Лаб2

Лабораторная работа №2

История развития Земли в палеогене-неогене

1. Заполнить таблицы-характеристики истории развития геосфер в палеогене-неогене (табл.1), используя тексты учебников, табл. 2, рис.1, 2, 3.

2. Нанести на контурную карту области альпийской и кайнозойской складчатости.

3. Как изменялся климат Восточно-Европейской равнины в кайнозое (рис.2)? выводы записать.

4. Нанести на контурную карту Евразии зональные типы растительности эоцена (рис. 1, 3), сравнить с современными растительными зонами. Выводы записать.

5. Какие растительные комплексы характерны для полтавской, тургайской флоры?

6. Каковы основные особенности природы Земли в пелеогене и неогене?

Табл.1

История развития геосфер в палеогене-неогене- (основные события каждого периода)

Период	Литосфера	Атмосфера	Гидросфера	Биосфера
Неоген
Палеоген

Табл.2

Геохронология палеогена и неогена

Период (система)	Эпоха (отдел)	Интервал времени, млн. л. н.
Неоген	Плиоцен Миоцен	9-1,65 23,5-9
Палеоген	Олигоцен	37-23,5
		58-37
	Эоцен
	Палеоцен	65-58

Рис. 1. Схема расположения ботанико-географических областей на территории Евразии в палеогене (по А.Н. Криштофовичу).

Изменение среднегодовых температур в палеогене и неогене

Рис. 2. Температурная кривая кайнозоя для южной половины Русской равнины (цит. по "Изменение климата и ландшафтов...",1999).

Температурная кривая показывает изменение значений среднегодовой температуры для названной территории; пунктирной вертикалью отмечена современная среднегодовая температура. Штриховые линии — возможные диапазоны температур

Рис. 3. Палеогеографическая карта-схема территории Северной Евразии в климатический оптимум эоцена:

Зональные типы растительности:

1 — теплоумеренная с участием бореальных (северных) элементов,

2 — теплоумеренная,

3 — теплоумеренная с участием субтропических элементов,

4 — субтропическая,

5 — субтропическая с участием тропических элементов,

6 — паратропическая.

(цит. по "Изменение климата и ландшафтов...",1999)

Литература

1. Вронский В.А., Войткевич Г.В. Основы палеогеографии.- М., «Зевс». 1997.

2. Чернов А.В. Историческое землеведение (палеогеография). М., МГПУ, 2004.

3. Любушкина С.Г., Пашканг К.В., Чернов А.В. Общее землеведение. М., «Просвещение», 2004

4. «Палеоэкология» Конспект лекций с презентацией по дисциплине. Составители: Ямских Г. Ю., Хабидов А. Ш., Борисова И. В., Ямских А. А.. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» http://library.krasu.ru/ft/ft/_umkd/377/u_lectures.pdf

Основной тенденцией развития литосферы в палеогене (65-23,5 млн. л.

н.) было дальнейшее приближение планетарного рельефа Земли к

современному. В палеоцене и эоцене главным событием географической

истории явилось отделение Гренландии от Евразии и образование

Норвежско-Гренландского бассейна.

Австралия и Антарктида в палеоцене еще находились близко друг к

другу и по сути, составляли единый материк, но в эоцене они фактически

уже разделились; первая стала двигаться на северо-восток, одновременно

разворачиваясь против часовой стрелки, а Антарктида стала смещаться на юг

и вновь, как в раннем палеозое, заняла устойчивое положение у южного

полюса Земли. Индостан двигался на север и за 40 млн. лет прошел путь

около 8 тыс. км; скорость его движения при этом была 2-6 см/год. В пути от

него откалывались микроконтиненты, такие, как Сейшельские острова (хотя

сейчас их образование связывается с горячими точками— плюмами).

Переход от мела к палеогену ознаменовался регрессией, но уже в

позднем палеоцене вновь наступила трансгрессия моря с максимумом в

эоцене. Были затоплены многие районы юга Западной и Восточной Европы,

Туранская и Западно-Сибирская низменности, которые соединялись

Тургайским проливом.

Тектоническая обстановка на Земле в палеоцене и эоцене была

относительно спокойной: орогенез продолжался, преимущественно, на

восточной окраине Евразии и западной — обеих Америк, многие

платформенные участки были заняты шельфовыми морями. Рельеф почти на

всей Земле (кроме зон окраинного орогенеза) был ровным,

пенепленизированным — преобладали денудационные поверхности вырав-

нивания и аккумулятивные равнины, венчающиеся мощными толщами

полнопрофильных кор выветривания. Частично подверглись в эоцене

выравниванию и области недавней киммерийской складчатости.

Отсутствие высоких горных хребтов определяло особенности мировой

атмосферной циркуляции — ничто не препятствовало свободному обмену

воздухом высоких и низких широт.

В результате, климат на Земле в палеогене был очень равномерным и

теплым с максимумом температур среднем эоцене (наступил эоценовый

оптимум). Почти на всей планете господствовали специфические

теплолюбивые ландшафты. Экваториальный и тропические пояса достигали

83

максимальной ширины. Вблизи экватора росли влажные леса — пальмовые,

сандаловые и фикусовые, вглубь от побережий сменявшиеся саванновыми

редколесьями. В тропических поясах, включающих южную Европу,

северную Африку, Ближний и Средний Восток, Среднюю Азию, Казахстан,

Чили, Аргентину господствовали сухие саванны. На их внешних окраинах в

условиях переменно-влажного климата преобладала растительность

смешанного типа, которую можно назвать паратропической (т.е. почти

тропической). В частности, на юго-западе Восточно-Европейской равнины

июльские температуры достигали в эоцене 26-28°, а январские — +20°; осад-

ки превышали 1000 мм. Здесь росли тропические пальмы, лавры, мирт.

В средних широтах существовал субтропический влажный пояс с

температурами в июле — 24-26°, январе — +16°. В пределах Среднерусской

и Приволжской возвышенностей господствовала т.н. полтавская флора, в

которой чередовались формы экваториальные вечнозеленые (пальмы,

бананы, сандаловые, хлебные и др.) и умеренных широт (дубы, каштаны,

кипарисы, секвойи). Такие же условия существовали и в центральной части

Западной Сибири: июльские температуры приближались здесь к 26° (т.е.

были на 10° выше современных), а зимой температура падала до +15° (была

на 35° выше современных). Любопытно, что южнее, на территории

Казахстана и Центральной Азии также усиливалась роль тропических и

субтропических влаголюбивых видов —пальмовых, сандаловых, миртовых.

Признаки аридного пояса в это время здесь стирались— количество осадков

сокращалось от 1200-1500 мм на севере пояса до 600-1000 мм.

Севернее, вплоть до побережья Северного океана, существовали

переходные субтропически умеренные условия: в нынешней субарктике, на

северо-востоке Азии июльские температуры приближались к 20-22°, а

январские опускались всего до +3, +5° (были на 40° выше современных). В

Арктике январские температуры не падали ниже -5° при количестве осадков

800-1000 мм (что на 600-800 мм выше существующего). Более теплых

условий, более слабой пространственной дифференциации климата не

существовало на Земле более никогда.

Почти на всей территории севера Евразии господствовала т.н.

тургайская флора — хвойно-широколиственные листопадные леса,

состоящие из секвойи, сосны, кедра, пихты, дуба, каштана, клена_______, липы,

платана, ореха, а также отдельных представителей (возможно, реликтов)

более южной полтавской флоры: пальм, лавров, магнолий. Благоприятные

атмосферная и океаническая циркуляции способствовали тому, что следы

вечнозеленых субтропических и теплоумеренных лесов обнаружены на

северо-востоке Азии, в Гренландии, островах Канадского архипелага, на

Шпицбергене, а также на Фолклендских островах и в Антарктиде. На острове

Элсмир эоценом датируются находки костей крокодилов, черепах, змей, а

также лемуров, живущих ныне в условиях влажных тропиков. Как растения,

84

так и животные приспособились к жизни в течение полярных ночей, которые

были в то время теплыми и бесснежными.

Палеоген — время начала господства нового класса животных —

млекопитающих. Впервые появились они в триасе, но в течение всего

мезозоя их развитие шло очень медленно. На авансцену Земли они вышли

именно после гибели динозавров. Причина их господства, скорее всего,

заключается в появлении в их организмах многих новых черт, которые не

только помогали им выжить в изменяющихся условиях, но и позволяли

развиваться в более прогрессивном направлении, чем просто увеличение

объемов тела.

Необходимо акцентировать внимание на новых качествах,

появившиеся у млекопитающих, которые могут считаться более

прогрессивными, предопределившими их место в современном животном

мире. Прежде всего, можно выделить признаки, которые нельзя, или

сомнительно считать решающими, предопределившими господство

млекопитающих на планете:

1. Теплокровность. Первые млекопитающие возникли в теплом и сухом

три асе, когда поддерживать тепло внутри организма не было никакой

нужды, и пре смыкающиеся последующей эволюцией прекрасно доказали

это. К тому же, на протяжении почти всего палеогена, когда устанавливалось

господство млекопитающих, климат был не холоднее, чем в триасе, юре и

мелу.

2. Дифференциация зубов. Это служебный признак— разделение зубов

на коренные, клыки и т.д., со временем могло возникнуть и у

пресмыкающихся; у птиц вообще зубов нет. То же относится и к развитию

плечевого пояса который у млекопитающих развился значительно больше, по

сравнению с пресмыкающимися.

Живорождение и вскармливание молоком— это, по-видимому, и есть

те самые прогрессивные признаки. Несмотря на то, что в определенные

периоды жизни (беременность, выкармливание) млекопитающие становятся

весьма уязвимыми, эти признаки знаменуют установление значительно более

тесных связей между родителями и их потомством на протяжении всего

периода детства, которое при этом удлиняется. А растянутое детство стало

использоваться для обучения детенышей навыкам, необходимым для

будущей сложной жизни.

Когда на ранних стадиях эволюции биосферы планета заселялась

биомассой, господствовали наиболее неприхотливые способы

существования, и в том числе — размножения. Однако когда эта задача

оказалась выполненной, перед жизнью на Земле встала новая задача —

усиление роста разумности этого существования. Для этой потребовалось

усложнение самого процесса бытия живого существа на Земле, что самого

начала повлекло за собой более длительную подготовку каждой особи к

85

собственной жизни. Одновременно повышалась ответственность каждой

особи и всего сообщества высокоорганизованных животных за сохранение и

воспитание потомства. Очевиден _______ход эволюции — от миллионов икринок к

десяткам яиц и затем единицам детенышей.

Первые кайнозойские млекопитающие вели полуводный образ жизни в

обширных палеогеновых болотах. Изоляция раздвигающихся южных

материков приводила к формированию на южных континентах эндемичной

фауны. Судя по всему, на материке Гондване в условиях теплого и мягкого

климата конца мезозоя — начала кайнозоя получила преимущественное

развитие одна из пробных ветвей млекопитающих — сумчатые

(бесплацентарные). После раскола Гондваны судьба сумчатых оказалась

неодинаковой на разных континентах. Австралия, практически, до наши дней

существовала в изоляции от других континентов, поэтому там сохранились

сумчатые животные — постоянно мягкие и теплые природные условия

континента вполне позволяли это делать. В не менее теплойЮжной Америке

также существуют сумчатые, но, сохранившись как гондванский реликт, они

не выдерживают конкуренции с более развитыми плацентарными

животными, переходящими туда из Северной Америки по Панамскому

перешейку. Африка и Индия тоже, по видимому, были населены сумчатыми,

но там процесс их уничтожения плацентарными закончился ранее, чем их

мог зафиксировать человек.

Эндемичной оказалась фауна островов — так, на Новой Зеландии не

было четвероногих, поэтому птицам там некого было бояться, и,

следовательно, отпала необходимость полета. Кроме мелких грызунов,

приплывших на деревьях, не было других млекопитающих и на Кубе.

Галапагосские острова и сейчас отличаются предельной эндемичностью

фауны.

В Евразии наземная фауна палеогена была весьма разнообразна. В

течение большей части палеогена здесь существовала так называемая

бронтотериевая фауна, а в конце палеогена ее сменила индрикотериевая

фауна. Название бронтотериевая фауна получила от типичного для

экологической группировки крупных непарнокопытных травоядных

млекопитающих— бронтотериев, имевших широкое распространение. Они

питались сочной болотной растительностью и могли длительное время

находиться под водой. К бронтотериевой экологической группировке

относились древнейшие носороги — аминодонты, крупные свинообразные

эптелодонты, примитивные парнокопытные — антракотерии,

тапирообразные 0 „{и др. Все они обитали во влажных и заболоченных лесах,

заиленных речных поймах, заболоченных низинах и бессточных

мелководных озерах.

Индрикотериевая фауна (название она получила от присутствия

гигантского безрогого носорога— индрикотерия) была более разнообразной.

86

Она состояла из обитателей саванн, заболоченных лесов и болотистых

ландшафтов. В саваннах обитали крупные индрикотерии, достигавшие

высоты 7—8 м, разнообразные грызуны, а из пресмыкающихся —

пресноводные черепахи.

Заболоченные леса, расположенные в низинах, были населены

организмами, более приспособленными к жизнедеятельности в лесных

зарослях. Основу данного комплекса составляли представители

бронтотериевой фауны — эптелодонты, аминодонты и антракотерии.

Последние— свинообразные животные— по образу жизни были похожи на

гиппопотамов и вели полуводный образ жизни. Аминодонты, или болотные

носороги, обитали на заиленных и заболоченных поймах и в болотах

бессточных котловин. Свинообразные эптелодонты приспособились к

обитанию в приречных зарослях.

В палеогене возник и ряд новых форм, в частности гигантские

носороги, хищники — креодонты, а также предки лошадей. Гигантские

носороги обладали широко поставленными, подвижными пальцами ног, что

обеспечивало им большую площадь опоры. В лесных районах появились

предки лошадей— небольшие животные с палъцеходящими копытами.

Довольно своеобразной была морская фауна палеогена. Среди

беспозвоночных господствующее положение приобрели крупные

теплолюбивые (тропические) фораминиферы — нуммулиты и орбитоиды.

Широким распространением пользовались шестилучевые кораллы, морские

ежи, брахиоподы, брюхоногие и двустворчатые моллюски — крупные

устрицы, пектиниды, мидии.

Богатство отложений палеогена остатками разнообразной флоры и

фауны позволяет полнее, чем предшествующие геологические периоды,

охарактеризовать ландшафтно-климатические особенности суши. В пределах

экваториального пояса росли влажные (дождевые и муссонные) леса,

обладавшие определенными чертами сходства с современными лесами

Центральной Америки, запада Африки и Индии. Основу растительности

составляли разнообразные пальмы, сандаловые и фикусовые деревья. Вглубь

континентов они сменялись парковыми саванными и саванными

редколесьями.

В аридном поясе господствовали ландшафты саванного типа с сильно

разреженным растительным покровом, состоящим главным образом из

ксерофитов.

По окраинам аридных поясов влажность увеличивалась и в условиях

переменно-влажного климата произрастала растительность смешанного типа.

Наряду с ксерофитами на берегах водоемов располагались леса из

узколистных дубов, лавров, миртовых и хвойных.

87

В средних широтах в тропическом влажном поясе господствовала

лесная растительность, в которой наряду с тропическими, вечнозелеными,

влаголюбивыми формами принимали участие относительно умеренные.

Северная Евразия и северные районы Северо-Американского материка

в палеоцене и эоцене характеризовались развитием субтропического

климата. На этой обширной территории росли хвойно-широколиственные

листопадные леса. В южной половине господствовали субтропические виды

с примесью тропических, а в северной — умеренно теплые листопадные и

хвойные. Расположенный в высоких широтах обширный морской бассейн

способствовал сглаживанию температурного режима и равномерному

распределению большого количества атмосферных осадков. Сравнительно

высокий термический режим и обилие атмосферных осадков

благоприятствовали росту хвойно-широколиственных листопадных лесов на

Шпицбергене, Новосибирских островах и Канадском Арктическом

архипелаге. Они состояли из секвойи, таксодиума, тисовых, сосновых, пихт,

кедров, дубов, каштанов, кленов, лип, платанов и ореховых. В виде

отдельных примесей встречались пальмы, лавровые, магнолии и миртовые.

Возникает вопрос: каким же образом в условиях периодически

наступающей полярной ночи могла развиваться столь теплолюбивая

растительность даже при наличии высокого термического режима? Высокий

термический режим и обилие солнечного тепла в весенне-летние сезоны

вполне были достаточны для вегетации растительности. Для «зимних»

сезонов в палеоцене и эоцене не были характерны отрицательные

температуры, и вегетация прекращалась при наступлении теплой полярной

ночи. При этом возникал действительно фантастический ландшафт: теплая

полярная ночь, северные сияния, а вокруг стоят оголенные деревья, которые

мы с вами привыкли видеть на юге.

В конце палеогена под влиянием наступавшего и прогрессивно

развивавшегося похолодания климатические границы сместились в сторону

экватора. Состав тургайской и полтавской флор сильно обеднел в результате

исчезновения вечнозеленых тропических и субтропических форм, усилилась

роль бореальных хвойных, возникли и широко распространились береза,

тополь, ива, ольха. В связи с усилением похолодания расширились области

аридизации климата и в умеренном поясе впервые возник ландшафт саванно-

степей и лесостепей.

В позднем эоцене и в олигоцене наступили очень серьезные изменения

всех геосфер, что было вызвано переломом в тектоническом развитии всей

Земли — в это время начинается новая — Альпийская складчатость. Одним

из событий этой складчатости стало столкновение Индостана, смещавшегося

после раскола Гондваны на северо-восток, и южного края Евразии; восточная

часть Тетиса замкнулась, и на ее месте началось образование Гималаев.

Вдоль восточной окраины Евразии продолжалось формирование складчатых

88

горных сооружений, начавшееся в киммерийскую эпоху складчатости. На

месте денудационных равнин Монголии и Верхояно-Чукотской области

возникли эпиплатформенные складчато-глыбовые и глыбово-складчатые

горы. Образование высоких глыбовых гор с остаточными поверхностями

выравнивания затронуло южную периферию Центральной Азии, лежащую

близко к области столкновения ее с Индостаном: нынешние Гиндукуш,

Памир, Тянь-Шань, Кунь-Лунь. Эоценовая трансгрессия сменилась

олигоценовой регрессией моря, в результате которой осушились многие

шельфовые моря, и континенты стали приобретать очертания, близкие к

современным.

Увеличение площади суши в связи с регрессией, возникновение сразу

нескольких глобальных климаторазделов в виде Гималаев, Кордильер, Анд,

гор востока Азии резко изменили циркуляцию атмосферы, прекратив

теплому воздуху путь на север, а холодному — на юг. Одновременно

изменилась и океаническая циркуляция: Тетис закрылся, а, следовательно,

исчезло и циркумэкваториальное течение, обеспечивающее теплом высокие

широты; с другой стороны, из-за расхождения Антарктиды, Южной Америки

и Австралии освободилось место для свободного обтекания холодными

водами южного полюса — возникло холодное циркумантарктическое

течение Западных ветров.

Все это привело во второй половине эоцена — олигоцене к резкому и

уже с тех пор необратимому похолоданию климата.

Неоген

Ландшафты Земли постепенно приближались к их современному

облику. Несмотря на небольшую продолжительность неогенового периоды,

всего около 20—24 млн. лет, он является одним из важнейших периодов

геологической истории Земли. За этот относительно небольшой промежуток

времени земная поверхность приобрела современные черты, возникли ранее

неизвестные ландшафтно-климатические обстановки и появились прямые

предки человека.

В течение неогенового периода необычайно высокой активностью