Metodika prepodavaniya astronomii| << Predydushaya |
Evolyuciya Zemli
(dlya dopolnitel'nogo chteniya)
Formirovanie planety Zemlya i dal'neishaya ee evolyuciya, osobenno nachal'nye etapy, tesno svyazany so specificheskimi harakteristikami nachal'nogo protoplanetnogo sgustka, opredelivshimi dvizhenie i posledovatel'noe ob'edinenie chastic v dve massivnye planetezimali pra-Zemlyu i pra-Lunu.
Po mneniyu mnogih uchenyh, pra-Zemlya i pra-Luna sformirovalis' pochti odnovremenno iz odnogo roya melkih sgustkov veshestva - "promezhutochnyh tel", melkih planetezimalei, vrashavshihsya na rasstoyanii 0,5-0,9 a. e. ot Solnca. Po mneniyu drugih uchenyh, pra-Luna byla zahvachena siloi tyagoteniya bolee massivnoi planetezimali pra-Zemli na pozdnih stadiyah ee formirovaniya. Tret'ya gipoteza ob'yasnyaet vozniknovenie Luny rezul'tatom stolknoveniem pra-Zemli s krupnoi planetezimal'yu (ili neskol'kimi melkimi planetezimalyami) massoi okolo 0,1MÅ , vyzvavshego vybros veshestva pra-Zemli na okolozemnuyu orbitu, akkumulirovavshegosya zatem v sputnik nashei planety.
Vremya akkumulyacii Zemli sostavilo okolo 300-400 millionov let i okonchatel'no zavershilos' 5,1 ± 0,1 mlrd. let nazad.
Po zaversheniyu akkumulyacii Zemli temperatura na ee poverhnosti prevyshala 8000S, na glubine 50 km byla vyshe temperatury plavleniya zheleza, v centre planety sostavlyala 10000-15000 K. Period vrasheniya Zemli vokrug osi - sutki - sostavlyal vsego 6 chasov.
Razogrev nedr pra-Zemli proishodil za schet szhatiya veshestva pod davleniem vyshelezhashih sloev, raspada radioaktivnyh elementov i bombardirovki poverhnosti melkimi planetezimalyami. Za 100 millionov let na poverhnost' Zemli vypalo do 3× 1022 kg veshestva, v tom chisle do 6× 1019 kg letuchih veshestv (voda, organika i razlichnye gazy). Pri stolknovenii s Zemlei oni razrushalis', vzryvayas' - proishodil nagrev, degidraciya i degazaciya, "peremeshivanie" veshestva pra-Zemli, sglazhivanie himicheskih neodnorodnostei. Molodaya formiruyushayasya Luna nahodilas' na rasstoyanii neskol'kih desyatkov tysyach kilometrov ot Zemli. Moshnye prilivnye sily tormozili vrashenie i razogrevali nedra Zemli i Luny.
Etot etap evolyucii Zemli nazyvayut "dogeologicheskim".
Shla krupnomasshtabnaya differenciaciya veshestva: eshe do zaversheniya akkumulyacii planety "tonuvshie" tyazhelye elementy i ih soedineniya obrazovali pervichnoe yadro i mantiyu, a "vsplyvshie" legkie elementy i ih soedineniya obrazovali tonkuyu pervichnuyu koru, sostoyavshuyu kak u vseh planet zemnoi gruppy, iz vulkanicheskih bazal'tov, perekrytyh sverhu tolshei otlozhenii, rodstvennyh po sostavu kamennym meteoritam. Drevneishie kamennye porody Zemli imeyut vozrast 3,96 mlrd. let. Pod deistviem vysokih temperatur i davlenii bazal'ty metamorfizirovalis', pereplavlyalis', obogashalis' kremnezemom i preobrazovyvalis' v granitno-gneisovye porody.
Vtoroi etap razvitiya Zemli - ot obrazovaniya kory do obrazovaniya gidrosfery - nazyvaetsya "lunnym".
Na rannih etapah razvitiya Zemli kora kontinentov formirovalas' pod neposredstvennym vliyaniem voshodyashih potokov iz mantii, vokrug pervonachal'no sformirovavshihsya, slozhennyh serymi gneisami prakontinental'nyh yader, stavshih osnovnymi chastyami sovremennyh kontinentov.
Process differenciacii nedr Zemli rastyanulsya na milliardy let i ne zakonchilsya do sih por. V raznyh raionah on shel s raznoi, peremennoi skorost'yu, chto privelo k obrazovaniyu i dvizheniyu materikov i okeanskih vpadin. Tektonicheskaya deyatel'nost' - pod'em i opuskaniya bol'shih uchastkov poverhnosti, gorizontal'nye dvizheniya otdel'nyh plit, zemletryaseniya ne prekratilis' v nashe vremya. Legkie rasplavy veshestv v vide magmy prodolzhayut podnimat'sya iz mantii v litosferu i pri izverzheniyah vulkanov chastichno proryvayutsya naruzhu.
Tabl. 3
|
Galakticheskie |
Prodolzhitel'nost', mln. let |
Vozrastnye granicy |
Etapy geologicheskoi evolyucii, mlrd. let |
Etapy razvitiya biosfery: |
||||
|
Gody |
Sezony |
-ot vozniknoveniya Zemli |
-ot nastoyashego vremeni |
Eony: |
Ery: |
Periody: |
||
|
1 |
zima-vesna |
100 |
100 |
4 600 |
Dogeologicheskii: |
Azoiskii |
Ne vydeleny |
Ne vydeleny |
|
2 |
leto-osen' |
500 |
600 |
4 500 |
Lunnyi: |
("bezzhiznennyi") |
Ne vydeleny |
Ne vydeleny |
|
3 |
zima-vesna zima-vesna leto-osen' zima -osen' |
250 |
850 |
3 750 |
Katarheiskii: |
Kriptozoi Fanerozoi |
Arheiskaya |
Isuanskii |
|
21 |
zima |
40-45 |
4 330 |
230-235 |
Mezozoisko- |
Fanerozoi |
Mezozoiskaya |
Triasovyi |
Stroenie poverhnosti Zemli, kak i drugih planet zemnoi gruppy, opredelyaetsya endogennymi (tektonika global'nyh materikovyh plit) i ekzogennymi processami (atmosfernymi, gidrosfernymi, lednikovymi i t. d.).Teoriya razvitiya rannei litosfery Zemli v ochagovyh strukturah vblizi ekvatora horosho soglasuetsya s dannymi o vnutrennem stroenii planet zemnoi gruppy. Na Venere, Marse i krupneishih planetoidah vulkanicheskie struktury i proyavleniya tektonicheskoi aktivnosti takzhe tyagoteyut k ekvatorial'nym oblastyam.
Pervichnaya atmosfera Zemli sostoyala v znachitel'noi mere iz vodoroda N2, vhodivshego ranee v sostav protoplanetnoi tumannosti i vydelyavshegosya pri degazacii zemnyh nedr. Atmosfera byla gorazdo plotnee sovremennoi i moshnyi parnikovyi effekt usilival razogrev poverhnosti planety.
Vysokaya temperatura atmosfery i, veroyatno, intensivnye udarnye bombardirovki privela k izmeneniyu ee sostava. Na rubezhe 4,0-3,9 mlrd. let nazad bol'shaya chast' vodoroda uletuchilas' v kosmos ili voshla v sostav zemnyh gornyh porod. Uhod vodoroda snizil davlenie v atmosfere, na poverhnosti i v nedrah planety, umen'shil deistvie parnikovogo effekta. Atmosfera Zemli stala sostoyat' iz smesi gazov SO2, SO, N2, NN3, SN4, N2O i drugih; kislorod v nei prakticheski otsutstvoval. Na izmenenie sostava atmosfery vliyal pritok gazov, vydelyavshihsya iz mantii. K etomu vremeni zakonchilsya period intensivnoi udarnoi bombardirovki Zemli: kolichestvo vypadavshego na ee poverhnost' kosmicheskogo veshestva snizilos' do 108 kg/god. Luna postepenno udalyalas' ot Zemli, slabelo deistvie prilivnyh sil, razogrevavshih nedra Zemli i tormozivshih ee vrashenie. Zemlya ostyvala. Pri snizhenii temperatury poverhnosti Zemli nizhe 1500S v rezul'tate kondensacii vodyanyh parov voznikali pervye otkrytye vodnye basseiny.
Zhizn' na Zemle poyavilas', veroyatno, v nachale "lunnogo" etapa razvitiya planety, okolo 4,5-4,0 mlrd. let nazad. Geterotrofnye mikroorganizmy ispol'zovali dlya svoego pitaniya organicheskie veshestva, soderzhavshiesya v poverhnostnom sloem regolita, obrazovavshegosya pod deistvie solnechnogo izlucheniya, temperaturnyh kolebanii, vetrov, dozhdei i meteoritnoi bombardirovki
3,85 mlrd. let nazad na Zemle voznikli pervye fotoavtotrofnye mikroorganizmy – predki odnokletochnyh sine-zelenyh vodoroslei (cianobakterii).
Slozhnoe vzaimodeistvie anaerobnyh mikroorganizmov so sloem poverhnostnogo regolita, priveli k obrazovaniyu 3,8-3,5 mlrd. let nazad sloya obogashennyh organicheskimi veshestvami "predpochv".
3,8 mlrd. let nazad zavershilos' razdelenie nedr Zemli na yadro i mantiyu, osnovnye harakteristiki i svoistva kotoryh stali sravnimymi s sovremennymi.
Okolo 3,8-3,5 mlrd. let nazad v litosfere nachalos' himicheskoe preobrazovanie (vyplavlenie) granitov.
K nachalu arheya, 3,75 mlrd. let nazad, na poverhnosti Zemli obrazovalis' protookeanskie vpadiny i ob'edinennye v "arhipelag" Arheogei protomateriki. Za schet kondensacii vodyanyh parov iz atmosfery i vydeleniya vody iz porod mantii (v ob'eme 0,3 km3 v god) sformirovalas' gidrosfera Zemli. V ee vodah byli v bol'shom kolichestve rastvoreny produkty vulkanicheskoi deyatel'nosti: pary sernoi, solyanoi i ftoristoi kislot, uglekislyi gaz i kremnezem.
V seredine arheiskoi ery Arheogeya "raspolzlas'" na otdel'nye materiki. V rezul'tate himicheskih reakcii vody okeanov neitralizovalis' i predstavlyali soboi hloridnyi rastvor s primes'yu sul'fatov (solenost' 1 %); k koncu ery okeany stali karbonatno-hloridnymi, v nih nakaplivalis' karbonatnye porody (izvestnyaki), svyazavshie v sebe ogromnoe kolichestvo atmosfernogo uglekislogo gaza, soedinenii marganca i zheleza.
"Katarheiskii" etap evolyucii Zemli svyazan s obrazovaniem pervichnoi kontinental'noi litosfery i yadra budushih materikov; v krupnyh progibah - protogeosinklinalyah nakaplivalis' osadochnye i vulkanicheskie porody.
V rezul'tate obrazovaniya vnutrennego yadra Zemli okolo 3 mlrd. let nazad rezko vozrosla moshnost' teplovyh potokov iz nedr i, kak sledstvie, aktivnost' tektonicheskih i vulkanicheskih processov. 80 % porod arheya imeyut vulkanicheskoe proishozhdenie. Po sistemam razlomov mezhdu raspolzavshimisya v raznye storony kontinentami voznikli pervye riftovye struktury, v kotoryh formirovalis' metamorfizirovannye gornye porody - gneisy i kristallicheskie slancy. V hode pereplavki i zamesheniya odnih himicheskih soedinenii drugimi kora materikov priobrela blizkii k sovremennomu himicheskii sostav. Razmery i tolshina kontinentov zametno uvelichilis'. Tysyachi deistvovavshih vulkanov vybrasyvali v atmosferu ogromnoe kolichestvo razlichnyh gazov (SO2, SO, NH3, H2S, SO2), vodyanogo para, pyli i legkih himicheskih soedinenii. Davlenie vozduha u poverhnosti Zemli sostavlyalo ne menee 2-3 atmosfer pri temperature ot 700S do 1000S.
V konce arheiskoi ery obrazovalsya novyi supermaterik Progeya, prosushestvovavshii neskol'ko soten millionov let.
Na protyazhenie vsego arheya v moryah i okeanah obrazovalis' tolshi karbonatnyh porod, v sostav kotoryh voshlo znachitel'noe kolichestvo uglekislogo gaza iz atmosfery, i nachalo proterozoiskoi ery, 2,6-2,5 mlrd. let nazad plotnost' atmosfery snizilas', temperatura upala do 50-700S. Proizoshlo pervoe moshnoe poholodanie, soprovozhdavsheesya obshirnym oledeneniem materikov v polyarnyh shirotah. Eto sovpalo po vremeni s raspadom Progei i obrazovaniem zarodyshei nekotoryh sovremennyh okeanov i krupneishih riftovyh struktur. Solenost' okeanskih vod dostigla 2-3%, sostav gidrosfery stal pohozh na sovremennyi.
Okolo 2,5 mlrd. let nazad sine-zelenye vodorosli i drugie mikroorganizmy "izobreli" fotosintez, obespechivayushii preimushestvo v bor'be za sushestvovanie i bolee vysokuyu organizaciyu zhivoi materii. K nachalu proterozoya zhizn' stala ekzogennym faktorom planetarnogo masshtaba. Postepenno, na protyazhenie desyatkov i soten millionov let, zhizn' stala okazyvat' vse bolee moshnoe vliyanie na stroenie, himicheskii sostav, temperaturu i drugie harakteristiki litosfery, gidrosfery i atmosfery. Fotosintez privel k polnomu unichtozheniyu prezhnego geterotrofnogo organicheskogo mira, ispol'zovavshego dlya pitaniya gotovye organicheskie veshestva, i zamene ego novym, avtotrofnym, osnovannym na dyhanii v okislitel'nyh usloviyah i razdeleniyu organicheskogo mira na rasteniya i zhivotnye.
Rannii proterozoi nazyvayut etapom obrazovaniya fundamentov drevnih platform, pervyh sistem geosinklinal'nyh progibov i obshirnyh uchastkov materikovoi kory, ob'edinivshihsya 1,8-1,7 mlrd. let nazad v gigantskii materik - Megageyu. Proobrazom Tihogo okeana stal okean Pantallas, v vodah kotorogo pri temperature 450-550S procvetala zhizn'. Sine-zelenye vodorosli obrazovali zalezhi drevneishih stromatolitovyh izvestnyakov i k koncu ery nakopleniya karbonatnyh porod sravnyalis' v ob'eme s obrazovaniem porod vulkanicheskih.
Okolo 1,8-1,7 mlrd. let nazad poyavilis' pervye mnogokletochnye sushestva.
...Usilenie tektonicheskih i vulkanicheskih processov po okrainam budushih materikov priveli k raspadu Megagei. Pozdnii proterozoi ne zrya nazyvayut geosinklinal'no-platformennym etapom evolyucii Zemli: v etu epohu proizoshlo obosoblenie drevnih platform i vozniknovenie vseh geosinklinal'nyh poyasov fanerozoya. Nachalas' global'naya perestroika litosfery Zemli, svyazannaya s izmeneniem ee sostava i struktury s prevrasheniem kory okeanicheskogo tipa v koru materikovogo tipa. Vysokaya aktivnost' mantiinyh plyumov privela k massovym izliyaniyam magmy iz glubin mantii v zemnuyu koru. V rezul'tate pereplavki osadochnyh porod voznikli tolshi anortozitov, sienitov, granitov, sformirovalis' bogateishie mestorozhdeniya metallov: 66 % mirovyh zapasov zheleznyh rud, 50 % zapasov marganca, medi, urana, titana, mnogochislennye mestorozhdeniya hroma, nikelya, kobal'ta, svinca, cinka, serebra i zolota.
700 millionov let nazad nachalos' novoe ob'edinenie kontinentov: Severo-Amerikanskogo, Zapadno-Evropeiskogo, Avstraliiskogo i Sibirskogo v Severnom polusharii i Yuzhno-Amerikanskogo, Afrikanskogo, Antarkticheskogo i Indostanskogo v Yuzhnom polusharii. Obrazovavshiisya sverhkontinent Paleogeya vskore raspalsya na 2 ogromnye chasti - Paleolavraziyu i Paleogondvanu, razdelennyh okeanom Paleotetis. Paleolavraziya prodolzhala raspadat'sya, narushilos' edinstvo Yuzhno-Amerikanskogo, Afrikanskogo i Indo-Arkticheskogo kontinentov; mezhdu Severo-Amerikanskim i Evropeiskim kontinentami voznik okean Yapetus.
Klimat rifeya (1,6-0,68 mlrd. let nazad) byl namnogo teplee sovremennogo, srednegodovye temperatury sostavlyali 330S–450S.
Vend (0,7-0,57 mlrd. let nazad) stal vremenem burnogo razvitiya besskeletnyh mnogokletochnyh organizmov: izvestno do 100 vidov zhivyh sushestv - kishechnopolostnyh, kol'chatyh chervei, chlenistonogih i pervyh iglokozhih. V konce venda sokrashenie koncentracii SO2 v atmosfere vkupe s drugimi, ne izvestnymi do konca, prichinami (v ih chisle nazyvayut stolknovenie Zemli s neskol'kimi krupnymi asteroidami i kometami i t.d.) priveli k sil'nomu poholodaniyu s obrazovaniem polyarnyh shapok, obledeneniem kontinentov i pervym massovym vymiraniem teplolyubivyh organizmov (do 80 % vidov).
|
|
|
Ris. 15. Evolyuciya
atmosfery Zemli: |
V nachale paleozoiskoi ery, 0,5 mlrd. let nazad, soderzhanie uglekislogo gaza v atmosfere v 15-20 raz prevyshalo sovremennoe znachenie, parnikovyi effekt uvelichival srednegodovye temperatury, po sravneniyu s sovremennymi, v 2,5 raza. Teplyi myagko-zonal'nyi klimat sposobstvoval shirokomu rasprostraneniyu raznoobraznyh fotosinteziruyushih vodoroslei. Zhiznedeyatel'nost' fotosinteziruyushih organizmov privela k sushestvennomu izmeneniyu sostava atmosfery - povysheniyu koncentracii svobodnogo kisloroda do 1 % i obrazovaniyu ozonovogo sloya, zashishavshego zhivye sushestva ot ul'trafioletovogo izlucheniya Solnca i pozvolivshego im zaselit' vnachale melkovodnye pribrezhnye uchastki morei, a zatem i sushu.
Proizoshel svoeobraznyi "vzryv zhizni", vyrazivshiisya v raznoobraznoi i bystroi evolyucii organicheskogo mira - ot 2000 vidov v kembrii do 15000 vidov v silure; do konca paleozoiskoi ery voznikli pochti vse osnovnye vetvi rastenii i zhivotnyh. 50 % vidov zhivotnyh, naselyavshih okeany i morya paleozoya, byli chlenistonogie trilobity; shiroko rasprostranilis' korally, iglokozhie, razlichnye mollyuski. Poyavilis' pervye pozvonochnye: primitivnye ryby, v ordovike - pervye hryashevye ryby (akuly), v nachale silura - pancirnye ryby.
Geograficheskaya karta Zemli znachitel'no otlichalas' ot privychnoi: Severnyi polyus nahodilsya v raione sovremennogo Tihogo okeana (u ekvatora), Yuzhnyi polyus u sovremennogo poberezh'ya Zapadnoi Afriki; ekvator byl sootvetstvenno smeshen na 900 i sovpadal s 90-m i 270-m meridianami. Svyshe 330 millionov let nazad v Yuzhnom polusharii gromozdilsya obshirnyi superkontinent Gondvana, otdelennyi Paleoatlanticheskim i Paleoaziatskim okeanami ot gruppy severnyh materikov, v osnovanii kotoryh lezhali Severo-Amerikanskaya i Vostochno-Sibirskaya platformy. V epohu "baikal'skoi skladchatosti" sformirovalis' gory Baikala, Vostochnogo Sayana, raiony Skandinavii, Indostana, Aravii i Yuzhnoi Afriki.
V techenie vsego rannego paleozoya zemnaya kora byla ohvachena tektonicheskimi processami, dostigshimi naibol'shei sily v konce siluriiskogo perioda.
V kembrii i nachale ordovika preobladali processy opuskaniya blokov kory. Pogruzhenie ispytali ne tol'ko uchastki geosinklinal'nyh oblastei, no i platformy severnogo polushariya, morya zatopili obshirnye territorii. Vozrosshaya aktivnost' mantiinyh plyumov usilila vulkanicheskaya deyatel'nost', vyzvavshuyu obrazovanie mnogochislennyh ostrovov. Severnye kontinenty postepenno sblizhalis', poka okeany mezhdu nimi ne slilis' v edinyi shirokii okean Paleotetis, soedinyavshiisya na vostoke s Ural'skim okeanom, na dne kotorogo sformirovalas' moshnaya sistema sredinno-okeanskih hrebtov i riftov.
V silure opuskanie materikov smenilos' ih pod'emom, usililsya nazemnyi vulkanizm, v geosinklinal'nyh oblastyah vyrosli gory. V rezul'tate goroobrazovatel'nyh processov na baze Severo-Amerikanskoi i Vostochno-Evropeiskoi platform voznik edinyi Severo-Atlanticheskii materik, a materik Angarida na baze Sibirskoi platformy znachitel'no uvelichilsya v razmerah. V konce perioda zavershenie "rannekaledonskoi skladchatosti" privelo k obrazovaniyu gor Britanii, Skandinavii, Grenlandii, Appalachei, Altaya, Sayan i Severnogo Tyan'-Shanya; global'noe poholodanie i lednikovyi period zatyanulis' na 30 millionov let.
Vplot' do konca silura susha po vidu napominala sovremennye kamennye i peschanye pustyni. 400 millionov let nazad na poverhnosti kontinentov v rezul'tate deyatel'nosti mikroorganizmov, sushestvovavshih za schet razrusheniya gornyh porod i obrazovaniya glin, nachalis' normal'nye pochvoobrazuyushie processy, privedshie k obrazovaniyu "pedosfery" - "sfery pochv" - svyazuyushego zvena, obespechivayushego ustoichivoe sushestvovanie i razvitie biosfery sushi v ee vzaimodeistvii s kosmosom. V 1 tonne pochvy prozhivaet do 25 mlrd. mikroorganizmov. Process nazemnogo vyvetrivaniya iz fiziko-himicheskogo stal v znachitel'noi mere biohimicheskim. Rasteniya-psilofity (veroyatno, potomki buryh vodoroslei) nachali zaselenie sushi, k nim prisoedinilis' chlenistonogie.
Global'nye tektonicheskie processy pozdnego paleozoya prohodili pochti v toi zhe posledovatel'nosti, chto i v nachale ery.
V rannem devone kora na mnogih uchastkah severnyh platform Zemli ispytala moshnye podnyatiya. Seredina devona i karbon (kamennougol'nyi period) stali vremenem progibaniya i opuskaniya drevnih platform Severnogo polushariya, smenivshegosya k koncu permskogo perioda postepennym pod'emom s posleduyushim polnym osusheniem i formirovaniem moshnyh skladchatyh gornyh cepei Atlanticheskogo, Uralo-Mongol'skogo i Arkticheskogo poyasov, prevrativshihsya k koncu paleozoiskoi ery v samostoyatel'nye molodye platformy. "Spaivanie" gorno-skladchatyh sistem Severo-Amerikanskoi, Vostochno-Evropeiskoi, Kitaiskoi i Sibirskoi platform privelo k obrazovaniyu sverhmaterika Lavraziya. Ochertaniya morei i sushi v Severnom polusharii sil'no izmenilis', no sverhmaterik Gondvana v Yuzhnom polusharii ostavalsya neizmennym. Ekvator Zemli prohodil po severu sovremennoi Grenlandii (800 severnoi shiroty), Yuzhnyi polyus nahodilsya u zapadnyh beregov Yuzhnoi Afriki (180-200 yuzhnoi shiroty).
Koncentraciya svobodnogo kisloroda v atmosfere nepreryvno narastala v rezul'tate shirokogo rasprostraneniya i neobychaino vysokoi skorosti evolyucii rastenii: vse vazhneishie gruppy vysshih rastenii, sushestvuyushie v nastoyashee vremya, sformirovalis' okolo 350 mln. let nazad v techenie 20-25 millionov let. K chlenistonogim i nasekomym obitatelyam sushi v seredine devona prisoedinilis' pozvonochnye - amfibii, k seredine karbona poyavilis' krupnye suhoputnye presmykayushie (zveroyashery). K koncu karbona sformirovalis' vse elementy sovremennoi biosfery, stavshei odnim iz vazhneishih geologicheskih faktorov razrusheniya, perenosa i otlozheniya gornyh porod.
Srednegodovye temperatury devona sostavlyali 240-260S (do 280S). Koncentraciya SO2 v atmosfere sil'no kolebalas': to povyshalas' v nachale karbona do kembriiskih znachenii, to umen'shalas' v konce perioda v 4 raza. Soderzhanie svobodnogo kisloroda postepenno uvelichivalos'. V srednem karbone proizoshlo sil'noe poholodanie, soprovozhdavsheesya oledeneniem kontinentov: 5 lednikovyh epoh prodolzhitel'nost'yu 50 mln. let, zatem v Severnom polusharii ustanovilsya sravnitel'no teplyi i vlazhnyi klimat.
Zaselenie rasteniyami vodorazdel'nyh prostranstv privelo v karbone k obrazovaniyu pochvennoi obolochki planety, vazhnoe znachenie priobrel slozhnyi biologicheskii obmen veshestv vne gidrosfery. Voznikla geograficheskaya zonal'nost' na materikah, stali formirovat'sya landshafty. Okislitel'nuyu stadiyu razvitiya biogennyh landshaftov (srednii rifei-silur) smenila okislitel'no-vosstanovitel'naya stadiya, prodolzhayushayasya ponyne. V devone obrazovalis' i poluchili razvitie pervye lesnye bolota; v karbone massy razlagayushihsya rastenii priveli k okisleniyu pochvennyh rastvorov i formirovaniyu moshnyh mestorozhdenii boksitov i zheleznyh rud (Kazahstan; g. Magnitnaya, g. Blagodat' na Urale). Pochti vse mirovye zapasy uglya i do 50 % mirovyh zapasov nefti i gaza obrazovalis' v pozdnem paleozoe; tot zhe vozrast imeyut mestorozhdeniya soli Solikamska, apatitov Hibin i t.d.
Konec paleozoiskoi ery (251 mln. let nazad) oznamenovalsya massovym vymiraniem zhivyh organizmov: 85% suhoputnyh i morskih vidov, v t.ch. do 70% pozvonochnyh v usloviyah rezkogo povysheniya koncentracii SO2 (do 7,5%) pri odnovremennom snizhenii koncentracii kisloroda. Prichiny etih yavlenii do konca ne yasny; ryad uchenyh predpolagaet, chto Zemlya stolknulas' s asteroidom razmerami 6-12 km.
Etap formirovaniya fundamentov molodyh platform - process obrazovaniya materikovoi kory za schet kory okeanicheskoi - byl poslednim po vremeni etapom razvitiya Zemli i prodolzhaetsya v techenie dvuh er - mezozoiskoi i kainozoiskoi. On privel k vozniknoveniyu skladchatogo osnovaniya vseh molodyh platform, znachitel'nomu uvelicheniyu ploshadi materikovoi kory i formirovaniyu sovremennogo rel'efa planety Zemlya. Na protyazhenii poslednih soten millionov let postoyanno uvelichivalsya ob'em litosfery i verhnei mantii; posle kazhdogo ocherednogo drobleniya kory uvelichivalis' razmery ustoichivyh plit, a kolichestvo, ploshad' i skorost' razvitiya geosinklinal'nyh poyasov umen'shalis' vmeste s uslozhneniem ih stroeniya. V nastoyashee vremya razvivayutsya lish' geosinklinal'nye oblasti v predelah Tihookeanskogo i Sredizemnomorskogo poyasov.
V nachale mezozoiskoi ery vpadinu mezhdu kontinentami Lavraziya i Gondvana na meste Paleotetisa zapolnyali melkie morya. V zonah Sredizemnomorskogo, Uralo-Mongol'skogo, Severo-Atlanticheskogo, Tihookeanskogo geosinklinal'nyh poyasov razvivalis' molodye platformy, proishodili slozhnye dvizheniya uchastkov zemnoi kory, moshnye izliyaniya magmy s nakopleniem vulkanicheskih porod, uslozhnyalas' tektonicheskaya struktura. Na Zemle byl lish' odin bol'shoi okean - Paleotihii. Zharkii zasushlivyi klimat triasa privel k shirokomu rasprostraneniyu pustyn', rastitel'nyi pokrov pochti ischez s obshirnyh prostranstv sushi.
Na rubezhe triasovogo i yurskogo periodov (214 mln. let nazad) proizoshlo stolknovenie Zemli s massivnym kosmicheskim telom, razrushivshimsya na zaklyuchitel'nom uchastke traektorii poleta ili, chto menee veroyatno, neskol'kimi asteroidami ili kometami men'shei massy. Obrazovalos' 5 kraterov; krupneishii iz nih, Manikuagan, imeet diametr okolo 100 km. Rezul'tatom stali znachitel'nye klimaticheskie izmeneniya, soprovozhdavshiesya massovym vymiraniem predstavitelei zhivogo mira.
V yurskom periode krupnye uchastki territorii Lavrazii ispytali opuskanie i byli zatopleny morem. Melkie morya mezhdu Lavraziei i Gondvanoi slilis' v okean Tetis. Gondvana stala raspadat'sya na chasti, mezh kotorymi prolegli glubokie vpadiny budushih Indiiskogo i Atlanticheskogo okeanov. Vysokaya aktivnost' mantiinyh plyumov i ogromnye i glubokie treshiny-raskoly kory priveli k grandioznym izliyaniyam magmy osnovnogo sostava: tolshina lavovogo sloya v Yuzhnoi Amerike dostigala mestami 600 m, koncentraciya uglekislogo gaza v atmosfere vozrosla v 4-5 raz (pri izliyanii 106 km3 lavy v atmosferu vydelyaetsya 1014 tonn uglekislogo gaza i pochti stol'ko zhe metana). Deistvie parnikovogo effekta usililos'.
Klimat smyagchilsya. Temperatura vody v okeanah sostavlyala 210-280S, na sushe prevyshala sovremennuyu na 100-150S. Posle global'nogo vymiraniya bol'shinstva paleozoiskih organizmov na rubezhe mezozoiskoi ery nachalos' burnoe razvitie novyh grupp rastenii (hvoinyh, paporotnikov) i zhivotnyh (kostistyh ryb, reptilii i t. d.). Mezozoiskuyu eru nazyvayut "vekom dinozavrov": pervye iz nih voznikli, veroyatno, na territorii Gobi v Central'noi Azii i vskore rasselilis' po vsemu miru. V yurskom periode v moryah procvetali golovonogie i plastinchatozhabernye mollyuski, na sushe - golosemennye rasteniya, dinozavry zavoevali sushu i vozduh, poyavilis' pervye pticy. V konce triasovogo perioda na Zemle poyavilis' pervye mlekopitayushie.
...Samye krupnye opuskaniya sushi proizoshli v konce mezozoiskoi ery, v melovom periode. Okean Tetis dostig naibol'shih razmerov, ploshad' sushi na Zemle sokratilas' do minimal'nyh razmerov za vsyu ee istoriyu. Okonchatel'no raspalas' Lavraziya - na Severnuyu Ameriku i Evraziyu; Gondvana raspalas' na Avstraliyu s Antarktidoi, Afriku i Yuzhnuyu Ameriku. Sformirovalas' slozhnaya struktura vostochnoi i central'noi chastei Severno-Ledovitogo okeana. Goroobrazovatel'nye processy shli na Chukotke, v Krymu, Gimalayah, Tibete, Yugo-Vostochnom Pamire i Kordil'erah. Za schet vysokoi aktivnosti mantiinyh plyumov tolshina sloya izlivshihsya lav v otdel'nyh mestah (Indii, Grenlandii i dr.) dostigala 2000 m! Klimat melovogo perioda ispytyval rezkie kolebaniya - ot sil'nyh poholodanii do global'nyh poteplenii. Gospodstvuyushee polozhenie sredi rastenii zanyali naibolee vysokoorganizovannye pokrytosemennye rasteniya. Ustanovilis' bolee tesnye svyazi mezhdu avtotrofami i geterotrofami, rastitel'nost' stala opredelyat' razvitie zhivotnyh. V moryah i okeanah nevidannoe ranee razvitie melkih bespozvonochnyh - planktona - uvelichilo skorost' svyazyvaniya organizmami uglekislogo gaza atmosfery i gidrosfery v karbonatnye porody, umen'shiv ego soderzhanie v atmosfere.
Mezozoiskie otlozheniya ochen' bogaty goryuchimi poleznymi iskopaemymi, osobenno uglem (mestorozhdeniya bliz Chelyabinska, Irkutska, Kansko-Achinska v Rossii, zalezhi v SShA, Kanade i Kitae), neft'yu i gazom (mestorozhdeniya Zapadnoi Sibiri, Srednei Azii i Blizhnego Vostoka (Saudovskoi Aravii, Kuveita, Iraka) i t. d.) - do 50% mirovyh zapasov; metallov - olova, vol'frama, zolota; almazov (Yakutiya, Yuzhnaya Afrika); fosforitov i mela.
V konce melovogo perioda, okolo 65 mln. let nazad, proizoshlo ocherednoe (do 25%) massovoe global'noe vymiranie bol'shinstva vidov nazemnyh i morskih organizmov, prichinoi kotorogo bol'shinstvo uchenyh schitaet stolknovenie Zemli s asteroidom razmerami 1,4´ 4 km (paleokrater Hiksulub na poluostrove Yukatan). V rezul'tate vzryva moshnost'yu okolo 108 Mt trotilovogo ekvivalenta v stratosferu bylo vybrosheno okolo 1016 kg pyli; vysota volny cunami prevyshala 50 m na rasstoyanii soten kilometrov ot morya.
Kainozoiskaya era nachalas' 67 millionov let nazad i prodolzhaetsya ponyne. K ee nachalu struktura zemnoi kory byla dostatochno slozhnoi i pohozhei na sovremennuyu, sushestvovali vse okeanskie vpadiny i materiki, ploshad' geosinklinal'nyh poyasov sokratilas', polozhenie polyusov i ekvatora pochti sovpadalo s sovremennym.
Zavershalsya raspad Gondvany. Yuzhnye platformy neumolimo raspolzalis' v raznye storony. Pochti do serediny ery sohranyalas' svyaz' mezhdu Yuzhnoi Amerikoi i Afrikoi, ot kotoryh otkololas' Indiya, i mezhdu Avstraliei i Antarktidoi. Ischez ("zahlopnulsya") okean Tetis. Severnye platformy, naoborot, ob'edinyalis'. Posle osusheniya Zapadnoi Sibiri i Turanskoi nizmennosti obrazovalsya edinyi materik Evraziya, k nei pridvinulas', a zatem i prisoedinilas' Afrika; dolgoe vremya Aziya soedinyalas' s Severnoi Amerikoi v raione Beringova morya. V konce paleogena Indiya "prichalila" k Azii, smyav v meste stolknoveniya koru, sodeistvuya obrazovaniyu Gimalaev. Atlanticheskii i Indiiskii okeany uvelichilis' v razmerah, k koncu neogena polnost'yu raskrylsya Severno-Ledovityi okean.
V rannem kainozoe v zone mnogochislennyh progibov Al'piisko-Gimalaiskogo geosinklinal'nogo poyasa nachalis' moshnye goroobrazovatel'nye processy, nazvannye "al'piiskoi skladchatost'yu". Naibol'shei sily oni dostigli v neogene. Tak voznikli vysochaishie v mire slozhnye gornye sistemy Pireneev, Al'p, Karpat, Balkan, Kavkaza, Pamiro-Altaya i Gimalaev. Rezkaya aktivizaciya tektonicheskih processov na molodyh platformah okonchatel'no sformirovala sovremennyi gornyi rel'ef Tyan'-Shanya, Altaya, Sayan, v Evrazii, Appalachei i chasti Skalistyh gor v Severnoi Amerike, And v Yuzhnoi Amerike i t. d. Vdol' gornyh cepei obrazovalis' vpadiny budushih morei - Chernogo, chasti Kaspiiskogo i Sredizemnogo, zapolnivshihsya v pliocene i miocene. Po krayam materikov voznikli poluostrova i ostrovnye dugi - Kamchatka, Sahalin, Yaponskie ostrova, Filippiny; v Afrike voznikla sistema Vostochno-Afrikanskih grabenov (Krasnoe i Mertvoe morya, cep' Velikih ozer). Razvivalis' Vostochno-Aziatskaya, Tibetsko-Kitaiskaya, Kaliforniiskaya, Andskaya i ryad drugih geosinklinal'nyh oblastei. Moshnye vulkanicheskie izverzheniya proishodili v Azii (Zakavkaz'e, Iran), Afrike (Keniya).
Kainozoi ves'ma bogat goryuchimi i metallicheskimi poleznymi iskopaemymi, osobenno burymi uglyami i neft'yu (Kavkaz, Srednyaya Aziya, Sahalin, Iran, Irak), zheleznymi i margancevymi rudami i almazami (do 95% zapasov zarubezhnyh stran).
Kainozoiskaya era stala "vekom
mlekopitayushih".
V moryah razvivalis' novye semeistva
dvustvorchatyh i bryuhonogih mollyuskov,
kostistyh ryb i mlekopitayushih. Sredi
nazemnyh rastenii prodolzhalos' bystroe
razvitie cvetkovyh pokrytosemennyh,
rasprostranivshihsya po vsei Zemle. Na smenu
vymershim reptiliyam prishli pticy i
mlekopitayushie, zapolnivshie vse osnovnye
sredy obitaniya uzhe v nachale paleogena. V
seredine paleogena obosobilis' gruppy
hishnyh, kopytnyh, hobotnyh, gryzunov,
nasekomoyadnyh i primatov.
Rubezh oligocena i eocena (35 mln. let nazad) otmechen rezkim poholodaniem klimata, soprovozhdavshimsya massovym vymiraniem zhivyh (glavnym obrazom, morskih) organizmov v rezul'tate stolknoveniya Zemli s kosmicheskimi telami, obrazovavshimi kratery Popigai (okolo 100 km) i Chesapik-Bei.
Klimat nachala ery byl bolee myagkim i teplym, nezheli seichas. Do serediny neogena pochti vo vsei Evrope i Yuzhnoi Azii byl tropicheskii i subtropicheskii klimat (Tsr~ 240-26 0S, do 29 0S), shiroko rasprostranilis' savanny, pustyn' sovsem ne bylo. Krupneishim iz izvestnyh vnutrimaterikovyh vodoemov stalo Sarmatskoe more vokrug ostrova - Kavkaza, ot Veny do Arala i Dnepropetrovska.
V konce neogena postepennoe poholodanie sdelalo klimat blizkim k sovremennomu, usililas' zonal'nost', u polyusov poyavilas' ledovaya zona. Vymerli mnogie primitivnye (odnoprohodnye) mlekopitayushie. 15 millionov let nazad v gruppe primatov vydelilis' ramapiteki, stavshie predkami vysshih obez'yan i lyudei. 10 millionov let nazad sushestvovalo neskol'ko desyatkov vidov chelovekoobraznyh obez'yan (no pochti ne bylo nizshih obez'yan); gominidy poyavilis' na Zemle okolo 6 millionov let nazad; v nastoyashee vremya na Zemle prozhivaet 1 vid razumnyh lyudei (Homo Sapiens), 5 vidov chelovekoobraznyh i 188 vidov nizshih obez'yan.
V chetvertichnom periode proizoshlo ocherednoe oledenenie: ne menee 3 lednikovyh epoh pokryvali do 27% ploshadi kontinentov sloem l'da tolshinoi do 2 km.
Minimal'noe soderzhanie SO2 v atmosfere (0,00195 %) bylo v epohu poslednego global'nogo oledeneniya 20000 let nazad pri Tsr = 110 S. Za poslednie 10-15 tysyach let uroven' Mirovogo okeana povysilsya na 100 m. Poslednii "malyi klimaticheskii optimum" byl 8000 let nazad: srednie temperatury byli vyshe sovremennyh na 2-3 0S, hvoinye i listvennye lesa rasprostranilis' do poberezh'ya Severno-Ledovitogo okeana, Sahara byla territoriei savann s mnogochislennymi vodoemami. 5500 let nazad proizoshlo poholodanie; 4000 let nazad - poteplenie, 2200 let nazad vnov' poholodalo, 1000 let nazad - poteplelo. Poslednee poholodanie dlilos' s XV v. n.e. do nachala HH veka, kotoryi stal samym teplym vekom tysyacheletiya. Klimat poteplel, predpolozhitel'no, do serediny HHI veka; pri etom koncentraciya SO2 v atmosfere vozrastet v 1,5-2 raza, srednie temperatury vozrastut na 1,5 0S, Polnost'yu rastaet Severno-ledovityi okean. Izmenitsya obshaya cirkulyaciya atmosfery i Mirovogo okeana, ego uroven' povysitsya na 1,5-4 m. Zatem, polagayut mnogie uchenye, posleduet novoe global'noe poholodanie s maksimumom oledeneniya cherez 20000 let.
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha
Publikacii so slovami: metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
