Геологические периоды фанерозоя
периода фанерозоя
О структуре, свойствах и поведении океанской коры классическая геология практически не имела сведений, что крайне затрудняло понимание движений земной коры в целом или, как говорят, глобальной тектоники Земли. Сейчас построение исторической геологии океанской коры (и тем самым земной коры в целом) уже началось, в связи с чем созданное классиками здание современной геологии подвергается революционной перестройке. Рассмотрим основные сведения классической исторической геологии фанерозоя.
Термин фанерозой (от греческих слов фанерос — явный, зоэ — жизнь) введен Чедвиком в 1930 г. Доля докембрийских пород в обнажениях на поверхности Земли невелика, в обнажениях же, которые были известны геологам XIX в., она практически была равна нулю, так что для них фанерозойские породы исчерпывали всю геологическую летопись. Еще Ардуино (1759) предложил делить эти породы по степени их древности па первичные, вторичные и третичные (последний из этих терминов сохранился и сейчас, он используется для наименования первого периода кайнозойской эры). Расчленение фанерозоя на три эры — древней жизни (палеозой, PZ, длительностью 340 млн. лет), средней жизни (мезогой, MZ, длительностью 163 млн. лет) и новой жизни (кайнозой, KZ, последние 67 млн. лет вплоть до нашего времени) — окончательно было введено Дж. Филлипсом в 1841 г. С биологической точки зрения палеозой может быть вкратце охарактеризован как эра господства морских беспозвоночных, рыб и земноводных, мезозой — пресмыкающихся и кайнозой — млекопитающих.
Эры делятся на периоды, периоды — на эпохи, эпохи — на века; имеются и еще более мелкие подразделения. Всем им даны наименования в основном по местностям, в которых были встречены наиболее яркие или типичные обнажения соответствующих осадочных слоев. Обобщающая колонка «толщи с окаменелостями» впервые была предложена Чарлзом Лайелем в 1839 г.
В дальнейшем расчленение трех эр фанерозоя на геологические периоды многократно пересматривалось, пока не сложилась современная номенклатура, приведенная в табл. 5. Третичный период разделяют на палеогеновый и неогеновый (в табл. 5 указаны также эпохи); каменноугольный (карбон) — на пенсильванский и миссисип-ский. В таблице указаны также применяющиеся сокращенные обозначения эр и периодов. Наконец, в ней приведен абсолютный возраст границ между периодами в миллионах лет (и в скобках после наименований эр и периодов — их продолжительность), определенный калий-аргоновым методом и утвержденный Международной геохронологической комиссией в 1965 г. (отметим, что первая шкала абсолютного возраста геологических периодов фаперозоя была составлена А. Холмсом но данным свинцового метода еще в 1947 г.; современная шкала отличается от нее лишь немногим). Дадим теперь краткую характеристику каждому из геологических периодов начиная с самых древних.
Кембрий был выделен английским геологом А. Седжвиком в 1835 г., назван но древнему наименованию английской провинции Уэльс, где встречаются древнее сланцы этого периода. В докембрийское время, в конце венда, территории современных континентов были в основном осушенными (как говорят, венд был теократической эрой), а начало кембрия ознаменовалось обширным наступлением моря (трансгрессией), сменившимся затем в середине периода некоторым отступанием (регрессией) во время Салаирской тектоно-магматической эпохи. Если докембрийская (вендская) фауна была бесскелетной, то в кембрии появились животные со скелетами, раковинами и панцирями. Особое развитие получили трилобиты — подкласс морских членистоногих, впоследствии вымерших, размерами 2—10 см, иногда до 75 см (из ныне существующих животных на них больше всего похожи представители отряда мечехвостов, так называемые кингкрабы). Для раннего кембрия характерны также похожие на губок рифообразующие животные с известковым скелетом археоциаты. Упомянем еще плеченогих (брахиопод) с двустворчатой раковиной и ряд других животных.
Ордовик введен как нижняя эпоха силура английским геологом Р. Мурчисоном в 1835 г.; название предложено Лэоворсом (4879 г.) но древнему кельтскому племени ордовиков, населявших Северный Уэльс во времена Римской империи; в Уэльсе имеются граувакковые толщи этого периода; в качестве самостоятельного периода утвержден лишь в 1960 г. (21-й сессией Международного геологического конгресса). Его первая половина ознаменовалась обширными трансгрессиями моря, в результате которых середина ордовика оказалась талассократической эпохой; во время этой эпохи наибольшая за весь фаперозой часть площади современных континентов находилась под водой. Конец ордовика ознаменовался регрессией моря. Из животных наряду с трилобитами, брахиопо-дами, головоногими моллюсками, примитивными иглокожими цистоидеями широкого развития достигли граптоли-ты — впоследствии вымершие донные и плавающие колониальные морские животные с хитиноподобной оболочкой, образующие подтип в типе полухордовых (из ныпе живущих организмов к ним наиболее близки так называемые крыложаберные).
Силур введен Р. Мурчисоном в 1835 г., назван по древнему кельтскому племени силуров, населявших Шропшир в Уэльсе (иногда называют также готлапдием по о. Готланд в Балтийском море, где имеются обпажепия пород этого периода). В нижнем силуре произошла крупная трансгрессия моря, сменившаяся в верхнем силуре почти повсеместной регрессией. Из животных наряду со специфическими граптолитами и брахиоподамп широкого развития достигли кишечнополостные — рифообразующие кораллы табуляты и ругозы, а также рачки с двустворчатой раковинкой остракоды и крупные, длиной до двух метров, морские членистоногие эвриптериды, ракоскорпионы, гигантостраки); появились первые рыбы и сухопутные растения — псилофиты и плауновые.
Карбон (каменноугольный период) выделен английскими геологами У. Конибиром и У. Филлипсом в 1822 г., назван по слоям каменного угля в породах этого периода. После регрессии в начале карбона и обширной трансгрессии в его нижней половине произошла резкая регрессия моря в середине периода, затем опять наступила трансгрессия моря. Наряду с брахиоподами, кораллами, криноидеями, моллюсками (особенно головоногими, гониати-тами и первыми белемнитами), остракодами широкого развития достигли фораминиферы (крупные фузулины), хрящевые и костистые рыбы (в том числе акулы), стегоцефалы, прямокрылые насекомые (в частности, огромные стрекозы). Появились первые пресмыкающиеся, но до их расцвета еще далеко. Леса образовывали гигантские тростники каламиты, древовидные плауновые лепидодендроны и сигиллярии, голосемянные кордаиты и папоротникообразные; в конце периода начался рост хвойных. В многочисленных болотах формировались торфяники, превратившиеся затем в залежи каменного угля.
Пермь выделена Р. Мурчисоном в 4841 г., наавана по Пермской губернии России, где в организованной им экспедиции с участием нескольких западноевропейских геологов изучались обнажения пород этого периода (на 10 лет раньше этот период был выделен бельгийским геологом О. д'Аллуа по разрезу в Саксонии и Тюрингии под названием Пенеенского, т. е. пустого, безрудного). Она началась интенсивной регрессией моря, приведшей в конце периода к установлению длительной теократической эпохи, продолжавшейся еще и в триасе. На северном суперконтиненте Лавразии в обширных лагунах засушливой субтропической зоны отлагались осадки испарения эвапориты — доломиты, ангидриты, гипсы, ка-менпая и калийная соли Соликамска и немецкого Цех-штейна, а во влажной экваториальной зоне накапливались массы отмершей растительности, превратившиеся затем в каменноугольные залежи Китая. На южном суперконтиненте Гондване, по-видимому в области Южного полюса, имелось обширное континентальное оледенение, следы которого в породах этого периода имеются в Антарктиде, Африке, Индии, Австралии и Южное Америке. Из животных процветали фузулины, брахиоподы, акулы, стегоцефалы и звероподобные пресмыкающиеся тероморфы (в том числе огромные хищники иностращевии), достигли расцвета и насекомые, зато почти исчезли трилобиты и гониатиты.
Триас введен Ф. Альберти в 1834 г., назван по его составу в континентальных отложениях Западной Европы из трех слоев: пестрого песчаника, раковинного известняка и кейпера (тремя годами раньше был выделен: О. д'Ал-луа под названием Кейперского). Начало триаса было теократическим, затем произошли трансгрессия, образование ряда краевых морей на периферии Тихого океана и, по-видимому, раскол Гондваны на две части: африканэ-американскую и индо-австралийскую. В триасе обновилась и морская, и наземная фауна. Широкого развития достигли аммониты, двустворчатые моллюски, шестилуче-вые кораллы, морские ежи, бурно развились пресмыкающиеся, особенно ящеротазовые динозавры (ужасные ящеры); появились первые водные пресмыкающиеся — плезиозавры и ихтиозавры, а также первые мелкие млекопитающие; к концу периода окончательно вымерли стегоцефалы. В наземной растительности начали преобладать голосемянные цикадовые, гинкго и хвойные.
Юра выделена французским геологом А. Броньяром б 1829 г., названа по швейцарско-французским Юрским горам (в 1822 г. вводилась У. Конибиром и У. Филлипсом под названием оолитовой системы, тогда как название юрская предлагалось в то же время А. Гумбольдтом). Начало юры ознаменовалось ранней фазой Альпийской тектоно-магматической эпохи, после чего последовала трансгрессия моря (в частности, по-видимому, начал формироваться Индийский океан), а в конце периода — следующая фаза Альпийского горообразования. Наряду, с губками и рифообразующими кораллами, двустворчатыми, брюхоногими и головоногими моллюсками {из последних активно обновлялся состав аммонитов, достигли расцвета белемниты), морскими ежами, лилиями и рыбами широко развились ихтиозавры и плезиозавры, появились гигантские формы наземных растительноядных и хищных динозавров, а также летающие ящеры и зубастые птицы. Богатой была папоротниковая, хвощовая и голосемянная растительность.
Мел выделен О. д'Аллуа в 1822 г., назван по слоям белого мела, относящимся по возрасту к верхней половине этого периода. За небольшой трансгрессией в начале мела и последующей регрессией последовала одна из самых глубоких трансгрессий фанерозоя.
В это время, по-видимому, формировалась Южная Атлантика, а конец мела ознаменовался значительной регрессией (с образованием Скалистых гор Восточных Анд). В море господствовали фораминиферы (в частности, появились нуммулиты), рифообразующио колонии двустворчатых моллюсков рудистов, аммониты с раковинами разнообразных и причудливых форм (иногда огромными, диаметром до 3 м), костистые рыбы, крупные пресмыкающиеся—ихтиозавры (до середины периода), плезиозавры, а в верхнем мелу также мезозавры длиной до 12 м. На суше преобладали пресмыкающиеся, в том числе самые крупные хищники за всю историю Земли тираннозавры, крупные травоядные игуанодоны, крупные летающие ящеры птеранодоны с размахом крыльев до 8 м. В конце периода появились первые беззубые птицы и плацентарные млекопитающие, а аммониты, белемниты, рудисты, динозавры, плезиозавры и многие другие животные вымерли. Из растений в меловом периоде вначале преобладали папоротники и голосемянные, однако еще в нижней половине мела появились покрытосемянные, а во второй его половине они уже завоевали господство.
Основой для распознавания различных слоев морских отложений являются двустворчатые моллюски отряда пластинчатожаберных, брюхоногие моллюски, фораминиферы и остракоды. В мире наземных животных появился ряд новых семейств и среди их представителей — медведи, собаки, гиены, хоботные мастодонты и динотерии, гигантские тигры, носороги, антилопы, олени, овцы, первые свиньи, трехпалые лошади гиппарионы, человекообразные обезьяпы. Наиболее разнообразной фауна была в Евразии. В Северной Америке не было мастодонтов, оленей и обезьян, хищников было меньше, а копытных больше, чем в Евразии; миграция животных из Евразии в Северную Америку началась в позднем миоцене (по-видимому, в области Чукотка — Аляска). В Южной Америке развивались специфические сумчатые, копытные, грызуны, гигантские неполнозубые, плосконосые обезьяны; миграция животных из Северной Америки в Южную началась лишь в среднем плиоцене. Австралия с ее специфическими сумчатыми оставалась изолированной. Растительность, близкая к современной, свидетельствовала о постепенном похолодании. В конце неогена в приарктических областях континентов появились хвойные леса и даже тундры.
Четвертичный период выделен французским ученым Ж. Денуайе в 1829 г. Название дано как дополнение к «первичным, вторичным и третичным» слоям пород (по Ардуино). Соответствующие этому периоду рыхлые континентальные отложения выделялись А. Вернером под названием аллювия еще в 70-х годах XVIII в. В 1823 г. английский ученый У. Бакленд разделил их на более древний дилювий — отложения «всемирного потопа»—и более молодой аллювий. В 1832 г. Ч. Лайель назвал дилювий плейстоценом, т. е. «наиболее новым»; позже его стали называть также ледниковым периодом, а послеледниковое время — голоценом, т.е. «самымновым».Наконец,в 1922г. русский геолог А. П. Павлов предложил для четвертичного периода название антропоген, чтобы отметить формирование человека и человеческого общества в течение этого периода.
Четвертичпый период отличается многократными сменами климатических похолоданий и потеплений. Вовремя похолоданий в высоких широтах возникали континентальные оледенения (и в связи с переходом в них значительных количеств воды из океанов уровень носледних понижался на 100—150 м — это один из видов глобальных колебаний уровня моря в отличие от региональных, вызываемых вертикальными движениями земной коры, и от локальных колебаний); вне ледниковых областей устанавливался влажный климат; происходило понижение температуры поверхностных вод океана, даже в тропиках она снижалась на 6° С. Во время потеплений континентальные ледяные щиты стаивали, уровень океана повышался, климат внеледниковых областей становился более сухим. Колебания климата не только вызывали миграции животных и растительности из-за изменений среды их обитания, но и способствовали появлению некоторых новых видов; так, например, во время максимального (среднечетвертичного) оледенения появились мамонты и шерстистые носороги.
Комиссией по международной карте четвертичных отложений Европы в 1932 г. принято деление четвертичного периода на нижний, или эоплейстоцен (завершающийся окончанием Миндельского оледенения Альп, около 300 тыс. лет тому назад), средний, или мезоплейстоцен (завершающийся окончанием Рисского оледенения, около 75 тыс. лет тому назад), верхний, или неоплейстоцен (завершающийся окончанием Вюрмского оледенения, документируемым моренами Сальпаусселькя в Южной Финляндии, 10,8—10,1 тыс. лет тому назад), и голоцен. Более детальное расчленение плейстоцена, связанное с чередованием фаз оледенений, мы рассмотрим в главе 10, посвященной эволюции климата.
Завершив на этом краткую характеристику геологических периодов фаперозоя, попытаемся понять, почему геологи расчленили фанерозой именно таким, а не каким-либо другим образом. Основания для того или иного расчленения даются изменениями от слоя к слою, во-первых, свойств осадочных пород (отражающих изменения условий осадкообразования в конкретном регионе в соответствующие периоды времени, являющиеся, в свою очередь, следствием прежде всего предшествующих горизонтальных и вертикальных движений земной коры, т. е. ее тектоники) и, во-вторых, ископаемых остатков организмов (отражающих уровень развития жизни на Земле).
В развитии жизни, конечно не было никакой периодичности, и палеонтологические данные никаких оснований для термина «период» не содержат. Хотя расцвет тех или ипых организмов относился к определенным промежуткам времени (например, мы говорили об эре морских беспозвоночных, рыб и земноводных — палеозое, эре пресмыкающихся — мезозое, эре млекопитающих — кайнозое, веке трилобитов — кембрии, веке рыб — девоне, об аммонитах юры и нуммулитах палеогена, ассоциировали мамонтов с плейстоценом), однако границы этого расцвета в большинстве случаев были размытыми (например, трилобиты существовали не только в кембрии, но и в течение всего палеозоя, а пресмыкающиеся — не только в мезозое, но и еще в карбоне, некоторые из них процветают и сейчас). Создавая хорошую основу для распознавания слоев разного возраста, палеонтологические данные, по-видимому, все же не дают однозначной естественной периодизации истории фаперозоя.
|
|
Читайте в рубрике «Дно океана»: |