Лекции по биосфере. Учебнометодическое пособие дляспециальности 5В060800 Экология
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Вопрос3 Особенности изменения климатических условий в мезозойскую эру Мезозой – эра средней жизни. Начало эры – 230±10 млн. лет, конец – 66±3 млн. лет назад. Мезозойская эра включает в себя 3 периода: триасовый (40±5 млн. лет); юрский (60 млн. лет); меловой (70 млн. лет). В начале мезозойской эры появляются горы: Урал, Тянь-Шань, Алтай. На большей части земного шара устанавливается тѐплый климат, близкий к современному тропическому. В триасе происходит ослабление климатической зональности, сглаживание температурных различий, начинается движения материков. 250 млн. лет назад вся суша Земли была объединена в суперконтинент Пангею, располагавшийся в одном полушарии. Климат в это время везде был практически одинаков, без таких колебаний температуры, как в современном мире. Область суши, которая в наше время стала Африкой, окружали обе Америки (с запада), Европа (с севера) и Антарктида (с юга). Современный азиатский полуостров Индостан составлял единое целое с Африкой, отделенной от Азии огромным заливом. Континенты все еще были слиты в единый суперконтинент Пангею, животные, включая амфибий, могли мигрировать на большие расстояния, и животный мир был одинаков по всей суше. В отличие от современного, климат на протяжении большей части триасового периода был теплым, со слабо выраженной зональностью от полюсов к экватору. Ледовых полярных шапок не было, поскольку и Северный, и Южный полюс в то время находились в океане. Климат становится все более жарким и засушливым: начинают пересыхать озера и реки, а во внутренних областях – образовываться обширные пустыни. Ближе к концу триасового периода произошло похолодание, совпавшее с еще одним массовым вымиранием, расчистившим путь для распространения в конце триаса динозавров, хотя, как ни странно, климат во время похолодания стал еще более засушливым. В юрском периоде климат, вначале влажный, в конце – засушливый. Происходит движение континентов, формирование Атлантического океана. 29 В меловом периоде прохладный климат, увеличение площади Мирового океана и новое поднятие суши. Идут интенсивные горообразовательные процессы (Альпы, Анды, Гималаи). Вопрос 4 Развитие растительного и животного мира в мезозое В эту эру продолжалось усложнение организмов и темпы эволюции возрастали. В течение почти всей эры на суше господствовали голосеменные растения и пресмыкающиеся. В триасе вымирают гигантские папоротники, древовидные хвощи, плауны. Достигают расцвета голосеменные растения. Возникновение первых костных рыб. В триасе началась великая война двух сухопутных племѐн – рептилий и звероподобных. В мелководных лагунах триасовых морей обитало множество морских рептилий, в число которых входил Askeptosaurus, напоминающий сегодняшних крокодилов, и Placodus, достигавший 2,5 м в длину и питавшийся моллюсками. Растения, преобладавшие в ландшафтах триасового периода, включали древовидные папоротники, саговник и хвощи, возникшие в палеозойскую эру. Окаменелые папоротники были найдены в породах Антарктиды. 220 млн. лет назад в ландшафте преобладали кустарники с вкраплениями хвойных деревьев, напоминающих современные, и огромных гинкговых растений. Первые голосеменные растения появились еще в конце палеозоя. В мезозое они сменили древовидные папоротники и хвощи, чему во многом способствовал более засушливый климат. В юрский период появились новые группы моллюсков. Вымирают семенные папоротники и появляются первые покрытосеменные растения. Достигают расцвета насекомые и рептилии. В конце периода появление первоптиц – археоптерикса. Останки археоптерикса были найдены в мелкозернистых известняках юга Германии, которые в XIX в. широко использовались в печатании литографий. Когда в 1860 г. рабочие карьера раскололи одну из известняковых плит, то обнаружили в толще пластов скелет существа, напоминавшего птицу. Эти останки были исследованы и описаны немецким палеонтологом Германом Майером в 1861 г., назвавшим найденное существо Archaeopteryxlithographica. На юрский период (208-144 миллиона лет назад) приходится расцвет динозавров. Некоторые динозавры этого периода были внушительных размеров, вооруженные пластинами и шипами. Среди них встречаются: аллозавр, археоптерикс, брахиозавр, диплодок, 30 стегозавр и др. Динозавры господствовали на суше, в воде и в воздухе. В меловом периоде начинается параллельная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей. Вымирают хищные динозавры и крупные рептилии. В морях вымирают многие формы беспозвоночных и морские ящеры. Наиболее приспособленными оказываются птицы и млекопитающие. Возрастало количество и видовое разнообразие млекопитающих, появились животные, потомки которых ассоциируются, прежде всего, с одним континентом – Австралией. Это сумчатые, самые примитивные из ныне живущих живородящих млекопитающих и однопроходные (клоачные), или яйцекладущие млекопитающие. При переходе от раннего к среднему меловому периоду появились первые цветковые растения. В это же время продолжалась эволюция огромных травоядных динозавров. Одно из самых значительных событий за всю историю Земли произошло около 65 млн. лет назад. В это время вымерли несколько больших групп позвоночных, включая динозавров, а также морских (мозазавров, плезиозавров, плиозавров и ихтиозавров) и летающих (птерозавров) рептилий. Другие позвоночные: лягушки, ящерицы, крокодилы, змеи, черепахи, млекопитающие пережили катастрофу. Основные понятия: палеозойская эра, кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь, трилобиты, кордаиты, мезозой, триас, юра, мел, археоптерикс, параллельная эволюция. Вопросы для самоконтроля: 1 Каковы временные рамки палеозойской эры? 2 На какие периоды делится палеозойская эра? 3 Какими были условия для жизни животных и растений в ранний палеозой? 4Какие животные и растения жили в палеозойский период? 5Чем был вызван гигантизм насекомых того времени? 6 Каковы временные рамки мезозойской эры? 7 На какие периоды делится мезозой? 8 Какими были условия для жизни животных и растений в мезозойскую эру? 9 Какие животные и растения жили в мезозое? 10 Чем была вызванамезозойская катастрофа? Рекомендуемая литература: 1 Артамонова Е.Н.Учение о биосфере и ноосфере: Учебное пособие. – Семей: Семипалат. гос. пед. ин-т, 2010. – С. 30-33. 31 Лекция 4 РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В КАЙНОЗОЕ, ПАЛЕОГЕНЕ, НЕОГЕНЕ И АНТРОПОГЕНЕ План лекции: 1вопрос Климатические условия в разные периоды кайнозойской эры 2 вопрос Эволюция органического мира в палеогене 3 вопрос Флора и фауна неогенового периода 4 вопрос Характеристика четвертичного (антропогенового) периода 1 вопрос Климатические условия в разные периоды кайнозойской эры Кайнозойская эра – это новый этап геологической истории Земли, который продолжается поныне. Длительность эры 65 млн. лет. В течение кайнозоя развился новый цикл геологических процессов, изменивший и усложнивший структуры земной коры и создавший современную физико- географическую обстановку. В кайнозое сложился своеобразный органический мир, в котором млекопитающие играют ведущую роль; появился человек, и его деятельность стала одним из факторов преобразования географического лика Земли. Первоначально кайнозой делили на два периода – третичный и четвертичный. В третичный период включали палеоген и неоген. В настоящее время в кайнозое выделяют три периода: К а й н о з о й (65,5 млн. лет назад-настоящее время) Палеоген (65,5-23,03) Неоген (23,03-2,588) Четвертичный (2,588-) Палеоцен (65,5- 55,8) Эоцен (55,8- 33,9) Олигоцен (33,9- 23,03) Миоцен (23,03- 5,332) Плиоцен (5,332- 2,588) Плейстоцен (2,588-12 тыс.) Голоцен (12 тыс.-) В начале палеогена в Северном полушарии находилось два огромных материка, соединявшихся в районе Берингова пролива, – Евразия и Северная Америка. В Южном полушарии было несколько материков – частей бывшей Гондваны: Африка, Индостан, Южная Америка. Полное отделение Антарктиды от Австралии и Южной Америки, вероятно, произошло во второй половине палеогена. Между всеми материками существовали все современные океаны. Между северными и южными материками располагалось море Тетис. Палеоген – время проявления альпийской складчатости, начавшейся еще в самом конце мела. В первой половине палеогена климат на планете был значительно мягче современного. В раннем и среднем эоцене среднегодовая температура 32 в Европе составляла +27°С (самая высокая за весь мезозой и кайнозой), но уже к концу эоцена она понизилась до +(7–10)°С (как в настоящее время), а в олигоцене была всего +(5–7)°С. Кратковременная регрессия конца мела, времени великого вымирания, сменилась в палеогене трансгрессией, которая достигла своего максимума в эоцене (Р 2 ). Это была последняя большая трансгрессия в истории Земли. В конце палеогена море покидает почти все континенты. В палеоцене несколько расширился, по сравнению с поздним мелом, Атлантический океан. Контуры Индийского океана заметно отличались от современных: восточную часть океана занимал обширный устойчивый глубоководный бассейн; в центральной части океана находились срединно- океанический хребет и обширная зона небольших глубин: на западе – вдоль побережья Африки располагались небольшие глубоководные впадины, заполнявшиеся продуктами размыва континента. В эоцене появились проливы между Австралией и Антарктидой, между Антарктидой и Южной Америкой. В олигоцене начинается глобальное похолодание, рост климатических контрастов, регрессия океанов. Возрастает гидроизоляция Антарктиды, где быстро развивается покровное оледенение. Где-то около 38 млн. лет назад ледники достигли океана и появились первые айсберги. На территории Тетиса идет формирование внутренних морей – Средиземноморского, Черного и Каспийского. Палеогеографическая зональность в течение неогена постепенно приближалась к современной. В конце неогена в основном завершается геосинклинальный процесс. Однако земная кора в пределах альпийских складчатых поясов и в настоящее время сохраняет значительную подвижность: поднятия (Гималаи, Анды, Кордильеры) и опускания (южная часть Каспия, Черное, Эгейское и Мраморное моря, Мексиканский залив — во всех этих впадинах еще идет интенсивное осадконакопление), проявляется современный вулканизм и сейсмичность. Характерно чередование похолоданий и потеплений. В Европе в конце нижнечетвертичного века главными центрами оледенения являлись Скандинавия и Альпы. В это время развивается так называемое Миндельское (Окское) оледенение. В Альпах ледники достигают подножий гор. Ледники со Скандинавии достигают северных границ Белоруссии и района Москвы (р. Ока). Ледники устанавливаются на Северном и Полярном Урале, в горных районах Южной и Восточной Сибири, в Северной Америке. Начало среднего плейстоцена является временем длительного, почти повсеместного, потепления, когда климат был даже теплее современного. На рубеже 300 тыс. лет это потепление сменяется наиболее долгим (продолжавшимся 130–180 тыс. лет) значительным похолоданием плейстоцена – русским (среднерусским), которое привело к самому обширному оледенению Северного полушария. На территории России это днепровское (самаровское) и московское (тазовское) оледенения. Последнее 33 заметно уступает днепровскому по своим масштабам. Днепровский ледниковый щит двигался со Скандинавского полуострова двумя языками: первый язык он спускался по долине Днепра и дошел до современного Днепропетровска, второй – по Дону-Волге, достиг г. Волгограда. Ледник московского времени сумел достигнуть только г. Москвы. Синхронно с оледенениями происходили и трансгрессии моря на континенты. В этот период море затапливало всю северную часть Западно- Сибирской низменности, проникало далеко на юг по Восточно-Европейской равнине, в междуречье Енисея и Лены и в др. места. Начало позднего плейстоцена характеризуется мощным потеплением – межледниковьем. В это время Балтийское море широким проливом соединялось с Белым морем. Каспийское и Азовское моря были заметно крупнее современных, а Крым был островом. Это потепление 70–90 тыс. лет назад сменяется опять похолоданием, известным под названием валдайского (зырянского) оледенения. Этот ледник в Европе доходил из Скандинавии до Валдайской возвышенности, а в Сибири он был горным или горно- долинным. Голоцен начавшийся 10 тыс. лет назад характеризуется природными условиями, весьма близкими к современным. Из множества гипотез, объясняющих оледенения, заслуживает внимание две основные их группы — это астрономические и теллурические. Первые гипотезы все оледенения объясняют космическими причинами: перемещением полюсов Земли; взрывом вблизи солнечной галактики сверхновых звезд, которые якобы своими осколками (газово-пылевидными туманностями или «облаками») как бы заслоняют Землю от Солнца. Правда, изменение солнечной радиации может быть вызвано и другим способом – изменением наклона эклиптики и эксцентриситета земной орбиты (гипотеза югославского ученого Миланковича), в результате чего меняется расстояние Земли от Солнца. Из гипотез теллурического характера следует упомянуть гипотезу русского ученого И. Д. Лукашевича, который все изменения климата объясняет изменениями земной поверхности в связи с колебательными и орогеническими движениями земной коры. Межледниковые эпохи характеризуются в Европе широколиственными лесами (дубравами), ледниковые эпохи – степями. Современное межледниковье началось примерно 10 000 лет назад и судя по тому, что ни одна межледниковая эпоха не держалась более 10–12 тыс. лет, мы живем с вами в конце межледникового периода перед очередными ледниковым периодом, который наступит в ближайшие 1–2 тысячелетия. При этом, проведя всевозможные расчеты, ученые-гляциологи установили следующий сценарий ближайшего оледенения: первое тысячелетие продлится на Земле потепление, за ним последует 22 000-летний промежуток направленного похолодания. 34 Правда этот прогноз совершенно не учитывает спонтанного развития природы и возможные воздействия антропогенного фактора, т.к. углекислый газ от сжигания все более и более укутывает нашу планету. 2 вопрос Эволюция органического мира в палеогене Начался 65 млн. лет назад и закончился 23 млн. лет назад. Впервые палеоген К. Науманном в 1866 г. Из простейших были широко развиты фораминиферы, представленные мелкими планктонными и относительно более крупными бентосными формами. Из последних наиболее характерны нуммулиты, которые образовывали пласты до десятков метров, поэтому изредка появляются проекты переименования палеогена в нуммулитовый период. Из кораллов продолжают существовать гексакораллы. Большую роль играют разнообразные радиолярии, губки, спикулы которых также формируют целые пласты – спонголит. На втором месте по распространенности среди простейших занимали двустворчатые и брюхоногие моллюски. Последние, кроме того, начали осваивать сушу. Многочисленны были мшанки и морские ежи, насекомые (в янтаре из Прибалтики их нашли уже более 3000 видов). В водных бассейнах многочисленны были рыбы. Среди позвоночных господствующее положение заняли млекопитающие и беззубые птицы, как летающие, так и нелетающие. В палеогене быстро эволюционировали млекопитающие от примитивных до развитых. Они быстро приспособились к жизни на суше, в воздухе и в воде, увеличились их размеры. Появились даже такие гиганты как индриктерий, достигавший в высоту 5 метров, мастодонт и динотерий. Наиболее многочисленными были представители архаичных непарнокопытных, затем шли парнокопытные, примитивные грызуны, хищники, насекомоядные и зайцеобразные. В растительном мире господствовали покрытосеменные (цветковые). Из голосеменных были многочисленны только хвойные. 3 вопрос Флора и фауна неогенового периода В качестве самостоятельного стратиграфического подразделения неоген австралийским геологом М. Гернесом в 1853 г. Общий состав фауны и флоры постепенно приближается к современному. В морях нормальной солености развиваются те же группы, что и в палеогене. Среди наземных млекопитающих в начале периода вымирают примитивные формы: древние хищники, титанотерии (крупные непарнокопытные). Господствующее положение начинают занимать ныне живущие семейства и роды, появляются медведи, антилопы, быки, жирафы, слоны, овцы, козы. 35 В конце миоцена и в раннем плиоцене появляются человекообразные обезьяны, гиппопотамы, олени, первые настоящие лошади. В начале позднего плиоцена широко распространяются слоны, мастодонты, саблезубые тигры. Характерная особенность позднего плиоцена – появление представителей рода Homo – человека. В неогене достигла своего максимума альпийская складчатость, начавшаяся еще в самом конце позднего мела, продолжалась в течение кайнозоя. Другая особенность неогенового и следующего за ним четвертичного периода – активизация вертикальных тектонических движений в областях древних складчатостей (докембрийских, каледонской, герцинской, киммерийской), получившая название «эпиплатформенный орогенез». Следствием альпийской складчатости, эпиплатформенного орогенеза и углубления океанических впадин явилась обширная регрессия, обусловившая экстремальный геократический период в истории Земли. Регрессия вызвала рост Антарктического ледника и оледенение в Северном полушарии. К концу неогена завершилось оформление контуров материков в границах, близких к современным. 4 вопрос Характеристика четвертичного (антропогенового) периода Антропогеновый период – это ныне продолжающийся период и был выделен в 1829 г. бельгийским геологом Ж. Денуайэ. От более древних периодов геологической истории его отличают следующие признаки: 1) необычайно малая длительность (3,3–0,7 млн. лет по разным данным); 2) появление и развитие человека и его материальной культуры; 3) резкие и многократные колебания климата, что привело к многократным оледенениям в арктических и антарктических зонах; 4) неоднократные крупные планетарные изменения уровня Мирового океана. В основу подразделения антропогенового периода положен климатостратиграфический принцип – чередование похолоданий (ледниковый) и потеплений (межледниковый). Наземная растительность современного облика начала формироваться еще в неогене. В антропогене постепенно вымирают или резко сокращают свои ареалы теплолюбивые формы; сокращаются площади лесов и расширяются травянистые степные пространства; возникают тундровые и арктические ассоциации. Животный мир тоже испытывает крупные эволюционные изменения. Особенно ярко это проявляется среди млекопитающих и человека. В морях широко распространены моллюски, фораминиферы, остракоды и диатомовые водоросли. 36 В нижнечетвертичном веке появляются холодовыносливые формы: овцебык, северный олень. В южных зонах обитают многочисленные слоны, лошади, ослы, носороги, бизоны. Для верхнечетвертичного века характерны, кроме мамонта, шерстистый носорог, северный олень, лось, овцебык, песец.Для голоцена характерно отсутствие мамонта, шерстистого носорога. К этому времени относится приручение животных человеком. Появление человека – наиболее важная особенность четвертичного периода. Австралопитеки являются предшественниками древних людей. Их остатки найдены в слоях, возраст которых от 5,5 до 0,9 млн лет. Объем их мозга составлял 530–550 куб. см. Человек умелый (Homohabilis) отличался от австралопитеков несколько большим объемом мозга (700–800 куб. см) и использовал в качестве орудий труда уже не палки и камни, а самодельные примитивные каменные орудия, получившие наименование культуры галек (олдувай). Архантропы (питекантроп, гендельбергский человек и синантроп) уже умели изготовлять каменные орудия. Объем мозга синатропа уже 1050 куб. см, его остатки найдены в слое золы вместе с каменными орудиями и костями животных. Возраст этих слоев составлял 200–250 тыс. лет. Находки остатков неандертальцев, их стоянок и орудий достаточно высокой степени обработки сделаны в слоях с возрастом от 200–170 до 35–30 тыс. лет. Они умели добывать огонь и жили охотой и собирательством. Появившиеся 45–40 тыс. лет назад неантропы, по своему физическому типу не отличались от современных представителей человека. Они с высоким совершенством умели изготовлять каменные топоры и молотки, в которых могли просверливать отверстия, вырезали статуэтки из кости и камня, рисовали на стенах пещер. Люди современного типа появились 10 тыс. лет назад. |