Описание периодов и эпох кайнозоя

Уникальность периода

По сравнению с другими геологическими периодами четвертичный период отличается крайне малой длительностью (всего 1,65 млн. лет). Продолжаясь и сегодня, он остается незавершенным. Еще одна особенность – наличие в четвертичных отложениях остатков человеческой культуры. Этот период характеризуется многократными и резкими климатическими изменениями, кардинально влиявшими на природные условия.

Периодически повторяющиеся похолодания приводили к оледенению северных широт и увлажнению низких широт. Потепления вызывали ровно обратный эффект. Осадочные образования последних тысячелетий отличаются сложным строением разреза, относительной кратковременностью формирования и пестротой пластов. Четвертичный период делится на две эпохи (или отдела): плейстоцен и голоцен. Граница между ними пролегает на отметке 12-тысячелетней давности.

Общая характеристика

Палеозойской эрой или палеозоем принято называть геологический период со временными рамками от 541−252 миллионов лет назад. Перед этим промежутком времени проходила неопротерозойская эра, после нее — мезозой.

В связи с тем что период очень продолжителен и богат событиями, эра была разделена на 6 периодов:

• кембрий;
• ордовик;
• силур;
• девон;
• карбон;
• пермь.

Можно выделить следующие важнейшие изменения, произошедшие на планете:

Продолжается развитие гор, действующие вулканы продолжают свою активность.
В начале эпохи произошел так называемые кембрийский взрыв — увеличение численности живых организмов.
Жизнь сосредоточена в океане. Постепенно начинает перебираться на сушу, на единственный в те времена материк Гондвану. В конце периода суперконтинентов уже два, включая Пангею.
Если в начале эры растительный мир представлен водорослями, то ближе к концу появились плауны, папоротники.
Животные также многообразны: это насекомые, трилобиты, моллюски.

Полезные ископаемые

Ученые разделили на несколько групп полезные ископаемые, которые оставил нам четвертичный период. Отложения последних тысячелетий относятся к разнообразным россыпям, нерудным и горючим материалам, рудам осадочного происхождения. Известны прибрежно-морские и аллювиальные месторождения. Самые важные полезные ископаемые четвертичного периода: золото, алмазы, платина, касситерит, ильменит, рутил, циркон.

Кроме того, большим значением отличаются железные руды озерного и озерно-болотного происхождения. К этой же группе можно отнести марганцевые и меднованадиевые залежи. Подобные скопления распространены в Мировом океане.

Четвертичный бестиарий

На южных границах ледника впервые появились такие виды, как мамонт, шерстистый носорог, северный олень, мускусный овцебык, лемминги, белые куропатки. Все они обитали исключительно в холодных областях. Пещерные львы, медведи, гиены, гигантские носороги и другие теплолюбивые прежде жившие в этих регионах вымерли.

Холодный климат установился на Кавказе, в Альпах, Карпатах и Пиренеях, что заставило многие виды покинуть высокогорья и поселиться в долинах. Шерстистые носороги и мамонты заняли даже Южную Европу (не говоря уже о всей Сибири, откуда они попали в Северную Америку). Реликтовая фауна Австралии, Южной Америки, Южной и Центральной Африки сохранилась благодаря собственной изоляции от остального мира. Мамонты и другие животные, хорошо приспособившиеся к условиям сурового климата, вымерли в начале голоцена. Стоит отметить, что несмотря на многочисленные оледенения около 2/3 поверхности Земли никогда не затрагивалось ледниковым покровом.

Палеозойская эра

Геологическая история палеозойской эры начинается с Кембрия, когда вся планета была во власти бактерий и водорослей. В течение миллионов лет ничего не менялось, никакого скачка в эволюции. Она застыла на месте, но атмосфера насыщалась кислородом, благодаря зеленым бактериям.

Последовательность геологических периодов в хронологическом порядке:

Период	Продолжительность	Эпохи	Основные происшествия
Кембрий	540 млн лет назад	Нижний Кембрий Средний Кембрий Верхний Кембрий	Развитие беспозвоночных морских обитателей
Ордовик	500 млн лет назад	Нижний Ордовик Верхний Ордовик	Разнообразная морская жизнь, включая позвоночных; растения, размножающиеся спорами
Силурийский	435 млн лет назад	Нижний Силурийский Верхний Силурийский	Коралловые рифы; гигантские скорпионы; первая челюстная рыба
Девонский	400 млн лет назад	Нижний Девон Верхний Девон	Многочисленные рыбы, первые бескрылые насекомые
Каменноугольный	345 млн лет назад	Верхняя, средняя и нижняя Миссисипская верхняя, средняя и нижняя Пенсильванская	Максимальное образование угля в болотистых лесах; Развиваются насекомые, земноводные, рептилии; рыбы, моллюски, ракообразные
Пермский	280 млн лет назад	Нижний Пермский Верхний Пермский	Крупные рептилии, амфибии; большинство видов вымерли

Кислород, который был в воде, окислял железо, и оно оседало на дно, соединяясь в большие глыбы. Спустя колоссальное количество времени, это оно станет одним из основных полезных ископаемых, что так необходимы в нашей жизни.

4 миллиарда лет назад, из-за сильнейшей тектонической активности, возник суперконтинент – Родиния. На Земле начинают взрываться вулканы, выбрасывая в атмосферу углекислый газ, которой смешивается с паром и выпадает на землю в виде кислотных дождей. Из-за большого скопления пыли и углекислого газа в атмосфере, тепло Солнца не задерживается, и температура начинает стремительно снижаться. Начинается первый, но самый жестокий ледниковый период, за всю историю существования нашей планеты. Если эпохи, перечисленные ранее, были во власти огня, то сейчас Земля погребенная под трехкилометровым слоем льда.

Тектоническая активность снова начинает возрастать, вулканы, окруженные льдом, разрываются, снова наполняя планету углекислым газом. 15 миллионов лет потребовалось, чтобы полностью растопить мерзлоту. Несмотря на это, жизнь на планете существовала и в холодное время. Бактерии мутировали, приобретали стойкость и даже без тепла и света им удалось жить и развиваться.

Теперь планета наполняется кислородом, она готова принять жизнь и стать ее обителью. Температура поверхности 22 градуса – это идеальные условия для эволюции. Именно в кембрийский геологический период формирования Земли, появились первые растения, черви, моллюски и другие простейшие организмы.

Пока жизнь есть только в воде, но она захватывающая. Многоклеточные организмы еще не имеют позвоночника, эволюция наградила их нервной системой, острыми зубами и глазами. Теперь они могут существовать и даже охотиться. Прогресс не стоял на месте, мир наполнялся живыми существами, и они готовы были выйти на поверхность.

460 миллионов лет произошел новый сдвиг плит, образовался континент Гондвана, который потом разделился на 6 материков. Первые, кто осмелился выйти на поверхность – растения. Солнце все еще подвергало планету радиации, до формирования озонового слоя. Для нормального существования на суше должно пройти еще 150 миллионов лет.

Землю начали заселять растения, а в последующем, и животные вышли на поверхность в поисках еды. Около 360 миллионов лет назад эти животные были больше похоже на рептилий. Но природа была неумолима. Вулканы снова начали извергаться, атмосфера стала токсичной, и большинство животных, которым удалось выйти на поверхность погибли. Выжили только те, кто смог зарыться под землю, в поисках защиты от токсинов и пищи. В геологической истории Земли этот период назвали Пермским вымиранием.

Климат

Во время фанерозойского эона климат Земли варьировался между условиями, которые поддерживали глобальное континентальное оледенение, и довольно тропическими, не имеющими постоянных ледяных шапок даже на полюсах. Разница в глобальных средних температурах между полностью ледниковыми периодами и безледниковыми оценивается примерно в 10º C, хотя гораздо большие изменения наблюдались на высоких широтах, и меньшие на низких широтах.

Эволюция поглощающих СО2 (и вырабатывающих кислород) фотосинтезирующих организмов в докембрии привело к созданию такой атмосферы, как сегодня, хотя на протяжении большей части фанерозоя она имела уровень СО2 намного выше, чем сегодня. Точно так же средняя температура Земли часто была выше, чем в настоящее время.

Богатство недр

Даже сегодня продолжают выветриваться экваториальные и тропические горные породы четвертичного периода. В результате этого процесса формируется латерит. Подобная формация покрыта алюминием и железом и является важным африканским полезным ископаемым. Металлоносные коры тех же широт богаты залежами никеля, кобальта, меди, марганца, а также огнеупорных глин.

В четвертичном периоде появились и важные нерудные полезные ископаемые. Это гравийники (их повсеместно используют в строительстве) формовочные и стекольные пески, калийные и каменные соли, сера, бораты, торф, а также лигнит. В четвертичных отложениях заключены подземные воды, которые являются основным источником чистой питьевой воды. Не стоит забывать и о многолетнемерзлых породах и льдах. В целом последний геологический период остается венцом геологической эволюции Земли, начавшейся более 4,5 миллиардов лет назад.

Животный мир

Около 90% животных, представленных четвертичными окаменелостями, были признаны Чарльзом Лайелем как похожие на современные формы. Многие роды и даже виды моллюсков, насекомых, морских животных и наземных млекопитающих, живущих сегодня, были похожи или идентичны со своим предкам плейстоценовой эпохи.

Млекопитающие

Многие плейстоценовые окаменелости демонстрируют впечатляющие различия. Например, саблезубые кошки, шерстистые мамонты и пещерные медведи широко известны из музейных экспонатов и популярной литературы, уже вымерли. Расширение отдельных сред обитания, таких как обширные сухие степные луга, были благоприятными нишами для бизонов, лошадей, антилоп и их хищников. Некоторые виды, включая шерстистых мамонтов и шерстистых носорогов, благодаря густому меху адаптировались к холодным тундровым условиям.

Многие млекопитающие питались небольшими кустарниками и травами, которые росли на постоянно движущихся краях ледяных покровов. Около 10 тыс лет назад климат начал нагреваться, и большинство из этих так называемых представителей мегафауны вымерло. Осталось лишь несколько меньших, хотя все еще впечатляюще крупных представителей, таких как слоны, носороги и бегемоты.

Птицы

В четвертичный период птицы продолжали развиваться во всем мире и населяли разнообразные места обитания. Однако многие гигантские нелатающие птицы вымерли, включая додо, или маврикийского дронта. Также исчезли крупные летающие птицы, включая тераторниса мерриама, который имел размах крыльев более 3,5 м, а вес около 15 кг.

Рептилии и амфибии

Вымершие рептилии, ящерицы и черепахи были больше, чем ныне существующие, а крокодилы — меньше, при этом у змей не было тенденции к определенному размеру тела.

Размер тела сыграл сложную роль в вымирании позднечетвертичных рептилий. Более крупные виды ящериц и черепах были явно затронуты механизмами вымирания, такими как чрезмерная эксплуатация и введение инвазивных видов, что привело к преобладанию крупногабаритных животных среди вымерших таксонов.

Морская фауна

С самого начала четвертичного периода киты и акулы доминировали в морях, и находились на вершине пищевой цепи, над выдрами, тюленями, дюгонями, рыбой, кальмарами, ракообразными, ежами и микроскопическим планктоном, заполняющим нижний трофический уровень.

Климат и география

В период палеогена наблюдалось устойчивое снижение температуры климата Земли, в сравнении с предшествующим меловым периодом. Лед начал формироваться как на Северном, так и на Южном полюсах, и сезонные изменения были более выраженными в северном и южном полушариях, что оказало значительное влияние на жизнь растений и животных. Северный суперконтинент Лавразия постепенно разделился на Северную Америку на западе и Евразию на востоке, а южный суперконтинент Гондвана продолжал разделятся на Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду, и все они медленно дрейфовали к их нынешним позициям.

Растительный мир

Несмотря на значительные климатические различия между плейстоценовой и голоценовой эпохой, большая часть растительной жизни не изменилась. Плейстоценовая эпоха имела два основных климатических условия: ледниковый и межледниковый. В ледниковый период большая часть земли была покрыта льдом, а растительность была в основном тундровая, которая включала мхи, осоки, кустарники, лишайники и низкорослые травы; однако во время межледникового периода или времени, когда большая часть почвы не была покрыта льдом, существовали лесные массивы и хвойные леса. Возникновение тропических лесов произошло во время начала голоцена. Эта среда обитания позволила многим животным и растениям процветать. В течение этого периода развивались хвойные и лиственные леса, а также саванны, где паслись и процветали травоядные животные.

Периоды развития жизни на Земле

Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.

Палеозойская эра:

• Кембрийский (кембрий).
• Ордовикский.
• Силурийский (силур).
• Девонский (девон).
• Каменноугольный (карбон).
• Пермский (пермь).

Мезозойская эра:

• Триасовый (триас).
• Юрский (юра).
• Меловой (мел).

Кайнозойская эра:

• Нижнетретичный (палеоген).
• Верхнетретичный (неоген).
• Четвертичный, или антропоген (развитие человека).

Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн. лет.

Таблица развития жизни на Земле

Эра, период	Продолжительность	Живая природа	Неживая природа, климат
Архейская эра (древняя жизнь)	3,5 млрд лет	Появление сине-зеленых водорослей, фотосинтез. Гетеротрофы	Преобладание суши над океаном, минимальное количество кислорода в атмосфере.
Протерозойская эра (ранняя жизнь)	2,7 млрд лет	Появление червей, моллюсков, первых хордовых, почвообразование.	Суша – каменная пустыня. Накапливание кислорода в атмосфере.
Палеозойская эра включает в себя 6 периодов:
1. Кембрийский (кембрий)	535-490 млн лет	Развитие живых организмов.	Жаркий климат. Суша пустынна.
2. Ордовикский	490-443 млн лет	Появление позвоночных.	Затопление водой почти всех платформ.
3. Силурийский (силур)	443-418 млн лет	Выход растений на сушу. Развитие кораллов, трилобитов.	Движения земной коры с образование гор. Моря преобладают над сушей. Климат разнообразен.
4. Девонский (девон)	418-360 млн лет	Появление грибов, кистеперых рыб.	Образование межгорных впадин. Преобладание сухого климата.
5. Каменноугольный (карбон)	360-295 млн лет	Появление первых земноводных.	Опускание материков с затоплением территорий и возникновением болот. В атмосфере много кислорода и углекислого газа.
6. Пермский (пермь)	295-251 млн лет	Вымирание трилобитов и большинства земноводных. Начало развития пресмыкающихся и насекомых.	Вулканическая активность. Жаркий климат.
Мезозойская эра включает в себя 3 периода:
1. Триасовый (триас)	251-200 млн лет	Развитие голосеменных. Первые млекопитающие и костные рыбы.	Вулканическая активность. Теплый и резко континентальный климат.
2. Юрский (юра)	200-145 млн лет	Появление покрытосеменных. Распространение пресмыкающихся, появление первоптицы.	Мягкий и теплый климат.
3. Меловой (мел)	145-60 млн лет	Появление птиц, высших млекопитающих.	Теплый климат с последующим похолоданием.
Кайнозойская эра включает в себя 3 периода:
1. Нижнетретичный (палеоген)	65-23 млн лет	Расцвет покрытосеменных. Развитие насекомых, появление лемуров и приматов.	Мягкий климат с выделением климатических зон.
2. Верхнетретичный (неоген)	23-1,8 млн лет	Появление древних людей.	Сухой климат.
3. Четвертичный или антропоген (развитие человека)	1,8-0 млн лет	Появление человека.	Похолодание.

Движение земной коры (540–250 млн лет назад)

Границы океана и суши продолжали трансформироваться. Ранее полагали, что это происходило за счет вертикального движения участков земной коры. Сегодня же наиболее распространена теория немецкого геолога Альфреда Вегенера о горизонтальном дрейфе («плавании») континентов.

В современном звучании доработанное предположение Вегенера называется теорией тектоники (движения) литосферных плит. В земной мантии есть хрупкий верхний слой (60–250 км), который называется астеносфера (в переводе с греческого — «бессильный шар»). На ее поверхности «плавают» плиты земной коры — основания континентов.

Сама же астеносфера не находится в покое: за счет глубинных ядерных реакций и разницы в плотности неоднородных частей мантии вещество этого слоя перемещается. Вместе с ним приходят в движение плиты земной коры. Столкновение этих огромных образований приводит к деформации их краев и появлению складок — гор. Мы уже упоминали о том, что континентальная плита при соударении подминает под себя океанический пласт, который распределяется ниже в астеносфере.

Движения земной коры вызывали в палеозое такие геологические изменения, как поднятия суши и отступления океана. К началу этого периода на планете уже существовали крупные блоки коры континентов: Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Северо-Американская, Бразильская, Африканская, Индостанская и Австралийская платформы. Значит, горообразовательные процессы обходили стороной эти «оазисы геологического покоя».

Как и раньше, вулканические лавы, пепел и газы поднимались из недр планеты по глубоким трещинам. Обломки древних плит и застывшая магма накапливались в районе подвижных геосинклиналей. Так в палеозойскую эру формировались новые континенты, а к небу вздымались только что появившиеся горы.

В палеозое преобладал сухой климат

С точки зрения запасов полезных ископаемых палеозойские горообразования (как и предыдущие) оказались чрезвычайно необходимы будущему человечеству. Горы Урала, Алтая, территория нынешнего Казахстана, запад Европы и Северная Америка получили в наследство от палеозойской эры обширные залежи руд, а останки болот и лесов превратились благодаря деятельности бактерий в угольные, нефтяные и газовые месторождения Подмосковья, бассейнов рек Волги и Печоры, Караганды, Донецка, а также Ирана и Северной Америки.

После раскола древнейшей Родинии сухопутная жизнь продолжалась на двух гигантских материках: Гондване на юге и Лавразии на севере.

К концу палеозойской эры Гондвана и Лавразия соединились в новый суперконтинент — Пангею. Дрейф материков продолжается до сих пор. Существует научное предположение, что они еще раз соединятся когда-нибудь в новый суперконтинент, который заранее получил имя Пангея Ультима (окончательная). Хотя, учитывая вечные движения земной коры, вряд ли и это грядущее образование окажется «окончательным»…

География

Во время фанерозоя, материки дрейфовали, и в конечном итоге собрались в единый сверхконтинент, известный как Пангея, а затем разделились на нынешние части света.

Некоторые ученые полагают, что фанерозойский эон начался вскоре после распада гипотетического суперконтинента в конце глобального ледникового периода. В течение ранней палеозойской эры существовало значительное количество относительно небольших континентов. К концу палеозоя континенты собрались вместе в суперконтинент Пангея, в который входила большая часть земной суши.

Мезозойская эпоха характеризовалась драматическим делением Пангеи: на северный континент Лавразию и южный континент Гондвану. К концу эпохи, континенты практически приобрели их нынешнюю форму. Лавразия стала Северной Америкой и Евразией, а Гондвана разделилась на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индийский субконтинент.

Кайнозойская эра является геологическим временным интервалом, в течение которого континенты заняли их нынешние позиции. Австралия и Новая Гвинея откололись от Гондваны. Антарктида расположилась над Южным полюсом. Атлантический океан увеличился, а немного позднее Южная Америка присоединилась к Северной Америке.

Миграции флоры и фауны

С самого своего начала четвертичный период характеризовался близким к современному растительным и животным миром. Изменения этого фонда целиком зависели от череды похолоданий и потеплений. С наступлением оледенений холоднолюбивые виды мигрировали на юг и перемешивались с чужаками. В периоды повышения средних температур происходил обратный процесс. В это время сильно расширялась область расселения умеренно-теплой, субтропической и тропической флоры и фауны. На некоторое время исчезали целые тундровые ассоциации органического мира.

Флоре пришлось несколько раз приспосабливаться к кардинально меняющимся условиям существования. Многими катаклизмами за это время отметился четвертичный период. Климатические качели привели к обеднению широколиственных и вечнозеленых форм, а также расширению ареала травянистых видов.