Характеристика палеозойської ери і її періодів

Палеозойська ера, або палеозой настала безпосередньо після неопротерозоя (1 млрд – 542 млн років тому), а потім змінилася мезозойської ерою (252-66 млн років тому). Палеозой мав тривалість близько 290 млн років; він почався приблизно 542 млн років тому і завершився близько 252 млн років тому.

Початок палеозойської ери ознаменовується Кембрійські вибухом. В цей відносно швидкий період еволюції і розвитку видів з’явилося безліч нових і більш складних організмів, ніж будь-коли бачила Земля. Протягом кембрію з’явилися багато предки сьогоднішніх видів, включаючи членистоногих і голкошкірих.

Палеозойська ера розбивається на шість основних періодів, представлених нижче:

Кембрійський період, або кембрій (542 – 485 млн років тому)

Перший період палеозойської ери відомий як кембрійський період. Деякі види предків нині існуючих тварин, вперше з’явилися під час кембрійського вибуху, в ранньому кембрії. Незважаючи на те, що цей «вибух» зайняв мільйони років, це порівняно короткий проміжок часу в порівнянні з усією історією Землі. У цей час існувало кілька континентів, які відрізнялися від існуючих на сьогоднішній день. Вся суша, яка становила континенти, була зосереджена в південній півкулі Землі. Це дозволило океанам займати величезні території, а морського життя процвітати і диференціюватися в швидких темпах. Швидке видоутворення призвело до рівня генетичного різноманіття видів, які ніколи раніше не існували в історії життя нашої планети.

Майже все життя кембрійського періоду була зосереджена в океані. Якщо й існувала якась життя на суші, це були швидше за все одноклітинні мікроорганізми. У Канаді, Гренландії і Китаї, вчені виявили скам’янілості, що належать до цього періоду часу, серед яких були ідентифіковані багато великих м’ясоїдні ракоподібні, схожі на креветок і крабів.

Ордовикський період, або ордовик (485 – 444 млн років тому)

Після Кембрійського періоду настав ордовикський період. Цей другий період палеозойської ери тривав близько 41 млн років і все більше диверсифікував водну життя. Великі хижаки, схожі на молюсків, полювали на дрібних тварин на дні океану. Під час ордовика відбулося багато змін навколишнього середовища. Льодовики почали переміщатися на континенти, а рівні океану значно знизилися. Поєднання зміни температури і втрати океанської води призвело до масового вимирання, яке ознаменувало кінець періоду. Близько 75% всіх живих істот в той час вимерли.

Силурийський період, або силур (444 – 419 млн років тому)

Після масового вимирання в кінці ордовицького періоду, різноманітність життя на Землі мало повернутися назад. Одне з основних змін в плануванні суші планети полягало в тому, що континенти почали з’єднуватися. Це створило ще більш безперервне простір в океанах для розвитку і диверсифікації морського життя. Тварини могли плавати і харчуватися близько до поверхні, чого не відбувалося раніше в історії життя на Землі.

У силурі поширилося багато різних видів безщелепних риб і навіть з’явилися перші Променепері риби. У той час як наземна життя все ще була відсутня (за винятком поодиноких клітинних бактерій), різноманітність видів почало відновлюватися. Рівні кисню в атмосфері були майже такими ж як і сьогодні, тому до кінця силурійського періоду на континентах були помічені деякі види судинних рослин, а також перші членистоногі тварини.

Девонський період, або девон (419 – 359 млн років тому)

Диверсифікація була швидкою і широко поширеною протягом девонського періоду. Наземна флора стала більш поширеною і включала папороті, мохи та навіть насінні рослини. Кореневі системи цих ранніх наземних рослин допомогли позбавити грунт від каменів, що забезпечило більше можливостей для вкорінення і зростання рослин на суші. Безліч комах також з’явилося в девонський період. Ближче до кінця девону, земноводні перебралися на сушу. Оскільки континенти з’єднувалися, це дозволило новим наземним тваринам легко поширюватися в різних екологічних нішах.

Тим часом, в океанах, безщелепні риби адаптувалася до нових умов, розвиваючи щелепи і луску, як у сучасних риб. На жаль, девонський період закінчився, коли на Землю впали великі астероїди. Вважається, що вплив цих метеоритів викликало масове вимирання, що знищило майже 75% видів водних організмів.

Кам’яновугільний період, або карбон (359 – 299 млн років тому)

Нарешті, в пермський період всі континенти на Землі об’єдналися повністю, і сформували суперконтинент, відомий як Пангея. На початку цього періоду життя продовжувала розвиватися, і з’явилися нові види. Повністю сформувалися рептилії, відокремившись від еволюційної гілки, яка в кінцевому підсумку породила ссавців в мезозойську еру. Риби з солоних вод океанів пристосувалася до життя в прісноводних водоймах по всьому континенту Пангеї, що призвело до появи прісноводних тварин. На жаль, цей час видової різноманітності підійшло до кінця, частково через безліч вулканічних вибухів, які виснажили кисень і вплинули на клімат планети, заблокувавши сонячне світло, що призвело до появи безлічі льодовиків. Все це призвело до найбільшого масового вимирання в історії Землі. Вважається, що на заході палеозойської ери було знищено практично 96% всіх видів.

§ 5. Геологічна історія Землі та тектонічні структури

ГЕОЛОГІЧНА ІСТОРІЯ ЗЕМЛІ. Учені з’ясували, що вік нашої планети становить близько 4,6 млрд років. Проміжок часу, протягом якого відбувався розвиток Землі, називають геологічною історією. Вона пов’язана з такими головними подіями, як формування земної кори, рельєфу, клімату і розвиток організмів.

Протягом мільярдів років земна кора зазнавала тривалих змін. Вона ламалася на велетенські скиби, прогиналася западинами, вигиналася складками гір, утворюючи глибокі тріщини. Розпечена магма потоками піднімалася з глибин на поверхню. Потім мільйони років вона перекривалася осадовими породами. Мільярди років тому у водоймах виникли перші живі істоти — бактерії і водорості. Минуло сотні мільйонів років, перш як розвинулися рослини і тварини, які заселили моря і суходіл. Понад 150 млн років тому на Землі панували найбільші за всю її історію тварини — динозаври. І тільки близько 2 млн років тому з’явилися предки людини (мал. 15).

Мал. 15. Історія геологічного розвитку Землі

Як про геологічні події, що відбувалися мільйони років тому, змогли довідатися люди? Адже їх на Землі тоді ще не було. Виявляється, відбитки подій розвитку нашої планети залишаються на гірських породах. Досліджуючи породи, можна визначити, коли вони утворилися і які природні умови існували мільйони років тому Щоб розшифрувати «свідчення» порід, користуються різними палеогеографічними методами — досліджують їх залягання в надрах та скам’янілі рештки рослин і тварин, що в них містяться.

У земній корі осадові породи залягають шарами у певній послідовності: ті, що розташовані нижче — давніші, тобто утворилися раніше за верхні. Отже, за горизонтальним заляганням порід можна встановити їх відносний вік. Наприклад, якщо на стрімкому березі річки знизу видно вапняки, а над ними — глину, перекриту зверху пісками, то очевидно, що вапняки давніші за глину, а глина давніша за піски.

Мал. 16. Скам’янілі рештки викопних рослин і тварин, які жили мільйони років тому

Встановити вік гірських порід можна й за рештками різних організмів, які жили в минулому. Їх залишки є в більшості осадових порід. Коли організми відмирають, то їх тверді частини (мушлі, панцири, кістки), поховані в осадових нагромадженнях, з часом кам’яніють і добре зберігаються. Так, у материкових відкладах знаходять рештки динозаврів, птахів, рослин. У морських відкладах багато залишків молюсків (мал. 16). Відомо, що спочатку на Землі виникли найпростіші організми. Протягом мільярдів років вони змінювалися і розвивалися. Отже, залишки примітивних рослин і тварин трапляються у найдавніших шарах осадових порід, а рештки найбільш розвинутих — у найновіших відкладах.

ГЕОХРОНОЛОГІЧНА ТАБЛИЦЯ. Користуючись різними методами дослідження порід, учені склали спеціальну шкалу. Вона показує проміжки часу, на які ділять геологічну історію. Кожному часовому проміжку відповідає певний етап формування земної кори, рельєфу і розвитку організмів. Така шкала називається геохронологічною таблицею (мал. 17). За геохронологічною таблицею історію Землі поділяють на геологічні ери. Ери поділяють на періоди. Наприклад, палеозойська ера охоплює шість періодів: кембрійський, ордовицький, силурійський, девонський, кам’яновугільний, пермський.

Подорож у слово

Геохронологія (грецьке: гео — Земля, хроно — час і логія — знання) — наука, яка визначає час утворення гірських порід, з яких складаються шари земної кори.

Мал. 17. Геохронологічна таблиця

Геологічні дані свідчать, що вже в архейську еру існувала земна кора, яка складалася з порід, подібних до сучасних. Вочевидь, існували материки та океани, відбувалися зміни пір року, потепління змінювалися похолоданням з утворенням льодовиків. Протягом геологічного часу на Землі неодноразово на місці морів здіймалися гори, а суходіл опинявся під водою. Геологи розрізняють особливо бурхливі періоди, коли породи зминалися в складки — епохи горотворень (складчастості) — байкальська, каледонська, герцинська, мезозойська і альпійська. На відміну від історичного часу, який міряють століттями, геологічний час вимірюють значно тривалішими відрізками — мільйоноліттями. Нині триває останній період — четвертинний останньої ери — кайнозойської (він триває всього 1,8 млн років). Це вказує на його незавершеність. Так геохронологічна шкала впорядкувала послідовність формування гірських порід, форм рельєфу, розмежувала час активізації та затухання геологічних процесів та етапи розвитку життя на Землі.

ТЕКТОНІЧНІ СТРУКТУРИ. Протягом тривалої геологічної історії на Землі сформувалися відносно стійкі та рухомі ділянки земної кори. Вони відокремлені одна від одної глибинними розломами. Ці ділянки називають тектонічними структурами. Вони різняться розмірами та віком утворення.

Відносно стійкі ділянки земної кори називають платформами (у перекладі з французької — плоска форма). Це найдавніші за віком вирівняні ділянки літосферних плит. Вони лежать в основі материків і океанічних западин. Платформа має двошарову будову. Знизу залягає кристалічний фундамент, утворений давніми твердими магматичними і метаморфічними породами. Зверху його покриває осадовий чохол, складений молодшими за віком осадовими відкладами. На платформі розрізняють щити і плити. Щит — це піднята до земної поверхні ділянка фундаменту платформи. Осадовий чохол на щитах малопотужний, а подекуди його зовсім немає. Наприклад, в межах Східноєвропейської платформи є Балтійський і Український щити. Плита — це ділянка платформи, де фундамент, навпаки, занурений на глибину і всюди перекритий потужним осадовим чохлом (не плутайте з літосферними плитами) (мал. 18).

Мал. 18. Будова платформи

Мал. 19. Будова області складчастості

За геологічним віком розрізняють давні й молоді платформи. Давні (докембрійські) платформи утворилися в найдавніші геологічні часи — в архейську і протерозойську ери. Вік їхнього фундаменту 1,5—4 млрд років. Давні докембрійські платформи лежать в основі всіх материків: в Африці — Африкано-Аравійська, Північній Америці — Північноамериканська, Євразії — Східноєвропейська, Сибірська, Індостанська та ін. Молоді платформи сформувалися лише 500 млн років тому.

РОБОТА З КАРТОЮ

• 1. Назвіть давні (докембрійські) платформи, що лежать в основі Африки, Північної і Південної Америки, Євразії.
• 2. Області складчастості яких геологічних епох поширені в Євразії?
• 3. Назвіть острови Атлантичного океану, що лежать на межах літосферних плит.
• 4. Які процеси та явища виникають на межах літосферних плит? Поясніть, чому у межах Тихоокеанського вогняного кільця зосереджено 80 % усіх сучасних вулканів.

Мал. 20. Тектонічна карта

Між відносно стійкими ділянками земної кори розміщуються нестійкі зони — рухомі пояси. Вони порівняно вузькі (завширшки сотні кілометрів), але видовжені на тисячі кілометрів. Це ділянки глибинних розломів земної кори, в яких відбуваються активні тектонічні рухи. Земна кора там зазнає опускань, посилено нагромаджуються осадові відклади, діють вулкани і часто трапляються землетруси. Нині існує два величезні рухомі пояси — Тихоокеанський і Середземноморсько-Гімалайський.

Протягом мільйонів років в окремих місцях рухомого поясу опускання земної кори змінюється на її підняття. Це супроводжується зім’яттям пластів порід у складки. Виникає область складчастості — ділянка з численними прогинами й підняттями (мал. 19). У різні епохи горотворень виникли області байкальської, каледонської, герцинської, мезозойської і альпійської складчастості. Вони залишили свої сліди на різних материках.

На тектонічній карті показано межі літосферних плит (мал. 20). На них кольором виділено платформи і області складчастості. На карті добре видно, що ядрами сучасних материків є давні докембрійські платформи. Їх обрамляють молоді платформи та області складчастості, що утворилися в наступні ери. На карті штриховкою та значками позначені зони землетрусів і вулкани.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ

• Геологічна історія — це проміжок часу, протягом якого відбувався розвиток Землі як планети.
• Геохронологічна таблиця — це спеціальна шкала, що показує відтинки часу (ери, періоди), на які ділять геологічну історію Землі за певними етапами формування земної кори, рельєфу й розвитку організмів.
• Основними тектонічними структурами є платформи і рухомі пояси з областями складчастості.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

• 1. Як вчені встановили вік Землі?
• 2. Чому гірські породи називають свідками історії нашої планети? Про що вони можуть «розповісти»?
• 3. Що відображає геохронологічна таблиця?
• 4. Яка ера в історії розвитку Землі є найдавнішою, яка — найновішою?
• 5. Як називають відносно стійкі та рухомі ділянки земної кори?
• 6. Яку будову має платформа?
• 7. За якими ознаками на платформі розрізняють щити і плити?
• 8. Де на Землі виникають області складчастості?

ШУКАЙТЕ В ІНТЕРНЕТІ

Дізнайтеся, які основні геологічні події та події розвитку життя (типових організмів) відбувалися в юрський період мезозойської ери нашої планети.