Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.
Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.
Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.
Существует пять эр:
Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.
Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.
Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.
Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O 2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.
Палеозойская эра включает шесть периодов.
Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.
Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.
Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.
Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.
Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.
Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.
Мезозойская эра делится на 3 периода:
Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.
Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.
Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.
Кайнозойская эра состоит из трех периодов:
Нижнетретичный период или палеоген (65 – 24 млн. лет назад). Исчезновение большинства головоногих моллюсков, появляются лемуры и приматы, позднее парапитеки и дриопитеки. Развитие предков современных видов млекопитающих – носорогов, свиней, кроликов и др.
Верхнетретичный период или неоген (24 – 2,6 млн. лет назад). Млекопитающие населяют сушу, водные просторы, воздух. Появление австралопитеков – первых предков людей. В этот период сформировались Альпы, Гималаи, Анды.
Четвертичный период или антропоген (2,6 млн. лет назад – наши дни). Знаменательное событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homo sapiens. Растительный и животный мир обрел современные черты.
В триасе происходит ослабление
климатической зональности, сглаживание
температурных различий Начало движения
материков. Вымирают гигантские
папоротники, древовидные хвощи, плауны.
Достигают расцвета голосеменные растения.
Возникновение первых костных рыб. В триасе
началась великая война двух сухопутных
племён- рептилий и звероподобных.
Фитозавр
(эра средней жизни) - от 230 до 67 млн лет - общая протяженность 163 млн лет. Поднятие суши, начавшееся в предыдущем периоде, продолжается. Существует единый материк. Его общая площадь очень велика - значительно больше, чем в настоящее время. Континент покрыт горами, сформированы Урал, Алтай и другие горные массивы. Климат становится все более засушливым.
Триас - 230 -195 млн лет. Закрепляются тенденции, заложенные в пермском периоде. Вымирает большинство первобытных земноводных, почти исчезают хвощи, плауны, папоротники. Преобладают голосеменные древесные растения, так как их размножение не связано с водной средой. Среди животных на суше начинают свое триумфальное шествие травоядные и хищные пресмыкающиеся - динозавры. Среди них есть уже и современные виды: черепахи, крокодилы, гаттерия. В морях по-прежнему живут земноводные, разнообразные головоногие моллюски, появляются костистые рыбы вполне современного вида. Это обилие пищи привлекает в море хищных пресмыкающихся, отделяется их специализированная ветвь - ихтиозавры. В конце триасового периода от каких-то ранних пресмыкающихся обособилась небольшая группа, давшая начало млекопитающим животным. Они еще размножаются с помощью яиц, как современные ехидна и утконос, но уже имеют важную особенность, которая даст им преимущества в дальнейшей борьбе за существование. Млекопитающие, как и птицы, ведущие свое начало также от пресмыкающихся, являются теплокровными животными - они впервые приобретают механизм температурной саморегуляции. Но их время еще впереди, а пока земные пространства продолжают осваивать динозавры.
Юра - 195 - 137 млн лет. В лесах преобладают голосеменные, среди них живет уже секвойя, дошедшая и до наших дней. Появились первые покрытосеменные (цветковые) растения. Господствуют гигантские пресмыкающиеся, освоившие все среды обитания. На суше это - травоядные и хищные динозавры, в море - ихтиозавры и плезиозавры, в воздухе - летающие ящеры, охотящиеся на многочисленных насекомых и своих же более мелких собратьев. От каких-то из них обособились первоптицы - археоптериксы. Они имели скелет ящеров, хотя и сильно облегченный, но уже были покрыты перьями - видоизмененными кожными чешуями. В теплых морях Юрского периода, кроме морских пресмыкающихся, процветают костистые рыбы и разнообразные головоногие моллюски - аммониты и белемниты, похожие на современных наутилуса и кальмаров.
В Юрском периоде происходит раскол единого материка и начинается расхождение материковых плит к их современному состоянию. Это привело к изоляции и относительно независимому развитию фауны и флоры на разных материках и островных системах. Особенно быстро и радикально обособилась Австралия, где животный и растительный состав в итоге сильно отличался от обитателей других материков.
Мел - 137 - 67 млн лет. Руководящей формой в палеонтологических пробах выступают фораминиферы - раковинные простейшие животные, подвергшиеся массовому вымиранию в этот период и оставившие огромные осадочные пласты мела. Среди растительности быстро распространяются и доминируют покрытосеменные, многие из них вполне современного вида и уже имеют настоящий цветок. Гигантские пресмыкающиеся вытесняются новыми динозаврами, передвигающимися на задних ногах. Вполне обычны первоптицы, но появляются и настоящие теплокровные птицы с характерным клювом, без длинного хвоста. Встречаются и мелкие млекопитающие; кроме сумчатых появились и плацентарные, длительно вынашивающие детенышей в материнской утробе в контакте с кровью через плаценту. Насекомые осваивают цветок, что принесло выгоду и насекомым и цветковым растениям.
Конец мелового периода был ознаменован значительным общим похолоданием. Сложная пищевая цепь пресмыкающихся, построенная на ограниченном круге продуцентов, рухнула «в одночасье» (по меркам нашего условного календаря). За какие-то несколько миллионов лет основные группы динозавров вымерли. Есть разные версии причин происшедшего в конце мелового периода, но, по-видимому, дело прежде всего в изменении климата и разрушении пищевых цепей. В похолодевших морях исчезли крупные головоногие моллюски - основная пища морских ящеров. Естественно, это привело к вымиранию последних. На суше происходило сокращение зоны произрастания и биомассы мягкой сочной растительности, что привело к вымиранию растительноядных, а за ними и хищных динозавров. Сократилась кормовая база и для крупных насекомых, а за ними стали исчезать летающие ящеры - как насекомоядные, так и их хищные собратья. Надо иметь в виду и то обстоятельство, что пресмыкающиеся были холоднокровными животными и оказались не приспособленными к существованию в новом, значительно более суровом климате. В этой всемирной биологической катастрофе выжили и получили дальнейшее развитие мелкие пресмыкающиеся - ящерицы, змеи; а крупные - такие как крокодилы, черепахи, гаттерия - сохранились лишь в тропиках, где остались необходимая кормовая база и относительно теплый климат.
Таким образом, мезозойская эра полноправно называется эрой пресмыкающихся. За 160 млн лет они пережили свой расцвет, широчайшую дивергенцию по всем средам обитания и вымерли в борьбе с неизбежной стихией. На фоне этих событий огромные преимущества получили теплокровные организмы - млекопитающие и птицы, перешедшие к освоению освобожденных экологических сфер. Но это уже была новая эра. До «Нового года» оставалось 7 дней.
Кайнозойская эра (эра новой жизни) - от 67 млн лет до настоящего времени. Это эра цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих. В эту эру появился и человек.
Третичный период делится на палеоген (67 - 25 млн лет) и неоген (25 - 1,5 млн лет). Отмечается широкое распространение цветковых растений, особенно травянистых. Формируются обширные степи - результат отступления тропических лесов из-за похолодания. Среди животных доминируют млекопитающие, птицы, насекомые. Продолжают исчезать отдельные группы пресмыкающихся и головоногих моллюсков. Около 35 млн лет назад в классе млекопитающих появляется отряд приматов (лемуры, долгопяты), давший в последствие обезьян и человека. Первые люди появились около 3 млн лет тому назад (за 7 часов до «Нового года») в восточном средиземноморье.
Четвертичный период, или антропоген включает последние 1,5 млн лет развития жизни. Сформирован современный растительный и животный мир. Идет бурная эволюция и господство человека. Происходит четыре периодических оледенения северного полушария Земли. За это время вымерли мамонты, многие крупные звери, копытные животные. Большую роль в этом сыграли люди, которые активно занимались охотой и земледелием. Периодические замерзания и таяния воды изменяли уровень морей, то наводя, то разрушая мосты между Азией и Северной Америкой, Европой и Британией, Индокитаем и Островами. Эти обстоятельства позволяли мигрировать животным и растениям, поддерживая их эволюционные изменения по мелким адаптивным признакам. Австралия имеет полную изолированность от других материков, что создало там особые направления и темпы эволюции. Отсутствие хищников позволило сохраниться древним сумчатым и яйцекладущим млекопитающим, давно вымершим на других континентах. Происходили изменения и в семействе людей, но о них мы расскажем в отдельной теме. Здесь же отметим, что человек современного типа сформировался всего лишь 50 тысяч лет назад (в 23 часа 53 минуты 31 декабря нашего условного года развития жизни на Земле; мы существуем в этом году всего-то его последние 7 минут!).
Палеозойская эра (эра древней жизни) отличается несколькими этапами мощного горообразования, . В эту эру возникли Скандинавские горы, Урал, Алтай, . В это время появились животные организмы с твердым скелетом. Впервые появились позвоночные: рыбы, амфибии, рептилии. В среднем палеозое появилась наземная растительность. Древовидные папоротники, плауновые и др. послужили материалом для образования месторождений каменного угля.
Мезозойская эра (эра средней жизни) также характеризуется интенсивной складчатостью. Горы образовались в областях, прилегающих к . Среди животных господствовали пресмыкающиеся (динозавры, протерозавры и др.), впервые появились птицы и млекопитающие. Растительность состояла из папоротников, хвойных, в конце эры появились покрытосеменные растения.
В кайнозойскую эру (эру новой жизни) складывается современное распределение , происходят интенсивные горообразовательные движения. Образуются горные цепи на берегах Тихого океана, на юге Европы и Азии ( , Береговые хребты и др.). В начале кайнозойской эры климат был значительно теплее современного. Однако увеличение площади суши за счет поднятия материков привело к похолоданию . Появились обширные покровы на севере и . Это привело к значительным изменениям растительного и животного мира. Вымерли многие животные. Появились растения и животные, близкие к современным. В конце этой эры появился человек и стал интенсивно заселять сушу.
Первые три миллиарда лет развития Земли привели к образованию суши. По представлениям ученых вначале на Земле был один материк, который впоследствии раскололся на два, а затем происходило еще разделение и в результате к сегодняшнему дню образовалось пять материков.
Последний миллиард лет истории Земли связан с образованием складчатых областей. При этом в геологической истории последнего миллиарда лет выделяют несколько тектонических циклов (эпох): байкальский (конец протерозоя), каледонский (ранний палеозой), герцинский (поздний палеозой), мезозойский (мезозой), кайнозойский или альпийский цикл (от 100 млн лет и до настоящего времени).
В результате всех вышеперечисленных процессов Земля приобрела современное строение.
Накопленные материалы о геологическом строении земной коры и развитии жизни позволило разбить ее геологическую историю на шесть эр и составить шкалу геологического времени – геохронологическую шкалу.
Каждая эра делится на периоды, период на эпохи, эпохи на века.
Архейская эра – эра начала жизни
Протерозойская эра – эра первичной жизни
Рифейская – эра ранней жизни
Палеозойская эра древней жизни
Мезозойская – эра средней жизни
Кайнозойская – эра новейшей жизни.
Эры объединены в два эона Криптозой и Фанерозой.
Кроптозой объединяет Архейскую, Протерозойскую и Рифейскую эры. На этот эон приходится почти 4 млрд лет, или 5/6 всего геологического летоисчисления.
Это время зарождения жизни, появления примитивных одноклеточных организмов. Скелетная фауна полностью отсутствует.
Характеризуются активной тектонической деятельностью, в результате которой сформировалась геологическая структура земной коры, появлением воды и первых простейших форм жизни, накоплением первых мощных толщ осадочных пород. Сначала образовались платформы северного полушария и Австралийская, позднее Индостанская, Южно-Американская, Африканская и Антарктическая. В это же время оформились первые геосинклинали (складчатые горы).
Геологические образования этих эр представлены магматическими, древними осадочными и метаморфическими породами: кристаллическими сланцами, известняками, мраморами и др. В невыветреллом состоянии эти породы являются хорошим основанием и хорошими строительными материалами. Они слагают кристаллический фундамент Русской, Западно-Сибирской и др. равнин, выходят на поверхность в нашей стране южнее Воронежа, в Карелии, Мурманской области, в Восточной Сибири, на Урале, в Средней Азии и на Алтае.
Другие эры – плеозойская, мезозойская и кайнозойская – объединены в фанерозой (приблизительно 570 млн лет). Фаенерозой –важнейший этап геологической истории Земли, для которого характерны возникновение и широкое развитите скелетных организмов, расцвет органического мира и появление человека.
Палеозойская эра –Pzначалась примерно 525-570 млн. лет назад и длилась около 340 млн. лет. Палеозойская эра делится на шесть периодов: Кембрийский, Ордовикский, Силурийский, Девонский, Каменноугольный и Пермский.В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два – миссисипский и пенсильванский.
Палеозойская эра отличается в основном очень теплым и влажным субтропическим климатом, что привело к образованию многих пород органогенного происхождения. В этот период произошли две главнейшие фазы горообразования, сопровождавшиеся интенсивным смятием горных пород. Первая, каледонская фаза произошла на территории Шотландии, Западной Скандинавии, Гренландии, на территории России это район Забайкалья. Во время второй, герцинской фазы образовались Уральские горы, Тянь-Шань, Алтай и др. В эпоху скаладчатости тропический климат сменился резким похолоданием, а в эпоху герцинской фазы даже происходило оледенение.
В палеозойскую эру в морях образовались известняки, мергели, доломиты, на континентах – глины, пески и песчаники. В последние периоды палеозоя – каменноугольный и пермский – образовались мощные залежи каменного угля, известняки, песчаники, сланцы, а также химические осадочные породы – гипс, ангидрит, каменная соль. Породы, образовавшиеся на протяжении этой эры, содержат много остатков фауны и флоры. Формы отличались примитивностью и были весьма далеки от современных, это споровые растения и беспозвоночные животные, и впоследствии вымершие позвоночные.
Большинство пород палеозойской эры могут служить надежным основанием и использоваться в качестве строительных материалов.
Мезозойская эра Mz(эра средней жизни) началась 190 млн.лет назад и имела продолжительность около 125 млн.лет., делится на три периода Триасовый, Юрский и Меловой. Эра отличается сравнительно теплым однообразным климатом и тектоническим покоем. Лишь в Юрском периоде имела место киммерийская фаза горообразования, в результате которой началось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время наблюдается континентальная климатическая обстановка, при которой образовались угли и глины.
В период мезозоя морские и континентальные отложения получили одинаковое распространение. В пределах русской равнины образовались мощные отложения мела, известняков, глин. Возможности использования пород мезозойской эры в строительных целях такие же, как и в период палеозоя.
На протяжении этой эры пресмыкающиеся имели весьма крупные размеры. Фауна и флора носили переходный характер – от древних форм органического мира к современным.
Кайнозойская эра Kz (эра новой жизни) началась 65 млн.лет назад. Растительный и животный мир приближается к современным формам, появляется человек. Эра делится на три периода Палеоген, Неоген и Четвертичный. Первые два периода обычно объединяются в один – третичный. Четвертичный период занимает всего 1 млн.лет и наиболее детально изучен. Именно в начале четвертичного периода появился человек.
Кайнозойская эра отличается разными, резко отличными друг от друга климатическими условиями. В период Палеогена климат был теплым, почти тропическим, в период Неогена наблюдается похолодание, которое в Четвертичном периоде перешло в ледниковую эпоху с периодическими оледенениями. Оледенения захватили огромную территорию северной части Европы и Азии.
В кайнозойскую эру очень интенсивно проявилась так называемая альпийская складчатость, образование которой началось еще в Юрском периоде. В третичном периоде закончилось образование Кавказских и Крымских гор. В это же время появились хребты Северной Африки, Альпы, Карпаты, горы Памира, Тянь-Шаня, Гималев, на Курильских островах, Сахалине Камчатке. Альпийская горообразовательная фаза еще не закончилась.
В третичном периоде образовались породы морского и континентального происхождения. Морские третичные отложения – глины, известняки-ракушечники и др. располагаются на побережье Черного моря и в других местах. Континентальные третичные отложения распространены повсеместно.
Породы четвертичного периода в подавляющем большинстве являются континентальными отложениями – рыхлыми горными породами и породами органогенного происхождения. Их обычно называют четвертичными породами или наносами в отличие от более ранних пород, которые называю коренными. Морские четвертичные отложения на территории России встречаются редко – на побережьях морей, к северу и востоку от Каспийского моря и на северном побережье Черного моря. По составу и свойствам эти отложения аналогичны третичным. Особую группу среди них составляют морские илы.
Мощность четвертичных отложений колеблется от нескольких сантиметров до десятков и сотен метров. Эти породы менее надежны в качестве оснований, чем корены. Свойства их изменяются в больших пределах и во многом зависят от генетических особенностей.
Коренные породы обычно представлены скальными и уплотненными песчаными и глинистыми породами, а среди четвертичных отложений преобладают рыхлые образования, слабосцементированные и связные.
