 |
Астронет: А. Ю. Румянцев/МаГУ Методика преподавания астрономии в средней школе http://variable-stars.ru/db/msg/1177040/chapter6_03_01.html |
| << Предыдущая |
Эволюция Земли
(для дополнительного чтения)
Формирование планеты Земля и дальнейшая ее эволюция, особенно начальные этапы, тесно связаны со специфическими характеристиками начального протопланетного сгустка, определившими движение и последовательное объединение частиц в две массивные планетезимали пра-Землю и пра-Луну.
По мнению многих ученых, пра-Земля и пра-Луна сформировались почти одновременно из одного роя мелких сгустков вещества - "промежуточных тел", мелких планетезималей, вращавшихся на расстоянии 0,5-0,9 а. е. от Солнца. По мнению других ученых, пра-Луна была захвачена силой тяготения более массивной планетезимали пра-Земли на поздних стадиях ее формирования. Третья гипотеза объясняет возникновение Луны результатом столкновением пра-Земли с крупной планетезималью (или несколькими мелкими планетезималями) массой около 0,1МÅ , вызвавшего выброс вещества пра-Земли на околоземную орбиту, аккумулировавшегося затем в спутник нашей планеты.
Время аккумуляции Земли составило около 300-400 миллионов лет и окончательно завершилось 5,1 ± 0,1 млрд. лет назад.
По завершению аккумуляции Земли температура на ее поверхности превышала 8000С, на глубине 50 км была выше температуры плавления железа, в центре планеты составляла 10000-15000 К. Период вращения Земли вокруг оси - сутки - составлял всего 6 часов.
Разогрев недр пра-Земли происходил за счет сжатия вещества под давлением вышележащих слоев, распада радиоактивных элементов и бомбардировки поверхности мелкими планетезималями. За 100 миллионов лет на поверхность Земли выпало до 3× 1022 кг вещества, в том числе до 6× 1019 кг летучих веществ (вода, органика и различные газы). При столкновении с Землей они разрушались, взрываясь - происходил нагрев, дегидрация и дегазация, "перемешивание" вещества пра-Земли, сглаживание химических неоднородностей. Молодая формирующаяся Луна находилась на расстоянии нескольких десятков тысяч километров от Земли. Мощные приливные силы тормозили вращение и разогревали недра Земли и Луны.
Этот этап эволюции Земли называют "догеологическим".
Шла крупномасштабная дифференциация вещества: еще до завершения аккумуляции планеты "тонувшие" тяжелые элементы и их соединения образовали первичное ядро и мантию, а "всплывшие" легкие элементы и их соединения образовали тонкую первичную кору, состоявшую как у всех планет земной группы, из вулканических базальтов, перекрытых сверху толщей отложений, родственных по составу каменным метеоритам. Древнейшие каменные породы Земли имеют возраст 3,96 млрд. лет. Под действием высоких температур и давлений базальты метаморфизировались, переплавлялись, обогащались кремнеземом и преобразовывались в гранитно-гнейсовые породы.
Второй этап развития Земли - от образования коры до образования гидросферы - называется "лунным".
На ранних этапах развития Земли кора континентов формировалась под непосредственным влиянием восходящих потоков из мантии, вокруг первоначально сформировавшихся, сложенных серыми гнейсами праконтинентальных ядер, ставших основными частями современных континентов.
Процесс дифференциации недр Земли растянулся на миллиарды лет и не закончился до сих пор. В разных районах он шел с разной, переменной скоростью, что привело к образованию и движению материков и океанских впадин. Тектоническая деятельность - подъем и опускания больших участков поверхности, горизонтальные движения отдельных плит, землетрясения не прекратились в наше время. Легкие расплавы веществ в виде магмы продолжают подниматься из мантии в литосферу и при извержениях вулканов частично прорываются наружу.
Табл. 3
|
Галактические |
Продолжительность, млн. лет |
Возрастные границы |
Этапы геологической эволюции, млрд. лет |
Этапы развития биосферы: |
||||
|
Годы |
Сезоны |
-от возникновения Земли |
-от настоящего времени |
Эоны: |
Эры: |
Периоды: |
||
|
1 |
зима-весна |
100 |
100 |
4 600 |
Догеологический: |
Азойский |
Не выделены |
Не выделены |
|
2 |
лето-осень |
500 |
600 |
4 500 |
Лунный: |
("безжизненный") |
Не выделены |
Не выделены |
|
3 |
зима-весна зима-весна лето-осень зима -осень |
250 |
850 |
3 750 |
Катархейский: |
Криптозой Фанерозой |
Архейская |
Исуанский |
|
21 |
зима |
40-45 |
4 330 |
230-235 |
Мезозойско- |
Фанерозой |
Мезозойская |
Триасовый |
Строение поверхности Земли, как и других планет земной группы, определяется эндогенными (тектоника глобальных материковых плит) и экзогенными процессами (атмосферными, гидросферными, ледниковыми и т. д.).Теория развития ранней литосферы Земли в очаговых структурах вблизи экватора хорошо согласуется с данными о внутреннем строении планет земной группы. На Венере, Марсе и крупнейших планетоидах вулканические структуры и проявления тектонической активности также тяготеют к экваториальным областям.
Первичная атмосфера Земли состояла в значительной мере из водорода Н2, входившего ранее в состав протопланетной туманности и выделявшегося при дегазации земных недр. Атмосфера была гораздо плотнее современной и мощный парниковый эффект усиливал разогрев поверхности планеты.
Высокая температура атмосферы и, вероятно, интенсивные ударные бомбардировки привела к изменению ее состава. На рубеже 4,0-3,9 млрд. лет назад большая часть водорода улетучилась в космос или вошла в состав земных горных пород. Уход водорода снизил давление в атмосфере, на поверхности и в недрах планеты, уменьшил действие парникового эффекта. Атмосфера Земли стала состоять из смеси газов СО2, СО, N2, NН3, СН4, Н2О и других; кислород в ней практически отсутствовал. На изменение состава атмосферы влиял приток газов, выделявшихся из мантии. К этому времени закончился период интенсивной ударной бомбардировки Земли: количество выпадавшего на ее поверхность космического вещества снизилось до 108 кг/год. Луна постепенно удалялась от Земли, слабело действие приливных сил, разогревавших недра Земли и тормозивших ее вращение. Земля остывала. При снижении температуры поверхности Земли ниже 1500С в результате конденсации водяных паров возникали первые открытые водные бассейны.
Жизнь на Земле появилась, вероятно, в начале "лунного" этапа развития планеты, около 4,5-4,0 млрд. лет назад. Гетеротрофные микроорганизмы использовали для своего питания органические вещества, содержавшиеся в поверхностном слоем реголита, образовавшегося под действие солнечного излучения, температурных колебаний, ветров, дождей и метеоритной бомбардировки
3,85 млрд. лет назад на Земле возникли первые фотоавтотрофные микроорганизмы – предки одноклеточных сине-зеленых водорослей (цианобактерии).
Сложное взаимодействие анаэробных микроорганизмов со слоем поверхностного реголита, привели к образованию 3,8-3,5 млрд. лет назад слоя обогащенных органическими веществами "предпочв".
3,8 млрд. лет назад завершилось разделение недр Земли на ядро и мантию, основные характеристики и свойства которых стали сравнимыми с современными.
Около 3,8-3,5 млрд. лет назад в литосфере началось химическое преобразование (выплавление) гранитов.
К началу архея, 3,75 млрд. лет назад, на поверхности Земли образовались протоокеанские впадины и объединенные в "архипелаг" Археогеи протоматерики. За счет конденсации водяных паров из атмосферы и выделения воды из пород мантии (в объеме 0,3 км3 в год) сформировалась гидросфера Земли. В ее водах были в большом количестве растворены продукты вулканической деятельности: пары серной, соляной и фтористой кислот, углекислый газ и кремнезем.
В середине архейской эры Археогея "расползлась" на отдельные материки. В результате химических реакций воды океанов нейтрализовались и представляли собой хлоридный раствор с примесью сульфатов (соленость 1 %); к концу эры океаны стали карбонатно-хлоридными, в них накапливались карбонатные породы (известняки), связавшие в себе огромное количество атмосферного углекислого газа, соединений марганца и железа.
"Катархейский" этап эволюции Земли связан с образованием первичной континентальной литосферы и ядра будущих материков; в крупных прогибах - протогеосинклиналях накапливались осадочные и вулканические породы.
В результате образования внутреннего ядра Земли около 3 млрд. лет назад резко возросла мощность тепловых потоков из недр и, как следствие, активность тектонических и вулканических процессов. 80 % пород архея имеют вулканическое происхождение. По системам разломов между расползавшимися в разные стороны континентами возникли первые рифтовые структуры, в которых формировались метаморфизированные горные породы - гнейсы и кристаллические сланцы. В ходе переплавки и замещения одних химических соединений другими кора материков приобрела близкий к современному химический состав. Размеры и толщина континентов заметно увеличились. Тысячи действовавших вулканов выбрасывали в атмосферу огромное количество различных газов (СО2, СО, NH3, H2S, SO2), водяного пара, пыли и легких химических соединений. Давление воздуха у поверхности Земли составляло не менее 2-3 атмосфер при температуре от 700С до 1000С.
В конце архейской эры образовался новый суперматерик Прогея, просуществовавший несколько сотен миллионов лет.
На протяжение всего архея в морях и океанах образовались толщи карбонатных пород, в состав которых вошло значительное количество углекислого газа из атмосферы, и начало протерозойской эры, 2,6-2,5 млрд. лет назад плотность атмосферы снизилась, температура упала до 50-700С. Произошло первое мощное похолодание, сопровождавшееся обширным оледенением материков в полярных широтах. Это совпало по времени с распадом Прогеи и образованием зародышей некоторых современных океанов и крупнейших рифтовых структур. Соленость океанских вод достигла 2-3%, состав гидросферы стал похож на современный.
Около 2,5 млрд. лет назад сине-зеленые водоросли и другие микроорганизмы "изобрели" фотосинтез, обеспечивающий преимущество в борьбе за существование и более высокую организацию живой материи. К началу протерозоя жизнь стала экзогенным фактором планетарного масштаба. Постепенно, на протяжение десятков и сотен миллионов лет, жизнь стала оказывать все более мощное влияние на строение, химический состав, температуру и другие характеристики литосферы, гидросферы и атмосферы. Фотосинтез привел к полному уничтожению прежнего гетеротрофного органического мира, использовавшего для питания готовые органические вещества, и замене его новым, автотрофным, основанным на дыхании в окислительных условиях и разделению органического мира на растения и животные.
Ранний протерозой называют этапом образования фундаментов древних платформ, первых систем геосинклинальных прогибов и обширных участков материковой коры, объединившихся 1,8-1,7 млрд. лет назад в гигантский материк - Мегагею. Прообразом Тихого океана стал океан Панталлас, в водах которого при температуре 450-550С процветала жизнь. Сине-зеленые водоросли образовали залежи древнейших строматолитовых известняков и к концу эры накопления карбонатных пород сравнялись в объеме с образованием пород вулканических.
Около 1,8-1,7 млрд. лет назад появились первые многоклеточные существа.
...Усиление тектонических и вулканических процессов по окраинам будущих материков привели к распаду Мегагеи. Поздний протерозой не зря называют геосинклинально-платформенным этапом эволюции Земли: в эту эпоху произошло обособление древних платформ и возникновение всех геосинклинальных поясов фанерозоя. Началась глобальная перестройка литосферы Земли, связанная с изменением ее состава и структуры с превращением коры океанического типа в кору материкового типа. Высокая активность мантийных плюмов привела к массовым излияниям магмы из глубин мантии в земную кору. В результате переплавки осадочных пород возникли толщи анортозитов, сиенитов, гранитов, сформировались богатейшие месторождения металлов: 66 % мировых запасов железных руд, 50 % запасов марганца, меди, урана, титана, многочисленные месторождения хрома, никеля, кобальта, свинца, цинка, серебра и золота.
700 миллионов лет назад началось новое объединение континентов: Северо-Американского, Западно-Европейского, Австралийского и Сибирского в Северном полушарии и Южно-Американского, Африканского, Антарктического и Индостанского в Южном полушарии. Образовавшийся сверхконтинент Палеогея вскоре распался на 2 огромные части - Палеолавразию и Палеогондвану, разделенных океаном Палеотетис. Палеолавразия продолжала распадаться, нарушилось единство Южно-Американского, Африканского и Индо-Арктического континентов; между Северо-Американским и Европейским континентами возник океан Япетус.
Климат рифея (1,6-0,68 млрд. лет назад) был намного теплее современного, среднегодовые температуры составляли 330С–450С.
Венд (0,7-0,57 млрд. лет назад) стал временем бурного развития бесскелетных многоклеточных организмов: известно до 100 видов живых существ - кишечнополостных, кольчатых червей, членистоногих и первых иглокожих. В конце венда сокращение концентрации СО2 в атмосфере вкупе с другими, не известными до конца, причинами (в их числе называют столкновение Земли с несколькими крупными астероидами и кометами и т.д.) привели к сильному похолоданию с образованием полярных шапок, обледенением континентов и первым массовым вымиранием теплолюбивых организмов (до 80 % видов).
|
|
|
Рис. 15. Эволюция
атмосферы Земли: |
В начале палеозойской эры, 0,5 млрд. лет назад, содержание углекислого газа в атмосфере в 15-20 раз превышало современное значение, парниковый эффект увеличивал среднегодовые температуры, по сравнению с современными, в 2,5 раза. Теплый мягко-зональный климат способствовал широкому распространению разнообразных фотосинтезирующих водорослей. Жизнедеятельность фотосинтезирующих организмов привела к существенному изменению состава атмосферы - повышению концентрации свободного кислорода до 1 % и образованию озонового слоя, защищавшего живые существа от ультрафиолетового излучения Солнца и позволившего им заселить вначале мелководные прибрежные участки морей, а затем и сушу.
Произошел своеобразный "взрыв жизни", выразившийся в разнообразной и быстрой эволюции органического мира - от 2000 видов в кембрии до 15000 видов в силуре; до конца палеозойской эры возникли почти все основные ветви растений и животных. 50 % видов животных, населявших океаны и моря палеозоя, были членистоногие трилобиты; широко распространились кораллы, иглокожие, различные моллюски. Появились первые позвоночные: примитивные рыбы, в ордовике - первые хрящевые рыбы (акулы), в начале силура - панцирные рыбы.
Географическая карта Земли значительно отличалась от привычной: Северный полюс находился в районе современного Тихого океана (у экватора), Южный полюс у современного побережья Западной Африки; экватор был соответственно смещен на 900 и совпадал с 90-м и 270-м меридианами. Свыше 330 миллионов лет назад в Южном полушарии громоздился обширный суперконтинент Гондвана, отделенный Палеоатлантическим и Палеоазиатским океанами от группы северных материков, в основании которых лежали Северо-Американская и Восточно-Сибирская платформы. В эпоху "байкальской складчатости" сформировались горы Байкала, Восточного Саяна, районы Скандинавии, Индостана, Аравии и Южной Африки.
В течение всего раннего палеозоя земная кора была охвачена тектоническими процессами, достигшими наибольшей силы в конце силурийского периода.
В кембрии и начале ордовика преобладали процессы опускания блоков коры. Погружение испытали не только участки геосинклинальных областей, но и платформы северного полушария, моря затопили обширные территории. Возросшая активность мантийных плюмов усилила вулканическая деятельность, вызвавшую образование многочисленных островов. Северные континенты постепенно сближались, пока океаны между ними не слились в единый широкий океан Палеотетис, соединявшийся на востоке с Уральским океаном, на дне которого сформировалась мощная система срединно-океанских хребтов и рифтов.
В силуре опускание материков сменилось их подъемом, усилился наземный вулканизм, в геосинклинальных областях выросли горы. В результате горообразовательных процессов на базе Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ возник единый Северо-Атлантический материк, а материк Ангарида на базе Сибирской платформы значительно увеличился в размерах. В конце периода завершение "раннекаледонской складчатости" привело к образованию гор Британии, Скандинавии, Гренландии, Аппалачей, Алтая, Саян и Северного Тянь-Шаня; глобальное похолодание и ледниковый период затянулись на 30 миллионов лет.
Вплоть до конца силура суша по виду напоминала современные каменные и песчаные пустыни. 400 миллионов лет назад на поверхности континентов в результате деятельности микроорганизмов, существовавших за счет разрушения горных пород и образования глин, начались нормальные почвообразующие процессы, приведшие к образованию "педосферы" - "сферы почв" - связующего звена, обеспечивающего устойчивое существование и развитие биосферы суши в ее взаимодействии с космосом. В 1 тонне почвы проживает до 25 млрд. микроорганизмов. Процесс наземного выветривания из физико-химического стал в значительной мере биохимическим. Растения-псилофиты (вероятно, потомки бурых водорослей) начали заселение суши, к ним присоединились членистоногие.
Глобальные тектонические процессы позднего палеозоя проходили почти в той же последовательности, что и в начале эры.
В раннем девоне кора на многих участках северных платформ Земли испытала мощные поднятия. Середина девона и карбон (каменноугольный период) стали временем прогибания и опускания древних платформ Северного полушария, сменившегося к концу пермского периода постепенным подъемом с последующим полным осушением и формированием мощных складчатых горных цепей Атлантического, Урало-Монгольского и Арктического поясов, превратившихся к концу палеозойской эры в самостоятельные молодые платформы. "Спаивание" горно-складчатых систем Северо-Американской, Восточно-Европейской, Китайской и Сибирской платформ привело к образованию сверхматерика Лавразия. Очертания морей и суши в Северном полушарии сильно изменились, но сверхматерик Гондвана в Южном полушарии оставался неизменным. Экватор Земли проходил по северу современной Гренландии (800 северной широты), Южный полюс находился у западных берегов Южной Африки (180-200 южной широты).
Концентрация свободного кислорода в атмосфере непрерывно нарастала в результате широкого распространения и необычайно высокой скорости эволюции растений: все важнейшие группы высших растений, существующие в настоящее время, сформировались около 350 млн. лет назад в течение 20-25 миллионов лет. К членистоногим и насекомым обитателям суши в середине девона присоединились позвоночные - амфибии, к середине карбона появились крупные сухопутные пресмыкающие (звероящеры). К концу карбона сформировались все элементы современной биосферы, ставшей одним из важнейших геологических факторов разрушения, переноса и отложения горных пород.
Среднегодовые температуры девона составляли 240-260С (до 280С). Концентрация СО2 в атмосфере сильно колебалась: то повышалась в начале карбона до кембрийских значений, то уменьшалась в конце периода в 4 раза. Содержание свободного кислорода постепенно увеличивалось. В среднем карбоне произошло сильное похолодание, сопровождавшееся оледенением континентов: 5 ледниковых эпох продолжительностью 50 млн. лет, затем в Северном полушарии установился сравнительно теплый и влажный климат.
Заселение растениями водораздельных пространств привело в карбоне к образованию почвенной оболочки планеты, важное значение приобрел сложный биологический обмен веществ вне гидросферы. Возникла географическая зональность на материках, стали формироваться ландшафты. Окислительную стадию развития биогенных ландшафтов (средний рифей-силур) сменила окислительно-восстановительная стадия, продолжающаяся поныне. В девоне образовались и получили развитие первые лесные болота; в карбоне массы разлагающихся растений привели к окислению почвенных растворов и формированию мощных месторождений бокситов и железных руд (Казахстан; г. Магнитная, г. Благодать на Урале). Почти все мировые запасы угля и до 50 % мировых запасов нефти и газа образовались в позднем палеозое; тот же возраст имеют месторождения соли Соликамска, апатитов Хибин и т.д.
Конец палеозойской эры (251 млн. лет назад) ознаменовался массовым вымиранием живых организмов: 85% сухопутных и морских видов, в т.ч. до 70% позвоночных в условиях резкого повышения концентрации СО2 (до 7,5%) при одновременном снижении концентрации кислорода. Причины этих явлений до конца не ясны; ряд ученых предполагает, что Земля столкнулась с астероидом размерами 6-12 км.
Этап формирования фундаментов молодых платформ - процесс образования материковой коры за счет коры океанической - был последним по времени этапом развития Земли и продолжается в течение двух эр - мезозойской и кайнозойской. Он привел к возникновению складчатого основания всех молодых платформ, значительному увеличению площади материковой коры и формированию современного рельефа планеты Земля. На протяжении последних сотен миллионов лет постоянно увеличивался объем литосферы и верхней мантии; после каждого очередного дробления коры увеличивались размеры устойчивых плит, а количество, площадь и скорость развития геосинклинальных поясов уменьшались вместе с усложнением их строения. В настоящее время развиваются лишь геосинклинальные области в пределах Тихоокеанского и Средиземноморского поясов.
В начале мезозойской эры впадину между континентами Лавразия и Гондвана на месте Палеотетиса заполняли мелкие моря. В зонах Средиземноморского, Урало-Монгольского, Северо-Атлантического, Тихоокеанского геосинклинальных поясов развивались молодые платформы, происходили сложные движения участков земной коры, мощные излияния магмы с накоплением вулканических пород, усложнялась тектоническая структура. На Земле был лишь один большой океан - Палеотихий. Жаркий засушливый климат триаса привел к широкому распространению пустынь, растительный покров почти исчез с обширных пространств суши.
На рубеже триасового и юрского периодов (214 млн. лет назад) произошло столкновение Земли с массивным космическим телом, разрушившимся на заключительном участке траектории полета или, что менее вероятно, несколькими астероидами или кометами меньшей массы. Образовалось 5 кратеров; крупнейший из них, Маникуаган, имеет диаметр около 100 км. Результатом стали значительные климатические изменения, сопровождавшиеся массовым вымиранием представителей живого мира.
В юрском периоде крупные участки территории Лавразии испытали опускание и были затоплены морем. Мелкие моря между Лавразией и Гондваной слились в океан Тетис. Гондвана стала распадаться на части, меж которыми пролегли глубокие впадины будущих Индийского и Атлантического океанов. Высокая активность мантийных плюмов и огромные и глубокие трещины-расколы коры привели к грандиозным излияниям магмы основного состава: толщина лавового слоя в Южной Америке достигала местами 600 м, концентрация углекислого газа в атмосфере возросла в 4-5 раз (при излиянии 106 км3 лавы в атмосферу выделяется 1014 тонн углекислого газа и почти столько же метана). Действие парникового эффекта усилилось.
Климат смягчился. Температура воды в океанах составляла 210-280С, на суше превышала современную на 100-150С. После глобального вымирания большинства палеозойских организмов на рубеже мезозойской эры началось бурное развитие новых групп растений (хвойных, папоротников) и животных (костистых рыб, рептилий и т. д.). Мезозойскую эру называют "веком динозавров": первые из них возникли, вероятно, на территории Гоби в Центральной Азии и вскоре расселились по всему миру. В юрском периоде в морях процветали головоногие и пластинчатожаберные моллюски, на суше - голосеменные растения, динозавры завоевали сушу и воздух, появились первые птицы. В конце триасового периода на Земле появились первые млекопитающие.
...Самые крупные опускания суши произошли в конце мезозойской эры, в меловом периоде. Океан Тетис достиг наибольших размеров, площадь суши на Земле сократилась до минимальных размеров за всю ее историю. Окончательно распалась Лавразия - на Северную Америку и Евразию; Гондвана распалась на Австралию с Антарктидой, Африку и Южную Америку. Сформировалась сложная структура восточной и центральной частей Северно-Ледовитого океана. Горообразовательные процессы шли на Чукотке, в Крыму, Гималаях, Тибете, Юго-Восточном Памире и Кордильерах. За счет высокой активности мантийных плюмов толщина слоя излившихся лав в отдельных местах (Индии, Гренландии и др.) достигала 2000 м! Климат мелового периода испытывал резкие колебания - от сильных похолоданий до глобальных потеплений. Господствующее положение среди растений заняли наиболее высокоорганизованные покрытосеменные растения. Установились более тесные связи между автотрофами и гетеротрофами, растительность стала определять развитие животных. В морях и океанах невиданное ранее развитие мелких беспозвоночных - планктона - увеличило скорость связывания организмами углекислого газа атмосферы и гидросферы в карбонатные породы, уменьшив его содержание в атмосфере.
Мезозойские отложения очень богаты горючими полезными ископаемыми, особенно углем (месторождения близ Челябинска, Иркутска, Канско-Ачинска в России, залежи в США, Канаде и Китае), нефтью и газом (месторождения Западной Сибири, Средней Азии и Ближнего Востока (Саудовской Аравии, Кувейта, Ирака) и т. д.) - до 50% мировых запасов; металлов - олова, вольфрама, золота; алмазов (Якутия, Южная Африка); фосфоритов и мела.
В конце мелового периода, около 65 млн. лет назад, произошло очередное (до 25%) массовое глобальное вымирание большинства видов наземных и морских организмов, причиной которого большинство ученых считает столкновение Земли с астероидом размерами 1,4´ 4 км (палеократер Хиксулуб на полуострове Юкатан). В результате взрыва мощностью около 108 Мт тротилового эквивалента в стратосферу было выброшено около 1016 кг пыли; высота волны цунами превышала 50 м на расстоянии сотен километров от моря.
Кайнозойская эра началась 67 миллионов лет назад и продолжается поныне. К ее началу структура земной коры была достаточно сложной и похожей на современную, существовали все океанские впадины и материки, площадь геосинклинальных поясов сократилась, положение полюсов и экватора почти совпадало с современным.
Завершался распад Гондваны. Южные платформы неумолимо расползались в разные стороны. Почти до середины эры сохранялась связь между Южной Америкой и Африкой, от которых откололась Индия, и между Австралией и Антарктидой. Исчез ("захлопнулся") океан Тетис. Северные платформы, наоборот, объединялись. После осушения Западной Сибири и Туранской низменности образовался единый материк Евразия, к ней придвинулась, а затем и присоединилась Африка; долгое время Азия соединялась с Северной Америкой в районе Берингова моря. В конце палеогена Индия "причалила" к Азии, смяв в месте столкновения кору, содействуя образованию Гималаев. Атлантический и Индийский океаны увеличились в размерах, к концу неогена полностью раскрылся Северно-Ледовитый океан.
В раннем кайнозое в зоне многочисленных прогибов Альпийско-Гималайского геосинклинального пояса начались мощные горообразовательные процессы, названные "альпийской складчатостью". Наибольшей силы они достигли в неогене. Так возникли высочайшие в мире сложные горные системы Пиренеев, Альп, Карпат, Балкан, Кавказа, Памиро-Алтая и Гималаев. Резкая активизация тектонических процессов на молодых платформах окончательно сформировала современный горный рельеф Тянь-Шаня, Алтая, Саян, в Евразии, Аппалачей и части Скалистых гор в Северной Америке, Анд в Южной Америке и т. д. Вдоль горных цепей образовались впадины будущих морей - Черного, части Каспийского и Средиземного, заполнившихся в плиоцене и миоцене. По краям материков возникли полуострова и островные дуги - Камчатка, Сахалин, Японские острова, Филиппины; в Африке возникла система Восточно-Африканских грабенов (Красное и Мертвое моря, цепь Великих озер). Развивались Восточно-Азиатская, Тибетско-Китайская, Калифорнийская, Андская и ряд других геосинклинальных областей. Мощные вулканические извержения происходили в Азии (Закавказье, Иран), Африке (Кения).
Кайнозой весьма богат горючими и металлическими полезными ископаемыми, особенно бурыми углями и нефтью (Кавказ, Средняя Азия, Сахалин, Иран, Ирак), железными и марганцевыми рудами и алмазами (до 95% запасов зарубежных стран).
Кайнозойская эра стала "веком
млекопитающих".
В морях развивались новые семейства
двустворчатых и брюхоногих моллюсков,
костистых рыб и млекопитающих. Среди
наземных растений продолжалось быстрое
развитие цветковых покрытосеменных,
распространившихся по всей Земле. На смену
вымершим рептилиям пришли птицы и
млекопитающие, заполнившие все основные
среды обитания уже в начале палеогена. В
середине палеогена обособились группы
хищных, копытных, хоботных, грызунов,
насекомоядных и приматов.
Рубеж олигоцена и эоцена (35 млн. лет назад) отмечен резким похолоданием климата, сопровождавшимся массовым вымиранием живых (главным образом, морских) организмов в результате столкновения Земли с космическими телами, образовавшими кратеры Попигай (около 100 км) и Чесапик-Бей.
Климат начала эры был более мягким и теплым, нежели сейчас. До середины неогена почти во всей Европе и Южной Азии был тропический и субтропический климат (Тср~ 240-26 0С, до 29 0С), широко распространились саванны, пустынь совсем не было. Крупнейшим из известных внутриматериковых водоемов стало Сарматское море вокруг острова - Кавказа, от Вены до Арала и Днепропетровска.
В конце неогена постепенное похолодание сделало климат близким к современному, усилилась зональность, у полюсов появилась ледовая зона. Вымерли многие примитивные (однопроходные) млекопитающие. 15 миллионов лет назад в группе приматов выделились рамапитеки, ставшие предками высших обезьян и людей. 10 миллионов лет назад существовало несколько десятков видов человекообразных обезьян (но почти не было низших обезьян); гоминиды появились на Земле около 6 миллионов лет назад; в настоящее время на Земле проживает 1 вид разумных людей (Homo Sapiens), 5 видов человекообразных и 188 видов низших обезьян.
В четвертичном периоде произошло очередное оледенение: не менее 3 ледниковых эпох покрывали до 27% площади континентов слоем льда толщиной до 2 км.
Минимальное содержание СО2 в атмосфере (0,00195 %) было в эпоху последнего глобального оледенения 20000 лет назад при Тср = 110 С. За последние 10-15 тысяч лет уровень Мирового океана повысился на 100 м. Последний "малый климатический оптимум" был 8000 лет назад: средние температуры были выше современных на 2-3 0С, хвойные и лиственные леса распространились до побережья Северно-Ледовитого океана, Сахара была территорией саванн с многочисленными водоемами. 5500 лет назад произошло похолодание; 4000 лет назад - потепление, 2200 лет назад вновь похолодало, 1000 лет назад - потеплело. Последнее похолодание длилось с XV в. н.э. до начала ХХ века, который стал самым теплым веком тысячелетия. Климат потеплел, предположительно, до середины ХХI века; при этом концентрация СО2 в атмосфере возрастет в 1,5-2 раза, средние температуры возрастут на 1,5 0С, Полностью растает Северно-ледовитый океан. Изменится общая циркуляция атмосферы и Мирового океана, его уровень повысится на 1,5-4 м. Затем, полагают многие ученые, последует новое глобальное похолодание с максимумом оледенения через 20000 лет.
| << Предыдущая |