Фанерозойский этап

Фанерозойский этап истории Земли продолжается 570 млн. лет. Он включает палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры.

Палеозойская эра. Палеозойская группа включает шесть систем: кембрийскую, ордовикскую, силурийскую, девонскую, каменноугольную и пермскую. Названия им даны в основном по имени местности, где они были впервые установлены, или племен, населявших эту местность. Так, кембрийская система названа по древнему имени полуострова Уэльса (Камбрия). Ордовик - название древнего племени, заселявшего Англию; силур - племени, жившего в Уэльсе. Девон получил свое название от графства Девоншир в Англии; пермь - от Пермского царства в России. Исключение составляет “каменноугольная система” (карбон). Названа она так потому, что ее отложения богаты каменным углем.

Соответственно, палеозойская эра подразделяется на кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды. Их общая продолжительность - 322 - 342 млн. лет. Кембрий, ордовик и силур относятся к раннему палеозою. Девон, карбон и пермь составляют поздний палеозой. В стратиграфической шкале им соответствуют нижний и верхний палеозой.

Р а н н и й п а л е о з о й.

Кембрийский период продолжался 65,0 - 85 млн лет (его нижний возрастной предел в последнее время предлагается опустить до 590 млн лет). К его началу протерозойские складчатые области были снивелированы процессами выветривания, эрозии и денудации. В начале палеозойской эры на материках Северного полушария существовали платформы, образовавшиеся в конце протерозоя. Это - Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Китайская и Южно-Китайская платформы. В Южном полушарии располагались Южно-Американская, Африканская, Индостанская, Австралийская и Восточно-Антарктическая платформы. В кембрии большая часть платформенных массивов погрузилась под уровень неглубоких морей. Отложившиеся на их дне осадки покрыли маломощным осадочным чехлом поверхность допалеозойского складчатого фундамента.

Тем самым было положено начало формированию древних плит. К ним относятся, например, Ленско-Енисейская плита Сибирской платформы, Миссисипская плита Северо-Американской пдатформы и др. На плитах начали формироваться антеклизы и синеклизы. Так, на Восточно-Европейской платформе в конце протерозоя - начале палеозоя была заложена крупная Московская синеклиза и Волго-Уральская антеклиза. На Сибирской платформе - очень крупная Тунгусская синеклиза.

В ордовикий период (67,0 млн лет) на материках Северного полушария проявилась трансгрессия моря. Гондвана на всем протяжении палеозойской эры оставалась в основном сушей.

Проявлением мощных горообразовательных движений ознаменовался силурийский период, продолжавшийся 30 млн лет. Эта складчатость получила название раннепалеозойской, или каледонской (Каледония - древнее название Шотландии). С нею связана существенная перестройка структуры земной коры на значительных участках суши. Возникли новые - каледонские складчатые области, или каледониды. Они представлены восточной полосой Аппалачских гор, Грампианскими, Норвежскими, Западно-Уральскими, частью Казахстанских гор, Западными Саянами, Северо-Тяньшанскими и другими горными сооружениями.

Предполагают, что в результате проявления каледонской складчатости произошло воссоединение Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ в один обширный Северо-Атлантический материк. А в азиатской части земного шара возник второй крупный материк - Ангарида.

П о з д н и й п а л е о з о й.

В начале девона, продолжавшегося 48,0 млн лет, следствием проявления каледонской складчатости явилась крупнейшая регрессия моря. На земном шаре в то время господствовала суша. Но в среднем девоне под уровень моря погрузились обширные участки Северо-Атлантического материка и Ангариды, и в частности, сформировалась Русская плита Восточно-Европейской платформы

В девоне большое развитие получил поверхностный магматизм. В каледонидах Шотландии, Казахстана и Северного Алтая на земную поверхность изливались базальтовые лавы, извергались значительные массы вулканического пепла.

Каменноугольный (74,0 млн. лет) и пермский (38,0 млн. лет) периоды характеризовались чередованием морских трансгрессий и регрессий. В это время проявилась новая - позднепалеозойская, или герцинская, складчатость. Возникшие с начала среднего карбона до конца перми складчатые сооружения получили название герцинских складчатых областей, или герцинид (Герциния - древнеримское название гор Гарца в Германии).

Герцинская складчатость - третья (после байкальской и каледонской) крупная складчатость в истории земного шара. Горообразование особенно интенсивно проявилось в Атлантическом, Средиземноморском и Урало-Монгольском регионах. Здесь возникли Скалистые, Аппалачские, Судетские, Рейнские, Астурийские, Польские, Восточно-Уральские, Центрально-Казахстанские, Алтайские, Южно-Тяньшанские, Индо-Китайские и другие горные сооружения. Они причленились к Северо-Атлантическому материку и Ангариде. В пределах Гондваны возникли Восточно-Австралийские горы.

В пермский период произошла наибольшая за всю палеозойскую эру регрессия моря. Согласно одной из версий, в Северном полушарии к древним и эпибайкальским платформам присоединились каледонские и герцинские складчатые области. В результате произошло объединение Северо-Атлантического материка и Ангариды в один колоссальный континентальный массив. Его назвали Лавразией (по реке Св. Лаврентий и Азии). Этот материк протянулся от Скалистых гор на западе до Верхоянского хребта на востоке. В структурном отношении он состоял из сочленения разнородных докембрийских, каледонских и герцинских складчатых систем.

На высоких герцинских горных сооружениях возникали ледниковые покровы. В позднем палеозое (400-240 млн. лет назад) мерзлота захватывала Южную и Центральную Африку, Бразилию, Южную Америку, Антарктиду, горные районы Индии, Австралии и Аравийского полуострова.

Расширился также и сверхматерик Южного полушария - Гондвана. К окраинным частям Южно-Американской, Африканской и Австралийской платформ причленились герцинские горно-складчатые сооружения.

Пермский период характеризуется проявлением активной магматической деятельности. В геосинклинальных областях происхоило внедрение в толщи горных пород крупных интрузий. На платформах по многочисленным трещинам и разломам на земную поверхность изливалась базальтовая магма. Это имело место, в частности, на Сибирской платформе, в пределах Тунгусской синеклизы.

О р г а н и ч е с к и й м и р п а л е о з о я. На рубеже протерозоя и палеозоя произошел огромный скачок в развитии органического мира Земли. В кембрийской фауне нет потомков позднепротерозойской фауны. В палеозойских морях продолжали существовать известные с археозоя и протерозоя бактерии и водоросли. Но уже в раннем палеозое впервые появилась в изобилии морская скелетная фауна, пришедшая на смену бесскелетной фауне конца позднего протерозоя. Начиная с этого времени, последовательно появлялись все известные ныне типы животных и растений (рис. 13, 15).

Кембрийские бассейны заселяли многочисленные беспозвоночные скелетные организмы (рис. 13). Среди них были археоциаты (ранний кембрий), напоминавшие по форме кубки и чаши с двойными стенками, древние родичи ракообразных - трилобиты, кораллы, примитивные морские звезды, брахиоподы, граптолиты, а также мшанки, моллюски и др. Впервые появились скелетные организмы.

В ордовикский период пышное развитие получили беспозвоночные. Главенствующую роль приобрели трилобиты. Наряду с ними развиваются первые головоногие моллюски со спиральной раковиной - наутилусы ("кораблики"). В конце ордовика появились первые рыбоподобные бесчелюстные позвоночные.

Силурийский период знаменуется появлением иглокожих - морских лилий и морских ежей. Одновременно в морях распространяются бесчелюстнын (панцирные) рыбы, первые представители которых жили еще в кембрии. В силуре появились рыбы с внутренним хрящевым скелетом.

В силуре из моря на сушу вышло первое живое существо - скорпион, а за ним - многоножки. На суше расцвели появившиеся в конце ордовика первые высшие растения - псилофиты (греч. "псилёс" - лысый, голый, "фитон" - растение). Они не имели ни корней, ни листьев; все функции организма выполнял стебель. Завоевание суши растениями произошло в конце силура и в начале девона.

В девоне процветал класс рыб. Наряду с панцирными рыбами (исчезнувшими в конце девона) впервые появились лучерерые, двоякодышащие и кистеперые рыбы, а также первые хрящевые акулы и скаты. Плавательный пузырь двоякодышащих и панцирных рыб приспособился поглощать кислород из воздуха. Вследствие этого он мог выполнять функцию дыхательного органа. И рыбы могли дышать как жабрами, так и при помощи плавательного пузыря.

С девона широко распространились аммоноидеи (гониатиды), двустворчатые и брюхоногие моллюски, колониальные и одиночные кораллы, крупные фораминиферы, морские лилии и др.

Озера девонского периода время от времени пересыхали. В поисках новых

водоемов кистеперые рыбы впервые вышли на сушу. Они, возможно, стали родоначальниками всех наземных позвоночных. Свое название кистеперые рыбы получили от того, что их плавники имеют вид кистей со срединной осью, покрытой чешуей. Они напоминают примитивные конечности. Кистеперые рыбы сохранились до наших дней. Один их вид - целакантус обнаружен у берегов Юго-Восточной Африки.

На сушу в девонский период вышли многие другие представители животных. Появились крупные скорпионы, стегоцефалы и первые бескрылые насекомые. В мире растений в конце девона псилофиты были вытеснены папоротниками (археоптерисами), хвощами и плаунами, голосеменными растениями.

Расцвет земноводных и насекомых приурочен к каменноугольному периоду. На суше появились первые хищные и травоядные пресмыкающиеся - рептилии. Широко распространились гигантские панцироголовые земноводные. Это были хвостатые четвероногие, с тяжелым массивным черепом. Они обитали вблизи воды в условиях влажного теплого климата.

В карбоне сушу завоевали громадные лесные массивы с гигантскими мощными деревьями. Они достигали 30-50 м в высоту и до 2 м в поперечнике. Наиболее характерными представителями карбоновых лесов были гигантские 15-30 -метровые плауновые. С ними соперничали высотою великаны из хвощевых - каламиты. В среднем карбоне появились кордаиты - папоротниковидные голосеменные.

Пермский период был благоприятным для обитания пресмыкающихся. Среди них были крупные хищники иностранцевии, растительноядные парейазавры и морские - мезозавры.

К концу палеозоя вымирают многие группы организмов - гониатиты, замковые брахиоподы, четырехлучевые кораллы, трилобиты, панцирные рыбы и др. Погибли леса папоротников и хвощей, Большинство споровых растений (плауновых, хвощевых) заменилось голосемянными.

П о л е з н ы е и с к о п а е м ы е п а л е о з о я. Палеозойские отложения содержат разнообразные полезные ископаемые. В частности, к магматическим породам приурочены месторождения платины, хромовой, титановой и других руд. А в контакте магмы с известняками образовались месторождения магнитного и красного железняка. Примером таких месторождений являются горы Магнитная, Высокая и Благодать на Урале.

В отложениях кембрийской системы содержатся месторождения каменной соли (Усолье близ Иркутска; Соляной хребет на севере Пакистана), нефти (Восточная Сибирь), фосфоритов (хребет Каратау на полуострове Мангышлак в Казахстане). Для ордовика характерны горючие сланцы, образовавшиеся из сине-зеленых водорослей (Эстония, Ленинградская область), нефть и газ (Сибирская платформа), каменная соль, гипс, фосфориты (бассейн Днестра). В силуриский период образовались месторождения самородного золота, железных, поллиметаллических и других руд, каменной соли и гипса.

Химические осадки - соли и гипс образовались в девонских лагунах и озерах. С осадками девона связаны также месторождения угля (Кузнецкий бассейн, Тиманский кряж, остров Медвежий), нефти и газа - в России (Республика Коми, Урало-Поволжье), Белоруссии, Украине, в США (Пенсильвания), а также бокситов (восточный склон Урала) и других полезных ископаемых. В каменноугольный период проявилось самое мощное в истории Земли угленакопление. Отмирающие части растений падали на дно водоемов. При недостаточном для полного разложения доступе кислорода, под действием бактерий и грибков с течением времени они превращались в торф – исходный материал для образования ископаемых углей. Известные месторождения каменного угля находятся в России (Подмосковный, Печорский, Таймырский, Камский бассейны) и Казахстане (Карагандинский, Экибастузский бассейны), на Украине (Донецкий бассейн), а также в Западной Европе (Англия, Франция, Бельгия) и США (Аппалачи).

Отложения каменноугольной системы содержат крупные месторождения нефти и газа (Урало-Поволжье), бурых железняков (Липецкая, Тульская и Московская области), бокситов (Ленинградская область), нефелина и апатита (Кольский полуостров), киновари и антимонита (Украина). В пермский период широко распространились континентальные условия. Это было время великого соленакопления. В России крупным месторождением калийных солей является Соликамское (Пермская область), месторождением каменной соли - Соль-Илецкое (Оренбургская область). Месторождения углей пермского возраста расположены в Кузнецком и Тунгусском бассейнах. Обнаружены они и в Антарктиде. Пермские базальтовые излияния содержат никелевые руды (Норильск).