Палеозой флора. Палеозойская эра, палеозой
Палеозойская эра крупный период в истории развития Земли, начавшийся 542 млн лет назад и продолжавшийся около 290 млн лет. Палеозой последовал за архейской эрой, предшествуя мезозойской.
В конце протерозойской эры Землю охватило глобальное оледенение, за которым последовало бурное развитие биосферы. На смену протерозою пришел следующий геологический этап развития планеты – палеозой. Значительная часть земной поверхности представляла собой огромный, безбрежный океан, но к концу эры размеры суши на планете существенно возросли.
Примерно 300 млн лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло своего современного уровня. Вместе со своим «приятелем» озоновым слоем, защищающим формы жизни от губительной ультрафиолетовой радиации, атмосфера планеты позволила развиваться жизни на суше. Эта эра была наиболее благоприятна для развития и роста беспозвоночных (существа, не имеющие спинного хребта, такие, как креветки и медузы), рыб и рептилий. Преобладали тропические климатические условия, которые были разделены из-за значительных температурных колебаний несколькими ледниковыми периодами. К концу этой эры континенты срослись в гигантский материк Пангея.
Когда суша стала более сухой, влажные болота отступили вместе с их уникальными растениями и животными. Эти изменения обусловили самую масштабную за все эры гибель живых организмов. Было потеряно больше форм жизни, чем в какие-либо другие отрезки времени.
Площадь отложений палеозойской эры на земной поверхности достигает 17,5 млн км2, что указывает на значительную продолжительность палеозоя. Некоторые его пласты прорваны выходами магматических пород и заключают в себе разнообразные рудные месторождения, например, можно выделить богатые серебряные и медные месторождения Алтая, большинство железных и медных месторождений Урала. Пласты палеозойских пород, которые сегодня могут исследовать ученые, вследствие своей древности сильно изломаны, изменены и метаморфизованы.
В течение палеозойской эры происходили значительные изменения различных физико-географических условий, включая рельеф суши и морского дна, соотношения площади материков и океанов. Море неоднократно наступало на материки, заливая опускавшиеся участки континентальных платформ, и опять отступало. С чем были связаны такие постоянные изменения границ суши и моря?
Согласно классической теории, поднятия и опускания суши происходят из-за вертикальных смещений участков земной коры. Однако в настоящее время все большую популярность завоевывает гипотеза горизонтальных перемещений континентальных блоков, или дрейфа континентов, выдвинутая немецким геологом Альфредом Вегенером. На основе данных современных геолого-геофизических наблюдений она была несколько доработана и преобразована в теорию тектоники литосферных плит.
В чем суть этой теории? Ученые выделяют в земной мантии астеносферу – особый верхний слой, располагающийся на глубине 60-250 км и имеющий пониженную вязкость. Считается, что в самой мантии возникают конвекционные потоки ее вещества, источником энергии для которых служат, вероятно, радиоактивный распад и гравитационная дифференциация самого вещества мантии.
В этом постоянном движении участвуют литосферные плиты, которые словно плавают в состоянии изостатического равновесия на поверхности астеносферы. Они же служат основанием для континентов планеты. При столкновении континентальных плит их края деформируются, возникают зоны складчатости с проявлениями магматизма. В то же время при столкновении океанической и континентальной плит первая подминается второй и растекается под ней в астеносфере.
К раннему палеозою на нашей планете уже сформировались крупные блоки континентальной земной коры, такие как Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Североамериканская, Бразильская, Африканская, Индостанская и Австралийская платформы. Следовательно, обширные области земной коры оставались тектонически спокойными.
Палеозой
Общие сведения и деление
Палеозой, палеозойская эра (от греч. πᾰλαιός - древний и ζωή (zoe) - жизнь) - наиболее ранняя геологическая эра входящая в состав фанерозойского эона. Согласно современным представлениям нижней границей палеозоя является время 542 миллиона лет назад. За верхнюю границу принимается время 251-248 млн. лет - период самого массового вымирания живых организмов в истории Земли (пермско-триасовое вымирание видов). Длительность палеозоя около 290 млн. лет.
Палеозой был выделен в 1837 г. английским геологом А. Седжвиком, включившим в него два геологических периода - силурийский и девонский. Ныне палеозойская эра включает 6 геологических периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский. Палеогеографы Америки вместо каменноугольного периода выделяют два: миссисипский и пенсильванский.
|
Подразделение палеозоя |
Конец подразделений (млн. лет) |
|
|
Палеозой |
Пермь |
251-248 |
|
Карбон |
||
|
Девон |
||
|
Силур |
||
|
Ордовик |
||
|
Кембрий |
||
Деление палеозоя на периоды основано на данных стратиграфии. Например, во время кембрийского периода возникли трилобиты и множество животных с минеральным скелетом. Ордовик, следующий за кембрием - время масштабной трансгрессии моря. Силур примечателен возникновением псилофитов - первых растений, которые вышли на сушу, а девон - возникновением первых наземных лесов, почвы и многочисленных рыб, из-за чего его ещё называют "веком рыб". Каменноугольный период, предпоследний из периодов палеозойской эры, получил своё название в связи с массовым угленакоплением, в результате широкого распространения голосеменных растений. В это же время происходило слияние древних континентов Лавразии и Гондваны в единый суперконтинент - Пангею. Наконец с последним из геологических периодов палеозоя - пермью, связано широкое распространение красноцветных континентальных отложений и отложений соленосных лагун.
Тектоника
В течении протерозоя - геологического эона, предшествующего палеозою, оформились платформы и геосинклинальные области, контуры которых с небольшими изменениями сохранялись в течение всей палеозойской эры. Наиболее значительными платформами были Восточно-Европейская (Русская), Сибирская, Китайско-Корейская и Южно-Китайская, Северо-Американская, Бразильская, Африканская, Австралийская и Индостанская. Эти обширные области земной коры были тектонически спокойны.
Временами, во время неоднократных трансгрессий (наступлений) моря участки платформ затапливались, образуя мелководные моря, в которых отлагались разнообразные осадки небольшой мощности, формирующие осадочный чехол платформ. На огромных пространствах породы этого чехла залегают ровными, почти горизонтальными пластами. В краевых частях платформ мощность осадков увеличивается. Особенно интенсивное накопление осадков происходило в краевых прогибах в те эпохи, когда вокруг платформ поднимались горные хребты, поставлявшие большое количество обломочного материала, сносившегося в пониженные участки. В таких понижениях формировались в одних случаях мощные угленосные толщи (Донбасс, Печорский бассейн, Аппалачи), в других - соленосные и красноцветные обломочные формации (Предуральский краевой прогиб и др.).
В геосинклинальных областях условия накопления осадков были иные. Эти области отличались высокой подвижностью и сильной расчленённостью рельефа. Глубокие впадины, отвечающие участкам первичной океанической коры, чередовались здесь с приподнятыми грядами.
Земная кора была пронизана сетью разломов, по которым происходило перемещение отдельных блоков; по трещинам изливались лавы и выбрасывались продукты вулканических извержений. Геосинклинальные участки осадконакопления отличаются мощными толщами вулканогенных и кремнистых пород наряду с разнообразными обломочными толщами.
Палеозойская эра характеризуется двумя главными эпохами складчатости.
Одна из них - каледонская складчатость - с наибольшей интенсивностью проявилась в начале и особенно в середине палеозойской эры; главные её фазы отмечаются между ордовиком и силуром и в начале девона, после чего на широких площадях началось формирование горных цепей и накопление красноцветных обломочных отложений молассовой формации.
К областям каледонской складчатости (каледонидам) относятся: в Европе - каледониды Ирландии, Шотландии, Уэльса, Северной Англии, северо-западные части Скандинавского полуострова, острова Шпицберген; в Азии - каледониды Центрального Казахстана (западная часть), Западного Саяна, Горного Алтая, Монгольского Алтая и Юго-Восточного Китая. К каледонидам относятся также складчатые сооружения Тасмании и Лакланской системы Восточной Австралии, Северной и Восточной Гренландии, Ньюфаундленда и Северных Аппалачей. Кроме того, проявления этой складчатости установлены на Урале, в северо-восточной части Верхояно-Чукотской области, на востоке Аляски, в Центральных и Северных Андах и в некоторых др. более молодых складчатых сооружениях. В Северной Атлантике с каледонской складчатостью связывают образование Грампианской горной страны, которая объединила Северо-Американскую платформу и остров Гренландию в континент Лавренция.
Наиболее ранние фазы каледонской складчатости относятся к середине - концу кембрия (салаирская, или сардинская), основные фазы захватывают конец ордовика - начало силура (таконская) и конец силура - начало девона (позднекаледонская), а заключительные - середину девона (оркадская, или свальбардская). Каледонская складчатость особенно отчётливо проявилась в Великобритании, на Скандинавском полуострове, на Шпицбергене, в Казахстане, в Западном Саяне, в Ньюфаундленде и Аппалачах.
Грандиозная герцинская складчатость охватывает конец палеозоя; наиболее интенсивные её проявления отмечаются во второй половине каменноугольного периода и в пермском периоде.
Название «герцинская складчатость» дано М. Бертраном по горной группе Средней Европы, известной у древних римлян как Герцинский Лес (Hercynia Silva, Saltus Hercynius). В литературе на немецком языке, для обозначения дислокаций северо-западного направления, вместо термина «герцинская» применяется термин «варисская, варисцийская, складчатость», введённый Э. Зюссом по древнему названию областей современной Саксонии, Тюрингии и Баварии (Cur Variscorum).
Первая эпоха герцинской складчатости - бретонская (в Америке - акадская) - конец девона - начало карбона - проявилась в Аппалачах, Канадском Арктическом архипелаге, Андах, центральных частях палеозойской геосинклинали Западной Европы и Центральной Азии (Куньлунь). Главная эпоха герцинской складчатости - судетская (конец раннего - начало среднего карбона) - имела основное значение в создании складчатой структуры европейских герцинид и преобразовании палеозойских геосинклиналей в складчатые горные сооружения. Отложения среднего карбона (вестфала) смяты в складки движениями т.н. астурийской эпохи (фазы) складчатости верхнего карбона (стефана) и низов перми - заальской. С середины ранней или с поздней перми на большей части областей герцинской складчатости Центральной и Западной Европы установился платформенный режим, в то время как в Южной Европе ещё продолжались, а в Восточной Европе, на Урале и в Донецком кряже только начались процессы складчатости и горообразования. Для Донбасса, Предкавказья, Урала, Аппалачей главная эпоха складчатости относится к концу карбона - началу перми; поднятия и складкообразование местами (Предуральский передовой прогиб, Тянь-Шань, Кордильеры Северной и Южной Америки, Австралийские Альпы) продолжались до начала, даже середины триаса. В Карпато-Балканской обл., на Большом Кавказе, Алтае и в Монголо-Охотской системе горообразование началось в конце раннего карбона и орогенный период занял весь поздний палеозой и начало триаса.
По окончании герцинской складчатости впервые возникли складчатые горные сооружения (герциниды) Западной, Центральной и Южной Европы, Северо-Западной Африки (Марокканская Месета), Северного Кавказа и Предкавказья, Урала, Тянь-Шаня, Алтая, Монголии, Большого Хингана, Аппалачей, Уошито, Канадского Арктического архипелага, Анд Южной Америки, Австралийских Альп; в Кордильерах Северной Америки герцинская складчатость создала ряд внутренний поднятий. Герцинское горообразование распространилось и на области каледонской складчатости Северо-Западной Европы, западной части Центрального Казахстана, восточной части Алтае-Саянской области, Северной Монголии и Северного Забайкалья. На юге и востоке Средиземноморского пояса (Динариды-Эллениды, горы Анатолии, южный склон Кавказа и Гиндукуша и центральный Памир) герцинская складчатость затухает, а в части пояса, находящейся в пределах Передней и Юго-Восточной Азии, вплоть до Гималаев, Бирмы и Малайского полуострова, герцинские движения выразились лишь слабыми поднятиями и перерывом в накоплении осадков. В этой части Тетиса тектонический режим в палеозое и раннем мезозое здесь был близок к платформенному.
С каледонской и герцинской складчатостью связывают образование древних континентов и суперконтинентов Земли. Так, в конце ордовика - силуре, в течении которого происходила каледонская складчатость, образовались Гондвана: в результате столкновения южных платформ и Лавразия: в результате объединения Сибирской, Русской, Китайской и Северо-Американской платформ. До образования этих крупнейших массивов суши на Земле уже существовали другие материки: Лавренций (объединял Северную Америку и Гренландию), Бразильский, Африканский (вместе с островом Мадагаскар и Аравийским п-вом), Русский (на месте одноимённой платформы), Ангарида (Сибирская платформа), Китайский, Австралийский.
Каменноугольный и пермский периоды - время герцинской складчатости, отмечены слиянием образовавшихся ранее Лавразии и Гондваны в суперконтинент Пангею. Этому способствовали интенсивные тектонические движения, происходившие на окраинах платформ в геосинклинальных поясах.
Гидросфера и атмосфера. Климат
В течении всей палеозойской эры происходило неоднократное затопление низменных частей континентов с образованием обширных мелководных морей. Так, мелководное море в начале палеозоя существовало в пределах Сибирской платформы. В ордовике подобные моря распространились на остальные северные платформы в результате крупнейшей трансгрессии моря. Южные платформы, объединённые к тому времени в единый континент Гондвану трансгрессией охвачены почти не были: лишь северо-восточная часть Австралии и район реки Амазонки были затоплены.
С мелководными морями ордовика, а точнее с осадочными лагунными отложениями в их пределах, связано накопление горючих сланцев, нефти и газа.
Климат раннего палеозоя был достаточно однообразным: большую часть поверхности суши занимали области с аридным климатом. Лишь вблизи экватора существовали участки с тропическим влажным климатом.
Начиная с силурийского периода палеозойской эры климат становится более прохладным. В среднем девоне области с тропическим влажным климатом занимают практически все участки вблизи экватора и на побережьях тропических морей.
В позднем палеозое климат стал более суровым: карбон и пермь - время масштабного оледенения в южном полушарии, длительностью почти 100 млн. лет. Похолоданию способствовало сосредоточение большей части южных континентов в единый суперконтинент Гондвану, который высоко вздымался над окружающими его морями, удалённость внутриматериковых районов от морского побережья и изменение океанических течений.
Началось карбон-пермское оледенение на западе Южной Америки, откуда льды распространились на пограничные районы Антарктиды, Африки, Индии и южной Австралии. На территории Африки следы воздействия мощного ледникового покрова в виде тиллитов обнаружены на территории Замбии, Зимбабве, Восточного Конго, Танзании.
Центр африканского оледенения был в районе реки Замбези, откуда лёд распространялся на Мадагаскар, Южную Африку и часть Южной Америки, составлявшей с Африкой в тот момент единый континентальный массив. Толщина африканского ледникового щита могла достигать 5 км..
Максимум карбон-пермского оледенения приходится на самый конец каменноугольного периода - начало перми. В это время ледник пересекал южный тропик, занимая до 35% всей суши.
В северном полушарии в конце палеозойской эры климат был менее суровым. Здесь, на территории континента Лавразия, а затем Пангеи, существовали 2 климатические провинции: влажная тропическая и жаркая аридная. В перми, в связи с продолжительной регрессией моря, начавшейся ещё в девоне, и охватившей все северные континенты, за исключением участков, примыкающих к геосинклинальным поясам, господствовать начинает аридный климат. Это время - один из самых жарких и сухих периодов всего палеозоя: большую часть внутренних областей обоих полушарий занимали обширные тропические пустыни с жарким и сухим климатом в течении всего года. В умеренных широтах северного полушария климат был более прохладным, с большим количеством осадков. Нашлось место на просторах Пангеи и нивальному климату: на северо-востоке России в районе Охотского моря: здесь обнаружены характерные ледниково-морские отложения. Существование нивального климата в этом районе объяснить очень просто: расположение части суперконтинента Пангеи в высоких палеоширотах и общая сухость климата.
Флора и фауна
В самом начале палеозоя произошло внезапное появление и быстрое расселение форм с твёрдым минеральным скелетом: фосфатным, известковым, кремниевым. К ним относятся хиолиты, акритархи, хиолительминты, строматопороидеи, гастроподы, мшанки, пелециподы (двустворки), брахиоподы (плеченогие) и археоциаты - древнейшие рифостроящие организмы, вымершие к концу раннего кембрия.
В нижнем палеозое широко распространены древнейшие членистоногие - трилобиты. Они составляли значительную часть органического мира кембрийских и ордовикских морей, менее многочисленны они были в силуре и вымерли в конце палеозойской эры.
К беспозвоночным палеозойской эры, свободно плававшим на поверхности моря, относятся граптолиты, время существования которых в основном ограничено ордовиком и силуром, и головоногие моллюски из группы наутилоидов, особенно богато представленные в ордовике. В девонском периоде они отходят на второй план, но быстро развиваются гониатиты с более сложно построенной раковиной; наконец, в верхнем палеозое широко распространились одноклеточные животные - фораминиферы, среди которых особенно важны фузулиниды, имевшие раковины необычайно сложного строения. Изменения раковин фузулинид в сравнительно короткие отрезки времени позволяют с большей детальностью сопоставлять одновозрастные отложения, заключающие их остатки в разных районах.
Поверхность суши в палеозойскую эру заселяли многоножки, появившиеся ещё в кембрии, скорпионы, пауки, клещи, насекомые. В карбоне, в связи со значительным расцветом наземной флоры, появились брюхоногие моллюски с лёгочным дыханием, первые летающие насекомые; возросло разнообразие пауков и скорпионов. Среди насекомых было много довольно крупных форм. Например, у древней стрекозы меганевры размах крыльев достигал одного метра. Чуть меньше были похожие на меганевру стенодиктии. Даже многоножки достигали в длину более 2-ух метров! Как считают учёные, гигантизм насекомых был вызван более высоким уровнем кислорода в атмосфере того времени.
Из позвоночных в кембрии и ордовике распространены примитивные бесчелюстные: телодонты и разнощитковые, а в силурийском, и особенно в девонском периоде, широко представлены двоякодышащие, кистепёрые и лучепёрые рыбы. Девон даже называют "веком рыб", ведь, наряду с костными рыбами, в водах девонских морей плавали пластинокожие, хрящевые и акантоды. В карбоне среди рыб преобладали акуловые и лучепёрые.
Из кистепёрых рыб в конце девона развились земноводные (амфибии) - первые животные, вышедшие на сушу.
Древние амфибии относятся к вымершей группе панцирноголовых (стегоцефалов). В каменноугольном и особенно в пермском периоде наряду с ними существовали травоядные и хищные пресмыкающиеся.
Растительный мир палеозойской эры развивался так же быстро, как и животный.
В кембрии и ордовике растения были представлены главным образом водорослями. Вопрос о существовании высших наземных растений в это же время остаётся открытым: известны немногочисленные остатки спор и отпечатков, видовая принадлежность которых неясна.
В отложениях силура встречаются остатки спор, а в породах нижнего девона повсеместно имеются отпечатки примитивных низкорослых растений - риниофитов, по-видимому, населявших прибрежные районы.
В среднем и верхнем девоне растительность становится значительно разнообразнее: распространены древовидные плауновые, первые членистостебельные (в том числе клинолисты), прапапоротники, прогимноспермы и первые голосеменные. Образуется почвенный покров.
Следующий за девоном карбон - время расцвета наземной флоры, представленной хвощеподобными каламитами, древовидными плауновыми (лепидодендроны, сигилярии и др.), различными папоротниками, папоротникообразными семенными (птеридоспермами) и кордаитами. Густая лесная растительность этого времени послужила материалом для образования многочисленных пластов каменного угля. Начиная с карбона отмечается появление палеофлористических областей: Еврамерийской, Ангарской и Гондванской. В пределах последней, видимо, уже существовала так называемая глоссоптериевая флора, особенно характерная для следующего, пермского периода.
В самом конце палеозоя, на границе перми и триаса, произошло грандиозное вымирание многих представителей флоры и фауны, именуемое «Великим вымиранием». За короткий временной промежуток исчезло 96% всех морских видов, 70% видов речных позвоночных и 83% всего класса насекомых. Исчезли плоские и морщинистые кораллы, бластоидеи, граптолиты, триллобиты, фузулиниды, эвриптероидеи, многие аммониты, мшанки, морские лилии, членораздельные брахиоподы. Значительно сократилось разнообразие споровых растений: плауновидных и хвощевых.
Причины самого грандиозного из вымираний до конца не известны. Из существующих гипотез наиболее убедительной выглядит гипотеза, согласно которой причиной катастрофы явилось излияние траппов - огромного объёма базальтов за геологически короткое время (вначале относительно небольших Эмейшаньских траппов около 260 млн. лет назад, затем колоссальных Сибирских траппов 251 млн. лет назад). Огромные массы изверженных пород могли создать эффект вулканической зимы, либо прямо противоположный - парниковый. В любом случае последствия для живых организмов были губительными...
Полезные ископаемые
С каледонскими и герцинскими интрузивными породами палеозоя на Урале, в Казахстане, на Алтае, в Западной Европе и Северной Америке связаны богатейшие рудные месторождения.
К осадочным породам палеозойской эры приурочены нефтяные месторождения Ирана, Волго-Уральской области СНГ, центральной части Северной Америки, провинции Альберта в Канаде; месторождения каменного угля Донецкого, Подмосковного, Печорского, Карагандинского и Кузнецкого, Таймырского, Тунгусского бассейнов, угольных бассейнов Западной Европы, Аппалачей (Северная Америка), Китая, Индии и Австралии; месторождения горючих сланцев Эстонии и медистых песчаников Приуралья и Казахстана. Палеозойский возраст имеют также крупные месторождения фосфоритов (Каратау в СНГ, Скалистые горы в США), бокситов (Урал, Салаир и др.), каменных и калийных солей (Соликамское, Илецкое и Иркутская группа месторождений в СНГ, Штасфуртское в ФРГ).
В складчатых областях с интрузиями ультраосновного состава связаны месторождения хромита (Южный Урал), асбеста (Тува, Канада), а с интрузиями кислого состава - золоторудные месторождения Северного Казахстана и Кузнецкого Алатау.
С раннегеосинклинальным вулканизмом связано образование месторождений медноколчеданных руд на Урале, в Аппалачах; а с периодом завершающего этапа складчатости и образованием магматических тел среднего и кислого составов связано образование гидротермальных месторождений золота на Урале, олова - Корнуолл (Англия), железо- и меднорудных скарновых месторождений (г. Магнитная, Высокая, Краснотурьинские и др.).
Многие горные породы палеозойской эры используются как превосходный стройматериал (ордовикские известняки окрестностей Санкт-Петербурга, каменноугольные известняки Подмосковья, уральский мрамор и др.).
Палеозойская эра
, или сокращённо Палеозой
(назв. от греч. πᾰλαιός - древний и греч. ζωή - жизнь) - крупный период в истории развития Земли, следовавший за архейской эрой и предшествовавший мезозойской эре. Палеозойской эре как отрезку времени в истории Земли в стратиграфии соответствует палеозойская эратема
как стратиграфическое подразделение . Палеозой начался 542 миллионов лет назад и продолжался около 290 миллионов лет.
Палеозойская эра (эратема) подразделяется на шесть периодов (систем):
- Ранний палеозой
- Кембрийский периодский (542 млн лет - 488 млн лет)
- Ордовикский (488 млн лет - 443 млн лет)
- Силурийский (443 млн лет - 416 млн лет)
- Поздний палеозой
- Девонский (416 млн лет - 359 млн лет)
- Каменноугольный (359 млн лет - 299 млн лет)
- Пермский (299 млн лет - 251 млн лет)
Началом палеозойской эры считают появление организмов, снабженных скелетами, раковинами, панцирями; причем защитные приспособления возникают сразу во многих группах организмов. В первой половине палеозоя жизнь существовала только в морях. Большая часть морских организмов обитала на дне; рыб и других активно плавающих организмов, обитавших в толще воды, не было. Первые крупные хищные организмы появляются в море в силуре. Это были наружнораковинные головоногие моллюски, не уступавшие по размерам тела самым крупным современным кальмарам. Для палеозоя очень характерны огромные мелководные лагуны, широким поясом окаймлявшие материки. В этих лагунах зародились первые позвоночные - малоподвижные, прикрытые костным панцирем, лишенные челюстей и парных плавников существа, питавшиеся илом и живущими в иле мельчайшими организмами. От них произошли рыбы, у которых появляются челюсти и плавники. В конце силурийского периода совершается знаменательное событие - содержание кислорода в атмосфере к этому времени приблизилось к современному, и слой озона начал поглощать ультрафиолетовое излучение Солнца. Жизнь смогла покинуть защищавшую её прежде водную среду. На сушу выходят первые растения и животные, сначала они появляются по берегам морей и лагун, потом по долинам рек постепенно уходят в глубь континентов. К концу девонского периода на Земле уже существовали первые леса, превратившиеся в следующем, каменноугольном периоде, в дремучие дебри, оставившие нам свои обугленные остатки в виде каменного угля. В конце девона появляются первые земноводные, наземные четвероногие позвоночные. Впрочем, наземными животными их можно назвать лишь условно. Они могли с трудом ползать по земле и большую часть времени проводили в воде. Настоящими наземными животными были различные беспозвоночные - паукообразные и насекомые, некоторые из которых достигали очень крупных размеров - из каменноугольных отложений известны останки стрекоз с размахом крыльев в 70 сантиметров. В каменноугольном периоде появляются и первые пресмыкающиеся - животные, откладывавшие на суше яйца в прочной скорлупе и не нуждавшиеся в воде для развития. Особенно много пресмыкающихся стало в следующем, пермском периоде; многочисленны зверообразные рептилии, близкие к предкам млекопитающих. Среди земноводных были широко распространены панцирноголовые или стегоцефалы, крупные формы с мощно развитым скелетом. По образу жизни многие пермские рептилии и земноводные напоминали современных бегемотов и крокодилов, большую часть времени они проводили в воде.
Отложения палеозойской эры составляют палеозойскую группу слоёв, совокупность которых достигает в некоторых местностях 30.000 м. мощности, т. е. почти в 10 раз превышает мощность мезозойских отложений, что указывает на значительную продолжительность палеозоя. До 30-х гг. XX века в толще палеозойских слоёв различали нижнюю, мало изученную переходную или граувакковую формацию и верхнюю - каменноугольную, ранее других обратившую на себя внимание благодаря нахождению в ней каменного угля. Трудами английских геологов Сэджвика и Мурчисона переходная формация была разбита на три системы: кембрийскую, силурийскую и девонскую и установлена, сверх того, пермская система, следовавшая непосредственно за каменноугольной. Это деление палеозоя послужило основой для общепринятых в настоящее время подразделений. Площадь, занятая в настоящее время палеозойскими отложениями на земной поверхности, доходит, по Тилло, до 17,5 млн. кв. км. В начале палеозойской эры, в кембрийский и силурийский периоды, большая часть земной поверхности представляла безбрежный океан и суша являлась только в виде островов, сложенных из кристаллических сланцев, гранитов и гнейсов , но к концу эры размеры суши значительно возрастают и выступают значительные материки из-под воды.
В палеозое прошли два горообразовательных процесса: каледонский (в кембрии - нижнем девоне) и герцинский (в верхнем карбоне - перми). Вулканическая деятельность проявлялась в палеозое весьма энергично, хотя и слабее, чем в предшествовавшую архейскую эру; результатом её являются заключённые в палеозойских пластах жилы, штоки и покровы гранита , сиенита , диорита , диабаза , кварцевого порфира , порфирита , мелафира и других изверженных пород, а также разнообразных вулканических туфов и брекчий . Пласты палеозойских пород редко являются горизонтальными; обыкновенно они изогнуты, изломаны, собраны в складки и пересечены многочисленными жилами , выполнившими трещины пластов. Сами горные породы вследствие своей древности сильно изменены, метаморфизованы и резко отличаются от современных осадков. Глинам в палеозойских толщах соответствуют глинистые, кровельные и аспидные сланцы и филлиты , песчаные осадки превратились в твёрдые песчаники , кварциты и конгломераты ; обширным распространением пользуются также известковые породы в вид плотных, часто кристаллических известняков и доломитов . Там, где палеозойские пласты наиболее метаморфизованы и прорваны выходами магматических пород, они заключают разнообразные рудные месторождения, среди которых, например, серебряные и медные месторождения Алтая и большинство железных и медных месторождений Урала.
На протяжении палеозойской эры органический мир завоевал сушу. Среди животных появились первые позвоночные, среди растений - споровые и хвойные. Первоначально с началом палеозоя связывали первое появление на Земле жизни, но дальнейшие исследования обнаружили отпечатки морских водорослей, кольчатых червей и многих других организмов в более древних слоях архейской эры. В палеозойских отложениях, начиная с самых древних, встречается уже довольно разнообразная, по преимуществу морская флора и фауна, которая в продолжение первых трех периодов палеозоя быстро эволюционирует и разнообразится, тогда как в последние два периода развитие органической жизни как бы замедляется и многие ранее весьма распространенные группы животного и растительного мира заканчивают к этому времени своё существование. Фауна палеозоя характеризуется широким развитием и преобладанием морских лилий, своеобразных, вымерших к концу этой эры кораллов, построенных по четверному типу, чрезвычайным обилием и разнообразием плеченогих, головоногих моллюсков (ортоцератиты, гониатиты), исключительно палеозойской эре свойственно обилие ракообразных трилобитов и панцирных рыб. К концу эры появляются также амфибии и первые немногочисленные пресмыкающиеся. Флора в палеозое состоит преимущественно из тайнобрачных (гигантские древовидные папоротники, плауны и хвощи), к которым в небольшом количестве примешиваются хвойные и саговые деревья. Палеозойская эра кончилась около 240 миллионов лет назад. На границе с мезозойской эрой вымирает большинство морских животных, характерных для палеозоя, и развиваются новые. По-иному шло изменение органического мира суши. Большую часть первого периода мезозоя, триаса, на суше еще жили земноводные и пресмыкающиеся, очень похожие на пермских. Только к концу триаса на суше воцаряются гигантские ящеры - динозавры, характерные для мезозоя.
Палеозойская эра началась около 540 миллионов лет назад и закончилась примерно 250 миллионов лет назад. Она продолжалась 290 миллионов лет. Первый период Палеозойской эры - кембрийский, начался с массового распространения живых организмов с минеральным скелетом. Долгое время считалось, что тогда же возникли и многоклеточные организмы, но изучение вендской (эдиакарской) фауны показало, что мягкотелые многоклеточные, лишенные минерального скелета, возникли значительно раньше. Сейчас палеонтологи полагают, что отдельные виды, обладавшие различными скелетными элементами, могли появится и до начала Палеозоя, но они не были массовыми.
На протяжении Палеозоя возникает огромное количество типов и классов живых существ. Жизнь очень сильно усложняется. Если в самом начале Палеозоя все живые организмы обитают в морях, а самыми развитыми живыми существами являются головоногие моллюски, то в конце последнего периода Палеозойской эры – пермского, на суше, покрытой лесами, уже существуют не только амфибии и рептилии, но и примитивные млекопитающие.
Именно в Палеозое происходит освоение суши, сначала растениями, затем членистоногим, а затем уже и позвоночными. Освоение новой среды обитания приводит к возникновению новых приспособлений и адаптаций, появляются совершенно новые организмы, способные жить в новых условиях. Осваивающие мелководья и полузатопленные участки побережий потомки рыб – амфибии, живут на размытой границе воды и суши, но все-таки еще в воде. Рептилии, благодаря более плотным кожным покровам и размножению защищенными от высыхания, в отличие от икры амфибий, яйцами, уже по-настоящему осваивают сушу.
Морская жизнь не только «выплескивается» на сушу, но и постоянно усложняется в родной среде обитания. Безраздельно властвовавших в начале Палеозоя в толще воды головоногих моллюсков теснят рыбы. Часть головоногих вымирает, но возникают все более сложно организованные виды, появляются аммониты, расцвет которых придется на следующую эру – Мезозойскую.
С середины Палеозоя жизнь начинает осваивать еще одну среду – воздушную. Но пока в воздух поднимаются только членистоногие – насекомые. Для позвоночных воздух еще закрыт – они освоят эту среду только в триасе – первом периоде Мезозоя.
Конечно, на протяжении всего Палеозоя идет не только возникновение новых групп живых организмов, но и вымирание старых, не успевающих приспособится к новой, изменяющейся обстановке. К середине Палеозоя вымирают широко распространенные в кембрии членистоногие хищники – аномалокарисы и подобные им виды. Трилобиты, доминировавшие в донной фауне в начале Палеозоя, и достигавшие в ордовикском периоде длины в 90 сантиметров, в конце Палеозойской эры – в карбоне и перми, становятся редкими и мелкими – 1-2 сантиметра в длину.
А завершается Палеозой грандиозным вымиранием в конце пермского периода. Это вымирание по своим масштабам превзошло все другие известные вымирания, в том числе и знаменитое вымирание динозавров в конце Мезозоя. В конце перми исчезло до 95% видов земной фауны. Причины этого катастрофического вымирания, впрочем, как и других подобных событий, точно неизвестны. Глобальность и массовость вымирания свидетельствуют о том, что у него была какая-то общая и масштабная причина. Сторонники катастроф винят в пермском кризисе мощнейшее извержение вулканов на территории современной Сибири или падение крупного астероида, след от которого пока не найден. Есть предположение, что падение астероида и последовавшая за ним вспышка вулканизма связаны друг с другом. Другие исследователи винят в катастрофе резкое глобальное потепление, перегрев Земли, который привел к уменьшению содержания кислорода в воде океанов и гибели как наземных, так и водных экосистем. Есть и другие гипотезы. Ни одна из них не может сейчас считаться более-менее подтвержденной. Ясно одно – жизнь пережила этот кризис и вышла на новый виток своего развития.
Приветствую знатоков палеонтологии. На этот раз небольшую заметку решил создать с целью определения образцов. Начну по порядку. Весной этого года открывал сезон поисков на карьере «УралНеруд» что в Свердловской области недалеко от города Каменск-Уральского (об этом карьере я ранее рассказывал в первой, на сайте, публикации "В поисках карбонового моря."). Среди брахиопод и сетчатых мшанок попались мелкие фрагменты окаменелостей. Первым был найден образец, изначально принятый за следы ползания... >>>
Чем древнее окаменелости, тем, казалось бы, сложнее извлекать из них какую-либо информацию о жизни и внешнем виде животных, от которых эти окаменелости остались. На самом деле это далеко не всегда верно. Прижизненная окраска вымерших головоногих моллюсков всегда интересовала палеонтологов и любителей палеонтологии. Но до сих пор у нас очень мало информации о прижизненной окраске аммонитов. Эти моллюски вымерли 65 миллионов лет назад, от них остались миллионы хорошо сохранившихся раковин, десятки... >>>
Палеозойская эра – наиболее ранняя геологическая эра входящая в состав фанерозойского эона. Согласно современным представлениям нижней границей палеозоя является время 542 миллиона лет назад. За верхнюю границу принимается время 251-248 млн. лет – период самого массового вымирания живых организмов в истории Земли (пермско-триасовое вымирание видов). Длительность палеозоя около 290 млн. лет.
Палеозойская эра включает 6 геологических периодов
Деление палеозойской эры на периоды основано на данных стратиграфии. Например, во время кембрийского периода возникли трилобиты и множество животных с минеральным скелетом. Ордовик, следующий за кембрием – время масштабной трансгрессии моря. Силур примечателен возникновением псилофитов – первых растений, которые вышли на сушу, а девон – возникновением первых наземных лесов, почвы и многочисленных рыб, из-за чего его ещё называют "веком рыб". Каменноугольный период, предпоследний из периодов палеозойской эры, получил своё название в связи с массовым угленакоплением, в результате широкого распространения голосеменных растений. В это же время происходило слияние древних континентов Лавразии и Гондваны в единый суперконтинент – Пангею. Наконец с последним из геологических периодов палеозоя – пермью, связано широкое распространение красноцветных континентальных отложений и отложений соленосных лагун.
Флора и фауна палеозойской эры
В самом начале палеозойской эры произошло внезапное появление и быстрое расселение форм с твёрдым минеральным скелетом: фосфатным, известковым, кремниевым. К ним относятся хиолиты, акритархи, хиолительминты, строматопороидеи, гастроподы, мшанки, пелециподы (двустворки), брахиоподы (плеченогие) и археоциаты – древнейшие рифостроящие организмы, вымершие к концу раннего кембрия.
В нижнем палеозое широко распространены древнейшие членистоногие – трилобиты. Они составляли значительную часть органического мира кембрийских и ордовикских морей, менее многочисленны они были в силуре и вымерли в конце палеозойской эры .
К беспозвоночным палеозойской эры , свободно плававшим на поверхности моря, относятся граптолиты, время существования которых в основном ограничено ордовиком и силуром, и головоногие моллюски из группы наутилоидов, особенно богато представленные в ордовике. В девонском периоде они отходят на второй план, но быстро развиваются гониатиты с более сложно построенной раковиной; наконец, в верхнем палеозое широко распространились одноклеточные животные – фораминиферы, среди которых особенно важны фузулиниды, имевшие раковины необычайно сложного строения. Изменения раковин фузулинид в сравнительно короткие отрезки времени позволяют с большей детальностью сопоставлять одновозрастные отложения, заключающие их остатки в разных районах.
Поверхность суши в палеозойскую эру заселяли многоножки, появившиеся ещё в кембрии, скорпионы, пауки, клещи, насекомые. В карбоне, в связи со значительным расцветом наземной флоры, появились брюхоногие моллюски с лёгочным дыханием, первые летающие насекомые; возросло разнообразие пауков и скорпионов. Среди насекомых было много довольно крупных форм. Например, у древней стрекозы меганевры размах крыльев достигал одного метра. Чуть меньше были похожие на меганевру стенодиктии. Даже многоножки достигали в длину более 2-ух метров! Как считают учёные, гигантизм насекомых был вызван более высоким уровнем кислорода в атмосфере того времени.
Растительный мир палеозойской эры развивался так же быстро, как и животный.
В кембрии и ордовике растения были представлены главным образом водорослями. Вопрос о существовании высших наземных растений в это же время остаётся открытым: известны немногочисленные остатки спор и отпечатков, видовая принадлежность которых неясна.
В отложениях силура встречаются остатки спор, а в породах нижнего девона повсеместно имеются отпечатки примитивных низкорослых растений – риниофитов, по-видимому, населявших прибрежные районы.
В среднем и верхнем девоне растительность становится значительно разнообразнее: распространены древовидные плауновые, первые членистостебельные (в том числе клинолисты), прапапоротники, прогимноспермы и первые голосеменные. Образуется почвенный покров.
Следующий за девоном карбон – время расцвета наземной флоры, представленной хвощеподобными каламитами, древовидными плауновыми (лепидодендроны, сигилярии и др.), различными папоротниками, папоротникообразными семенными (птеридоспермами) и кордаитами. Густая лесная растительность этого времени послужила материалом для образования многочисленных пластов каменного угля. Начиная с карбона отмечается появление палеофлористических областей: Еврамерийской, Ангарской и Гондванской. В пределах последней, видимо, уже существовала так называемая глоссоптериевая флора, особенно характерная для следующего, пермского периода.
