Die Entstehung der Erde und die frühen Stadien ihrer Entstehung

Eine der wichtigen Aufgaben der modernen Naturwissenschaft im Bereich der Geowissenschaften ist die Wiederherstellung ihrer Entwicklungsgeschichte. Nach modernen kosmogonischen Vorstellungen entstand die Erde aus der im protosolaren System verstreuten Gas- und Staubmaterie. Eine der wahrscheinlichsten Varianten des Ursprungs der Erde ist wie folgt. Zunächst entstanden die Sonne und ein abgeflachter rotierender zirkumsolarer Nebel aus einer interstellaren Gas- und Staubwolke, beispielsweise unter dem Einfluss der Explosion einer nahe gelegenen Supernova. Als nächstes erfolgte die Entwicklung der Sonne und des zirkumsolaren Nebels mit der Übertragung des Impulsmoments von der Sonne auf die Planeten durch elektromagnetische oder turbulent-konvektive Methoden. Anschließend kondensierte das "Staubplasma" zu Ringen um die Sonne, und das Material der Ringe bildete die sogenannten Planetesimale, die sich zu Planeten verdichteten. Danach wiederholte sich ein ähnlicher Vorgang um die Planeten herum, was zur Bildung von Satelliten führte. Es wird angenommen, dass dieser Prozess etwa 100 Millionen Jahre gedauert hat.

Es wird davon ausgegangen, dass durch die Differenzierung der Erdsubstanz unter dem Einfluss ihres Gravitationsfeldes und radioaktiver Erwärmung unterschiedliche in chemischer Zusammensetzung, Aggregatzustand und physikalischen Eigenschaften der Hülle – der Geosphäre der Erde – entstanden und entstanden sind. Das schwerere Material bildete einen Kern, der wahrscheinlich aus Eisen, gemischt mit Nickel und Schwefel, bestand. Etwas leichtere Elemente blieben im Mantel. Nach einer der Hypothesen besteht der Erdmantel aus einfachen Oxiden von Aluminium, Eisen, Titan, Silizium usw. Die Zusammensetzung der Erdkruste wurde bereits in § 8.2 ausführlich genug besprochen. Es besteht aus leichteren Silikaten. Noch leichtere Gase und Feuchtigkeit bildeten die Primäratmosphäre.

Wie bereits erwähnt, wird angenommen, dass die Erde aus einer Ansammlung kalter fester Teilchen entstanden ist, die aus einem Gas- und Staubnebel gefallen sind und unter dem Einfluss gegenseitiger Anziehung zusammengeklebt wurden. Als der Planet wuchs, erwärmte er sich aufgrund der Kollision dieser Partikel, die wie moderne Asteroiden mehrere hundert Kilometer weit reichten, und der Freisetzung von Wärme nicht nur durch natürlich radioaktive Elemente, die uns jetzt in der Kruste bekannt sind, sondern auch um mehr als 10 inzwischen ausgestorbene radioaktive Isotope Al, Be, Cl usw. Dadurch kann es zu einem vollständigen (im Kern) oder teilweisen (im Mantel) Aufschmelzen der Substanz kommen. In der Anfangszeit ihres Bestehens bis etwa 3,8 Milliarden Jahre waren die Erde und andere erdähnliche Planeten sowie der Mond einem verstärkten Beschuss durch kleine und große Meteoriten ausgesetzt. Das Ergebnis dieses Bombardements und einer früheren Kollision von Planetesimalen könnte die Freisetzung von flüchtigen Stoffen und der Beginn der Bildung einer Sekundäratmosphäre sein, da die Primäratmosphäre, bestehend aus Gasen, die während der Entstehung der Erde eingefangen wurden, höchstwahrscheinlich schnell in den Weltraum zerstreut wurde . Wenig später begann sich die Hydrosphäre zu bilden. Die so gebildete Atmosphäre und Hydrosphäre wurde im Prozess der Entgasung des Mantels während der vulkanischen Aktivität wieder aufgefüllt.

Der Fall großer Meteoriten hat riesige und tiefe Krater geschaffen, ähnlich denen, die derzeit auf Mond, Mars und Merkur beobachtet werden, wo ihre Spuren durch spätere Veränderungen nicht gelöscht wurden. Die Kraterbildung könnte Magmaausbrüche mit der Bildung von Basaltfeldern hervorrufen, die denen ähneln, die die "Meere" des Mondes bedecken. So entstand vermutlich die Urkruste der Erde, die sich jedoch bis auf relativ kleine Fragmente in der „jüngeren“ Kruste des kontinentalen Typs nicht auf ihrer heutigen Oberfläche erhalten hat.

Diese Kruste, die in ihrer Zusammensetzung bereits Granite und Gneise enthält, jedoch mit einem geringeren Gehalt an Kieselsäure und Kalium als in "normalen" Graniten, entstand um die Jahreswende von etwa 3,8 Milliarden Jahren und ist uns durch Aufschlüsse innerhalb der kristallinen Schilde bekannt fast alle Kontinente. Der Entstehungsweg der ältesten kontinentalen Kruste ist noch weitgehend ungeklärt. Diese Kruste, die überall unter hohen Temperaturen und Drücken umgewandelt wurde, enthält Gesteine, deren Texturmerkmale auf eine Ansammlung in der aquatischen Umwelt hindeuten, d.h. in dieser fernen epoche existierte bereits die hydrosphäre. Das Auftreten der ersten Kruste, ähnlich der modernen, erforderte die Zufuhr großer Mengen an Kieselsäure, Aluminium und Alkalien aus dem Mantel, während jetzt der Mantelmagmatismus ein sehr begrenztes Volumen an Gesteinen erzeugt, das mit diesen Elementen angereichert ist. Es wird angenommen, dass vor 3,5 Milliarden Jahren die Graugneiskruste, benannt nach der vorherrschenden Art ihrer Gesteine, auf dem Gebiet der modernen Kontinente weit verbreitet war. In unserem Land ist es beispielsweise auf der Kola-Halbinsel und in Sibirien, insbesondere im Einzugsgebiet des Flusses, bekannt. Aldan.

Prinzipien der Periodisierung der geologischen Erdgeschichte

Weitere Ereignisse in geologischer Zeit werden oft nach bestimmt Relative Geochronologie, Kategorien "alt", "jünger". Zum Beispiel ist eine Ära älter als eine andere. Einzelne Abschnitte der geologischen Geschichte werden (in absteigender Reihenfolge ihrer Dauer) als Zonen, Epochen, Perioden, Epochen, Jahrhunderte bezeichnet. Ihre Identifizierung beruht darauf, dass sich geologische Ereignisse in Gesteine ​​einprägen und Sediment- und Vulkangesteine ​​schichtweise in der Erdkruste liegen. 1669 stellte N. Stenoy das Gesetz der Schichtungsfolge auf, wonach die darunter liegenden Sedimentgesteinsschichten älter sind als die darüber liegenden, d.h. vor ihnen gebildet. Dadurch wurde es möglich, die relative Abfolge der Schichtbildung und damit die damit verbundenen geologischen Ereignisse zu bestimmen.

Die Hauptmethode in der relativen Geochronologie ist die biostratigraphische oder paläontologische Methode zur Bestimmung des relativen Alters und der Reihenfolge des Auftretens von Gesteinen. Diese Methode wurde Anfang des 19. Jahrhunderts von W. Smith vorgeschlagen und dann von J. Cuvier und A. Brongniart weiterentwickelt. Tatsache ist, dass man in den meisten Sedimentgesteinen Überreste von tierischen oder pflanzlichen Organismen finden kann. JB Lamarck und C. Darwin stellten fest, dass sich Tiere und Pflanzen im Laufe der Erdgeschichte im Kampf ums Dasein allmählich verbesserten und sich an veränderte Lebensbedingungen anpassten. Einige tierische und pflanzliche Organismen starben in bestimmten Stadien der Entwicklung der Erde aus, sie wurden durch andere, vollkommenere ersetzt. Daher kann man anhand der Überreste früher lebender primitiverer Vorfahren, die in einer Schicht gefunden wurden, das relativ hohe Alter dieser Schicht beurteilen.

Eine andere Methode zur geochronologischen Trennung von Gesteinen, die besonders wichtig für die Trennung von magmatischen Formationen des Meeresbodens ist, basiert auf der Eigenschaft der magnetischen Suszeptibilität von Gesteinen und Mineralien, die im Erdmagnetfeld gebildet werden. Bei einer Änderung der Orientierung des Gesteins relativ zum Magnetfeld oder dem Feld selbst bleibt ein Teil der "inhärenten" Magnetisierung erhalten, und die Änderung der Polarität prägt sich in einer Änderung der Orientierung der remanenten Magnetisierung der Gesteine ​​ein. Derzeit wurde eine Skala für den Wechsel solcher Epochen erstellt.

Absolute Geochronologie - die Lehre von der Messung der geologischen Zeit, ausgedrückt in gewöhnlichen absoluten astronomischen Einheiten(Jahre), - bestimmt den Zeitpunkt des Auftretens, des Abschlusses und der Dauer aller geologischen Ereignisse, in erster Linie den Zeitpunkt der Entstehung oder Umwandlung (Metamorphose) von Gesteinen und Mineralien, da das Alter geologischer Ereignisse durch ihr Alter bestimmt wird. Die Hauptmethode ist hier die Analyse des Verhältnisses von radioaktiven Stoffen und ihren Zerfallsprodukten in Gesteinen, die in verschiedenen Epochen entstanden sind.

Die ältesten Gesteine ​​befinden sich derzeit in Westgrönland (3,8 Milliarden Jahre). Das älteste Alter (4,1 - 4,2 Ga) wurde von Zirkonen aus Westaustralien erhalten, aber der Zirkon kommt hier in wieder abgelagertem Zustand in mesozoischen Sandsteinen vor. Unter Berücksichtigung des Konzepts der Gleichzeitigkeit der Entstehung aller Planeten des Sonnensystems und des Mondes sowie des Alters der ältesten Meteoriten (4,5-4,6 Milliarden Jahre) und des alten Mondgesteins (4,0-4,5 Milliarden Jahre), der Das Alter der Erde wird mit 4,6 Milliarden Jahren angenommen.

1881 wurden auf dem II. Internationalen Geologischen Kongress in Bologna (Italien) die Hauptunterteilungen der kombinierten stratigraphischen (zur Trennung von geschichteten Sedimentgesteinen) und geochronologischen Skalen genehmigt. Nach dieser Skala wurde die Geschichte der Erde in Übereinstimmung mit den Entwicklungsstadien der organischen Welt in vier Epochen eingeteilt: 1) Archaikum oder Archäozoikum - die Ära des antiken Lebens; 2) Paläozoikum - die Ära des antiken Lebens; 3) Mesozoikum – die Ära des mittleren Lebens; 4) Känozoikum - die Ära des neuen Lebens. 1887 wurde das Proterozoikum, die Ära des primären Lebens, aus der Ära des Archaikums herausgelöst. Später wurde der Maßstab verbessert. Eine der Varianten der modernen geochronologischen Skala ist in der Tabelle dargestellt. 8.1. Die archaische Ära ist in zwei Teile unterteilt: frühe (älter als 3500 Ma) und späte Archaische; Proterozoikum - auch in zwei: frühes und spätes Proterozoikum; in letzterem werden die Riphean- (der Name kommt vom alten Namen des Uralgebirges) und die Vendian-Periode unterschieden. Das Phanerozoikum ist in die Epochen Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum unterteilt und besteht aus 12 Perioden.

Tabelle 8.1. Geologische Skala

			Alter (Anfang)
Phanerozoikum	Känozoikum	Quartär
		Neogen
		Paläogen
	Mesozoikum
		Trias
	Paläozoikum	Perm
		Kohle
		Devon
		Silur
		Ordovizium
		Kambrium
Kryptozoikum	Proterozoikum	Verkäufer
		Ripheus
		Karelisch
	Archäisch
	Katharer

Die Hauptstadien der Entwicklung der Erdkruste

Betrachten wir kurz die Hauptstadien in der Entwicklung der Erdkruste als trägem Substrat, auf dem sich die Vielfalt der umgebenden Natur entwickelt hat.

BEIapxee Die immer noch ziemlich dünne und plastische Kruste erfuhr unter dem Einfluss der Ausdehnung zahlreiche Diskontinuitäten, durch die wieder basaltisches Magma an die Oberfläche strömte und hunderte Kilometer lange und viele zehn Kilometer breite Mulden füllte, die als Grünsteingürtel bekannt sind (diesen Namen verdanken sie zur vorherrschenden Grünschiefer-Tieftemperatur-Metamorphose von Basaltarten). Zusammen mit Basalten gibt es unter den Laven des unteren, dicksten Teils des Abschnitts dieser Gürtel hochmagnesische Laven, was auf einen sehr hohen Grad an teilweisem Schmelzen der Mantelsubstanz hinweist, was auf einen viel höheren Wärmefluss hinweist als die moderne. Die Entwicklung von Grünsteingürteln bestand in einer Änderung der Art des Vulkanismus hin zu einer Erhöhung des Gehalts an Siliziumdioxid (SiO 2 ), in Kompressionsdeformationen und Metamorphosen der sedimentär-vulkanogenen Erfüllung und schließlich in der Akkumulation von Klastik Sedimente, die auf die Bildung eines Gebirgsreliefs hindeuten.

Nach dem Wechsel mehrerer Generationen von Grünsteingürteln endete das archaische Stadium der Erdkrustenentwicklung vor 3,0 - 2,5 Milliarden Jahren mit der massiven Bildung normaler Granite mit einer Dominanz von K 2 O gegenüber Na 2 O. Auch Granitisierung als regionale Metamorphose, die an einigen Stellen das höchste Stadium erreichte, zur Bildung einer reifen kontinentalen Kruste über den größten Teil der Fläche der modernen Kontinente führte. Diese Kruste erwies sich jedoch als nicht stabil genug: Zu Beginn des Proterozoikums wurde sie zerkleinert. Zu dieser Zeit entstand ein planetarisches Netzwerk aus Verwerfungen und Rissen, gefüllt mit Gängen (plattenartigen geologischen Körpern). Einer von ihnen, der Great Dike in Simbabwe, ist über 500 km lang und bis zu 10 km breit. Außerdem traten erstmals Risse auf, die zu Senkungszonen, starker Sedimentation und Vulkanismus führten. Ihre Evolution führte am Ende zur Schöpfung frühen Proterozoikum(vor 2,0-1,7 Milliarden Jahren) von gefalteten Systemen, die die Fragmente der archäischen Kontinentalkruste wieder verlöteten, was durch eine neue Ära der mächtigen Granitbildung erleichtert wurde.

Infolgedessen existierte am Ende des frühen Proterozoikums (um die Wende vor 1,7 Milliarden Jahren) bereits eine reife kontinentale Kruste auf 60–80% der Fläche ihrer modernen Verbreitung. Darüber hinaus glauben einige Wissenschaftler, dass die gesamte kontinentale Kruste an dieser Grenze ein einziges Massiv bildete - den Superkontinent Megagea (großes Land), dem auf der anderen Seite des Globus der Ozean gegenüberstand - der Vorgänger des modernen Pazifiks - Megathalassa ( großes Meer). Dieser Ozean war weniger tief als moderne Ozeane, weil das Wachstum des Volumens der Hydrosphäre aufgrund der Entgasung des Mantels im Prozess der vulkanischen Aktivität während der gesamten nachfolgenden Erdgeschichte anhält, wenn auch langsamer. Es ist möglich, dass der Prototyp von Megathalassa noch früher, am Ende des Archaikums, erschien.

Im Catarchean und zu Beginn des Archaikums tauchten die ersten Lebensspuren auf - Bakterien und Algen, und im späten Archaikum breiteten sich Algenkalkstrukturen - Stromatolithen - aus. Im späten Archaikum begann eine radikale Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre, und im frühen Proterozoikum begann eine radikale Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre: Unter dem Einfluss des Pflanzenlebens trat darin freier Sauerstoff auf, während das Katharcheum und Die frühe archaische Atmosphäre bestand aus Wasserdampf, CO 2 , CO, CH 4 , N, NH 3 und H 2 S mit einer Beimischung von HC1, HF und Inertgasen.

Im späten Proterozoikum(vor 1,7-0,6 Milliarden Jahren) Megagea begann sich allmählich zu teilen, und dieser Prozess verstärkte sich am Ende des Proterozoikums stark. Seine Spuren sind ausgedehnte kontinentale Riftsysteme, die an der Basis der Sedimentdecke alter Plattformen begraben sind. Sein wichtigstes Ergebnis war die Bildung riesiger interkontinentaler mobiler Gürtel - Nordatlantik, Mittelmeer, Ural-Ochotsk, die die Kontinente Nordamerika, Osteuropa, Ostasien und das größte Fragment von Megagea - den südlichen Superkontinent Gondwana - teilten. Die zentralen Teile dieser Gürtel entwickelten sich auf der beim Riften neu gebildeten ozeanischen Kruste, d.h. Die Gürtel waren Ozeanbecken. Ihre Tiefe nahm allmählich zu, als die Hydrosphäre wuchs. Gleichzeitig entwickelten sich entlang der Peripherie des Pazifischen Ozeans mobile Gürtel, deren Tiefe ebenfalls zunahm. Die klimatischen Bedingungen wurden kontrastreicher, was durch das Auftreten von glazialen Ablagerungen (Tilliten, Urmoränen und wasserglaziale Sedimente) vor allem am Ende des Proterozoikums belegt wird.

Paläozoikum Die Entwicklung der Erdkruste war durch die intensive Entwicklung mobiler Gürtel gekennzeichnet - interkontinental und marginal kontinental (letztere an der Peripherie des Pazifischen Ozeans). Diese Gürtel wurden in Randmeere und Inselbögen unterteilt, ihre sedimentär-vulkanogenen Schichten erfuhren komplexe Faltenüberschiebungen und dann normale Scherdeformationen, Granite wurden in sie eingeführt und auf dieser Grundlage gefaltete Gebirgssysteme gebildet. Dieser Prozess verlief ungleichmäßig. Es unterscheidet eine Reihe von intensiven tektonischen Epochen und granitischem Magmatismus: Baikal - ganz am Ende des Proterozoikums, Salair (vom Salair-Kamm in Zentralsibirien) - am Ende des Kambriums, Takov (vom Takov-Gebirge im Osten von USA) - am Ende des Ordoviziums, Caledonian ( vom alten römischen Namen Schottlands) - am Ende des Silurs, Acadian (Acadia - der alte Name der nordöstlichen Staaten der USA) - in der Mitte des Devon, Sudeten - am Ende des frühen Karbons, Saal (von der Saale in Deutschland) - in der Mitte des frühen Perms. Die ersten drei tektonischen Epochen des Paläozoikums werden oft zum kaledonischen Zeitalter der Tektogenese zusammengefasst, die letzten drei zum hercynischen oder varisischen Zeitalter. In jeder der aufgeführten tektonischen Epochen verwandelten sich bestimmte Teile der beweglichen Gürtel in gefaltete Gebirgsstrukturen und waren nach der Zerstörung (Denudation) Teil der Gründung junger Plattformen. Einige von ihnen erfuhren jedoch teilweise eine Aktivierung in späteren Epochen des Gebirgsbaus.

Bis zum Ende des Paläozoikums waren die interkontinentalen beweglichen Gürtel vollständig geschlossen und mit gefalteten Systemen gefüllt. Infolge des Absterbens des nordatlantischen Gürtels schloss sich der nordamerikanische Kontinent mit dem osteuropäischen und letzterer (nach Abschluss der Entwicklung des Ural-Ochotsk-Gürtels) - mit dem sibirischen, sibirischen - mit den Chinesen -Koreanisch. Als Ergebnis wurde der Superkontinent Laurasia gebildet, und das Absterben des westlichen Teils des Mittelmeergürtels führte zu seiner Vereinigung mit dem südlichen Superkontinent - Gondwana - zu einem Kontinentalblock - Pangaea. Der östliche Teil des Mittelmeergürtels am Ende des Paläozoikums - der Beginn des Mesozoikums - verwandelte sich in eine riesige Bucht des Pazifischen Ozeans, an deren Peripherie sich auch gefaltete Gebirgsstrukturen erhoben.

Vor dem Hintergrund dieser Veränderungen in Struktur und Relief der Erde ging die Entwicklung des Lebens weiter. Die ersten Tiere tauchten bereits im späten Proterozoikum auf, und zu Beginn des Phanerozoikums existierten fast alle Arten von Wirbellosen, aber ihnen fehlten noch die seit dem Kambrium bekannten Schalen oder Muscheln. Im Silur (oder bereits im Ordovizium) begann die Vegetation an Land zu landen, und am Ende des Devons gab es Wälder, die sich in der Karbonzeit am stärksten ausbreiteten. Fische tauchten im Silur auf, Amphibien im Karbon.

Mesozoikum und Känozoikum - die letzte große Stufe in der Entwicklung des Aufbaus der Erdkruste, die durch die Entstehung moderner Ozeane und die Abschottung moderner Kontinente gekennzeichnet ist. Zu Beginn des Stadiums, in der Trias, existierte Pangaea noch, aber bereits im frühen Jura spaltete es sich durch die Entstehung des Breitenmeeres Tethys, das sich von Mittelamerika bis nach Indochina und Indonesien erstreckte, wieder in Laurasia und Gondwana auf im Westen und Osten verschmolzen sie mit dem Pazifischen Ozean (Abb. 8.6); dieser Ozean umfasste auch den Mittelatlantik. Von hier aus breitete sich am Ende des Jura der Prozess des Auseinanderdriftens der Kontinente nach Norden aus, wodurch während der Kreidezeit und des frühen Paläogens der Nordatlantik entstand und ausgehend vom Paläogen das eurasische Becken des Arktischen Ozeans (der Amerasisches Becken entstand früher als Teil des Pazifischen Ozeans). Infolgedessen trennte sich Nordamerika von Eurasien. Im späten Jura begann die Bildung des Indischen Ozeans, und ab Beginn der Kreidezeit begann sich der Südatlantik von Süden her zu öffnen. Dies bedeutete den Beginn des Zerfalls von Gondwana, das als Ganzes während des gesamten Paläozoikums existierte. Am Ende der Kreidezeit schloss sich der Nordatlantik dem Süden an und trennte Afrika von Südamerika. Gleichzeitig trennte sich Australien von der Antarktis und am Ende des Paläogens letztere von Südamerika.

So nahmen am Ende des Paläogens alle modernen Ozeane Gestalt an, alle modernen Kontinente wurden isoliert, und das Erscheinungsbild der Erde nahm eine Form an, die im Grunde der Gegenwart nahe kam. Allerdings gab es noch keine modernen Gebirgssysteme.

Ab dem späten Paläogen (vor 40 Millionen Jahren) begann der intensive Gebirgsbau, der in den letzten 5 Millionen Jahren seinen Höhepunkt erreichte. Dieses Stadium der Bildung junger Faltengebirgsstrukturen, die Bildung wiederbelebter Bogenblockgebirge wird als Neotektonik bezeichnet. Tatsächlich ist das neotektonische Stadium ein Unterstadium des mesozoischen und känozoischen Stadiums der Erdentwicklung, da in diesem Stadium die Hauptmerkmale des modernen Erdreliefs Gestalt annahmen, beginnend mit der Verteilung der Ozeane und Kontinente.

Zu diesem Zeitpunkt war die Bildung der Hauptmerkmale der modernen Fauna und Flora abgeschlossen. Das Mesozoikum war das Zeitalter der Reptilien, Säugetiere begannen im Känozoikum zu dominieren, und der Mensch erschien im späten Pliozän. Am Ende der frühen Kreidezeit tauchten Angiospermen auf und das Land erhielt eine Grasdecke. Am Ende des Neogens und des Anthropogens wurden die hohen Breiten beider Hemisphären von einer mächtigen kontinentalen Vereisung bedeckt, deren Relikte die Eiskappen der Antarktis und Grönlands sind. Dies war die dritte große Vergletscherung im Phanerozoikum: Die erste fand im späten Ordovizium statt, die zweite - am Ende des Karbons - zu Beginn des Perms; beide waren in Gondwana üblich.

FRAGEN ZUR SELBSTÜBERPRÜFUNG

Was sind Sphäroid, Ellipsoid und Geoid? Was sind die Parameter des in unserem Land angenommenen Ellipsoids? Warum wird es benötigt?

Wie ist die innere Struktur der Erde? Auf der Grundlage von was wird der Schluss über seine Struktur gezogen?

Was sind die wichtigsten physikalischen Parameter der Erde und wie verändern sie sich mit der Tiefe?

Wie ist die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Erde? Auf welcher Grundlage wird auf die chemische Zusammensetzung der gesamten Erde und der Erdkruste geschlossen?

Welche Haupttypen der Erdkruste werden derzeit unterschieden?

Was ist die Hydrosphäre? Was ist der Wasserkreislauf in der Natur? Was sind die Hauptprozesse, die in der Hydrosphäre und ihren Elementen ablaufen?

Was ist Atmosphäre? Was ist seine Struktur? Welche Prozesse laufen darin ab? Was ist Wetter und Klima?

Definieren Sie endogene Prozesse. Welche endogenen Prozesse kennen Sie? Beschreibe sie kurz.

Was ist die Essenz der lithosphärischen Plattentektonik? Was sind seine wichtigsten Bestimmungen?

10. Definieren Sie exogene Prozesse. Was ist die Hauptessenz dieser Prozesse? Welche endogenen Prozesse kennen Sie? Beschreibe sie kurz.

11. Wie interagieren endogene und exogene Prozesse? Welche Ergebnisse ergeben sich aus dem Zusammenspiel dieser Prozesse? Was ist die Essenz der Theorien von V. Davis und V. Penk?

Was sind die aktuellen Vorstellungen über den Ursprung der Erde? Wie war seine frühe Entstehung als Planet?

Auf der Grundlage von was ist die Periodisierung der geologischen Geschichte der Erde?

14. Wie hat sich die Erdkruste in der geologischen Vergangenheit der Erde entwickelt? Was sind die Hauptstadien in der Entwicklung der Erdkruste?

LITERATUR

Allison A, Palmer D. Geologie. Die Wissenschaft der sich ständig verändernden Erde. M., 1984.

Budyko M.I. Klima Vergangenheit und Zukunft. L., 1980.

Wernadski V. I. Wissenschaftliches Denken als planetarisches Phänomen. M., 1991.

Gawrilow V. P. Reise in die Vergangenheit der Erde. M., 1987.

Geologisches Wörterbuch. T. 1, 2. M., 1978.

GorodnizkiEIN. M., Zonenshain L.P., Mirlin E.G. Rekonstruktion der Lage der Kontinente im Phanerozoikum. M., 1978.

7. Davydov L.K., Dmitrieva A.A., Konkina N.G. Allgemeine Hydrologie. L., 1973.

Dynamische Geomorphologie / Ed. GS Anan'eva, Yu.G. Simonova, A.I. Spiridonow. M., 1992.

Davis W.M. Geomorphologische Aufsätze. M., 1962.

10. Erde. Einführung in die allgemeine Geologie. M., 1974.

11. Klimatologie / Ed. O.A. Drozdova, N. V. Kobyschewa. L., 1989.

Koronovsky N.V., Yakusheva A.F. Grundlagen der Geologie. M., 1991.

Leontiev O.K., Rychagov G.I. Allgemeine Geomorphologie. M., 1988.

Lwowitsch M.I. Wasser und Leben. M., 1986.

Makkaveev N.I., Chalov R.C. Kanalprozesse. M., 1986.

Mikhailov V. N., Dobrovolsky A. D. Allgemeine Hydrologie. M., 1991.

Monin A.S. Einführung in die Klimatheorie. L., 1982.

Monin A.S. Geschichte der Erde. M., 1977.

Neklyukova N.P., Dushina I.V., Rakovskaya E.M. usw. Erdkunde. M., 2001.

Nemkov G.I. usw. Historische Geologie. M., 1974.

Ruhelose Landschaft. M., 1981.

Allgemeine und Feldgeologie / Ed. EIN. Pawlowa. L., 1991.

Penk W. Morphologische Analyse. M., 1961.

Perelman KI Geochemie. M., 1989.

Poltaraus B.V., Kisloe A.V. Klimatologie. M., 1986.

26. Probleme der Theoretischen Geomorphologie / Ed. LG Nikiforova, Yu.G. Simonow. M., 1999.

Saukov A.A. Geochemie. M., 1977.

Sorokhtin O.G., Ushakov S.A. Globale Entwicklung der Erde. M., 1991.

Ushakov S.A., Yasamanov H.A. Kontinentaldrift und das Klima der Erde. M., 1984.

Khain V.E., Lomte M.G. Geotektonik mit den Grundlagen der Geodynamik. M., 1995.

Khain V.E., Ryabukhin A.G. Geschichte und Methodik der Geowissenschaften. M., 1997.

Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologie und Klimatologie. M., 1994.

Schukin IS Allgemeine Geomorphologie. T.I. M, 1960.

Ökologische Funktionen der Lithosphäre / Ed. V.T. Trofimov. M., 2000.

Yakusheva A.F., Khain V.E., Slavin V.I. Allgemeine Geologie. M., 1988.

Geologische Zeit und Methoden zu ihrer Bestimmung

Bei der Untersuchung der Erde als einzigartiges kosmisches Objekt nimmt die Idee ihrer Evolution einen zentralen Platz ein und ist daher ein wichtiger quantitativer Evolutionsparameter geologische Zeit. Das Studium dieser Zeit beschäftigt sich mit einer speziellen Wissenschaft namens Geochronologie- geologische Berechnung. Geochronologie kann sein absolut und relativ.

Bemerkung 1

Absolut Die Geochronologie befasst sich mit der Bestimmung des absoluten Alters von Gesteinen, das in Zeiteinheiten und in der Regel in Millionen von Jahren ausgedrückt wird.

Die Bestimmung dieses Alters basiert auf der Zerfallsrate von Isotopen radioaktiver Elemente. Diese Geschwindigkeit ist ein konstanter Wert und hängt nicht von der Intensität physikalischer und chemischer Prozesse ab. Die Altersbestimmung basiert auf kernphysikalischen Methoden. Mineralien, die radioaktive Elemente enthalten, bilden während der Bildung von Kristallgittern ein geschlossenes System. In diesem System kommt es zur Anreicherung radioaktiver Zerfallsprodukte. Dadurch kann das Alter des Minerals bestimmt werden, wenn die Geschwindigkeit dieses Prozesses bekannt ist. Die Halbwertszeit von Radium beträgt zum Beispiel 1590 $ Jahre, und der vollständige Zerfall des Elements erfolgt in 10 $ mal der Halbwertszeit. Die nukleare Geochronologie hat ihre führenden Methoden − Blei, Kalium-Argon, Rubidium-Strontium und Radiokohlenstoff.

Methoden der nuklearen Geochronologie ermöglichten es, das Alter des Planeten sowie die Dauer von Epochen und Perioden zu bestimmen. Radiologische Zeitmessung vorgeschlagen P. Curie und E. Rutherford zu Beginn des $XX$ Jahrhunderts.

Relative Geochronologie arbeitet mit Begriffen wie „frühes Alter, mittleres Alter, spätes Alter“. Es gibt mehrere entwickelte Methoden zur Bestimmung des relativen Alters von Gesteinen. Sie fallen in zwei Gruppen - paläontologische und nicht-paläontologische.

Zuerst spielen aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Allgegenwärtigkeit eine große Rolle. Die Ausnahme ist das Fehlen organischer Überreste in den Felsen. Mit Hilfe paläontologischer Methoden werden die Überreste uralter ausgestorbener Organismen untersucht. Jede Gesteinsschicht hat ihren eigenen Komplex organischer Überreste. In jeder jungen Schicht gibt es mehr Überreste von hochorganisierten Pflanzen und Tieren. Je höher die Schicht liegt, desto jünger ist sie. Ein ähnliches Muster wurde von dem Engländer festgestellt W. Smith. Er besitzt die erste geologische Karte Englands, auf der die Felsen nach Alter eingeteilt sind.

Nicht-paläontologische Methoden Bestimmungen des relativen Alters von Gesteinen werden in Fällen verwendet, in denen sich keine organischen Überreste darin befinden. Effizienter wird dann sein stratigraphische, lithologische, tektonische, geophysikalische Methoden. Mit Hilfe der stratigraphischen Methode ist es möglich, die Abfolge der Schichtung von Schichten in ihrem normalen Auftreten, d.h. die darunter liegenden Schichten werden älter sein.

Bemerkung 3

Die Reihenfolge der Gesteinsbildung bestimmt relativ Geochronologie, und ihr Alter in Zeiteinheiten bestimmt bereits absolut Geochronologie. Eine Aufgabe geologische Zeit ist es, die zeitliche Abfolge geologischer Ereignisse zu bestimmen.

Geologische Tabelle

Um das Alter von Gesteinen und deren Untersuchung zu bestimmen, wenden Wissenschaftler verschiedene Methoden an, und zu diesem Zweck wurde eine spezielle Skala zusammengestellt. Die geologische Zeit auf dieser Skala ist in Zeiträume unterteilt, die jeweils einem bestimmten Stadium der Bildung der Erdkruste und der Entwicklung lebender Organismen entsprechen. Die Waage wird aufgerufen geochronologische Tabelle, die folgende Abteilungen umfasst: Äon, Zeitalter, Zeitraum, Epoche, Jahrhundert, Zeit. Jede geochronologische Einheit ist durch einen eigenen Satz von Ablagerungen gekennzeichnet, der als bezeichnet wird stratigrafisch: eonoteme, Gruppe, System, Abteilung, Stufe, Zone. Eine Gruppe ist beispielsweise eine stratigraphische Einheit, und die entsprechende zeitliche geochronologische Einheit ist es Epoche. Basierend darauf gibt es zwei Skalen - stratigrafisch und geochronologisch. Die erste Skala wird verwendet, wenn es darum geht Einlagen, weil zu jeder Zeit einige geologische Ereignisse auf der Erde stattfanden. Zur Bestimmung wird die zweite Waage benötigt relative Zeit. Seit der Annahme der Skala wurde der Inhalt der Skala geändert und verfeinert.

Die derzeit größten stratigraphischen Einheiten sind Eonoteme - Archaikum, Proterozoikum, Phanerozoikum. In der geochronologischen Skala entsprechen sie Zonen unterschiedlicher Dauer. Je nach Existenzzeit auf der Erde werden sie unterschieden Archaische und proterozoische Eonoteme deckt fast $80$% der Zeit ab. Phanerozoikum in der Zeit ist viel weniger als das vorherige Äon und umfasst nur 570 $ Millionen Jahre. Dieses Ionoteme ist in drei Hauptgruppen unterteilt - Paläozoikum, Mesozoikum, Känozoikum.

Die Namen von Eonotemen und Gruppen sind griechischen Ursprungs:

• Archeos bedeutet uralt;
• Proteros - primär;
• Paläos - uralt;
• Mezos - mittel;
• Kainos ist neu.

Aus dem Wort „ zoiko s“, was lebenswichtig bedeutet, das Wort „ zoi". Auf dieser Grundlage werden die Epochen des Lebens auf dem Planeten unterschieden, zum Beispiel bedeutet das Mesozoikum die Ära des durchschnittlichen Lebens.

Epochen und Perioden

Gemäß der geochronologischen Tabelle wird die Erdgeschichte in fünf geologische Epochen eingeteilt: Archaikum, Proterozoikum, Paläozoikum, Mesozoikum, Känozoikum. Die Epochen werden weiter unterteilt in Perioden. Es gibt viel mehr von ihnen - $12$. Die Dauer der Perioden variiert zwischen 20 und 100 Millionen Jahren. Letzteres weist auf seine Unvollständigkeit hin. Quartär des Känozoikums, seine Dauer beträgt nur 1,8 Millionen Jahre.

Archäische Ära. Diese Zeit begann nach der Bildung der Erdkruste auf dem Planeten. Zu dieser Zeit gab es Berge auf der Erde und die Prozesse der Erosion und Sedimentation waren ins Spiel gekommen. Das Archaikum dauerte etwa 2 Milliarden Dollar Jahre. Diese Ära ist die längste, während der vulkanische Aktivitäten auf der Erde weit verbreitet waren, es gab tiefe Hebungen, die zur Bildung von Bergen führten. Die meisten Fossilien wurden unter dem Einfluss von hoher Temperatur, Druck und Massenbewegung zerstört, aber nur wenige Daten über diese Zeit sind erhalten geblieben. In den Gesteinen des Archaikums findet sich reiner Kohlenstoff in dispergierter Form. Wissenschaftler glauben, dass es sich dabei um veränderte Überreste von Tieren und Pflanzen handelt. Wenn die Menge an Graphit die Menge an lebender Materie widerspiegelt, dann gab es viel davon im Archaean.

Proterozoikum. In Bezug auf die Dauer ist dies die zweite Ära, die sich über 1 Milliarde Jahre erstreckt. Während der Ära gab es eine große Niederschlagsmenge und eine bedeutende Vereisung. Eisschilde erstreckten sich vom Äquator bis zu 20 $ Breitengraden. In den Gesteinen dieser Zeit gefundene Fossilien zeugen von der Existenz des Lebens und seiner evolutionären Entwicklung. In den Ablagerungen des Proterozoikums wurden Stacheln von Schwämmen, Überreste von Quallen, Pilzen, Algen, Arthropoden usw. gefunden.

Paläozoikum. Diese Ära sticht heraus sechs Perioden:

• Kambrium;
• Ordovizium,
• Silur;
• Devon;
• Kohlenstoff oder Kohle;
• Dauerwelle oder Dauerwelle.

Die Dauer des Paläozoikums beträgt 370 $ Millionen Jahre. In dieser Zeit erschienen Vertreter aller Arten und Klassen von Tieren. Nur Vögel und Säugetiere fehlten.

Mesozoikum. Die Ära ist unterteilt in drei Zeitraum:

• Trias;

Die Ära begann vor etwa 230 Millionen Dollar und dauerte 167 Millionen Dollar. In den ersten beiden Perioden Trias und Jura- Die meisten kontinentalen Regionen stiegen über den Meeresspiegel. Das Klima der Trias ist trocken und warm, im Jura wurde es noch wärmer, war aber bereits feucht. Im Zustand Arizona Es gibt einen berühmten Steinwald, der seitdem existiert Trias Zeitraum. Zwar blieben von den einst mächtigen Bäumen nur Stämme, Baumstämme und Baumstümpfe übrig. Am Ende des Mesozoikums, oder besser gesagt in der Kreidezeit, findet ein allmähliches Vordringen des Meeres auf den Kontinenten statt. Der nordamerikanische Kontinent erfuhr am Ende der Kreidezeit eine Absenkung, wodurch sich die Gewässer des Golfs von Mexiko mit den Gewässern des arktischen Beckens verbanden. Das Festland wurde in zwei Teile geteilt. Das Ende der Kreidezeit ist gekennzeichnet durch eine große Hebung, genannt Alpine Orogenese. Zu dieser Zeit erschienen die Rocky Mountains, die Alpen, der Himalaya, die Anden. Im Westen Nordamerikas begann eine intensive vulkanische Aktivität.

Känozoikum. Dies ist eine neue Ära, die noch nicht zu Ende ist und in der Gegenwart andauert.

Die Ära wurde in drei Perioden unterteilt:

• Paläogen;
• Neogen;
• Quartär.

Quartär Zeitraum hat eine Reihe einzigartiger Merkmale. Dies ist die Zeit der endgültigen Bildung des modernen Antlitzes der Erde und der Eiszeiten. Neuguinea und Australien wurden unabhängig und rückten näher an Asien heran. Die Antarktis ist an ihrem Platz geblieben. Zwei Amerikas vereint. Von den drei Perioden der Ära ist die interessanteste Quartär Zeitraum bzw anthropogen. Es dauert bis heute an und wurde von einem belgischen Geologen mit 1829 $ dotiert J. Denoyer. Abkühlungen werden durch Erwärmungen ersetzt, aber ihr wichtigstes Merkmal ist es Aussehen des Menschen.

Der moderne Mensch lebt im Quartär des Känozoikums.

Geologische Chronologie oder Geochronologie, basiert auf der Aufklärung der geologischen Geschichte der am besten untersuchten Regionen, beispielsweise in Mittel- und Osteuropa. Basierend auf breiten Verallgemeinerungen, Vergleichen der geologischen Geschichte verschiedener Regionen der Erde, Entwicklungsmustern der organischen Welt am Ende des letzten Jahrhunderts, wurde auf den ersten Internationalen Geologischen Kongressen die Internationale Geochronologische Skala entwickelt und verabschiedet, die die Abfolge von Zeitabschnitten, in denen sich bestimmte Sedimentkomplexe gebildet haben, und die Evolution der organischen Welt . Somit ist die internationale geochronologische Skala eine natürliche Periodisierung der Erdgeschichte.

Unter den geochronologischen Abteilungen werden unterschieden: Äon, Ära, Periode, Epoche, Jahrhundert, Zeit. Jede geochronologische Unterteilung entspricht einer Reihe von Ablagerungen, die gemäß der Veränderung in der organischen Welt identifiziert und als stratigraphisch bezeichnet werden: Eonoteme, Gruppe, System, Abteilung, Stufe, Zone. Daher ist die Gruppe eine stratigraphische Einheit, und die entsprechende zeitliche geochronologische Einheit wird durch eine Ära dargestellt. Daher gibt es zwei Skalen: geochronologisch und stratigraphisch. Das erste wird verwendet, wenn es um die relative Zeit in der Erdgeschichte geht, und das zweite, wenn es um Sedimente geht, da einige geologische Ereignisse an jedem Ort der Erde zu jedem Zeitpunkt stattgefunden haben. Eine andere Sache ist, dass die Anhäufung von Niederschlägen nicht allgegenwärtig war.

• Im Kryptozoikum werden die Eonoteme des Archaikums und des Proterozoikums unterschieden, die fast 80 % der Zeit der Existenz der Erde abdecken, da die Skelettfauna in den präkambrischen Formationen vollständig fehlt und die paläontologische Methode auf ihre Einteilung nicht anwendbar ist. Daher basiert die Einteilung präkambrischer Formationen hauptsächlich auf allgemeinen geologischen und radiometrischen Daten.
• Das Phanerozoikum umfasst nur 570 Millionen Jahre, und die Einteilung des entsprechenden Eonotems der Ablagerungen basiert auf einer großen Vielfalt zahlreicher Skelettfauna. Das Phanerozoikum wird in drei Gruppen unterteilt: Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum, die großen Stadien in der natürlichen geologischen Geschichte der Erde entsprechen, deren Grenzen durch ziemlich abrupte Veränderungen in der organischen Welt gekennzeichnet sind.

Die Namen von Äonotemen und Gruppen stammen von griechischen Wörtern:

• "Archeos" - das älteste, älteste;
• "proteros" - primär;
• "Paläos" - uralt;
• "mesos" - mittel;
• "kainos" - neu.

Das Wort "Kryptos" bedeutet versteckt und "Phanerozoikum" bedeutet explizit, transparent, da die Skelettfauna auftauchte.
Das Wort „zoi“ kommt von „zoikos“ – Leben. Daher bedeutet „Kenozoikum“ die Ära des neuen Lebens und so weiter.

Gruppen werden in Systeme unterteilt, deren Ablagerungen in einer Periode entstanden sind und nur durch Familien oder Gattungen von für sie charakteristischen Organismen gekennzeichnet sind, und wenn es sich um Pflanzen handelt, dann um Gattungen und Arten. Systeme wurden in verschiedenen Regionen und zu verschiedenen Zeiten seit 1822 identifiziert. Derzeit werden 12 Systeme unterschieden, von denen die meisten Namen von den Orten stammen, an denen sie erstmals beschrieben wurden. Zum Beispiel das Jurasystem - aus dem Juragebirge in der Schweiz, das Perm - aus der Provinz Perm in Russland, die Kreide - nach den charakteristischsten Gesteinen - weiße Schreibkreide usw. Das quartäre System wird oft als anthropogen bezeichnet, da in diesem Altersintervall eine Person erscheint.

Die Systeme sind in zwei oder drei Abteilungen unterteilt, die der frühen, mittleren und späten Epoche entsprechen. Die Abteilungen wiederum sind in Ebenen unterteilt, die durch das Vorhandensein bestimmter Gattungen und Arten fossiler Fauna gekennzeichnet sind. Und schließlich werden die Stadien in Zonen unterteilt, die den Bruchteil der internationalen stratigraphischen Skala darstellen, was der Zeit in der geochronologischen Skala entspricht. Die Namen der Stufen werden normalerweise nach den geografischen Namen der Regionen angegeben, in denen diese Stufe unterschieden wurde; zum Beispiel die aldanischen, baschkirischen, maastrichtischen Stufen usw. Gleichzeitig ist die Zone durch die charakteristischste Art der fossilen Fauna gekennzeichnet. Die Zone umfasst in der Regel nur einen bestimmten Teil der Region und ist auf einer kleineren Fläche erschlossen als die Lagerstätten der Stufe.

Alle Unterteilungen der stratigraphischen Skala entsprechen den geologischen Abschnitten, in denen diese Unterteilungen zuerst identifiziert wurden. Daher sind solche Abschnitte Referenz, typisch und werden Stratotypen genannt, die nur ihren eigenen Komplex organischer Überreste enthalten, der das stratigraphische Volumen eines bestimmten Stratotyps bestimmt. Die Bestimmung des relativen Alters beliebiger Schichten besteht darin, den entdeckten Komplex organischer Überreste in den untersuchten Schichten mit dem Komplex von Fossilien im Stratotyp der entsprechenden Abteilung der internationalen geochronologischen Skala zu vergleichen, d.h. das Alter der Ablagerungen wird relativ zum Stratotyp bestimmt. Deshalb bleibt die paläontologische Methode trotz ihrer inhärenten Mängel die wichtigste Methode zur Bestimmung des geologischen Alters von Gesteinen. Die Bestimmung des relativen Alters beispielsweise der devonischen Ablagerungen zeigt nur, dass diese Ablagerungen jünger als das Silur, aber älter als das Karbon sind. Es ist jedoch unmöglich, die Dauer der Bildung devonischer Ablagerungen festzustellen und einen Rückschluss darauf zu ziehen, wann (in absoluter Chronologie) die Anhäufung dieser Ablagerungen stattgefunden hat. Diese Frage können nur Methoden der absoluten Geochronologie beantworten.

Tab. 1. Geologische Tabelle

Epoche	Zeitraum	Epoche	Dauer, Ma	Zeit vom Beginn der Periode bis zum heutigen Tag, Millionen Jahre	Geologische Bedingungen	Pflanzenwelt	Tierwelt
Känozoikum (Zeit der Säugetiere)	Quartär	Modern	0,011	0,011	Ende der letzten Eiszeit. Das Klima ist warm	Der Rückgang der verholzten Formen, die Blüte der krautigen	Alter des Menschen
		Pleistozän-	1	1	wiederholte Vereisungen. vier Eiszeiten	Aussterben vieler Pflanzenarten	Aussterben großer Säugetiere. Der Ursprung der menschlichen Gesellschaft
	Tertiär	Pliozän	12	13	Die Erhebung der Berge im Westen Nordamerikas geht weiter. Vulkanische Aktivität	Verfall der Wälder. Verbreitung von Wiesen. blühende Plfanzen; Entwicklung von Monokotylen	Die Entstehung des Menschen aus den Menschenaffen. Arten von Elefanten, Pferden, Kamelen, ähnlich wie modern
		Miozän	13	25	Die Sierras und die Cascade Mountains entstanden. Vulkanische Aktivität im Nordwesten der Vereinigten Staaten. Das Klima ist kühl		Die Höhepunktperiode in der Evolution der Säugetiere. Die ersten Menschenaffen
		Oligozän	11	30	Die Kontinente sind niedrig. Das Klima ist warm	Maximale Verteilung der Wälder. Stärkung der Entwicklung von einkeimblättrigen Blütenpflanzen	Archaische Säugetiere sterben aus. Der Beginn der Entwicklung der Menschenaffen; Vorfahren der meisten noch existierenden Säugetiergattungen
		Eozän	22	58	Die Berge sind verschwommen. Es gibt keine Binnenmeere. Das Klima ist warm		Vielfältige und spezialisierte Plazenta-Säugetiere. Huftiere und Fleischfresser gedeihen
		Paläozän	5	63			Verbreitung archaischer Säugetiere
Alpine Orogenese (geringfügige Zerstörung von Fossilien)
Mesozoikum (Zeit der Reptilien)	Kreide		72	135	Am Ende der Periode bilden sich die Anden, die Alpen, der Himalaya und die Rocky Mountains. Davor Binnenmeere und Sümpfe. Ablagerung von Schreibkreide, Schiefer	Die ersten Monokotylen. Die ersten Eichen- und Ahornwälder. Rückgang der Gymnospermen	Dinosaurier erreichen die höchste Entwicklung und sterben aus. Zahnvögel sterben aus. Aussehen der ersten modernen Vögel. Archaische Säugetiere sind weit verbreitet
	Yura		46	181	Die Kontinente sind ziemlich erhöht. Flache Meere bedecken Teile Europas und den Westen der Vereinigten Staaten	Der Wert der Zweikeimblättrigen steigt. Cycadophyten und Koniferen sind weit verbreitet	Die ersten Zahnvögel. Dinosaurier sind groß und spezialisiert. Insektenfressende Beuteltiere
	Trias		49	230	Kontinente liegen über dem Meeresspiegel. Intensive Entwicklung arider Klimabedingungen. Weit verbreitete kontinentale Ablagerungen	Die Dominanz der Nacktsamer beginnt bereits abzunehmen. Aussterben der Samenfarne	Die ersten Dinosaurier, Flugsaurier und eierlegenden Säugetiere. Aussterben primitiver Amphibien
Hercynische Orogenese (einige Zerstörung von Fossilien)
Paläozoikum (Ära des antiken Lebens)	Perm		50	280	Kontinente werden erhoben. Appalachen entstanden. Die Trockenheit wird immer schlimmer. Vereisung auf der Südhalbkugel	Rückgang von Bärlappen und Farnen	Viele alte Tiere sterben aus. Tierische Reptilien und Insekten entwickeln sich
	Oberes und mittleres Karbon		40	320	Die Kontinente liegen zunächst tief. Riesige Sümpfe, in denen sich Kohle gebildet hat	Große Wälder von Samenfarnen und Gymnospermen	Die ersten Reptilien. Insekten sind weit verbreitet. Verbreitung antiker Amphibien
	Unteres Karbon		25	345	Das Klima ist zunächst warm und feucht, später wird es durch die Landhebung kühler.	Bärlappe und farnartige Pflanzen dominieren. Gymnospermen breiten sich immer mehr aus	Seelilien erreichen ihre höchste Entwicklung. Verbreitung alter Haie
	Devon		60	405	Binnenmeere sind klein. Landhebung; Entwicklung eines ariden Klimas. Vereisung	Erste Wälder. Landpflanzen sind gut entwickelt. Erste Gymnospermen	Die ersten Amphibien. Fülle von Lungenfischen und Haien
	Silurus		20	425	Riesige Binnenmeere. Niedrig gelegene Gebiete werden mit steigendem Land trockener	Die ersten zuverlässigen Spuren von Landpflanzen. Algen dominieren	Marine Spinnentiere dominieren. Die ersten (flügellosen) Insekten. Erhöhte Entwicklung von Fischen
	Ordovizium		75	500	Bedeutende Landsenke. Das Klima ist warm, selbst in der Arktis	Wahrscheinlich erscheinen die ersten Landpflanzen. Fülle von Algen	Die ersten Fische sind wahrscheinlich Süßwasser. Fülle von Korallen und Trilobiten. Verschiedene Muscheln
	Kambrium		100	600	Die Kontinente sind niedrig, das Klima ist gemäßigt. Die ältesten Felsen mit reichlich Fossilien	Seetang	Trilobiten und Lechenopoden dominieren. Der Ursprung der meisten modernen Tierstämme
Zweite große Orogenese (erhebliche Zerstörung von Fossilien)
Proterozoikum			1000	1600	Intensiver Sedimentationsprozess. Später - vulkanische Aktivität. Erosion auf großen Flächen. Mehrere Vergletscherungen	Primitive Wasserpflanzen - Algen, Pilze	Verschiedene marine Protozoen. Bis zum Ende der Ära - Mollusken, Würmer und andere wirbellose Meerestiere
Erstes großes Berggebäude (erhebliche Zerstörung von Fossilien)
Archäus			2000	3600	Signifikante vulkanische Aktivität. Schwacher Sedimentationsprozess. Erosion auf großen Flächen	Fossilien fehlen. Indirekter Beweis für die Existenz lebender Organismen in Form von Ablagerungen organischer Materie in Gesteinen

Das Problem der Bestimmung des absoluten Alters von Gesteinen, der Dauer der Existenz der Erde beschäftigt die Geologen seit langem, und es wurden viele Male Versuche unternommen, es zu lösen, für die verschiedene Phänomene und Prozesse verwendet wurden. Frühe Vorstellungen über das absolute Alter der Erde waren merkwürdig. Der französische Naturforscher Buffon, ein Zeitgenosse von M. V. Lomonosov, bestimmte das Alter unseres Planeten auf nur 74.800 Jahre. Andere Wissenschaftler gaben andere Zahlen an, die 400-500 Millionen Jahre nicht überschritten. An dieser Stelle sei angemerkt, dass all diese Versuche von vornherein zum Scheitern verurteilt waren, da sie von der Konstanz der Geschwindigkeiten von Prozessen ausgingen, die sich bekanntlich in der Erdgeschichte veränderten. Und das erst in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Es gab eine echte Gelegenheit, das wirklich absolute Alter von Gesteinen, geologischen Prozessen und der Erde als Planet zu messen.

Tab.2. Isotope zur Bestimmung des absoluten Alters
Elternisotop	Endprodukt	Halbwertszeit, Milliarden Jahre
147cm	143 Nd+He	106
238 u	206 Pb + 8 He	4,46
235 u	208 Pb+ 7 He	0,70
232th	208 Pb+ 6 He	14,00
87Rb	87 Sr+β	48,80
40K	40Ar+ 40Ca	1,30
14C	14 N	5730 Jahre

Die Vorstellung von wie das Leben in den alten Epochen der Erde entstand geben uns die fossilen Überreste von Organismen, aber sie werden getrennt verteilt geologische Perioden extrem ungleichmäßig.

Geologische Perioden

Die Ära des alten Lebens der Erde umfasst 3 Stadien der Evolution von Flora und Fauna.

Archäische Ära

Archäische Ära- die älteste Ära in der Geschichte der Existenz. Sein Beginn wird vor etwa 4 Milliarden Jahren gezählt. Und die Dauer beträgt 1 Milliarde Jahre. Dies ist der Beginn der Bildung der Erdkruste als Folge der Aktivität von Vulkanen und Luftmassen, starken Temperatur- und Druckänderungen. Es gibt einen Prozess der Zerstörung des Primärgebirges und der Bildung von Sedimentgesteinen.

Die ältesten archäozoischen Schichten der Erdkruste werden durch stark veränderte, ansonsten metamorphosierte Gesteine ​​repräsentiert und enthalten daher keine merklichen Überreste von Organismen.
Aber auf dieser Grundlage ist es absolut falsch, das Archäozoikum als eine leblose Epoche zu betrachten: Im Archäozoikum gab es nicht nur Bakterien und Algen, aber auch komplexere Organismen.

Proterozoikum

Erste belastbare Lebensspuren in Form von äußerst seltenen Funden und mangelhafter Erhaltung finden sich in Proterozoikum, sonst - die Ära des "primären Lebens". Die Dauer des Proterozoikums beträgt etwa 2 Millionen Jahre

Krabbelspuren in proterozoischen Gesteinen gefunden Anneliden, Schwammnadeln, Schalen der einfachsten Formen von Brachiopoden, Arthropode bleibt.

Brachiopoden, die sich durch eine außergewöhnliche Formenvielfalt auszeichnen, waren in den ältesten Meeren weit verbreitet. Sie sind in den Ablagerungen vieler Perioden zu finden, insbesondere in der nächsten, dem Paläozoikum.

Schale des Brachiopoden "Horistites Moskmenzis" (Ventralklappe)

Bis heute haben nur bestimmte Arten von Brachiopoden überlebt. Die meisten Brachiopoden hatten eine Schale mit ungleichen Ventilen: Die ventrale, auf der sie aufliegen oder mit Hilfe eines "Beins" am Meeresboden befestigt sind, war normalerweise größer als die dorsale. Auf dieser Grundlage ist es im Allgemeinen nicht schwierig, Brachiopoden zu erkennen.

Eine unbedeutende Menge fossiler Überreste in den Ablagerungen des Proterozoikums wird durch die Zerstörung der meisten von ihnen infolge einer Veränderung (Metamorphisierung) des umgebenden Gesteins erklärt.

Um zu beurteilen, wie viel Leben im Proterozoikum vertreten war, helfen Ablagerungen Kalkstein, die sich dann in verwandelte Marmor. Kalksteine ​​verdanken ihre Entstehung offensichtlich einer speziellen Art von Bakterien, die kohlensäurehaltigen Kalk absonderten.

Das Vorhandensein von Zwischenschichten in den proterozoischen Ablagerungen von Karelien Schungit, ähnlich wie Anthrazitkohle, legt nahe, dass das Ausgangsmaterial für seine Entstehung die Ansammlung von Algen und anderen organischen Rückständen war.

In dieser fernen Zeit war das älteste Trockenland noch nicht leblos. In den Weiten noch öder Primärkontinente siedelten sich Bakterien an. Unter Beteiligung dieser einfachen Organismen fand die Verwitterung und Lockerung der Gesteine ​​statt, aus denen die älteste Erdkruste besteht.

Laut dem russischen Akademiker L. S. Berga(1876-1950), der die Entstehung des Lebens in den alten Erdzeitaltern untersuchte, begannen sich damals bereits Böden zu bilden – die Grundlage für die weitere Entwicklung der Vegetationsdecke.

Paläozoikum

Einzahlungen in der nächsten Zeit, Paläozoikum, ansonsten unterscheidet sich die Ära des „alten Lebens“, die vor etwa 600 Millionen Jahren begann, in Fülle und Formenvielfalt schon in der ältesten, kambrischen Zeit stark vom Proterozoikum.

Basierend auf dem Studium der Überreste von Organismen ist es möglich, das folgende Bild der Entwicklung der organischen Welt wiederherzustellen, das für diese Zeit charakteristisch ist.

Es gibt sechs Perioden des Paläozoikums:

Kambrische Periode

Kambrische Periode wurde zum ersten Mal in England, der Grafschaft Cambria, beschrieben, woher ihr Name stammt. In dieser Zeit war alles Leben mit Wasser verbunden. Dies sind Rot- und Blaualgen, Kalkalgen. Algen setzten freien Sauerstoff frei, was die Entwicklung von Organismen ermöglichte, die ihn verbrauchen.

Sorgfältiges Studium von Blaugrün Kambrische Tone, die in den tiefen Abschnitten der Flusstäler in der Nähe von St. Petersburg und insbesondere in den Küstenregionen Estlands deutlich sichtbar sind, ermöglichten es, in ihnen (durch ein Mikroskop) das Vorhandensein festzustellen Pflanzensporen.

Dies deutet definitiv darauf hin, dass einige Arten, die seit den frühesten Zeiten der Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten im Wasser existierten, vor etwa 500 Millionen Jahren an Land gezogen sind.

Unter den Organismen, die die ältesten Stauseen des Kambriums bewohnten, waren wirbellose Tiere außergewöhnlich weit verbreitet. Von den Wirbellosen waren mit Ausnahme der kleinsten Protozoen - Rhizopoden - weit verbreitet Würmer, Brachiopoden und Arthropoden.

Von den Arthropoden sind dies vor allem verschiedene Insekten, insbesondere Schmetterlinge, Käfer, Fliegen, Libellen. Sie tauchen viel später auf. Zu der gleichen Art von Tierwelt gehören neben Insekten auch Spinnentiere und Tausendfüßler.

Unter den ältesten Arthropoden gab es besonders viele Trilobiten, ähnlich wie moderne Asseln, nur viel größer als sie (bis zu 70 Zentimeter), und Krebstiere, die manchmal beeindruckende Größen erreichen.

Trilobiten - Vertreter der Tierwelt der ältesten Meere

Im Körper eines Trilobiten sind drei Lappen deutlich zu unterscheiden, nicht umsonst heißt er so: in der Übersetzung aus dem Altgriechischen „Trilobos“ - dreilappig. Trilobiten krochen nicht nur am Boden entlang und gruben sich in den Schlick, sondern konnten auch schwimmen.

Bei den Trilobiten überwogen im Allgemeinen mittelgroße Formen.
Nach Definition von Geologen sind Trilobiten – „Leitfossilien“ – charakteristisch für viele Ablagerungen des Paläozoikums.

Fossilien, die zu einer bestimmten geologischen Zeit vorherrschen, werden Leitfossilien genannt. Anhand von Leitfossilien lässt sich das Alter der Ablagerungen, in denen sie gefunden werden, meist leicht bestimmen. Trilobiten erreichten ihren Höhepunkt während der ordovizischen und silurischen Zeit. Sie verschwanden am Ende des Paläozoikums.

Ordovizische Zeit

Ordovizische Zeit gekennzeichnet durch ein wärmeres und milderes Klima, was durch das Vorhandensein von Kalkstein, Schiefer und Sandstein in den Gesteinsablagerungen belegt wird. Zu dieser Zeit nimmt die Fläche der Meere erheblich zu.

Dies fördert die Vermehrung großer Trilobiten von 50 bis 70 cm Länge. Erscheinen in den Meeren Meeresschwämme, Muscheln und die ersten Korallen.

Erste Korallen

Silur

Wie sah die Erde aus? Silur? Welche Veränderungen haben sich auf den Urkontinenten vollzogen? Nach den Abdrücken auf Ton und anderem Steinmaterial zu urteilen, kann man definitiv sagen, dass am Ende der Periode die erste Landvegetation an den Ufern von Gewässern auftauchte.

Die ersten Pflanzen des Silur

Diese waren kleinblättrig Pflanzen, die eher Meerbraunalgen ähneln und weder Wurzeln noch Blätter haben. Die Rolle der Blätter spielten grüne, sich nacheinander verzweigende Stängel.

Psilophytenpflanzen - nackte Pflanzen

Der wissenschaftliche Name dieser alten Vorfahren aller Landpflanzen (Psilophyten, sonst - "nackte Pflanzen", dh Pflanzen ohne Blätter) vermittelt gut ihre Besonderheiten. (Übersetzt aus dem Altgriechischen „psilos“ – kahl, nackt, und „phytos“ – der Stamm). Ihre Wurzeln waren auch unterentwickelt. Psilophyten wuchsen auf sumpfigen Sumpfböden. Ein Abdruck im Fels (rechts) und eine restaurierte Anlage (links).

Die Bewohner der Stauseen der Silurzeit

Aus Bewohner maritimes Silur Stauseen Es sollte beachtet werden, abgesehen von Trilobiten, Korallen und Stachelhäuter - Seelilien, Seeigel und Sterne.

Seelilie "Acanthocrinus rex"

Seelilien, deren Überreste in Sedimenten gefunden wurden, sahen sehr wenig wie Raubtiere aus. Seelilie „Acanthocrinus-rex“ bedeutet übersetzt „stacheliger Lilienkönig“. Das erste Wort wird aus zwei griechischen Wörtern gebildet: "acantha" - eine stachelige Pflanze und "krinon" - eine Lilie, das zweite lateinische Wort "rex" - ein König.

Eine große Anzahl von Arten war durch Kopffüßer und insbesondere Brachiopoden vertreten. Neben Kopffüßern, die eine innere Schale hatten, wie z Belemniten, Kopffüßer mit einer äußeren Schale wurden in den ältesten Perioden des Lebens der Erde weit verbreitet.

Die Form der Schale war gerade und spiralförmig gebogen. Die Schale wurde sukzessive in Kammern unterteilt. Der Körper der Molluske wurde in die größte äußere Kammer gelegt, der Rest war mit Gas gefüllt. Durch die Kammern führte ein Rohr - ein Siphon, der es der Molluske ermöglichte, die Gasmenge zu regulieren und abhängig davon auf den Boden des Reservoirs zu schwimmen oder zu sinken.

Gegenwärtig ist von solchen Kopffüßern nur ein Schiff mit einer aufgerollten Hülle erhalten geblieben. Schiff, bzw Nautilus, was dasselbe ist, übersetzt aus dem Lateinischen - ein Bewohner des warmen Meeres.

Die Schalen einiger silurischer Kopffüßer wie Orthoceras (übersetzt aus dem Altgriechischen „gerades Horn“: von den Wörtern „orthoe“ - gerade und „keras“ - Horn) erreichten gigantische Größen und sahen eher aus wie eine gerade zwei Meter lange Säule als ein Horn.

Kalksteine, in denen Orthokeratite vorkommen, werden als Orthokeratit-Kalksteine ​​bezeichnet. Quadratische Kalksteinplatten wurden im vorrevolutionären St. Petersburg häufig für Bürgersteige verwendet, und charakteristische Schnitte von Orthokeratitschalen waren oft deutlich auf ihnen zu sehen.

Ein bemerkenswertes Ereignis der silurischen Zeit war das Auftreten von Tollpatschigen in Süß- und Brackgewässern. gepanzerter Fisch“, die eine äußere Knochenhülle und ein nicht verknöchertes inneres Skelett hatte.

Ihre Wirbelsäule wurde von einer Knorpelschnur beantwortet - einer Sehne. Die Schalen hatten keine Kiefer und gepaarte Flossen. Sie waren schlechte Schwimmer und klebten daher mehr am Boden; ihre Nahrung bestand aus Schlick und kleinen Organismen.

Pantherfisch Pterichthys

Der Panzerfisch Pterichthys war im Allgemeinen ein schlechter Schwimmer und führte einen natürlichen Lebensstil.

Es ist anzunehmen, dass Bothriolepis bereits deutlich beweglicher war als Pterychthys.

Meeresräuber des Silur

In späteren Ablagerungen gibt es bereits Reste marine Raubtiere in der Nähe von Haien. Von diesen niederen Fischen, die ebenfalls ein knorpeliges Skelett besaßen, blieben nur Zähne erhalten. Gemessen an der Größe der Zähne, beispielsweise aus den Ablagerungen des Karbonzeitalters der Region Moskau, kann geschlossen werden, dass diese Raubtiere beträchtliche Größen erreichten.

In der Entwicklung der Tierwelt unseres Planeten ist die Silurzeit nicht nur deshalb interessant, weil in ihren Stauseen entfernte Vorfahren der Fische auftauchen. Gleichzeitig fand ein weiteres ebenso wichtiges Ereignis statt: Vertreter von Spinnentieren stiegen aus dem Wasser an Land, darunter uralte Skorpione, die den Krebstieren noch sehr nahe standen.

Rakoskorpion Bewohner flacher Meere

Rechts oben ein mit seltsamen Krallen bewaffnetes Raubtier - Pterygotus, das 3 Meter erreicht, Ruhm - Eurypterus - bis zu 1 Meter lang.

Devon

Das Land - die Arena des zukünftigen Lebens - nimmt allmählich neue Züge an, die besonders charakteristisch für das nächste sind, Devonzeit. Zu dieser Zeit erscheint bereits verholzte Vegetation, zuerst in Form von niedrig wachsenden Sträuchern und kleinen Bäumen, dann von größeren. In der devonischen Vegetation begegnen wir altbekannten Farnen, andere Pflanzen erinnern an einen eleganten Schachtelhalmbaum und grüne Bärlappschnüre, die aber nicht über den Boden kriechen, sondern stolz in die Höhe ragen.

Farnartige Pflanzen kommen auch in späteren devonischen Ablagerungen vor, die sich nicht durch Sporen, sondern durch Samen vermehrten. Dies sind Samenfarne, die eine Übergangsstellung zwischen Sporen- und Samenpflanzen einnehmen.

Fauna der Devonzeit

Tierwelt Meere Devonzeit reich an Brachiopoden, Korallen und Seelilien; Trilobiten beginnen, eine untergeordnete Rolle zu spielen.

Bei den Kopffüßern treten neue Formen auf, nur nicht mit einem geraden Gehäuse wie bei Orthoceras, sondern mit einem spiralförmig gedrehten. Sie werden Ammoniten genannt. Ihren Namen haben sie von dem ägyptischen Sonnengott Ammon, in dessen Tempelruinen in Libyen (in Afrika) diese charakteristischen Fossilien zuerst entdeckt wurden.

Im Allgemeinen sind sie schwer mit anderen Fossilien zu verwechseln, aber gleichzeitig müssen junge Geologen davor gewarnt werden, wie schwierig es ist, einzelne Arten von Ammoniten zu identifizieren, deren Gesamtzahl nicht Hunderte, sondern Tausende beträgt.

Eine besonders prächtige Blüte erreichten die Ammoniten im nächsten Mesozoikum. .

Eine bedeutende Entwicklung in der devonischen Zeit erhielt Fisch. Panzerfische haben ihre Knochenpanzer gekürzt und sind dadurch beweglicher.

Einige gepanzerte Fische, wie der Neun-Meter-Riesen Dinichthys, waren schreckliche Raubtiere (im Griechischen bedeutet „deinos“ schrecklich, schrecklich und „ichthys“ ist Fisch).

Die neun Meter hohen Dinichthys stellten offensichtlich eine große Bedrohung für die Bewohner der Stauseen dar.

In den devonischen Stauseen gab es auch Lappenflossenfische, aus denen der Lungenfisch hervorgegangen ist. Dieser Name erklärt sich aus den strukturellen Merkmalen der paarigen Flossen: Sie sind schmal und sitzen zudem auf einer mit Schuppen bedeckten Achse. In diesem Merkmal unterscheiden sich die Lappenflossenfische zum Beispiel von Zander, Barsch und anderen Knochenfischen, die Rochenflossenfische genannt werden.

Die Vorfahren der Knochenfische mit Lappenflossen, die viel später auftauchten - am Ende der Trias.
Wir hätten nicht einmal eine Vorstellung davon, wie die Laibflossenfische, die vor mindestens 300 Millionen Jahren lebten, tatsächlich aussahen, wären da nicht die erfolgreichen Fänge der seltensten Exemplare ihrer modernen Generation vor der Küste des Südens Afrika Mitte des 20. Jahrhunderts.

Sie leben offensichtlich in beträchtlichen Tiefen, weshalb sie Fischern so selten begegnen. Die gefangene Art wurde Quastenflosser genannt. Es erreichte eine Länge von 1,5 Metern.
Lungenfische stehen in ihrer Organisation den Kreuzflossenfischen nahe. Sie haben Lungen, die der Schwimmblase eines Fisches entsprechen.

Lungenfische stehen in ihrer Organisation den Kreuzflossenfischen nahe. Sie haben Lungen, die der Schwimmblase eines Fisches entsprechen.

Wie ungewöhnlich die Crossopterygier aussahen, lässt sich anhand eines Exemplars beurteilen, eines Quastenflossers, der 1952 vor den Komoren westlich der Insel Madagaskar gefangen wurde. Dieser 1,5 Liter lange Fisch wog etwa 50 kg.

Ein Nachkomme des alten Lungenfisches - der australische Ceratodus (übersetzt aus dem Altgriechischen - gehörnter Zahn) - erreicht zwei Meter. Er lebt in austrocknenden Stauseen und atmet, solange Wasser darin ist, wie alle Fische mit Kiemen, aber wenn die Stauseen auszutrocknen beginnen, schaltet er auf Lungenatmung um.

Australischer Ceratodus - ein Nachkomme des alten Lungenfisches

Seine Atmungsorgane sind die Schwimmblase, die zellular aufgebaut und mit zahlreichen Blutgefäßen ausgestattet ist. Neben Ceratodus sind inzwischen zwei weitere Lungenfischarten bekannt. Einer von ihnen lebt in Afrika und der andere in Südamerika.

Übergang der Wirbeltiere vom Wasser zum Land

Tabelle der Transformation von Amphibien.

uralter Fisch

Das erste Bild zeigt den ältesten Knorpelfisch, Diplocanthus (1). Darunter befindet sich ein primitiver crossopterygischer Eusthenopteron (2), eine mutmaßliche Übergangsform (3) ist unten abgebildet. Bei der riesigen Amphibie Eogyrinus (ca. 4,5 m lang) sind die Gliedmaßen noch sehr schwach (4), und erst wenn sie die Landlebensweise meistern, werden sie zu einer zuverlässigen Stütze, beispielsweise für übergewichtige Eriops, ca. 1,5 m lang (5 ).

Diese Tabelle hilft zu verstehen, wie sich infolge einer allmählichen Veränderung der Bewegungs- (und Atmungsorgane) Wasserorganismen an Land bewegten, wie sich die Flosse eines Fisches in das Glied von Amphibien (4) und dann von Reptilien verwandelte (5). Gleichzeitig verändern sich die Wirbelsäule und der Schädel des Tieres.

Das Auftreten der ersten flügellosen Insekten und Landwirbeltiere gehört in die Devonzeit. Es ist daher anzunehmen, dass zu dieser Zeit, möglicherweise sogar etwas früher, der Übergang der Wirbeltiere vom Wasser ans Land stattfand.

Es wurde durch solche Fische durchgeführt, bei denen die Schwimmblase wie bei Lungenfischen verändert wurde und die flossenähnlichen Gliedmaßen allmählich zu fünffingrigen wurden, die an einen terrestrischen Lebensstil angepasst waren.

Metopoposaurus kämpfte immer noch darum, an Land zu kommen.

Daher sollten die nächsten Vorfahren der ersten Landtiere nicht als Lungenatmer, sondern als Lappenflossenfische betrachtet werden, die aufgrund des periodischen Austrocknens tropischer Stauseen an das Atmen atmosphärischer Luft angepasst sind.

Das Bindeglied zwischen Landwirbeltieren und den Lappengefiederten sind die alten Amphibien oder Amphibien, die unter dem gemeinsamen Namen Stegocephals vereint sind. Übersetzt aus dem Altgriechischen bedeutet Stegozephalie „bedeckte Köpfe“: aus den Wörtern „stege“ - Dach und „kefale“ - Kopf. Dieser Name wird gegeben, weil das Dach des Schädels eine übergroße Hülle aus Knochen ist, die eng aneinander angrenzen.

Es gibt fünf Löcher im Schädel des Stegocephalus: zwei Lochpaare - Auge und Nase und eines - für das parietale Auge. Im Aussehen ähnelten Stegocephalen etwas Salamandern und erreichten oft beträchtliche Größen. Sie lebten in sumpfigen Gebieten.

Die Überreste von Stegocephalianern wurden manchmal in den Höhlen von Baumstämmen gefunden, wo sie sich anscheinend vor dem Tageslicht versteckten. Im Larvenzustand atmeten sie wie moderne Amphibien mit Kiemen.

Besonders günstige Bedingungen für ihre Entwicklung fanden Stegocephalen in der nächsten Karbonzeit vor.

Karbonzeit

Warmes und feuchtes Klima, besonders in der ersten Hälfte Karbonzeit, begünstigte das üppige Gedeihen der Landvegetation. Ungesehene Kohlenwälder waren natürlich ganz anders als moderne.

Unter den Pflanzen, die sich vor etwa 275 Millionen Jahren in den sumpfigen Sumpfflächen ansiedelten, stachen riesige baumartige Schachtelhalme und Bärlappe in ihren charakteristischen Merkmalen deutlich hervor.

Von baumartigen Schachtelhalmen wurden Calamites weit verbreitet verwendet, und von Bärlappen wurden riesige Lepidodendren und anmutige Sigillarien, die ihnen in der Größe etwas unterlegen waren, weit verbreitet.

Gut erhaltene Vegetationsreste findet man oft in Kohlenflözen und darüber liegenden Felsen, nicht nur in Form deutlicher Abdrücke von Blättern und Baumrinde, sondern auch ganze Baumstümpfe mit Wurzeln und riesige zu Kohle gewordene Stämme.

Anhand dieser fossilen Überreste kann man nicht nur das allgemeine Erscheinungsbild der Pflanze wiederherstellen, sondern sich auch mit ihrer inneren Struktur vertraut machen, die unter dem Mikroskop in den dünnsten Abschnitten des Stammes wie ein Blatt Papier deutlich sichtbar ist. Calamity leitet seinen Namen vom lateinischen Wort "kalamus" - Schilf, Schilf ab.

Schlanke, innen hohle Calamitenstämme, gerippt und mit Quereinschnürungen, wie die der bekannten Schachtelhalme, erhoben sich in schlanken Säulen 20-30 Meter über dem Boden.

Kleine schmale Blätter, die in Rosetten an kurzen Stielen gesammelt wurden, gaben vielleicht eine gewisse Ähnlichkeit mit Calamite mit Lärche der sibirischen Taiga, transparent in ihrem eleganten Kleid.

Heutzutage sind Schachtelhalme - Feld und Wald - mit Ausnahme von Australien auf der ganzen Welt verbreitet. Im Vergleich zu ihren fernen Vorfahren wirken sie wie jämmerliche Zwerge, die zudem, besonders der Acker-Schachtelhalm, beim Bauern einen schlechten Ruf genießen.

Schachtelhalm ist das schlimmste Unkraut, das schwer zu bekämpfen ist, da sein Rhizom tief in den Boden eindringt und ständig neue Triebe gibt.

Große Schachtelhalmarten - bis zu 10 Meter hoch - werden derzeit nur in den tropischen Wäldern Südamerikas erhalten. Diese Riesen können jedoch nur wachsen, indem sie sich an benachbarte Bäume lehnen, da sie nur 2-3 Zentimeter breit sind.
Lepidodendren und Sigillarien nahmen einen herausragenden Platz in der Karbonvegetation ein.

Obwohl sie äußerlich nicht wie moderne Bärlappe aussahen, ähnelten sie ihnen dennoch in einem ihrer charakteristischen Merkmale. Die mächtigen Stämme der Lepidodendren mit einer Höhe von 40 Metern und einem Durchmesser von bis zu zwei Metern waren mit einem deutlichen Muster aus abgefallenen Blättern bedeckt.

Diese Blätter saßen, als die Pflanze noch jung war, auf dem Stamm, so wie ihre kleinen grünen Schuppen - Blätter - auf dem Bärlapp sitzen. Wenn der Baum wächst, altern die Blätter und fallen ab. Von diesen schuppigen Blättern haben die Giganten der Kohlenwälder – Lepidodendren, sonst – „schuppige Bäume“ (von den griechischen Wörtern: „lepis“ – Schuppen und „dendron“ – Baum) ihren Namen bekommen.

Spuren von abgefallenen Blättern auf der Rinde von Sigillaria hatten eine etwas andere Form. Sie unterschieden sich von Lepidodendren durch ihre geringere Höhe und größere Schlankheit des Stammes, der sich nur ganz oben verzweigte und in zwei riesigen, jeweils einen Meter langen Büscheln harter Blätter endete.

Die Bekanntschaft mit der Karbonvegetation wäre unvollständig, wenn wir nicht auch Cordaiten erwähnen würden, die in Bezug auf die Holzstruktur den Nadelbäumen nahe stehen. Dies waren hohe (bis zu 30 Meter), aber relativ dünnstämmige Bäume.

Cordaites leiten ihren Namen vom lateinischen Elefanten "cor" - Herz ab, da der Samen der Pflanze eine herzförmige Form hatte. Diese wunderschönen Bäume wurden mit einer üppigen Krone aus bandartigen Blättern (bis zu 1 Meter lang) gekrönt.

Der Struktur des Holzes nach zu urteilen, hatten die Stämme der Kohlegiganten noch nicht die Festigkeit, die der Masse moderner Bäume innewohnt. Ihre Rinde war viel stärker als Holz, daher die allgemeine Zerbrechlichkeit der Pflanze, schwache Bruchfestigkeit.

Starke Winde und vor allem Stürme brachen Bäume, fällten riesige Wälder, und aus dem sumpfigen Boden wuchs wieder neues üppiges Wachstum, um sie zu ersetzen ... Das gefällte Holz diente als Ausgangsmaterial, aus dem sich später mächtige Kohleschichten bildeten.

Lepidodendren, ansonsten schuppige Bäume, erreichten enorme Größen.

Es ist nicht richtig, die Kohleentstehung nur dem Karbon zuzuschreiben, da Kohlen auch in anderen geologischen Systemen vorkommen.

Das älteste Kohlenbecken von Donezk entstand beispielsweise in der Karbonzeit. Das Karaganda-Becken ist genauso alt wie es.

Das größte Kusnezker Becken gehört nur zu einem unbedeutenden Teil zum Karbonsystem und hauptsächlich zum Perm- und Jurasystem.

Eines der größten Becken - "Zapolyarnaya Kochegarka" - das reichste Petschora-Becken, wurde ebenfalls hauptsächlich im Perm und in geringerem Maße im Karbon gebildet.

Flora und Fauna der Karbonzeit

Für Meeressedimente Karbonzeit Vertreter der einfachsten Tiere aus der Klasse Rhizopoden. Die typischsten waren Fusuline (vom lateinischen Wort "fuzus" - "Spindel") und Schwagerine, die als Ausgangsmaterial für die Bildung von Schichten aus Fusulin- und Schwagerin-Kalksteinen dienten.

Karbon-Rhizome: 1 - Fuzulina; 2 - Schwägerin

Karbonische Rhizome - Fuzulina (1) und Schwagerina (2) sind 16-mal vergrößert.

Längliche wie Weizenkörner, Fuzuline und fast kugelförmige Schwagerine sind auf den gleichnamigen Kalksteinen deutlich sichtbar. Korallen und Brachiopoden haben sich üppig entwickelt und geben viele Leitformen.

Am weitesten verbreitet waren die Gattung Productus (übersetzt aus dem Lateinischen - „gestreckt“) und Spirifer (übersetzt aus derselben Sprache - „eine Spirale tragend“, die die weichen „Beine“ des Tieres stützte).

Trilobiten, die in früheren Perioden dominierten, sind viel seltener, aber an Land andere Vertreter von Arthropoden - langbeinige Spinnen, Skorpione, riesige Tausendfüßler (bis zu 75 Zentimeter lang) und besonders riesige Insekten, ähnlich wie Libellen, mit einer Spannweite von "Flügel" bis 75 Zentimeter! Die größten modernen Schmetterlinge in Neuguinea und Australien erreichen eine Flügelspannweite von 26 Zentimetern.

Uralte Kohlelibelle

Die älteste Kohlenlibelle scheint im Vergleich zur modernen ein gewaltiger Riese zu sein.

Den fossilen Überresten nach zu urteilen, haben sich die Haie in den Meeren merklich vermehrt.
Amphibien, die im Karbon fest an Land verankert sind, durchlaufen einen weiteren Entwicklungsweg. Die Trockenheit des Klimas, die am Ende der Karbonperiode zunahm, zwingt die alten Amphibien allmählich, sich von der aquatischen Lebensweise zu entfernen und hauptsächlich zu einem terrestrischen Leben überzugehen.

Diese Organismen, die zu einer neuen Lebensweise übergingen, legten ihre Eier bereits an Land und laichen nicht wie Amphibien im Wasser. Die aus den Eiern geschlüpften Nachkommen erwarben solche Merkmale, die sie deutlich von den Vorfahren unterschieden.

Der Körper war wie eine Hülle mit schuppenartigen Auswüchsen der Haut bedeckt, die den Körper vor Feuchtigkeitsverlust durch Verdunstung schützten. Also Reptilien oder Reptilien, getrennt von Amphibien (Amphibien). Im nächsten Mesozoikum eroberten sie Land, Wasser und Luft.

Perm

Die letzte Periode des Paläozoikums - Perm- in der Dauer war viel kürzer als das Karbon. Darüber hinaus sind die großen Veränderungen zu beachten, die auf der alten geografischen Weltkarte stattgefunden haben - das Land erhält, wie durch geologische Forschungen bestätigt, eine bedeutende Vorherrschaft gegenüber dem Meer.

Pflanzen des Perm

Das Klima der nördlichen Kontinente des oberen Perms war trocken und stark kontinental. Sandwüsten sind stellenweise weit verbreitet, wie die Zusammensetzung und der rötliche Farbton der Felsen zeigen, aus denen die Perm-Suite besteht.

Diese Zeit war geprägt vom allmählichen Aussterben der Giganten der Kohlewälder, der Entwicklung von Pflanzen in der Nähe von Nadelbäumen und dem Auftreten von Palmfarnen und Ginkgos, die sich im Mesozoikum verbreiteten.

Cycad-Pflanzen haben einen kugeligen und knolligen Stamm, der in den Boden eingetaucht ist, oder umgekehrt einen kräftigen, säulenförmigen Stamm von bis zu 20 Metern Höhe mit einer üppigen Rosette aus großen gefiederten Blättern. Im Aussehen ähneln Cycad-Pflanzen den modernen Sagopalmen tropischer Wälder in der Alten und Neuen Welt.

Manchmal bilden sie undurchdringliche Dickichte, besonders an den überfluteten Ufern der Flüsse Neuguineas und des malaiischen Archipels (Große Sunda-Inseln, Kleine Sunda, Molukken und Philippinen). Aus dem stärkehaltigen, weichen Kern der Palme werden nahrhaftes Mehl und Getreide (Sago) hergestellt.

Wald von Sigiliaria

Sago-Brot und Brei sind die tägliche Nahrung von Millionen Einwohnern des malaiischen Archipels. Die Sagopalme wird häufig im Wohnungsbau und für Haushaltsprodukte verwendet.

Eine andere sehr eigentümliche Pflanze - Ginkgo - ist ebenfalls interessant, weil sie in freier Wildbahn nur an einigen Orten in Südchina überlebt hat. Ginkgo wird seit jeher in der Nähe von buddhistischen Tempeln sorgfältig gezüchtet.

Ginkgo wurde Mitte des 18. Jahrhunderts nach Europa gebracht. Jetzt ist es an vielen Orten in der Parkkultur zu finden, einschließlich bei uns an der Schwarzmeerküste. Ginkgo ist ein großer Baum mit einer Höhe von bis zu 30-40 Metern und einer Dicke von bis zu zwei Metern. Im Allgemeinen ähnelt er einer Pappel und sieht in seiner Jugend eher wie einige Nadelbäume aus.

Zweig des modernen Ginkgo biloba mit Früchten

Die Blätter sind gestielt, wie die der Espe, haben eine fächerförmige Platte mit fächerförmiger Äderung ohne Querbrücken und einem Einschnitt in der Mitte. Blätter fallen im Winter. Die Frucht, eine duftende Steinfrucht wie eine Kirsche, ist genauso essbar wie die Samen. In Europa und Sibirien verschwand Ginkgo während der Eiszeit.

Cordaiten, Koniferen, Palmfarne und Ginkgo gehören zur Gruppe der Nacktsamer (da ihre Samen offen liegen).

Angiospermen - monokotyle und dikotyle - erscheinen etwas später.

Fauna der Permzeit

Unter den Wasserorganismen, die die Permmeere bewohnten, stachen Ammoniten merklich heraus. Viele Gruppen wirbelloser Meerestiere, wie Trilobiten, einige Korallen und die meisten Brachiopoden, sind ausgestorben.

Perm gekennzeichnet durch die Entwicklung von Reptilien. Besondere Aufmerksamkeit verdienen die sogenannten tierähnlichen Eidechsen. Obwohl sie einige für Säugetiere charakteristische Merkmale wie Zähne und Skelettmerkmale besaßen, behielten sie dennoch eine primitive Struktur bei, die sie den Stegocephalen näher bringt (aus denen Reptilien stammen).

Die tierähnlichen permischen Eidechsen unterschieden sich in signifikanten Größen. Der sesshafte pflanzenfressende Pareiasaurus erreichte eine Länge von zweieinhalb Metern, und das beeindruckende Raubtier mit den Zähnen eines Tigers, mit anderen Worten, die "Tierzahneidechse" - Ausländer, war sogar noch größer - etwa drei Meter.

Pareiasaurus, übersetzt aus dem Altgriechischen, bedeutet „freche Eidechse“: aus den Wörtern „pareia“ - Wange und „sauros“ - Eidechse, Eidechse; die Eidechse mit den tierischen Zähnen der Ausländer wird so in Erinnerung an den berühmten Geologen - Prof. A. A. Inostrantseva (1843-1919).

Die reichsten Funde von Überresten dieser Tiere aus dem Urleben der Erde sind mit dem Namen des begeisterten Geologen Prof. Dr. V. P. Amalizki(1860-1917). Dieser hartnäckige Forscher, der von der Staatskasse nicht die notwendige Unterstützung erhielt, erzielte dennoch bemerkenswerte Ergebnisse in seiner Arbeit. Statt eines wohlverdienten Sommerurlaubs begab er sich zusammen mit seiner Frau, die alle Strapazen mit ihm teilte, in einem Boot mit zwei Ruderern auf die Suche nach den Überresten von tierähnlichen Eidechsen.

Beharrlich forschte er vier Jahre lang an der Suchona, der nördlichen Dwina und anderen Flüssen. Schließlich gelang es ihm, an der nördlichen Dwina unweit der Stadt Kotlas Entdeckungen von außerordentlichem Wert für die Weltwissenschaft zu machen.

Hier, in der Küstenklippe des Flusses, in dicken Linsen aus Sand und Sandstein, zwischen gestreiften Rukhlyak, wurden Konkretionen von Knochen alter Tiere (Konkretionen - Steinansammlungen) gefunden. Versammlungen von nur einem Jahr Arbeit von Geologen nahmen zwei Güterwagen während des Transports.

Nachfolgende Entwicklungen dieser knochentragenden Ansammlungen bereicherten die Informationen über permische Reptilien weiter.

Fundort permischer Eidechsen

Standort von Perm-Pangolinen, die von Professor entdeckt wurden V. P. Amalizki im Jahr 1897. Das rechte Ufer des Flusses Malaya Severnaya Dvina in der Nähe des Dorfes Efimovka, in der Nähe der Stadt Kotlas.

Die reichsten Sammlungen, die hier entnommen wurden, belaufen sich auf mehrere zehn Tonnen, und die daraus gesammelten Skelette stellen die reichste Sammlung im Paläontologischen Museum der Akademie der Wissenschaften dar, die in keinem Museum der Welt ihresgleichen sucht.

Unter den alten tierähnlichen permischen Reptilien stach das ursprüngliche drei Meter lange Raubtier Dimetrodon hervor, ansonsten war es in Länge und Höhe „zweidimensional“ (von den altgriechischen Wörtern: „di“ - zweimal und „metron“ - messen). .

Bestienhaftes Dimetrodon

Sein charakteristisches Merkmal sind die ungewöhnlich langen Wirbelfortsätze, die einen hohen Kamm (bis zu 80 Zentimeter) auf dem Rücken des Tieres bilden und anscheinend durch eine Hautmembran verbunden waren. Zu dieser Gruppe von Reptilien gehörten neben Raubtieren auch pflanzen- oder weichtierfressende Formen, ebenfalls von sehr beachtlicher Größe. Die Tatsache, dass sie Weichtiere gefressen haben, kann an der Anordnung der Zähne beurteilt werden, die zum Zerkleinern und Mahlen von Schalen geeignet sind. (Noch keine Bewertungen)

Die Entstehung des Lebens auf der Erde fand vor etwa 3,8 Milliarden Jahren statt, als die Bildung der Erdkruste endete. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die ersten lebenden Organismen in der aquatischen Umwelt auftauchten, und erst nach einer Milliarde Jahren kamen die ersten Kreaturen an die Oberfläche des Landes.

Die Bildung der Landflora wurde durch die Bildung von Organen und Geweben in Pflanzen erleichtert, die Fähigkeit, sich durch Sporen zu reproduzieren. Auch die Tiere entwickelten sich erheblich und passten sich dem Leben an Land an: Innere Befruchtung, die Fähigkeit, Eier zu legen, und Lungenatmung traten auf. Eine wichtige Entwicklungsstufe war die Bildung des Gehirns, bedingter und unbedingter Reflexe, Überlebensinstinkte. Die Weiterentwicklung der Tiere bildete die Grundlage für die Entstehung des Menschen.

Die Einteilung der Erdgeschichte in Epochen und Perioden gibt eine Vorstellung von den Merkmalen der Entwicklung des Lebens auf dem Planeten in verschiedenen Zeiträumen. Wissenschaftler identifizieren besonders bedeutende Ereignisse bei der Entstehung des Lebens auf der Erde in getrennten Zeiträumen - Epochen, die in Perioden unterteilt sind.

Es gibt fünf Epochen:

• Archäisch;
• Proterozoikum;
• Paläozoikum;
• Mesozoikum;
• Känozoikum.

Die archaische Ära begann vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, als sich der Planet Erde gerade erst zu bilden begann und es auf ihm keine Anzeichen von Leben gab. Die Luft enthielt Chlor, Ammoniak, Wasserstoff, die Temperatur erreichte 80 °, der Strahlungspegel überschritt die zulässigen Grenzen, unter solchen Bedingungen war die Entstehung des Lebens unmöglich.

Es wird angenommen, dass unser Planet vor etwa 4 Milliarden Jahren mit einem Himmelskörper kollidierte und das Ergebnis die Bildung des Erdtrabanten - des Mondes - war. Dieses Ereignis wurde bedeutsam für die Entwicklung des Lebens, stabilisierte die Rotationsachse des Planeten und trug zur Reinigung von Wasserstrukturen bei. So entstand in den Tiefen der Ozeane und Meere das erste Leben: Protozoen, Bakterien und Cyanobakterien.

Das Proterozoikum dauerte von etwa 2,5 Milliarden Jahren bis vor 540 Millionen Jahren. Es wurden Reste von einzelligen Algen, Mollusken, Anneliden gefunden. Der Boden beginnt sich zu bilden.

Die Luft zu Beginn des Zeitalters war noch nicht mit Sauerstoff gesättigt, aber im Laufe des Lebens begannen die Bakterien, die die Meere bevölkern, immer mehr O 2 in die Atmosphäre freizusetzen. Als die Sauerstoffmenge auf einem stabilen Niveau war, machten viele Lebewesen einen Schritt in der Evolution und wechselten zur aeroben Atmung.

Das Paläozoikum umfasst sechs Perioden.

Kambrische Periode(vor 530 - 490 Millionen Jahren) ist durch das Auftauchen von Vertretern aller Arten von Pflanzen und Tieren gekennzeichnet. Die Ozeane wurden von Algen, Arthropoden, Mollusken bewohnt und die ersten Chordaten (Haikouihthys) tauchten auf. Das Land blieb unbewohnt. Die Temperatur blieb hoch.

Ordovizische Zeit(vor 490 - 442 Millionen Jahren). Die ersten Flechtensiedlungen tauchten an Land auf, und der Megalograpt (ein Vertreter der Arthropoden) begann an Land zu kommen, um Eier zu legen. Wirbeltiere, Korallen, Schwämme entwickeln sich weiter in der Dicke des Ozeans.

Silur(vor 442 - 418 Millionen Jahren). Pflanzen kommen an Land, und in Arthropoden bilden sich Ansätze von Lungengewebe. Die Bildung des Knochenskeletts bei Wirbeltieren ist abgeschlossen, Sinnesorgane erscheinen. Der Gebirgsbau ist im Gange, verschiedene Klimazonen bilden sich heraus.

Devon(vor 418 - 353 Millionen Jahren). Charakteristisch ist die Bildung der ersten Wälder, hauptsächlich Farne. Knochen- und Knorpelorganismen treten in Gewässern auf, Amphibien landen an Land, neue Organismen werden gebildet - Insekten.

Karbonzeit(vor 353 - 290 Millionen Jahren). Das Erscheinen von Amphibien, der Untergang der Kontinente, am Ende der Periode kam es zu einer deutlichen Abkühlung, die zum Aussterben vieler Arten führte.

Perm(vor 290 - 248 Millionen Jahren). Die Erde wird von Reptilien bewohnt, Therapsiden tauchten auf - die Vorfahren der Säugetiere. Das heiße Klima führte zur Bildung von Wüsten, in denen nur widerstandsfähige Farne und einige Nadelbäume überleben konnten.

Das Mesozoikum ist in 3 Perioden unterteilt:

Trias(vor 248 - 200 Millionen Jahren). Die Entwicklung der Gymnospermen, das Auftreten der ersten Säugetiere. Die Aufteilung des Landes in Kontinente.

Jurazeit(vor 200 - 140 Millionen Jahren). Die Entstehung von Angiospermen. Die Entstehung der Vorfahren der Vögel.

Kreidezeit(vor 140 - 65 Millionen Jahren). Angiospermen (blühend) wurden zur dominierenden Pflanzengruppe. Die Entwicklung höherer Säugetiere, echter Vögel.

Das Känozoikum besteht aus drei Perioden:

Unteres Tertiär oder Paläogen(vor 65 - 24 Millionen Jahren). Das Verschwinden der meisten Kopffüßer, Lemuren und Primaten erscheinen, später Parapithecus und Dryopithecus. Die Entwicklung der Vorfahren moderner Säugetierarten - Nashörner, Schweine, Kaninchen usw.

Oberes Tertiär oder Neogen(vor 24 - 2,6 Millionen Jahren). Säugetiere bewohnen Land, Wasser und Luft. Die Entstehung von Australopithecus - den ersten Vorfahren des Menschen. In dieser Zeit entstanden die Alpen, der Himalaya und die Anden.

Quartär oder Anthropogen(vor 2,6 Millionen Jahren - heute). Ein bedeutendes Ereignis dieser Zeit ist das Erscheinen des Menschen, zuerst des Neandertalers und bald des Homo sapiens. Flora und Fauna haben moderne Züge angenommen.