Лекция №4 геологическая история земли.

1. Догеологический этап

2. Докембрийский этап

3. Палеозойский этап

4. Мезо-кайнозойский этап

1. Историю нашей планеты следует рассматривать только с того времени, с которого сохранились наиболее древние «свидетели», т.е. горные породы и минералы. Однако первым древнейшим этапом истории Земли считается время, когда в результат аккреции (слипания) вещества газопылевой туманности сформировалась наша планета. Начало аккреции отдалено от современности на 4,66 млрд. лет, а время, в течение которого происходила аккреция, по мнению ряда исследователей, было непродолжительным и вставляло не более 100 млн лет. О его особенностях можно судить только на основе некоторых косвенных данных.

Процессы, протекавшие в это время в недрах земли привели к дифференциации вещества внутри планеты, образованию первичной земной коры основного состава, выделению внешнего жидкого ядра Земли и соответственно к появлению магнитного поля. Появление магнитного поля привело к образованию первичной атмосферы вокруг Земли. Земная поверхность догеологическою этапа напоминала собою поверхность современной Венеры. На Землю воздействовала активная метеоритная бомбардировка, существовала бескислородная атмосфера, в которой облака, состояли из водорода, гелия, паров кислот и углекислого газа, плотным покрывалом закрывая Землю. Стечением времени атмосфера постепенно теряла водород и гелий, которые удалялись в космическое пространство. В конце догеологического этапа атмосфера состояла из аммиака, углекислоты, водяного пара, метана, водорода, инертных газов, борной, плавиковой, соляной и некоторых других сильных кислот. Догеологический этап истории Земли продолжался недолго, лишь до того момента, когда поверхность остыла до температуры существования жидкой воды.

С появлением гидросферы и преобразованием атмосферы наступает качественно новый этап развития Земли, который именуется геологическим.

2. Докембрийский этап развития Земли включает в себя два эона – архейский и протерозойский. Архейский эон (3,8-2,6 млрд. лет назад) и протерозой (2,6 млрд. – 570 млн. лет назад) продолжались около 3,5 млрд. лет и составляют 85% времени существования планеты Земля.

Древнейшими породами на Земле являются нижнеархейские, которые слагают щиты самых древних платформ. Эти породы представлены комплексом сильно метаморфизованных магматических пород среднего состава. Кроме этих пород образовывались различные вулканические и магматические породы, а также накапливались кремнистые, песчано-глинистые и карбонатные отложения, свидетельствующие о су­ществовании водных бассейнов в то время.

Земля — единственная планета Солнечной системы, на которой сформировались условия, благоприятные для зарождения и эволюции жизни. Наиболее древние следы органичес­кой жизни установлены в породах, имеющих возраст 3,5-3,8 млрд. лет. Они представлены остатками своеобразных бактерии и виру­сов, которые захоронены в породах и видны под большим увеличе­нием. Архейский зон — это время прокариот, т. е. организмов, не име­ющих клеточного ядра, — бактерий, вирусов и синезеленых водорослей (строматолитов). Жизнь в это время могла существовать только в воде, так как в атмосфере отсутствовал озоновый слой защищающий Землю от ультрафиолетового излучения Солнца, роль которого выполняла толща воды.

В течение протерозойского эона формиро­вались комплексы горных пород более разнообразные, чем в архее. К началу протерозоя земная кора с поверхности остыла настолько, что стала легко подвергаться раздроблению и раскалыванию. Главной особенностью начала протерозойского эона является об­разование первого в истории Земли гигантского единого материка Пангеи в состав которого входили ядра будущих древних платформ (С. Амнриканская, Ю. Американская, Африкано-Аравийская, Сибирская, Восточно-Китайская, Южно-Китайская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая).

К середине протерозоя происходит заложение крупных геосинклиналей (Средиземноморской, Тихоокеанской, Урало-Монгольской и др.), что приводит к расколу Пангеи на отдельные материки.

К концу протерозоя на земле происходят активные горообразовательные процессы, получившие название байкальская складчатость, которые привели к увеличению площади платформ и объединению южных материков в суперматерик Гондвана.

Важной чертой протерозойской истории является первое в истории Земли грандиозное оледенение. Следы этого гуронского оледенения обнаружены в разных регионах, в том числе в районе Сахары. Эволюция органической жизни в течение раннего протерозоя происходила весьма медленно. В результате жизнедеятельности синезеленых водорос­лей увеличивается содержание кислорода в атмосфере и гид­росфере. В позднем протерозое появляются прокариоты — организмы, у которых клетки имели обособленные ядра. Воз­никают первые планктонные организмы. В конце протерозоя начался важ­нейший этап развития органического мира докембрия — ста­новление основных видов животного мира, прежде всего многоклеточных. В океане начинают господствовать губки, плеченогие, ракоскорпионы.

3. Палеозойская эра распадается на раннюю (570-405 млн. лет назад) и позднюю (405-230 млн. лет назад).

Широко распространены маг­матические и осадочные горные породы. Мета­морфических пород мало.

В раннем протерозое происходит горообразование: огромные территории земного шара охватывает каледонсский этап складчатости, результатом которой стало увеличение площади платформ и объединение Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ. В позднем палеозое проявляется герцинская складчатость, охватившая большинство платформ. Основным ее результатом стало присоединение к Северо-Американской и Восточно-Европейской платформам – Сибирской платформы, в результате чего образовался гигантский материк Лавразия. В южном полушарии в это время продолжал существовать суперконтинет Гондвана.

Палеозойская эра, как отмечалось выше, делится на шесть периодов. Рас­смотрим, какие события сменяли друг друга в то время.

Кембрий. В отложениях встречаются все типы морских беспозвоночных животных. Наибольшею развития достигают представители членистоногих — трилобиты — руководящие формы кембрия. Широко распространены черви, медузы, головоногие моллюски. Флора представлена водорослями.

Ордовик. Развиты трилобиты, отличающиеся от кембрий­ских. Появляются гигантские раки, к концу периода — ко­раллы. Развиты бактерии, водоросли, псилофиты. На границе ордовика и силура в атмосфере появляется озоновый слой.

Силур. Отмечаются дальнейшая эволюция трилобитов и появление других форм, отличных от ордовикских и кемб­рийских. Возникают морские лилии, ежи и панцирные рыбы. К концу периода вымирают граптолиты. Резко уменьшается количество трилобитов, продолжают развиваться водоросли и псилофиты.

Девон. Появляются более высокоорганизованные живот­ные. Большого развития достигают панцирные рыбы. Возни­кают двоякодышащие рыбы, хвощи, плауны, папоротники. Обильна флора псилофитов, в конце периода они вымирают. В северных широтах преобладал тропический климат.

Карбон. В море вымирают панцирные рыбы и трилобиты. Отмечается пышное развитие плаунов, папоротников и хво­щей, что обусловило во всех частях света образование зале­жей каменных углей (в карбоне образовалось 24% всех миро­вых запасов угля). Появляются первые крупные амфибии и рептилии. Развиваются насекомые, в частности пауки. В кон­це периода отмечается оледенение южных материков.

Пермь. Вымирают последние трилобиты и четырехлучевые кораллы. Увеличивается количество видов рептилий. Раз­витие голосеменных, гинкговых, цикадовых. Продолжается образование каменного угля (17% мировых запасов). Проис­ходит мощное накопление гипса, ангидрита, каменной и калийных солей.

4. Мезозойская эра (230-65 млн. лет назад) характеризуется новыми горообразова­тельными процессами, сопровождаемыми интрузивной и эф­фузивной деятельностью. В эту эру проявляется киммерийская складча­тость. Основным ее результатом стало увеличение площади платформ и распад Лавразии и Гондваны. На месте распада Северной Америки и Евразии и Южной Америки и Африки образуется Атлантический океан, а на месте распада материков Гондваны – Индийский.

В мезозое господствующими формами становятся рептилии. Появляются первые млекопитающие и птицы. В конце эры — первые представители цветковых растений. В мезозойской эре выделяют три периода: триасовый, юрский и меловой.

Триас. Появление аммонитов и белемнитов (головоногих моллюсков), первых костистых рыб, рептилий — динозав­ров, крокодилов, черепах, ящериц, первых карликовых мле­копитающих. В море господствуют рептилии-плезиозавры и ихтиозавры (до 8 м в длину). Флора — цикадовые, голосе­менные, хвойные. Хвощей и папоротников мало. На суше много пустынь.

Юра. Характерно бурное развитие аммонитов и белемни­тов. В морях — водные рептилии (ихтиозавры) и рыбы. Рас­цвет динозавров гигантских размеров (диплодоки достигали 23-30 м в длину). Появление летающих ящеров — птеродак­тилей, первых птиц - археоптерикса, бабочек. Пышная фло­ра: хвойные, гинкговые. цикадовые, папоротники и др. На­блюдается мощное угленакоплепие (до 45% мировых запасов угля).

Мел. В море вымирают аммониты и белемниты (к концу периода). Характерно накопление мощных карбонатных по­род — мела. В морских бассейнах широкое развитие получа­ют костистые рыбы. Появляются змеи и змеевидные морские рептилии — мезозавры, имевшие крупные размеры: 4-6 м в высоту и 25 м в длину. На суше господствуют травоядные и хищные ящеры. Эволюция зубастых птиц приводит к появле­нию первых беззубых птиц. Появляются первые насеко­моядные. Первые цветковые растения (покрытосеменные) за­нимают господствующее положение в конце периода.

Кайнозойская эра (65 млн. лет назад по настоящее время) характеризуется новыми горообразова­тельными процессами, сопровождаемыми интрузивной и эф­фузивной деятельностью. В эту эру проявляется альпийская складча­тость. В это время формируется современный рельеф, материки и океаны принимают современные очертания. Образуются современные горные сооружения Гималаи, Анды, Кордильеры, Кавказ и другие.

Органическая жизнь в кайнозое достигает высшей стадии развития. Господствуют млекопитающие, костистые рыбы, цветковые растения, моллюски. Эволюция органического мира завершается появлением человека.

В кайнозойской эре выделяют три периода: палеогеновый, неогеновый и четвертичный.

Палеоген и неоген ранее объединялись в один третичный период. В это время морские и континентальные осадочные образования преобладают над магматическими.

Широко распространены моллюски, фораминиферы. Пос­ледние дали мощные толщи известняков, например в Крыму Господствующее положение занимают млекопитающие, по­являются высшие млекопитающие — плацентарные. Возни­кают парнокопытные, хищные, хоботовые, китовые, носоро­ги, приматы. Эволюция приматов привела к появлению человека. Повсеместное распространение получили покрыто­семенные растения. В начала палеогена преобладает тропиче­ская и субтропическая флора - пальмы, магнолии, лавры. Она была развита на территории Западной Европы и Европей­ской части России. В палеогене выделяются две климатичес­кие зоны с характерными комплексами растений — тропи­ческая и умеренная. Флора умеренного пояса (дуб, тополь, бук, береза, каштан) произрастала на Новой Земле и Шпиц­бергене, на севере Гренландии и Аляске. Происходит мощ­ное угленакопление (возникают главным образом бурые угли). Формируются современные материки.

Четвертичный период характеризуется глав­ным образом континентальными осадками. В начале периода отмечаются резкое похолодание и повторяющееся оледене­ние в Северном полушарии. Фауна близка к современной. Появляются холодолюбивые животные, мамонты, овцебыки, северные олени, волосатые носороги, пещерные медведи и, в начале периода — человек.

Мы рассмотрели краткую историю развития жизни на Земле. Изучение данного вопроса имеет большое научное и практическое значение. Без данных исторический геологии и палеонтологии было бы невозможно доказать единство орга­нического мира в природе, показать его происхождение и эволюцию.