному понижению уровня Мирового океана (на 60-70 м). В конце кайнозойской эры появился человек.

Архейская эра . Породы архейской эры представлены сильно метаморфизированными и дислоцированными гнейсами, метаморфизированными сланцами и магматическими горными породами. Прослой графита и графитовых сланцев в отложениях, а также наличие перекристаллизованных известняков и мраморов свидетельствует об органогенно-химическом происхождении пород и наличии в то время морей.

Отсутствие органических остатков, связанное с интенсивным метаморфизмом осадочных пород и широким развитием магматизма, не позволяет подразделить породы архейской эры на периоды и эпохи. Эра характеризуется образованием на Земле континентов и океанов, и продолжительность ее составляет 1,8 млрд. лет (табл.2).

Протерозойская эра. Отложения протерозойской эры представлены преимущественно метаморфизованными осадочными и магматическими породами. Встречаются также слабо метаморфизованные отложения со следами жизнедеятельности организмов. Продолжительность эры – 2,1 млрд. лет.

В течение архейской и протерозойской эр имели место неоднократные крупные горно-образовательные движения, сопровождающиеся интенсивной магматической деятельностью.

Палеозойская эра . Продолжительность эры – 330 млн. лет. Отложения палеозойской эры, в отличие от более древних, лишь местами интенсивно дислоцированы и метаморфизированы. Распространены осадочные и магматические породы. Метаморфические породы имеют подчиненное значение.

Большое разнообразие беспозвоночных животных позволило расчленить эру на две подэры: ранний палеозой и поздний палеозой. Подэры сильно отличаются друг от друга по палеонтологическим остаткам и результатам геологического развития, что дало возможность разделить на следующие периоды и эпохи.

Ранний палеозой продолжительностью 165-170 млн. лет .

1. Кембрийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Ордовикский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Силурийский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

В течение всего раннего палеозоя земная кора испытывала Каледонскую эпоху складчатости . Начало Каледонской складчатости относится к концу протерозоя, конец – к окончанию силура – началу девона.

В начале раннего палеозоя Каледонская складчатость проявилась, в основном, в виде опускания, в конце ордовика и силура – поднятия земной коры.

Поздний палеозой продолжительностью 165 млн. лет .

1. Девонский (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

2. Каменноугольный (подразделяется на три эпохи – ранняя, средняя и поздняя).

3. Пермский (подразделяется на две эпохи – ранняя и поздняя).

Основными структурными элементами земной коры к началу позднего палеозоя остаются древние платформы и складчатые пояса. Суперконтинент Гондвана подвергся в начале позднего палеозоя рифтогенезу, произошло усложнение существующих структур, образование прогибов, переход складчатых систем в платформы. Вторая половина позднего палеозоя характерна проявлением Герцинского этапа тектогенеза, который сформировал сложные по строению горноскладчатые структуры.

Мезозойская эра протяженностью 170 млн. лет. Эра включает триасовый, юрский и меловой периоды . Триасовый и юрский периоды делятся на три эпохи каждый, меловой – на две.

Начало мезозойской эры представляет собой время значительных изменений в строении подвижных поясов. Испытав Герцинский тектогенез, многие пояса перешли в стадию молодых платформ, хотя складчато-геосинклинальный режим еще продолжался, но в меньшей степени.

В триасе происходил активный рифтогенез, который затронул огромные территории континентов и океанов. В позднетриасовую эпоху во многих местах планеты проявились тектонические процессы сжатия и деформации земной коры. Со второй половины юры и в мелу значительная часть платформ испытали прогибание и трансгрессию моря.

Кайнозойская эра . Эра имеет продолжительность 66 млн. лет и подразделяется на три периода: палеогеновый , неогеновый и ч етвертичный . Периоды делятся на эпохи: палеогеновый – на три, неогеновый – на две, четвертичный – на четыре (ранняя, средняя, поздняя и современная). В составе четвертичного периода выделяют отделы: ледниковый и послеледниковый. Продолжительность четвертичного периода составляет 0,7 млн. лет.

В кайнозойскую эру происходили весьма интенсивные вертикальные и горизонтальные движения на континентах и в океанических плитах. Тектоническая эпоха, проявившаяся в кайнозойскую эру, называется Альпийской . Она охватила практически всю Землю и отличается от предшествующих 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 начале кайнозойской эры на континентах и в океанах усилился рифтогенез, значительно активизировался процесс перемещения плит, продолжается унаследованной ранее спрединг дна океана. В конце неогена на Земле сформировался современный облик континентов и океанов. В это же время и в четвертичный период изменяется состав органического мира и усиливается его дифференциация, земная поверхность охлаждается, увеличиваются площади и высоты материков, уменьшаются площади и увеличиваются глубины океанов.

В результате Альпийского тектогенеза возникли альпийские складчатые сооружения, для которых характерным является проявление горизонтальных смещений, образований в виде надвигов, опрокинутых складок, покровов и т.п.

Все подразделения геохронологической таблицы ранга периода – системы обозначаются по первой букве латинского алфавита наименования. Каждый период (система) имеет свой цвет, который и показывается на геологической карте. Эти цвета общеприняты и замене не подлежат.

Геохронологическая шкала является важнейшим документом, удостоверяющим последовательность и время геологических событий в истории Земли. Ее надо знать обязательно и поэтому шкалу необходимо выучить с первых же шагов изучения геологии.

Кости динозавров и удивительных вымерших животных находили в разные эпохи человеческой истории. В отсутствии науки по найденным костям складывали легенды о великанах или драконах. Изучить по палеонтологическим находкам основные этапы развития жизни на Земле смогли только современные люди с развитием науки.

Образование Земли

Наша планета сформировалась около 4,5 млрд. лет назад из звёздной пыли и твёрдых частиц. С увеличением гравитации Земля стала притягивать обломки и камни из космоса, которые падали на поверхность, постепенно разогревая планету. Со временем верхний слой уплотнился и стал остывать. Горячая мантия поддерживает тепло до сих пор, не давая Земле превратиться в глыбу льда.

Долгое время планета находилась в безжизненном состоянии. Атмосфера была наполнена различными газами и не содержала кислорода. Благодаря выбросу большого количества пара из недр Земли и гравитации стали образовываться плотные облака. Интенсивные дожди способствовали возникновению Мирового океана, в котором зародилась жизнь.

Рис. 1. Формирование Земли.

Кислород появился в атмосфере с появлением первых фотосинтезирующих растений.

Этапы развития

Жизнь на Земле связана с геологическими эонам и эрами. Эон - это крупный отрезок геологической истории, объединяющий несколько эр. В свою очередь эры подразделяются на периоды. Для каждой эры характерно индивидуальное развитие животного и растительного мира, которое часто зависело от климата, состояния земной коры, подземной деятельности.

Рис. 2. Эры геологической истории Земли.

Более детальное описание эонов представлено в таблице основных этапов развития жизни на Земле.

ТОП-1 статья которые читают вместе с этой

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.

Архейская эра, или архей, - древнейшая эра в геологической истории Земли продолжительностью около 1 млрд. лет, эра формирования земной коры, появления на ней первой воды, время накопления первых мощных толщ осадочных пород.

Все породы архейской группы интенсивно дислоцированы прорваны многочисленными интрузиями гранитов. Архейская группа пород характеризуется преимущественно гнейсами, сильно метаморфизированными различными кристаллическими сланцами кварцитами. Породы архея характеризуются значительной плотностью и прочностью. В невыветренном состоянии они обычно являются прекрасным основанием для всевозможных сооружений.

Протерозойская эра, или протерозой, - вторая эра от начала геологической истории Земли; продолжительность её составляет 600-800 млн. лет. Для этой эры были характерными теплый тропический климат, обширное распространение моря, где происходило накопление известняков на обширных территориях.

Большинство пород протерозойского времени представляет собой типичные осадочные толщи более или менее метаморфизированные (метаморфические сланцы, филлиты, кварциты, конгломераторы, мраморы).

Палеозойская эра, или палеозой, - третья эра от начала геологической истории Земли продолжительностью в 300-350 млн. лет. Эту эру подразделяют на периоды: 1) кембрийский, или кембрий(Є); 2) ордовикский, или ордовик (О); 3) силурийский, или силур (S); 4) девонский, или девон (D); 5) каменноугольный, или карбон (С); 6) пермский, или пермь (P).

В палеозойское время проявились две мощные складчатости: каледонская (ордовик и силур) и герцинская (средне- и верхнекаменноугольное и нижнепермское время). Соответствующим образом в пределах палеозойской эры проявились и фазы тектонического покоя, характеризуемые низким стоянием континентальных массивов и морскими трансгрессиями.

Породы палеозойского времени отличаются большим разнообразием как по составу и степени метаморфизации, так и по условиям залегания. Большое распространение имеют разнообразные известняки, мергели и доломиты (морская фация).

В пределах континентальной платформы породы палеозоя представлены (в зависимости от фации) различными глинами, песками и рыхлыми песчаниками.

Мезозойская эра, или мезозой, - четвёртая эра с начала геологической истории Земли, включающая в себя три периода: 1) триасовый, или триас (Т); 2) юрский, или юру (J); 3) меловой, или мел (К).

Мезозойская эра была эпохой относительного тектонического покоя. В юрский период проявлялась киммерийская складчатость. Вследствие этого юрское время характеризуется в основном континентальной обстановкой и накоплением осадков континентальной фации (угли) и мелководного моря (чёрные или тёмно-серые глины). Тем не менее мезозойская эра характеризовалась теплым однообразным климатом. Среди мезозойских отложений морские и континентальные осадки распространены примерно одинаково. Среди морских осадков наибольшее значение имеют глинистые сланцы; характерны разнообразные известняки и мергели, меньше - песчаники конгломераты. Для третьего периода этой эры характерен писчий мел как проявление интенсивной трансгрессии мелового времени, в результате который в пределах континентальных массивов образовались обширные водные бассейны.

Среди пород континентальной фации преобладают песчаники, глинистые сланцы, озёрные мергели и даже глинистые известняки.

Кайнозойская эра, или кайнозой, - пятая с начала Земли и поздняя геологическая эра, подразделяемая на палеоген, неоген и четвертичный периоды. В эту эру чрезвычайно интенсивно проявилась так называемая альпийская складчатость, с которой связывается история рождения Альп, Кавказских горных цепей, Крыма, Гималаев и других горных систем.

Первая половина кайнозойской эры (палеоген) отличалась очень теплым, почти тропическим климатом. В дальнейшем, по мере развития альпийской горообразовательной фазы, климат ухудшается. Климат же неогена характеризуется ясно выраженным похолоданием. В этот период появились предвестники грядущего мощного оледенения.