Геохронологическая шкала

К 1850 году ученые узнали достаточно много о строении горных пород на поверхности Земли и понимали, что общая толщина пластов достигает многих миль. В слоях горных пород, даже в самых глубоких и древних, были найдены окаменелости. Стало ясно, что Земля намного старше, чем считалось до тех пор. Чтобы лучше понять сложную историю горных пород и жизни на Земле, ученые разделили всю геологическую летопись на отдельные этапы. К концу XIX века сложилась общепринятая шкала основных периодов древнейшей истории Земли.

ТРИ ВЕЛИКИЕ ЭРЫ

В XIX веке все периоды геологической истории Земли были формально объединены в три основные эры: палеозойскую (от греческого «палайос» — древний, «зое» — жизнь), мезозойскую («мезо» — средний) и кайнозойскую («кайно» — современный). Около 1860 года Джон Филипс, профессор геологии Оксфордского университета, показал, что каждой основной эре соответствует собственный растительный и животный мир (биота).

ШКАЛА ВРЕМЕНИ

Подразделения геохронологической шкалы основываются на резкой смене характера окаменелых остатков. Границам между периодами соответствуют широкомасштабные вымирания. В начале XIX века весь диапазон геологического времени был разделен на 16 периодов, от кембрийского до четвертичного. Но под самыми древними ископаемыми, найденными в кембрийских слоях, лежали породы, соответствующие самому раннему этапу истории Земли. Поскольку ученые считали, что в ту эпоху жизнь на Земле еще не возникла, ей дали имя азойская (по-гречески — «безжизненная»).

ТАЙНА ДОКЕМБРИЙСКИХ ВРЕМЕН

К концу XIX века накопилось много ископаемых доказательств того, что жизнь существовала и до начала кембрийского периода. Метод радиоактивной датировки, разработанный в начале XX века, показал, что докембрийская эра была гораздо длиннее, чем считалось раньше. Но ученые не имели сопоставимых окаменелостей из разных уголков мира, на основании анализа которых они могли бы выделить и соотнести между собой различные последовательности докембрийских пластов.

ЭРЫ ДОКЕМБРИЙСКОГО ЭОНА

В последние десятилетия наши представления об истории Земли за 4 млрд. лет, которые протекли до начала кембрийского периода, сильно изменились. Современные ученые выделяют в докембрийском зоне три эры: гадейскую (4,6-3,8 млрд. лет назад), архейскую (3,8—2,5 млрд. лет назад) и протерозойскую (2,5—0,545 млрд. лет назад). О самых ранних этапах формирования Земли известно очень мало, так как на поверхности планеты почти не сохранилось горных пород, относящихся к тем временам.

ДРЕВНЕЙШИЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Древнейшие из известных осадочных пород относятся к архейской эре. В те же времена возникли и первые ископаемые — химические следы древних микроорганизмов. Они найдены в Гренландии и имеют возраст 3,7 млрд. лет. Около 3 млрд. лет назад в мелководных морях обитали строматолиты (сине-зеленые водоросли).

ПРОТЕРОЗОЙСКАЯ ЭРА

Самый поздний отрезок протерозойской эры — верхний протерозой (1000 — 545 млн. лет назад) — отчетливо подразделяется на два крупных периода: рифей (1000 — 680 млн. лет назад) и венд (680 — 545 млн. лет назад). В рифее широко распространились эукариоты, увеличилось количество кислорода в атмосфере и, возможно, возникли первые многоклеточные организмы. В венде, около 630 млн. лет назад, началось широкомасштабное оледенение. Когда ледник отступил, жизнь начала бурно развиваться. Многоклеточные организмы стали очень разнообразными, в мелководных морях возникли и расселились по всему земному шару мягкотелые представители богатой эдиакарской фауны. Вымирание этих форм жизни и приход им на смену первых морских обитателей раковин знаменовали начало первого периода фанерозойского зона — кембрия.

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА

Шесть периодов палеозойской эры, от кембрийского до пермского, занимают в общей сложности 300 млн. лет (545 — 248 млн. лет назад). В начале палеозойской эры характерные для того времени жизненные формы были строго привязаны к морской среде обитания. Ранние палеозойские морские беспозвоночные были очень невелики по размерам, но к середине кембрия появились хищные членистоногие длиной до 0,9 м. В морях началась гонка вооружений. В начале силура появились первые хищники, вооруженные зубами, и другие существа были вынуждены защищаться от них под прочными панцирями или прятаться в толще морского дна.

Граница каждой из четырех крупных эр ознаменована резким изменением характера ископаемых окаменелостей. Это означает, что в конце каждой эры происходили массовые вымирания живых существ.

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ФАУНА

К самым характерным палеозойским группам относятся членистоногие, такие, как трилобиты и эвриптериды. Широко распространены были похожие на растения граптолиты, которые на самом деле являлись колониями животных, и головоногие в закрученных спиралью конических раковинах. Были представлены и знакомые нам существа — улитки, двустворчатые моллюски, морские ежи, морские звезды и похожие на креветок членистоногие.

ПЕРВЫЕ ПОЗВОНОЧНЫЕ

Около 460 млн. лет назад появились первые позвоночные животные — бесчелюстные рыбоподобные существа причудливого облика (их современные родственники — миноги и миксины). В силуре появились первые челюстные рыбы, и подводная гонка вооружений пошла еще ожесточеннее.

ПЕРВЫЕ ЗАВОЕВАТЕЛИ СУШИ

В силуре произошло одно из важнейших событий в истории жизни — она вышла на сушу. Первыми обитателями суши были мелкие растения высотой всего в несколько сантиметров. Но для того чтобы совершить этот скачок, жизни понадобилось развиваться в воде 3,4 млрд. лет. А в первые же 100 млн. лет после выхода на сушу по всей Земле зазеленели густые леса из древовидных папоротников и плаунов, в которых находили укрытие множество разнообразных животных.

ПЕРВЫЕ УГОЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Первые четвероногие позвоночные были предками современных амфибий, рептилий и млекопитающих. Они охотились на водившихся в изобилии беспозвоночных, например, членистоногих, к которым относились первые многоножки, тараканы, скорпионы и первые летуны — стрекозы. Окаменелые остатки этих существ, утонувшие в болотах, положили начало первым отложениям каменного угля. Поэтому тот период и получил название каменноугольного, или карбона (по-латыни «уголь»).

ВЫМИРАНИЯ ПАЛЕОЗОЙСКОЙ ЭРЫ

На протяжении палеозойской эры массовые вымирания происходили несколько раз, но величайшее из них, пермо-триасовое, началось 248 млн. лет назад и знаменовало собой окончание палеозойской эры. Оно стало самым крупным за всю историю Земли. Расчеты показывают, что на рубеже перми и триаса с лица Земли исчезло около 70 % видов морских живых существ. Возможной причиной этого вымирания стало снижение уровня моря, в результате чего прибрежные континентальные шельфы оказались над поверхностью воды, и мелководная среда обитания разрушилась.

МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА

Мезозойская эра длилась около 183 млн. лет (248 — 65 млн. лет назад). Первым ее периодом был триасовый, а последним — меловой. Жизнь на Земле долго не могла оправиться после пермо-триасового вымирания. Прошло много лет, прежде чем она достигла былого разнообразия. Особенно пострадала при вымирании морская среда обитания, но постепенно ее заселяли новые виды моллюсков и членистоногих, пришедшие на смену вымершим. Брахиоподов сменили двустворчатые моллюски, появились новые формы кораллов. Самыми грозными хищниками океанов стали морские рептилии, такие, как ихтиозавры и плезиозавры. Они питались рыбой и головоногими, в изобилии водившимися в морях. Появились новые характерные группы головоногих — аммониты и белемниты. На суше среди растительности преобладали цикадовые, гинкгофиты и хвойные деревья. Они лежали в основании пищевых цепей.

ХИЩНИКИ-ВЕЛИКАНЫ И ИХ ГИГАНТСКАЯ ДОБЫЧА

В мезозойских лесах кормились самые крупные из всех сухопутных растительноядных животных за всю историю Земли — гигантские динозавры-зауроподы и другие травоядные рептилии. Многие из них, в свою очередь, служили пищей хищным рептилиям, особенно тероподам, чьи размеры были очень разнообразными — от шустрого целофизиса длиной в 1,5 м, жившего в триасе, до знаменитого тираннозавра позднего мела, достигавшего в длину 15 м.

НОВШЕСТВА МЕЗОЗОЙСКОЙ ЭРЫ

Еще в триасе в воздух начали подниматься первые летающие рептилии, а немного позже — группа динозавров, покрытых перьями. Самого большого успеха среди летающих рептилий достигли птерозавры, но в конце концов их вытеснили более многообразные птицы. Они появились в позднюю эпоху юрского периода и в корне изменили характер жизни на Земле. Другим крупным достижением было появление в позднем триасе мелких, теплокровных, похожих на землеройку млекопитающих, а затем — цветковых растений (покрытосеменных). Птицам, млекопитающим и покрытосеменным предстояло сказать свое главное слово позже, когда исчезнут господствующие рептилии.

ВЫМИРАНИЕ

В конце мелового периода произошло еще одно массовое вымирание живых существ. Оно особенно прославилось тем, что угасание динозавров совпало с падением гигантского метеорита. Падение космического тела диаметром 10 км в районе полуострова Юкатан в современной Мексике, как полагают, послужило толчком к еще более массовым вымираниям. Однако до сих пор ведутся споры о том, насколько сильно было влияние этой катастрофы на животный и растительный мир Земли.

ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

В то же время на плоскогорье Декан в Индии происходили вулканические извержения, в результате которых лава в огромных количествах выплескивалась на поверхность. Эти лавовые излияния привели к сильному, продолжительному изменению климата. В конце мелового периода вымерли динозавры и множество других рептилий. Серьезно пострадали также морские экосистемы, исчезла большая часть планктонных микроорганизмов и головоногие аммониты.

КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРА

Кайнозойская эра занимает последние 65 млн. лет геологического времени. Она началась с палеоценовой эпохи и продолжается до сих пор. Основными, признанными во всем мире периодами кайнозойской эры являются палеогеновый, неогеновый и четвертичный. Они, в свою очередь, подразделяются на семь эпох — от палеоцена до голоцена. Ранее палеоген и неоген объединялись под названием «третичный период».

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ КАЙНОЗОЙСКОЙ ЭРЫ

Хотя многие из существ кайнозойской эры обитают на планете до сих пор, мы, посетив кайнозойский лес около 50 млн. лет назад, обнаружили бы много незнакомых нам млекопитающих. Одни напоминают собаку или медведя, другие похожи на свиней или бегемотов. Некоторые из этих млекопитающих заселили моря и стали предками современных китов, тюленей и дельфинов. Млекопитающее население изолированных континентов — Австралии и Южной Америки — представлено разнообразными сумчатыми, похожими на собак и кошек. Они эволюционировали параллельно с более развитыми современными плацентарными млекопитающими.

ЗНАКОМЫЕ ПЕЙЗАЖИ

Многие цветковые растения кайнозоя, от трав до деревьев, хорошо нам знакомы. Появились певчие птицы, на обширных травянистых равнинах паслись лошади и олени. На крупных растительноядных охотились хищники — большие кошки, дикие собаки, гиены и недавно появившиеся гоминиды. В ледниковые эпохи, вызванные изменениями климата в конце кайнозойской эры, появились новые виды живых существ, хорошо приспособленные к холоду, например, мамонты и шерстистые носороги. Однако в конце последнего ледникового периода они вымерли. Причиной этого стали перемены климата и охота человека на них.

Анагоплит — ископаемое существо мелового периода из вымершей группы аммонитов, родственной современным кальмарам.