Мезозойская эра в полезных ископаемых
С мезозойской эрой связано большое количество месторождений природных богатств. Это сера, фосфориты, полиметаллы, строительные и горючие материалы, нефть и природный газ.
На территории Азии в связи с активными вулканическими процессами сформировался тихоокеанский пояс, который подарил миру крупные залежи золота, свинца, цинка, олова, мышьяка и других видов редких металлов. По резервам угля мезозойская эра значительно уступает палеозойской эре, но и в этот период образовались несколько крупных месторождений бурого и каменного угля – Канский бассейн, Буреинский, Ленский.
Мезозойские месторождения нефти и газа находятся на Урале, в Сибири, Якутии, Сахаре. Залежи фосфоритов найдены в Поволжье и Подмосковье.
Климат
Циклы Вильсона в климатической истории Земли
В течение последних 1,1 млрд лет в истории Земли наблюдались три сменявших друг друга цикла «ледниковый период — потепление», называемых циклами Вильсона. Более продолжительные тёплые периоды (термоэры) характеризовались равномерным климатом, большим разнообразием животного и растительного мира, преобладанием карбонатных осадков и эвапоритов. Холодные периоды с оледенениями на полюсах (криоэры) сопровождались сокращением биоразнообразия, терригенными и гляциальными осадками. Причиной цикличности считают периодический процесс соединения континентов в единый материк (Пангею) и его последующего распада.
Мезозойская эра — самый тёплый период в фанерозойской истории Земли. Мезозойская термоэра началась в триасовом периоде и закончилась в позднем меловом. В течение 180 млн лет даже в приполярных областях не было устойчивого ледяного покрова. Климат был большей частью тёплым и ровным, без существенных температурных градиентов, хотя в северном полушарии и существовала климатическая зональность. Большое количество парниковых газов в атмосфере способствовало равномерному распределению тепла. Экваториальные области характеризовались тропическим климатом (область Тетис—Панталасса) с среднегодовой температурой +25…+30 °C. До 45—50° с. ш. простиралась субтропическая область (Перитетис), далее пролегал умеренно-тёплый бореальный пояс, а приполярные области характеризовались умеренно-прохладными температурами. Климат был большей частью сухой в первой половине эры и влажный во второй. Отмечались небольшие похолодания в позднем юрском периоде и первой половине мелового, сильное потепление в середине мелового (так называемый меловой температурный максимум), примерно в это же время появляется экваториальный климатический пояс.
Последствия вымирания
Целый класс конодонтов, составлявших 20 % от всех морских семейств, все широко распространённые круротарзы (нединозавроподобные архозавры), некоторые из остававшихся терапсид и многие виды из широко распространённой группы земноводных полностью исчезли. По меньшей мере половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, вымерли. Это событие освободило экологические ниши, позволив динозаврам доминировать начиная с юрского периода. Триасовое вымирание произошло менее чем за 10 000 лет и происходило непосредственно перед тем, как Пангея начала распадаться на части.
Статистический анализ потерь среди морской фауны в этот период наводит на мысль, что уменьшение разнообразия было связано, скорее, со спадом в темпе видообразования, чем ростом вымирания.
Меловое вымирание
Случившееся на рубеже мезозоя и кайнозоя, а точнее – в маастрихте – завершающем ярусе верхнего отдела, меловое вымирание видов было вторым по величине после пермского. В одночасье прекратили свое существование кокколитофориды, не стало меловых планктонных форамонифер, аммонитов, белемнитов, кораллоподобных двустворчатых моллюсков – рудистов. Исчезли с лица земли динозавры и многие другие разновидности рептилий. Прекратили свое существование и многие разновидности птиц, и насекомых как надводного, так и подводного мира. В частности, на 50% сократилась общая численность всевозможных ралиолярий, вымерло 75% всех брахиопод, от 30 до 75% двустворчатых и брюхоногих моллюсков, морских лилий и ежей. От общей численности акул осталось лишь 25%. Более 100 различных семейств морских беспозвоночных прекратили свое существование. В общем и целом урон, понесенный растительным и животным миром был поистине огромен.
Что послужило причиной такому массовому вымиранию видов в меловой период до сих пор не известно. Мнения ученых по этому поводу разделились. Высказывались мнения и по поводу того, что до Земли дошло образовавшееся в результате взрыва сверхновой мощное космическое излучение. Кто-то говорит о сильном парниковом эффекте, связанном с чрезвычайно обострившейся вулканической активностью. Но большинство стоят за версию, которая основывается на падении на землю гигантского астероида (рис. 6). Эта версия подтверждается нахождением в пластах данной эпохи вкраплений иридия, который постоянно встречается в местах падения метеоритов.
Периоды мезозойской эры
Триасовый период (Триас). Начальная эратема мезозойской эры длится 35 млн лет. Это время формирования Атлантического океана. Единый континент Пангея снова начинает разламываться на две части – Гондвану и Лавразию. Внутренние материковые водоемы начинают активно пересыхать. Впадины, оставшиеся от них, постепенно заполняются отложениями пород. Появляются новые горные возвышенности и вулканы, которые проявляют повышенную активность. Громадную часть суши все также занимают пустынные зоны с погодными условиями, непригодными для жизнедеятельности большинства видов живых существ. Уровень соли в водоемах повышается. В этот временной промежуток на планете появляются представители птиц, млекопитающих и динозавров.
Юрский период (Юра) – самый знаменитый период мезозойской эры. Свое название он получил благодаря найденным в Юре (горные массивы Европы) осадочным отложениям того времени. Средний период мезозойской эры продолжается около 69 млн лет. Начинается образование современных материков – Африки, Америки, Антарктиды, Австралии. Но располагаются они пока не в том порядке, к которому мы привыкли. Появляются глубокие заливы и небольшие моря, разделяющие материки. Продолжается активное образование горных массивов. Море Арктики затопляет север Лавразии. В результате этого климат увлажняется, и на месте пустынь образуется растительность.
Меловой период (Мел). Заключительный период мезозойской эры занимает временной промежуток в 79 млн лет. Появляются покрытосеменные растения. В результате этого начинается эволюция представителей фауны. Продолжается передвижение континентов – Африка, Америка, Индия и Австралия отдаляются друг от друга. Материки Лавразия и Гондвана начинают распадаться на континентальные блоки. На юге планеты формируются громадные острова. Расширяется Атлантический океан. Меловой период – это время расцвета флоры и фауны на суше. В связи с эволюцией растительного мира, в моря и океаны попадает меньше минералов. Уменьшается количество водорослей и бактерий в водоемах.
Жизнь мезозойской эры
Разнообразие растительной жизни в мезозое достигает своего апогея. Развились многие формы рептилий, образовались новые больше и малые виды. Это также период появления первых млекопитающих, которые, правда, не могли пока конкурировать с динозаврами, а потому оставались на задних позициях в пищевой цепочке.
В начале мезозоя произошло очень значимое событие — земная кора оказалась рассечена глубокими трещинами. Как и прежде, эти разломы явились каналами выхода на поверхность расплавленной магмы. Когда буйство земных недр прекратилось, образовавшиеся глубокие впадины заполнила вода.
Теплый климат способствовал бурному развитию биосферы.
Флора и фауна
Растения класса гинкговых. Они были широко распространены на Земле в мезозойскую эру.
Вымирают гигантские папоротники, древесные хвощи, плауны. В триасе достигают расцвета голосеменные растения, особенно хвойные. В юрском периоде вымирают семенные папоротники и появляются первые покрытосеменные растения (тогда представленные только древесными формами), постепенно распространившиеся на все материки. Это обусловлено рядом преимуществ — покрытосеменные имеют сильно развитую проводящую систему, что обеспечивает надёжность перекрёстного опыления, зародыш снабжается запасами пищи (благодаря двойному оплодотворению развивается триплоидный эндосперм) и защищён оболочками и т. д.
В животном мире достигают расцвета насекомые и рептилии. Рептилии занимают господствующее положение и представлены большим числом форм.
В юрском периоде появляются летающие ящеры, которые «завоёвывают» воздушную среду. В меловом периоде специализация рептилий продолжается, они достигают громадных размеров. Масса некоторых из динозавров достигала 50 тонн.
Начинается параллельная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей.
В конце мелового периода наступает похолодание, сокращается ареал околоводной растительности. Вымирают растительноядные, за ними хищные динозавры. Крупные рептилии сохраняются только в тропическом поясе (крокодилы). Вследствие вымирания динозавров и некоторых других архозавров начинается быстрая адаптивная радиация птиц и млекопитающих, занимающих освободившиеся экологические ниши. В морях вымирают многие формы беспозвоночных и теплокровных морских ящеров, экологические ниши которых аналогичны месту современных зубатых китов.
Птицы, по мнению большинства палеонтологов, произошли от одной из групп динозавров или близких к ним архозавров. Полное разделение артериального и венозного кровотоков, давно произошедшее в эволюционной линии архозавров, обусловило их теплокровность. Они широко распространились по суше и дали начало множеству жизненных форм, среди которых доминировали летающие или парящие. Крокодилы, напротив, утратили прогрессивные черты их предков-крокодиломорфов (также архозавров) при переходе к полуводному образу жизни, требующему пониженный уровень обмена веществ.
Возникновение млекопитающих связано с рядом крупных ароморфозов, возникших у одной из групп синапсид. Ароморфозы млекопитающих, в сравнении с их предками-терапсидами, включают высокоразвитую нервную систему, особенно коры больших полушарий, обеспечившая приспособление к условиям существования путём изменения поведения, перемещение конечностей с боков под тело, возникновение органов, обеспечивающих развитие зародыша в теле матери и последующие выкармливание молоком. Среди признаков, которые с высокой долей вероятность могли иметься уже у терапсид, можно назвать появление шерстяного покрова, полное разделение кругов кровообращения, возникновение альвеолярных лёгких, повысивших интенсивность газообмена и как следствие — общий уровень обмена веществ.
Млекопитающие появились в триасе, но не могли конкурировать с теплокровными завропсидами в лице динозавров и наземных крокодиломорфов, и на протяжении более 150 млн лет занимали подчинённое положение в экологических системах того времени.
Растения мезозойской эры
Повышенная влажность климата юрского периода привела к бурному образованию растительной массы планеты. Леса состояли из папоротников, хвойных и цикадовых. Вблизи водоемов росли туи и араукарии. В середине мезозойской эры сформировались два пояса растительности:
- Северный, в котором господствовали травянистые папоротники и гингковые деревья;
- Южный. Здесь царствовали древовидные папоротники и цикадовые.
В современном мире папоротники, саговники (пальмы, достигающие размером 18 метров) и кордаиты того времени можно встретить в тропических и субтропических лесах. Хвощи, плауны, кипарисы и еловые практически не имели никаких отличий от тех, которые распространены в наше время.
Растения триасового периода
Меловой период характеризуется появлением растений, имеющих цветки. В связи с этим, среди насекомых появились бабочки и пчелы, благодаря которым цветковые растения смогли быстро распространяться по планете. Так же в это время начинают произрастать гинкговые деревья с опадающей в холодное время года листвой. Хвойные лесные массивы данного временного промежутка очень похожи на современные. В них входят тисы, пихты и кипарисы.
Развитие высших голосеменных растений длится в течение всей мезозойской эры. Свое название эти представители земной флоры получили из-за того, что их семена не имели наружной защитной оболочки. Наибольшее распространение получили цикадовые и беннеттитовые. По виду цикадовые напоминают древовидные папоротники или саговники. Имеют прямые стебли и массивные листья, похожие на перья. Беннеттитовые представляют собой деревья или кустарники. Внешне схожи с цикадовыми, но их семена покрывает оболочка. Это приближает растения к покрытосеменным.
Растения юрского периода
В меловом периоде появляются покрытосеменные растения. С этого момента начинается новый этап в развитии растительной жизни. Покрытосеменные (цветковые) находятся на верхней ступени эволюционной лестницы. Они имеют специальные органы размножения – тычинки и пестик, которые находятся в чаше цветка. Их семена, в отличие от голосеменных, скрывает плотная защитная оболочка.
Растения мелового периода
Эти растения мезозойской эры быстро адаптируются к любым климатическим условиям и активно развиваются. За короткий срок покрытосеменные стали господствовать на всей Земле. Их разнообразные виды и формы дошли и до современного мира – эвкалипты, магнолии, айва, олеандры, ореховые деревья, дубы, березы, вербы и буки. Из голосеменных растений мезозойской эры сейчас нам знакомы лишь хвойные виды – пихты, сосны, секвойи и некоторые другие. Эволюция растительной жизни того периода значительно обогнала развитие представителей животного мира.
Меловой период, или мел (145-66 млн лет назад)
Последний период мезозоя назывался мелом. В меловой период произошел рост цветущих наземных растений. Им помогали недавно появившиеся пчелы и теплые климатические условия. Хвойные растения все еще были многочисленными в течение мела.
Что касается морских животных мелового периода, акулы и скаты стали обычным явлением. Иглокожие, пережившие пермское вымирание, такие как морские звезды, также были в обилии в течение мела.
На суше первые мелкие млекопитающие начали развиваться в меловой период. Сначала появились сумчатые, а затем и другие млекопитающие. Появилось больше птиц и стало больше рептилий. Продолжалось доминирование динозавров, увеличилось число плотоядных видов.
В конце мела и мезозоя произошло еще одно массовое вымирание. Это исчезновение обычно называется K-T вымиранием (мел-палеогеновое вымирание). Оно уничтожило всех динозавров, кроме птиц, и многих других форм жизни на Земле.
Существуют разные версии относительно того, почему произошло массовое исчезновение. Большинство ученых согласны, что это было какое-то катастрофическое событие, вызвавшее это вымирание. Различные гипотезы включают в себя массивные извержения вулканов, из-за которых в атмосферу попало огромное количество пыли, что уменьшило количество солнечного света, достигающего поверхности Земли и тем самым вызвало гибель фотосинтезирующих организмов, таких как растения, и тех, кто от них зависел. Другие считают, что на Землю упал метеорит, а пыль закрыла солнечный свет. Поскольку растения и животные, которые ими питались вымерли, это привело к тому, что хищники, такие как плотоядные динозавры, также погибли из-за отсутствия пищи.
Юрский период (201 – 145 млн лет назад)
Континенты в юрский период
К началу юрского периода материки все еще напоминали единое целое, но между ними уже начинали образовываться мелководные моря. Климат оставался таким же, как и в триасовом периоде: теплые тропики.
Однако примерно 183 млн лет назад произошло массовое извержение вулканов, из-за чего в атмосфере сильно возросло количество углекислого газа. Общая температура на планете постепенно выросла на 5 градусов. Из-за изменения состава воздуха в несколько раз увеличилось число осадков, появились проливные дожди, смывающие минеральные вещества в океаны. Из-за этого водоросли и водные бактерии начали сильно наращивать популяцию.
Выпадение осадков привело к тому, что помимо папоротников начали появляться высокие деревья, увеличилось количество видов растительности. Живые существа также серьезно менялись на протяжении юрского периода.
Юрский период
Подводные обитатели обзавелись жабрами, а океанское дно активно заполняли устрицы и моллюски. Что касается суши, то ее окончательно захватили динозавры, делящиеся на хищных и травоядных. Млекопитающие, в свою очередь, разделились на сумчатых, птицезверей и плацентарных.
Интересный факт: в то время жили археоптериксы, представляющие собой гибрид рептилий и птиц. Они имели крылья, но довольно плохо летали, вместо клюва у них имелся ящеровидный рот с острыми зубами, тело покрывали перья. Археоптериксы считаются неудачной попыткой эволюции от рептилий к птицам. Так и не сумев приспособиться, эти существа вымерли спустя 3 млн лет существования.
Археоптерикс
Повышенная температура держалась в период с 174 по 166 млн лет назад, затем началось постепенное похолодание, даже появились обледеневшие участки земли. Примерно 155 млн лет назад общая температура начала подниматься, но к концу юрского периода вновь вернулись похолодания.
Тектоника и палеогеография
По сравнению с энергичным горообразованием позднего палеозоя, мезозойские тектонические деформации можно считать относительно мягкими. Основным тектоническим событием был распад суперконтинента Пангеи на северную часть (Лавразию) и южную (Гондвану). Позже распались и они. При этом образовался Атлантический океан, окружённый в основном континентальными окраинами пассивного типа (например, восточное побережье Северной Америки). Обширные трансгрессии, преобладавшие в мезозое, привели к появлению многочисленных внутриконтинентальных морей.
К концу мезозоя континенты практически приняли современные очертания. Лавразия разделилась на Евразию и Северную Америку, Гондвана — на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индийский субконтинент, столкновение которого с азиатской континентальной плитой вызвало интенсивный орогенез с поднятием Гималайских гор.
Африка
В начале мезозойской эры Африка ещё находилась в составе суперконтинента Пангеи и обладала относительно общей с ним фауной, в которой доминировали тероподы, прозауроподы и примитивные птицетазовые динозавры (к концу триаса).
Ископаемые позднего триасового периода находятся в Африке повсюду, но чаще встречаются на юге, чем на севере континента.
Как известно, временной рубеж, отделяющий триас от юрского периода, проведён по глобальной катастрофе с массовым вымиранием видов (триасово-юрское вымирание), но африканские слои этого времени на сегодняшний день остаются малоизученными.
Залежи ископаемых останков раннего юрского периода распределены аналогично залежам позднего триаса, с более частыми выходами на юге континента и уменьшающимся числом залежей по направлению на север. На протяжении юрского периода по Африке всё больше распространялись такие знаковые группы динозавров, как зауроподы и орнитоподы.
Палеонтологические слои середины юрского периода в Африке слабо представлены и также слабо изучены.
Позднеюрские слои здесь тоже представлены плохо за исключением впечатляющего собрания юрской фауны Tendeguru в Танзании, окаменелости которого очень похожи на те, что найдены в палеобиотической формации Моррисона на западе Северной Америки и относятся к тому же периоду.
В середине мезозоя, около 150—160 миллионов лет назад, Мадагаскар отделился от Африки, оставаясь при этом соединённым с Индией и остальной частью Гондваны. Среди ископаемых Мадагаскара были обнаружены абелизавры и титанозавры.
В эпоху раннего мела от Гондваны отделилась часть суши, составляющая Индию и Мадагаскар. В позднем меле началось расхождение Индии и Мадагаскара, продолжавшееся вплоть до достижения современных очертаний.
В отличие от Мадагаскара, материковая часть Африки тектонически была относительно стабильной на протяжении мезозоя. И, однако, несмотря на стабильность, значительные изменения произошли в её положении относительно других материков по мере того, как Пангея продолжала распадаться на части. К началу позднего мелового периода от Африки отделилась Южная Америка, завершив тем самым формирование Атлантического океана в его южной части. Это событие оказало огромное влияние на глобальный климат путём изменения океанических течений.
В меловом периоде Африка была заселена аллозавроидами и спинозавридами. Африканский теропод спинозавр был одним из самых крупных плотоядных животных, живших на Земле
Среди травоядных животных в древних экосистемах тех времён важное место занимали титанозавры.
Залежи ископаемых мелового периода встречаются чаще, чем залежи юрского, но часто не могут быть датированы радиометрически, что затрудняет определение их точного возраста. Палеонтолог Луи Джейкобс, проведший достаточно времени на полевых работах в Малави, утверждает, что африканские залежи ископаемых «нуждаются в более тщательных раскопках» и обязательно окажутся «плодородными … на научные открытия».
Меловой период
В меловой период мезозойской эры появились пчелы и бабочки. Насекомые разносили пыльцу, а цветы давали им пищу. Так началось долгосрочное сотрудничество насекомых и растений.
Самыми известными динозаврами того времени стали хищные тиранозавры и тарбозавры, травоядные двуногие игуанодоны, четвероногие похожие на носорогов трицератопсы и небольшие панцирные анкилозавры.
Большинство млекопитающих того периода принадлежит к подклассу аллотерий. Это небольшие животные, похожие на мышей, весом не более 0,5 кг. Единственный исключительный вид – репеномамы. Они вырастали до 1 метра и весили 14 кг. В конце мезозойской эры происходит эволюция млекопитающих – от аллотерий отделяются предки современных животных. Они разделились на 3 вида – яйцекладущие, сумчатые и плацентарные. Именно они в начале следующей эры замещают динозавров. Из плацентарного вида млекопитающих появились грызуны и приматы. Первыми приматами становятся пургаториусы. Из сумчатого вида произошли современные опоссумы, а яйцекладущие породили утконосов.
В воздушном пространстве царят ранние птеродактили и новые виды летающих пресмыкающихся – орхеоптериксы и кетцаткоатли. Это были самые гигантские летающие существа за всю историю развития нашей планеты. Вместе с представителями птерозавров в воздухе господствуют птицы. В меловом периоде появились многие предки современных птиц – утки, гуси, гагары. Длина птиц составляла 4-150 см, вес – от 20 гр. до нескольких килограмм.
В морях царили громадные хищники, достигающие в длину 20 метров – ихтиозавры, плезиозавры и мозозавры. Плезиозавры обладали очень длинной шеей и маленькой головой. Крупные размеры не позволяли им развивать большую скорость. Питались животные рыбой и моллюсками. Мозозавры заменили морских крокодилов. Это гигантские хищные ящерицы, обладавшие агрессивным характером.
Ихтиозавры
В конце мезозойской эры появились змеи и ящерицы, виды которых дошли до современного мира не изменившись. Черепахи данного временного промежутка также не отличались от тех, которых мы видим сейчас. Вес их доходил до 2 тонн, длина – от 20 см до 4 метров.
