Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебник

.pdf
Скачиваний:
65
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
13.31 Mб
Скачать

угольной кислоты, водорода, аммиака, азота, сероводорода, редких газов. Кислород практически отсутствовал. Типичным ландшафтом архея были, вероятно, мелководные океанические бассейны с отдельными островами и архипелагами островов, которые образовывали не перекрытые водой цепи сре- динно-океанических хребтов. Согласно данным Т. Шопфа, температура вод древних океанов могла достигать 100о (3,8 млрд лет назад). Концентрация солей в морской воде составляла около 2,5%, т. е. была ниже современной (3,5%). В результате разрушения первичного «гранитного» слоя коры, обогащенного кремнеземом, железом, марганцем; выноса продуктов разрушения в Мировой океан, а также благодаря активной вулканической деятельности, в составе вод преобладали такие элементы как: Si, Fe, Mn, а также H2CO3, CO2. Отсутствие океанической растительности и организмов, усваивавших кремнезем, привело к накоплению его в морской воде и образованию большого количества кремнистых пород, обогащенных железом (джеспилиты).

4.9.1.3 Раннепротерозойский этап развития Земли

Раннепротерозойский этап (2,5-1,6 млрд лет) – этап параллельной эволюции структур с протоплатформенным и геосинклинальным режимами развития. В начале этого этапа происходит заложение и развитие первых настоящих геосинклинальных систем, разделенных эпиархейскими протоплатформенными структурами. К их числу можно отнести: Кольскую, Карельскую, Свекофенскую, Дальсландскую, Гудзонскую, Внутриафриканскую, Бразильскую и др. системы. В них формировались формации типично геосинклинального ряда.

Раннекарельская (пенокийская, эбурнейская) складчатость, возраст кото-

рой определяется в 1,9 млрд лет, и последовавшая за ней позднекарельская складчатость (1,6 млрд. лет) привели к закрытию ряда океанических структур и отмиранию геосинклинального режима в остаточных трогах на древних платформах. В результате этих процессов был сформирован единый фундамент

(стадия кратонизации) первых настоящих древних (эпикарельских) платформ –

ядер будущих континентов. Большую роль в формировании этих платформ сыграли процессы гранитизации и метаморфизма, приведшие к образованию крупных плутонов рапакиви и существенному приращению гранитногнейсового слоя.

Размеры и очертания эпикарельсикх платформ в результате последующих эпох складчатости частично изменялись. Некоторые из них были расчленены на

Элементарная единица ряда – вид. Он образует популяцию, особи которой способны скрещиваться между собой и изолированы по отношению к особям другого вида. Название каждой таксономической единицы более крупной, чем вид, обозначается одним словом (на латинском языке); вид обозначается двумя словами, из которых первое – существительное – означает род, а второе – прилагательное или реже существительное – видовое название. Иногда добавляется фамилия автора, впервые описавшего данный вид (Homo sapiens L.: Homo – «человек», sapiens – «разумный», L. – принятоесокращениефамилииКарлаЛиннея).

Классификация животных и растений; главные систаматические категории Таблица 3

Категории

Латинское

Примеры царства

Примеры царства

название

животныхых

растений

 

 

 

 

 

 

Царство

Regnum

Animalia

Животные

Plantae

Растения

Тип

Phylum

Chordata

Хордовые

Angiospermae

Покрыто-

 

 

 

 

 

семенные

Класс

Classis

Mammalia

Млекопитаю-

Dicotyledoneae

Двудоль-

 

 

 

щие

 

ные

Отряд

Ordo

Carnivora

Хищные

Magnoliales

Магнолие-

 

 

 

 

 

вые

Семейство

Familia

Canidae

Собаки

Magnolialeceae

Магнолии

Род

Genus

Canus

Собака

Magnolia

Магнолия

Вид

Species

Canus

Собака

Magnolia

Магнолия

 

 

familiaris

домашняя

stellata

звездчатая

Изучением органического мира геологического прошлого занимается наука палеонтология наука о древних организмах (греч. рalaios – «древние,

бывшие»; on (tos) – cущество; logos – учение). Древние организмы или окаменелости (с лат. – фоссилии: fodere – копать; fossilis – выкопанный) – это важнейшие исторические документы геологического прошлого, с помощью которых возможна реконструкция истории развития современного органического мира в тесной взаимосвязи с реконструкцией истории развития Земли.

Отсюда, фоссилизация – это переход любого органического вещества из биосферы в литосферу. Процесс фоссилизации следует после разнообразных преобразований исходного материала. Фоссилии – сохранившиеся остатки растительного и животного мира, следы деятельности организмов (следы передвижения, следы питания) геологического прошлого. Среди фоссилий в зависимости от степени сохранности различают 4 категории:

субфоссилии или ископаемое тело – почти полная сохранность организма (мумифицированные останки мамонтов, носорогов);

192

161

эуфоссилии – ископаемые, представленные скелетами (рис. 49), раковинами (рис. 50) или их ядрами (рис. 51) и отпечатками;

ихнофоссилии – следы жизнедеятельности организмов;

хемофоссилии – химические ископаемые, состоящие из органических молекул животного и растительного происхождения.

Наиболее распространенными видами являются эуфоссилии и ихнофосси-

лии, а именно: скелеты, раковины, ядра, отпечатки, следы жизни.

Рис. 49. Плейстоценовый мамонт

Mammuthus primigenius

из Пфанерхалля, близ Мерзебурга. Найден в галечниках, перекрывающих бурый уголь. Длина от конца бивней до хвоста 4,6 м. Макушка черепа находится на высоте 3,2 м [19]

аб

Рис. 50. Ядро моллюска,

род Timanites keyserlingi Miller.

Устьярегская свита, Южный Тиман, река Чуть:

а – вид с боковой стороны раковины; б – вид со стороны устья

4.9.1.2 Позднеархейский этап развития Земли

Позднеархейский этап (3,2-2,5 млрд лет) – начало структурной дифференциации земной коры. В результате гранитизации отдельных участков произошло обособление первых геосинклинальных прогибов – протогеосинклиналей. Протогеосинклинали – это обширные плоские депрессии, обрамленные гранитно-гнейсовыми куполами – жесткими массивами раннеархейской консолидации. В депрессиях формировались протогеосинклинальные комплексы, представленные мощными вулканогенно-осадочными толщами, сравнительно мало меняющимися по площади, а на массивах – самые нижние горизонты осадочного чехла. В совокупности эти системы образовали зеленокаменные пояса. В составе осадочного выполнения поясов обнаружены первые достоверные остатки живых организмов – строматолитов (Западная Австралия, разрез Пилбара). Их возраст определен в 3,5 млрд лет.

Конец архейской эры совпадает с мощной тектономагматической эпохой, которая выделяется как беломорская – на территории Восточной Европы, кеноранская – в Северной Америке, родезийская – в Африке. В результате этой складчатости завершилось формирование протогеосинклинальных комплексов архея и возникли древнейшие платформенные структуры земной коры – протоплатформы. Протоплатформы – это первые крупные участки консолидированной коры, в составе которых присутствовал гранитно-гнейсовый слой. Из наиболее крупных протоплатформ можно отметить Беломорскую и УкраинскоВоронежскую – на территории Восточной Европы и Сибирскую – будущую Сибирскую платформу. В настоящее время протоплатформы – это срединные массивы, выделяемые в составе некоторых кристаллических щитов на древних платформах. От типичных платформ, образовавшихся позднее, протоплатформы отличались меньшей мощностью гранитно-гнейсового слоя, более высоким тепловым потоком и большей проницаемостью для магм. Это еще не очень устойчивые массы, подвергавшиеся полной или частичной переработке последующими тектоно-магматическими процессами.

Согласно концепции глобальной тектоники плит, в конце архея обширные участки с настоящей континентальной корой сформировали единый континентальный массив – суперконтинент Пангею, которому противостоял антипод – мировой океан Панталасса [45].

Атмосфера архейской эры по химическому составу значительно отличалась от современной. Она носила восстановительный характер и состояла из

162

191

предложению русского ученого А. П. Павлова выделяется как «лунный» этап развития Земли.

Одновременно с формированием протокоры происходила дегазация мантийного материала. Газообразные компоненты скапливались в околоземном пространстве и удерживались силой земного тяготения – возникла атмосфера. Конденсация паров воды привела к образованию первых водных бассейнов – морей, озер, рек. С зарождением гидросферы начались процессы интенсивного выветривания и размыва первичной коры, переноса обломков водными потоками и переотложения в понижениях рельефа. Так были стерты следы лунного рельефа. Началось формирование лика Земли как под действием внутренних сил, способствующих смятию и раскалыванию земной коры, так и внешних, стирающих деятельность этих глубинных процессов и вызывающих формирование осадочного чехла, т. е. ее собственно геологическая история.

Геологическая история – это история Земли, от которой остались геологические документы – горные породы. Продолжительность ее определяется в 4,5 млрд лет и подразделяется на ряд этапов

4.9.1.1 Раннеархейский этап развития Земли

Раннеархейский этап (4,5-3,2 млрд лет). Породы, сформировавшиеся на этом этапе, выявлены на всех древних платформах. Это: мраморы, железистые кварциты, «серые гнейсы» (собирательное название кремнистых и высокоглиноземистых пород, по валовому составу отвечающих тоналитовому гнейсу). Мощность отложений 10-12 км и более. В конце раннего архея в эпоху кольской (трансвальской, белозерской) складчатости, которая, как показали исследования, происходила в особых термодинамических условиях, возникли значительные по величине очаги гранитной магмы. Процессы гранитизации коры первоначально осуществлялись за счет дифференциации мантийных базальтовых магм, а позднее – за счет их переплавления и образования очагов гранитной магмы. Образовались огромные гранитные тела, которые, внедряясь во вмещающие метаморфические породы, придавали им куполовидную форму. Так возникли гранитно-гнейсовые купола (овоиды, нуклеоды), размер которых в поперечнике достигал нескольких сотен километров (район озера Верхнее в Северной Америке, в Африке, на Кольском полуострове и т. д.). В дальнейшем они расширялись, сливались и на обширных участках сформировали мощный гранитно-метаморфический слой.

Таким образом, в конце раннего архея земная кора разделилась на участки, относительно приподнятые за счет внедрения гранитных массивов, и негранитизированные, сохранившие прежнее строение и положение.

Ядра – формы сохранности, образующиеся в результате заполнения осадком имевшейся у организма полости (внутреннее ядро) либо заполнения пустоты, образовавшейся в процессе диагенеза (внешнее ядро).

Отпечатки – формы сохранности ископаемых животных и растений, при которых сохраняются оттиски тела или его отдельного органа, скелета, растения.

Рис. 51. Коническая известковистая раковина тентакулита и ее отпечаток из силурийских известняков Цербена близ Гентина

Следы жизни – результаты жизнедеятельности любых организмов. Различают следы передвижения, следы ползания и зарывания, следы питания, к которым относятся содержимое кишечника (гастролиты) и экскременты (капролиты).

При определении времени образования и при корреляции осадочных отложений индикаторами возраста являются не все окаменелости, а только т. н. «руководящие формы».

Руководящие формы – организмы, живущие на огромных пространствах короткий отрезок геологического времени.

Руководящими формами могут быть только те окаменелости, которые отвечают следующим условиям:

обилие особей, отчетливая морфологическая индивидуальность и большая частота встречаемости;

малые сроки существования и региональное горизонтальное распространение, не зависящее от фациальных обстановок, фиксирующих в камне определенную среду жизни.

Из всех типов животных наибольшее стратиграфическое значение имеют представители, обитающие в водной среде и имеющие твердый панцирь или раковину. Важнейшими классическими руководящими формами среди макрофоссилий являются беспозвоночные: брахиоподы (палеозой, мезозой); иглокожие (палеозой, палеоген, неоген); трилобиты (кембрий-силур); головоногие

190

163

моллюски, а именно: наутилоидеи (ранний палеозой), аммоноидеи (силур-мел), белемноидеи (юра-мел); двустворчатые моллюски (палеоген, неоген, антропоген); граптолиты (ордовик-силур); гастроподы (палеоген, неоген, антропоген). Благодаря своей хорошей сохранности эти фоссилии играют важную роль при расчленении морских отложений.

При стратиграфическом расчленении континентальных толщ роль руководящих форм принадлежит остаткам позвоночных животных рептилий (мезозой) и млекопитающих (палеогеновый, неогеновый и антропогеновый периоды).

Большее значение в палеонтологической практике, особенно при расчленении нефтегазоносных толщ, имеют мелкие фоссилии (микрофоссилии): фораминиферы, остракоды, конодонты. В лимнических осадках, таких как диатомит, руководящая роль принадлежит диатомеям – кремниевым водорослям. В угленосных, соляных и торфяных отложениях в качестве руководящих форм выступают растительные остатки: пыльца, споры, кутикула, остатки древесины.

4.3.2. Условия существования беспозвоночных

Внастоящее время известно около 20 типов и 70 классов животных. Из них представители 57 классов обитают в морях, 10 классов – в морях и на суше, 3 класса – только на суше. Для решения задач стратификации осадочных образований наиболее интересными являются водные беспозвоночные, поскольку именно они наиболее хорошо сохранятся в ископаемом состоянии. Это связано с тем, что хранилищем остатков прежде живших организмов служит морское дно. Трупы животных и растений отлагаются на дне, мягкие части тел сгнивают, а твердые покрываются морским илом и песком и сохраняются до тех пор, пока морское дно не станет сушей и слои осадков не выйдут из-под уровня моря.

По отношению к условиям обитания выделяют две группы организмов: приспособленные к широкому диапазону колебаний факторов среды – эврибионты – и способные существовать в очень узком диапазоне изменений условий среды – стенобионты. В зависимосит от факторов среды они могут быть стеногалинные и эвригалинные (фактор среды – соленость), эвритермные

истенотермные (фактор среды – температура) и пр.

Взависимости от условий обитания в морских бассейнах организмы делятся на: бентосные (обитающие на дне), пелагические пассивно (планктон) и активно (нектон) плавающие.

движения, вызванные процессами, происходящими в ее недрах (конвективные течения в мантии, стремление литосферы к гравитационному равновесию и т. д.).

Тектонические движения в течение всего известного нам времени происходили практически непрерывно, но с различной скоростью и интенсивностью. Каждая активизация тектономагматической активности сопровождалась возникновением и развитием геосинклиналей и завершалась их закрытием с образованием жестких консолидированных участков – континентов. В геологической истории, учитывая эту повторяемость событий, может быть выделен ряд естественно-исторических этапов, получивших название этапов тектогенеза. Рубежами, разделяющими эти этапы, являются тектономагматические эпохи закрытия геосинклинальных структур или платформообразующие

эпохи складчатости.

Этап тектогенеза – это периодически повторяющиеся тектонические процессы, каждый из которых начинается геосинклинальной стадией и заканчивается послеорогенной. Этап тектогенеза включает время заложения и развития геосинклиналей и время орогенеза (горообразования).

Эпоха складчатости – совокупность фаз складчатости, приводящих к закрытию (отмиранию) геосинклинальных систем на больших пространствах земного шара.

Фаза складчатости (орогенная фаза) – кратковременные, но интенсивные импульсы тектонических движений, своего рода вспышки, создающие наибольшие качественные изменения тектонической структуры.

4.9.1 История развития Земли в докембрии

История Земли в целом может быть разделена на догеологическую и геологическую. Догеологическая история (доархейский этап) начинается с момента возникновения протопланет, в том числе и Протоземли, и исчисляется примерно в 4,5-5,0 млрд лет. Протоземля – это сгусток холодного космического вещества, который со временем уплотнялся и постепенно разогревался за счет аккреции, радиоактивного распада и приливных сил [9]. Разогрев вещества способствовал его первичной дифференциации: вода, водород, углекислый газ и др. газы, а также смеси, состоящие из легкоплавких компонентов (SiO2 ,Al2O3, CaO, Na2O, K2O, MgO и др.), радиоактивные элементы начали подниматься в верхние слои Земли – сформировалась первичная оболочка базальтоидного состава – протокора. Со временем на ее поверхности возникли вулканоплутонические кольцевые структуры, мелкие и крупные метеоритные кратеры. Пейзаж напоминал современную панораму Луны, поэтому данный период по

164

189

Конец неогена ознаменовался неоднократным похолоданием, которые привели к возникновению материковых ледников, изменению климата, фауны и флоры. К концу среднечетвертичного времени широко распространилась хо-

лоднолюбивая фауна – мамонты, волосатые носороги, бизоны, северные олени,

овцебыки, зайцы и др. Но в конце позднечетвертичного времени в связи с потеплением климата некоторые названные группы вымерли.

Появление и развитие человека – важная особенность антропогенового периода.

Растительный мир кайнозоя богат и разнообразен. Огромные пространства северного и южного полушарий были покрыты лесами из покрытосеменных (цветковых) и голосеменных (хвойных). В начале палеогена наметились провинции:

тропическая с вечнозелёными растениями: пальмами, лаврами, миртами, магнолиями;

северная с умеренным климатом (север Европы, Америки, Азии – с листопадной растительностью);

южная с умеренным климатом.

К концу неогена облик флоры на Земле приблизился к современному. В северных районах сформировалась тундровая растительность, хвойная тайга покрыла обширные пространства Сибири и Северной Америки, обособились области с тропической и субтропической растительностью, области с листопадной флорой.

Вчетвертичном периоде с наступлением ледников границы фитогенических областей резко изменились. Наступавшие ледники уничтожали всё на своём пути и угнетающе влияли на растительность прилегающих районов: вблизи ледников произрастали мхи, карликовые берёзки, полярные ивы; южнее простирались тундростепи с карликовыми берёзами и степной флорой (злаки, полынь). Ещё южнее располагались лесные массивы из хвойных деревьев, степи и полупустыни.

4.9 ПЕРИОДИЗАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Историческая геология повествует о геологической истории Земли, начиная со времени возникновения земной коры и кончая современной эпохой. Эта сложная и длительная геологическая история насыщена колоссальным числом природных явлений, событий и процессов. Одним из важных факторов в развитии геологических процессов, изменяющих лик Земли, являются тектонические

4.4 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ

4.4.1 Царство животных

Простейшие ( P r o t o z o a ) . Простейшие – примитивно устроенные одноклеточные организмы, большей частью микроскопических размеров. Крупные размеры раковин (до 10 см) имели лишь единичные роды нуммулитид и орбитолинид, существовавших в карбоне и мелу. Тело простейших – комочек протоплазмы с ядром внутри, заключенный в твердую оболочку (раковину) или без нее. Размножаются путем распада материнской клетки на отдельные части. Большинство простейших – представители морской среды, пассивно плавающие или обитающие на дне. Некоторые виды приспособились к жизни в пресных водоемах, в почвах или паразитируют на животных. В ископаемом состоянии известно около 30 тыс. видов.

Простейшие делится на ряд типов, наиболее значимым из которых для геологии является тип саркодовых (Sarsodina), а именно: классы фораминифер

(Foraminifera, рис. 52) и радиолярий (Radiolaria, рис. 53). Представители этих классов имеют скелет в виде раковины и хорошо сохраняются в различных отложениях. В осадочном покрове Земли они распространены в отложениях всех возрастов: от кембрийских до современных. Видовые разновидности фораминифер используются для детального расчленения нефтеносных отложений.

Радиолярии известны с докембрия. В отличие от фораминифер в строении их скелета отмечается большое количество кремниевых лучей. Радиолярии руководящие формы перми и триаса.

б

Nummulites

Ст Л

а

г

 

Рис. 52. Строение раковины нуммулитид:

в

а, б – внешний вид рода Nummulites;

а – вид сверху; б – вид сбоку уплощенной

 

Iмонетовидной раковины;

в– поперечное сечение раковины (видны многочисленные спиральные обороты);

IIг – схема строения раковины нуммулитид: I – продольное (осевое) сечение,

II – поперечное (экваториальное) сечение; Ст – столбики; Л – линии прикрепления перегородок камер [19]

188

165

Рис 53. Разнообразные формы раковин радиолярий (увел.)

Простейшие, обладая минеральным скелетом, являются породообразующими организмами, давая материал для формирования многометровых толщ фузулиновых, нуммулитовых, швагериновых известняков, широко развитых в Альпах, на севере Африки (использовались для строительства пирамид), в Центральной Азии, Поволжье, Приуралье, Прикаспии. Руководящие формы карбона и мела.

Многоклеточные. Тело многоклеточных состоит из клеток и межклеточного вещества, образующих ткани и органы. Они делятся на низших (ненастоящих) многоклеточных и высших (настоящих) многоклеточных.

Низшие многоклеточные (Parazoa). Тело состоит из клеток, не дифференцированных на ткани и органы.

Тип губки (Spongia). Губки – наиболее примитивные одиночные или колониальные представители многоклеточных организмов (рис. 54).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 54. Представители типа Spongiа:

а, б – кремниевые губки ордовикского и силурийского периодов (х 100); в, г – стеклянные (шестилучевые) губки юры и мела, высота ~ 13 см

не доминировали разнозубые. Их родовой состав к концу периода приблизился к современному.

Кайнозойские гастроподы освоили не только море, но и сушу. Из фораминифер наибольшего расцвета достигли глобигерины, роталииды, милиолиды. Теплые окраинные моря, входившие в состав океана Тетис, заселяли нуммулитиды. В эоцене они достигли своего расцвета и увеличились в размере (до 10-15 см), а в конце эоцена-олигоцена – вымерли. Лишь отдельные их виды дошли до наших дней.

Кайнозой – время расцвета радиолярий и морских ежей. Скопления сферических, дисковидных и колпачковидных скелетов на дне мелких морей привело к образованию радиоляритов. В песчаных грунтах мелководных морских бассейнов вели малоподвижный образ жизни щитовидные морские ежи, в ил зарывались сердцевидные ежи.

Вэкваториальных зонах широким развитием пользовались шестилучевые кораллы, где они вместе с мшанками и губками создавали рифовые постройки. Мощные пласты диатомита и известковых илов обязаны своим происхождени-

ем диатомовым и золотистым водорослям.

Из позвоночных в морях и пресноводных бассейнах палеогена и неогена господствовали костные рыбы, видовой состав которых постепенно приближался к современному. На суше господствовали млекопитающие, теплокровность, живорождение и достаточно высокая организация мозга которых способствовали приспособлению их к различным условиям существования на Земле. В начале палеогена они были представлены клоачными, сумчатыми и примитивными плацентарными (насекомоядные, древние копытные, приматы). Среди плацентарных во второй половине палеогена появились представители почти всех ныне существующих отрядов. Это китообразные (киты, дельфины,

тюлени, моржи, сирены), настоящие хищники (креодонты), ластоногие, хоботные, парнокопытные и непарнокопытные (лошадиные, бронтотериевые, носо-

рогообразные и пр.).

Вначале неогена началось резкое осушение климата, что повлекло за собой вымирание многих групп влаголюбивых животных. Им на смену пришли новые семейства, существующие и доныне. Приспособление к быстрому бегу и питанию жесткими травами обусловило быструю эволюцию лошадиных. В середине неогена Европу, Азию, Африку и Северную Америку заполонили трехпалые лошади (гип-

парионы), саблезубые кошки (махайродусы), гиены, жирафы, олени, носороги, свиньи, хоботные, страусы, человекообразные обезьяны. К этому же времени относитсяпоявлениенаЗемле древныхпредковчеловека.

166

187

Втриасовый период получили широкое развитие рептилии, обитавшие на суше и в море: черепахи, крокодилы, чешуйчатые и звероподобные ящеры, те-

кодонты, динозавры. Динозавры к началу юры стали господствующими, а звероподобные ящеры дали начало млекопитающим. Юрские динозавры – ящеротазовые, меловые – птицетазовые. В среднем мелу появились змеи.

Мезозойские рептилии завоевали и воздушную среду, в начале юры появились летающие ящеры – птерозавры. Юрский период – время развития хвостатых форм, меловой – время расцвета бесхвостых ящеров с размахом крыльев до 17 м.

Среднеюрский период – время появления первых птиц. В раннем мелу поя-

вились зубастые плавающие и летающие птицы, в конце мела – веерохвостые.

Втриасовый период возникли млекопитающие. В юрский период существовали наиболее примитивные группы, в раннемеловой – клоачные и сумчатые, в позднемеловой – насекомоядные плацентарные.

Вконце триаса полностью вымерли стегоцефалы, зато появились бесхвостые амфибии. На суше господствовали различные членистоногие: пауки, клещи, насекомые. В пресных водах водились лучеперые, кистеперые и двоякодышащие рыбы, остракоды, листоногие раки (филлоподы).

Морской растительный мир – диатомовые и золотистые водоросли.

Диатомиты появились в юре, а начиная с мела, стали породообразующими. Золотистые водоросли известны в ископаемом состоянии с мела.

Из наземных растений господствовали голосеменные, папоротниковидные. Настоящие папоротники встречались редко. Со среднего мела преоблада-

ли покрытосеменные (цветковые).

Меловой период в истории Земли – период резкого изменения органического мира: голосеменные сменили покрытосеменных, вымерли аммониты, белемниты, многие роды брахиопод, динозавры, летающие ящеры, почти все морские рептилии.

4.8ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР КАЙНОЗОЯ

Вкайнозойских морях из беспозвоночных были распространены двустворчатые и головоногие моллюски, фораминиферы, радиолярии, морские ежи, шестилучевые кораллы, губки, мшанки; из растений – диатомовые и золотистые водоросли.

Впалеогене двустворки заселяли мелководные участки дна морских бассейнов с нормальной соленостью, а также лагуны и пресные водоемы. В неоге-

Их тело представляет собой мешочек бокало-, грибоили кубковидной формы с большим количеством каналов и пор, по которым вода и пища поступают во внутреннюю полость организма.

Некоторые виды имеют форму воронки, кустика, ветвистого дерева. Стенки мешочка поддерживаются органическим или минеральным скелетом, состоящим из множества одно-, трех-, четырехили шестиосных элементов – спикул. Губки – морские организмы – прикрепленный бентос, и лишь отдельные виды приспособились к жизни в пресной воде. Известны с венда. Руководящее значение имеют для меловой и палеогеновой систем. В мезозое этот тип имел массовое распространение и выступал в качестве рифостроящих организмов. Спонголиты – породы, состоящие из спикул губок.

Тип археоциаты (Archaeoceatha). Вымершие одиночные и колониальные животные. Их известковый скелет состоит из двух стенок, напоминающих два вложенных один в другой кубка или цилиндра, поэтому они и называются «древними кубками». Между стенками располагаются радиальные и горизонтальные перегородки – опорные септы. Стенки полностью или частично перфорированы. Через поры центральной полости внутрь тела проникала вода с пищей, а затем выходила наружу через большое отверстие.

Археоциаты вели прикрепленный, бентосный образ жизни в мелководных теплых морях и участвовали в формировании органогенных построек. В истории Земли они являются первыми рифостроителями. Известны в отложениях нижнего кембрия, в среднем кембрии обнаружены лишь отдельные представители.

Высшие многоклеточные (Eumetarazoa). Тело состоит из клеток,

дифференцированных на ткани и органы.

Тип стрекающие (Cnidaria). Низкоорганизованные морские животные, по форме напоминающие губки. Имеют органы чувств, мускульную систему, нервные и стрекательные клетки, служащие для защиты от врагов и умерщвления мелких животных, которыми они питаются. Кровеносная система отсутствует. Пищеварительная полость открывается наружу ротовым отверстием, которое служит для введения пищи и выведения отбросов. Дышат всей поверхностью тела. В составе стрекающих выделяется 4 класса, в ископаемом состоянии сохраняются только некоторые гидроидные и коралловые полипы.

Из ископаемых гидроидных наиболее распространены строматопораты, составляющие вымершую группу стрекающих. Они образовывали массивные, клубко- и клинообразные колонии, прираставшие к субстрату. Особи выделяли известковый скелет с параллельными наружной поверхности волнистыми ла-

186

167

меллями и лежащими между ними вертикальными опорными элементами – столбиками. Как рифообразующие организмы строматопораты существовали от кембрия до мела. Максимального расцвета достигли в силурийском и девонском периодах.

Коралловые полипы или «животные-цветы» с их массивными скелетными образованиями относятся к важнейшим фоссилиям. Они встречаются в отложениях всех систем. Предпочитают теплые (не ниже 20оС) чистые моря с нормальной соленостью, насыщенные кислородом и обильным планктоном (продукт питания кораллов). За время своего существования дважды пережили расцвет: в силурийский-пермский и юрский-современный периоды. Преобладают колониальные формы, в которых известковый скелет одной особи (полипа) получил название кораллита, а скелет колонии, образованный совокупностью кораллитов, – полипняка. Внутри кораллита имеются перегородки: мягкие радиальные – септы и горизонтальные – днища. Посередине располагается известковый выступ – столбик.

Класс коралловых полипов подразделяется на подклассы, из которых наибольшее стратиграфическое значение имеют табуляты (Tabulatomorpha) и четырехучевые (Tetracorallia, рис. 55) кораллы. В современных морских бассейнах обитают шестилучевые (Hexacorallia) и восьмилучевые (Octocorallia) кораллы (рис. 56). Днем они обычно сжимаются, а ночью вытягиваются и расправляют щупальца, чтобы ловить мелкий планктон. Часть видов кораллов живут за счет симбиоза с одноклеточными водорослями. Колониальные кораллы участвуют в образовании органогенных построек и коралловых рифов, поэтому кроме стратиграфического значения имеют важное породообразующее значение.

аб

Рис. 55. Представитель рода

Aulacophyllum orantum (подкласс Tetracorallia), сирачойская свита,

Ухтинский район, Южный Тиман: а – поперечный разрез кораллита; б – продольный разрез кораллита

Подобная зональность сохранялась до конца перми. В конце перми климат стал наиболее засушливым. В первой климатической области вместо влаголюбивых растений появились различные голосеменные, цикадовые, гинкговые. Климатические изменения во второй и третьей областях произошли значительно позднее.

4.7 ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР МЕЗОЗОЯ

Рубеж между пермским и триасовым периодами характеризуется значительным изменением органического мира и, прежде всего, животных. Полностью или почти полностью закончили свое развитие фузулиниды, табуляты, гониатиты, трилобиты, брахиоподы, некоторые амфибии и рептилии. Появились новые группы цефалопод, двустворок, гастропод, иглокожих, мелких фораминифер, кораллов, рыбиморскихрептилий, началасьперестройкавмирерастений.

Аммоноидеи – одна из самых распространенных морских групп. В триасе доминировали формы с цератитовой, а в юре – с аммонитовой лопастной линией. Аммониты мелового периода чаще имели неправильно свернутую или прямую раковину – результат смены образа жизни и условий обитания.

Белемниты максимального расцвета достигли в юрский и меловой периоды. В конце мала количество их резко сократилось, а к началу палеогена сохранились лишь единичные формы.

Из гастропод господствовали переднежаберные (мезогастроподы), среди двустворок – разнозубые, связкозубые и толстозубые (рудисты).

Четырехлучевых кораллов сменили шестилучевые. Они образовывали массивные поселения в юрских и меловых морях, слагая вместе с губками, рудистами и мшанками рифовые постройки.

Малоподвижных и прикрепленных иглокожих сменили подвижные формы. Возникли новые группы морских ежей, морские лилии приобрели способность к передвижению при помощи рук.

Вмеловой период максимального развития достигли мелкие фораминиферы. Различные карбонатные породы этой системы образованы, в основном, из их раковин и обломков раковин. Максимального расцвета достигли также

конодонты.

Вмезозое существовали, но не играли значительной роли губки, строматопораты, черви, членистоногие (мечехвостые, раки, рачки), наутилиды, мшанки, брахиоподы, морские звезды, голотурии.

Из морских позвоночных наиболее широко были распространены хрящевые (акулы и скаты) и костные (кистеперые, лучеперые, костистые) рыбы, пресмыкающиеся (завроптеригии, ихтиоптеригии, мезозавры).

168

185

Вдевоне на континентах появились первые четырехногие позвоночные

земноводные – стегоцефалы или крышеголовые, достигшие максимального расцвета в карбоне и перми. В карбоне и перми широкое развитие получили также батрахозавры – лягушкоящеры – предки пресмыкающихся. Основные группы стегоцефалов вымерли в конце перми.

Первые пресмыкающиеся или рептилии завоевали господство на суше в конце карбона. Они потеряли связь с водной средой и проникли вглубь континентов. Размножались при помощи яиц, откладывая их прямо на суше. В карбоне и перми были широко распространены котилозавры, в перми – растительноядные и хищные парейазавры, хищные иностранцевии, мезозавры.

Из наземных беспозвоночных в девоне уже существовали паукообразные, клещи, в карбоне появились первичнобескрылые и первые древнекрылые насе-

комые с размахом крыльев до 100 см.

Континенты в позднем палеозое были покрыты пышной растительностью. В раннем и среднем девоне в болотистых местах произрастали риниофиты, со среднего девона широкое развитие получили все основные группы споровых растений – плауновидные, членистостебельные, папоротниковидные.

Позднедевонскую флору часто называют археоптерисовой – разновидность разноспоровых папоротников.

Доминантами каменноугольной флоры являются древовидные плауновидные (лепидодендроны, сигиллярии с высотой ствола до 30-40 м), членистостебельные (древовидные и кустарниковые формы с членистым строением ствола

имутовчатым расположением листьев), папоротники, птеридоспермиды, кордаитовые. Папоротниковидные размножались семенами, что и позволило им проникнуть глубоко внутрь континентов. В конце карбона появились первые гинкговые и хвойные, завоевавшие засушливые районы.

Враспределении каменноугольной флоры наметилась четкая зональность, обусловленная климатическими условиями: выделились три флористические области:

тропическая Вестфальская или Еврамериканская, протягивающаяся от центральной части северной Америки до Юго-Восточной Азии, с плауновидными, членистостебельными, птеридоспермидами;

умеренная Тунгусская с кордаитами, папоротниками, птеридоспермидами и травянистыми членистостебельными;

умеренная Гондванская, занимавшая почти весь материк Гондвана с глоссоптериевой и кордаитовой листопадной флорой.

184

Рис 56. Схема строения восьмилучевых кораллов (по Л. В. Шимкевич):

1 – щупальца; 2 – ротовое отверстие;

3- глотка; 4 – септа;

5 – мезентериальные1 нити; 6 – яйца

2Колониальные кораллы участвуют в образовании органогенных построек и коралловых рифов, поэтому кроме стратиграфического значения имеют важное породообразующее значение.

Тип низшие черви (Scolecida). Объединяет большую группу низкоорганизованных червей, населяющих моря, пресные водоемы, почву, паразитирующих на теле животных и растениях. В отличие от кишечнополостных, у них имеются пищеварительный тракт, кровеносная система, примитивные органы выделения. В ископаемом состоянии известны с каменноугольного периода.

Тип высшие (кольчатые) черви (Annelida). Имеют тело, дифферен-

цированное на голову, туловище, анальную полость. У единичных родов оно заключено в известковистый скелет. Известны с венда. В Европе обнаружена порода серпулит раннемелового возраста, состоящая из ископаемых трубок червей рода Serpula.

Тип моллюски или мягкотелые (Mollusca). Чрезвычайно разнооб-

разная и многочисленная группа. Число современных видов превышает 100 тыс., столько же видов известно в ископаемом состоянии. Из современных наиболее широко распространены двустворки, брюхоногие, головоногие моллюски, из ископаемых – головоногие – аммониты и белемниты. Большинство моллюсков обитает в морских водах всех широт и на различных глубинах (от 0 до 5000 тыс. м), отдельные двустворки и брюхоногие приспособились к жизни в солоноватых и пресных водоемах, некоторые брюхоногие ведут наземный образ жизни (виноградная улитка).

1 Мезентериальные нити – нити, на которые распадаются внутренние края мезентериальных складок, делящих полость полипа на камеры. Нити выделяют вещество, близкое по составу к желудочному соку.

169

По способу питания выделяются: растительноядные, хищные формы и падалееды. Одни активно собирают пищу, другие фильтруют воду, улавливая из нее питательные вещества; одни ведут бентосный, другие – нектонный образ жизни.

Брюхоногие (Gastropoda, gaster – «желудок», podos – «нога») моллюски – многочисленный класс, объединяющий около 100 тыс. современных и ископаемых видов. Тело брюхоногих заключено в асимметричную спиральноконическую (рис. 57), плоскоспиральную или колпачковидную раковину и делится на голову, ногу, висцеральный мешок и мантию. Мантия выделяет карбонат кальция, необходимый для постройки раковины. Поверхность раковины чаще всего осложнена различными скульптурами: ребрами, шипами, бугорками. Между мантией и находящимся внутри нее телом имеется мантийная полость, где расположены дыхательные органы. Брюхоногие, в зависимости от расположения сердца по отношению к жабрам и способа дыхания, разделены на 3 класса: переднежаберные, заднежаберные и легочные. Наибольшее стратиграфическое значение имеют переднежаберные. Известны с кембрия, максимального расцвета достигли в пермский, триасовый периоды и в кайнозое.

Рис. 57. Широко распространненые спиральноконические раковины представителей класса Gastropoda:

1 – левозавитая раковина и

2 – правозавитая раковина тропической наземной гастроподы, род Bulimus perversus (по Мартенсу)

Двустворки (Bivalvia, bi – два, valva – створка), именуемые также топороногие, пелециподы, пластинчатожаберные, являются обитателями пресных, солоноватых и соленых бассейнов. Мягкое тело животных имеет двустороннюю симметрию и покрыто двумя створками. Внутренние органы заключены в мантию, состоящую из двух лопастей – левой и правой, каждая из которых прикреплена к своей створке. След присоединения мантии к створке (мантийная линия) виден на внутренней стороне раковины. Мантийная линия проходит параллельно краю раковины, иногда образуя изгиб – мантийный синус. Тело двустворки состоит из туловища и ноги; последняя занимает срединное положение

трехзонные кораллы, у которых отмечается дальнейшее усложнение скелета – возникновение внутри кораллита известкового столбика. В раннепермскую эпоху началось угасание четырехлучевых кораллов. В девоне утратили свое былоегосподствотабуляты, акконцупермиосталисьлишьединичные виды.

Из иглокожих дно мелких морей в девоне и карбоне заселяли бластоидеи и криноидеи. Роль морских ежей стала заметна лишь во второй половине позднего палеозоя. К концу перми исчезли бластоидеи, многие группы криноидей и древние морские ежи.

Гониатиты – одна из важнейших групп, населявших морские бассейны позднего палеозоя. Первые гониатиты с плоскоспиральной раковиной и простой лопастной линией появились в девоне. В фаменском веке пышного развития и разнообразия достигли климении. В начале карбона число гониатитов резко сократилось, но в среднем и позднем карбоне их количество снова заметно возросло, появились формы с более усложненной лопастной линией и скульптурой. К концу перми гониатиты уступили место цератитам, первые представители которых появились еще в артинском веке. К концу перми исчезли наутилоидеи с прямой раковиной, их место заняли наутилоидеи с плоскоспиральной раковиной.

Широкое развитие в позднем палеозое получили бактриты – организмы с небольшой прямой или согнутой раковиной – «предки» каменноугольных белемнитов (колеоидей). Новые места обитания завоевали двустворки и гастро-

поды, продолжали существовать губки, строматопораты, мшанки. К концу перми заметно уменьшился состав остракод, а тентакулиты, ракоскорпионы,

трилобиты и граптолиты почти полностью исчезли.

В позднем палеозое дальнейшее развитие получили конодонты. В настоящее время они используются для детального расчленения и межрегиональной корреляции девонских, каменноугольных и пермских разрезов.

Большого разнообразия достигли и позвоночные. Они расселились в морских водоемах и на суше. В морях и пресноводных бассейнах девонского пе-

риода господствовали бесчелюстные рыбообразные, панцирные, костные и хрящевые рыбы. Хрящевые (древние акулы) испытали расцвет в каменноугольное время, а в перми им на смену пришли рыбы, у которых зубной аппарат представлял собой свернутую в 2-3 оборота плоскую спираль. Из костных рыб существовали кистеперые, двоякодышащие и лучеперые. Плавники вымерших кистеперых рыб обнаруживают большое сходство с конечностями первых наземных позвоночных – земноводных. Одна из групп кистеперых рыб дожила до наших дней и обитает в Индийском океане у юго-восточных берегов Африки.

170

183

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]