Наука о Земле

Химический, газовый состав и минерализация Термальные воды разнообразны: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных и гидрокарбонатно-сульфатных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных, натриевых и кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных.

Издавна Термальные воды находили применение в лечебных целях (римские, тбилисские термы). В СССР пресные азотные термы, богатые кремнекислотой, используют известные курорты - Белокуриха на Алтае, Кульдур в Хабаровском крае и др. ; углекислые Термальные воды- курорты Кавказских Минеральных Вод (Пятигорск, Железноводск, Ессентуки), сероводородные - курорт Сочи-Мацеста. В бальнеологии Термальные воды подразделяют на тёплые (субтермальные) 20-37 °С, термальные 37-42 °С и гипертермальные св. 42 °С.

В районах современного и недавнего вулканизма в Италии, Исландии, Мексике, СССР, США, Японии работает ряд электростанций, использующих перегретые Термальные воды с температурой свыше 100 °С. В СССР и др. странах (Болгария, Венгрия, Исландия, Новая Зеландия, США) Термальные воды применяют также для теплоснабжения жилых и производств. зданий, обогрева теплично-парниковых комбинатов, плавательных бассейнов и в технологических целях (Рейкьявик полностью обогревается теплом Термальные воды). В СССР организовано теплоснабжение микрорайонов гг. Кизляра, Махачкалы, Зугдиди, Тбилиси, Черкесска; обогреваются теплично-парниковые комбинаты на Камчатке, Кавказе. В теплоснабжении Термальные воды делятся на слаботермальные 20-50 °С, термальные 50-75 °С. высокотермальные 75-100 °С.

51. Генетические типы озерных котловин. Крупнейшие озера

Озеро- естественный водный объект, состоящий из 3 осн. частей: литосфера(озерная котловина);гидросфера(вода);биосфера(жив. и растит. мир, населяющ. озеро)От реки отличается отсутствием линейного течения, а от моря отсутствием двусторонней связи с океаном. Образование озерных котловин происходит под влиянием эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов. Основные генетические типы озерных котловин:

Тектонические- образуются в понижениях, возникших в результате тектонических движений земной коры (трещины, сбросы)Например, Байкал(глубина 1642м), Танганьика, Ладожское, Онежское, Иссык-Куль, Севан, Эри, Онтарио, Гурон, Мичиган, Каспийское море.

Вулканические-возникают в кратерах потухших вулканов. ( Многие озера Исландии, Италии, Японии, Новой Зеландии, Камчатки, Закавказья, Америки)

Ледниковые-Эрозия и аккумуляция материала при перемещении ледников и их таянии. (эроз. -Карелия, акумул. -Канада, Озерные области Европы (Англия, Северо-Запад России, Прибалтика), Сибирь, Северная Америка)

Гидрогенные-течением реки, волноприбойные моря. (Донузлав)

Эоловые-в результате выдувания или эрозии обломочного материала и переотложения песка между дюнами. (Некоторые озера Австралии, Южной Африки и Америки, Казахстана, Средней Азии, Прибалтики )

Провальные -- озера, котловины которых возникли в результате выщелачивания грунтов и горных пород поверхностными и главным образом подземными водами, а также при протаивании многолетнемерзлого грунта или вытаивании льда в нем. К провальным озерам относятся: а) карстовые, б) суффозионные и в) термокарстовые озера (по-якутски -- аласы). Последние распространены в тундровой и таежной зонах области многолетней мерзлоты.

Подпрудные -- возникновение этих озер связано с горными обвалами, оползнями, перегораживающими речные долины, подпруживанием рек потоками лавы, моренами ледников. Таким образом, подпрудные озера образуются при действии нескольких процессов. Так, в результате обвалов, вызванных землетрясением, возникло оз. Сарезское в долине р. Мургаб на Памире, оз. Гекгель -- в долине р. Аксу в Азербайджане, оз. Севан, возникшее в тектонической впадине, подпруженной лавовым потоком. Органогенные -- внутриболотные озера и озера-лагуны среди коралловых построек (атоллы).

На территории России находится свыше 2 млн озер. В основном это небольшие озера с площадью водной поверхности менее 1 км2. Крупных озер мало. Два озера России -- Байкал и Ладожское -- входят в число 18 крупнейших озер мира (площадь каждого из них более 10 000 км2), близко к ним Онежское озеро. Самым глубоким озером мира является озеро Байкал (максимальная глубина 1642 м). Озерность России составляет 2, 1%.

Озеро Сасык-Сиваш находится возле Евпатории. Когда-то давно Сасык представлял собой залив Черного моря, но со временем образовалась песчаная пересыпь, которая отделила озеро от моря.

Сасык-Сиваш -- это самое большое в Крыму солёное озеро. Площадь его сейчас составляет порядка 8 тысяч гектаров, длинна от моря и до северо-восточного угла -- 15 км, ширина -- 11 км.

Самые крупные озера Земли. Каспийское море-озеро (376 тыс. км2), глубина 1025м(Европа, азия); Верхнее (82, 4 тыс. км2)(Сев. Америка); Виктория (68 тыс. км2)(Восточная Африка);Гурон (59, 6 тыс. км2)(Сев. Америка), Мичиган (58 тыс. км2)(Сев. Америка). Самое глубокое озеро на планете - Байкал (1620 м)(Сибирь), за ним следуют Танганьика (1470 м)(Восточная Африка); Ньяса (706 м)(Восточ. Африка) и Иссык-Куль (668 м)(Средняя Азия).

52. Водохранилища

Водохранилище-искусственный водоем, объемом более 1 млн м3. (если менее - пруд, ставок и др) Водохранилища делятся на два вида: озёрные;речные (русловые). Для водохранилищ озёрного вида (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) вида (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам. Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации. При создании водохранилищ существенно изменяется и ландшафт речных долин, а также гидрологический режим реки в пределах подпора. Изменения гидрологического режима, вызываемые созданием водохранилищ, происходят и в нижнем бьефе (части реки примыкающей к платине, шлюзу) гидроузлов. Иногда такие изменения заметны на протяжении десятков и даже сотен километров. Одним из последствий создания водохранилищ является уменьшение половодий. В результате этого ухудшаются условия нереста рыб и роста трав на пойменных лугах. При создании водохранилищ также уменьшается скорость течения реки, что является причиной заиливания водохранилищ.

Главные виды использования водохранилищ: гидроэнергетика, теплоэнергетика, орошение и обводнение, водоснабжение, рыборазведение. Большинство водохранилищ на равнинных реках также имеют большое воднотранспортное значение. В горных районах они являются источником дешёвой электроэнергии, в засушливых районах питают оросительные системы и служат местом отдыха. За счет построенных водохранилищ, особенно в Карелии и Приуралье, улучшились условия по сплаву леса. На Дальнем Востоке водохранилища препятствуют наводнениям.

Вольта -- крупнейшее по площади (около 8, 5 тыс. кмІ) водохранилище в мире. Находится на реке Вольта. (Зап. Африка);Куйбышевское водохранилище (6450 км Россия)

Озеро Кариба (5580 км Зимбабве, Замбия)

Бухтарминское водохранилище (5490 км Казахстан)

Братское водохранилище (5426 км Россия)

Озеро Насер (5248 км Египет, Судан)

Рыбинское водохранилище (4580 км Россия) Крымский полуостров: Первое водохранилище -- Альминское емкостью 6, 2 млн мі построено на балке Базар-Джилга, заполняется оно водами реки Альма по каналу длиной 5 км. (Перевальное) Строительство велось на боковой балке с целью сократить заиление. Первая очередь строительства была завершена в 1929 году, вторая очередь -- 1934 году. В 1935 году на балке Эгиз-Оба введено в эксплуатацию Бахчисарайское водохранилище емкостью 6, 89 млн мі, заполняемое водами Качи. Самое крупное (ГЭС) -Три ущелья(Китай);Симферополь. водохранилище.

53. Типы болот. Формирование низинного и верхового болота

Болото-участок земной пов-ти со специфическим климатическим, гидроскопическим и биосферным разнообразием, характеризуется повышенным увлажнением и наличием слоя торфа. Болота формируются при зарастании водоемов или при заболачивании местности. По характеру водного питания и растительности болота подразделяют на три типа: низинные, верховые и переходные.

Низинные болота(заростание водоема), (направление водных потоков от периферии к центру)образуются на месте бывших озер, в долинах рек и в понижениях, которые постоянно или временно затопляются водой. Питаются они преимущественно грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. В растительном покрове господствуют зеленые мхи, различные осоки и злаки. На более старых болотах появляются береза, ольха, ива. Эти болота отличаются слабой заторфованностью -- мощность торфа не превышает 1 -- 1, 5 м.

Верховые болота (при переувлажнении), (направление водных потоков от центра к периферии) формируются на плоских водоразделах, питаются в основном атмосферными осадками, для растительности характерен ограниченный видовой состав -- сфагновые мхи, пушица, багульник, клюква, вереск, а из древесных -- сосна, береза, реже кедр и лиственница. Деревья сильно угнетены и низкорослы. Сфагновый мох лучше произрастает в середине болотного массива, на окраинах он угнетается минерализованными водами. Поэтому верховые болота несколько выпуклые, их середина возвышается на 3-4 м. Торфяной слой достигает 6-10 м и более.

Переходные болота, или смешанные представляют переходную стадию между низинными и верховыми. В низинных болотах происходит накопление растительных остатков, поверхность болота повышается. В результате этого грунтовая вода, богатая солями, перестает питать болото. Травяная растительность отмирает и заменяется мхами. Таким образом, низинные болота превращаются в верховые, а последние покрываются затем кустами или луговой растительностью, превращаясь в суходольные луга. Поэтому в природе редко встречаются моховые или травяные болота в чистом виде. Болота имеют большое хозяйственное значение. Так, торфяные болота -- источник топлива для промышленности. Первая тепловая электростанция в мире, работающая на торфе, была построена в России в 1911 г. (в г. Электроугли)

54. Географическая значимость внутренних вод

В свою очередь и сами внутренние воды оказывают многостороннее воздействие на ландшафт. Текучие и подземные воды изменяют рельеф поверхности; грунтовые воды влияют на формирование почв и развитие растительности. Влияние внутренних вод на растительность. На рельефы На почвы На деятельность человека. Однако внутренние воды связаны не только с климатом, но и с другими компонентами природы. Изменение водного баланса происходит под влиянием колебания климата и хозяйственной деятельности. Влияние снижения уровня грунтовых вод на растительность определяется тем, какой режим водного питания растений преобладает - автоморфный или гидроморфный. поверхности; грунтовые воды влияют на формирование почв и развитие растительности. Поэтому внутренние воды на территории России подчинены зональному неравномерному распределению. Изменение водного баланса происходит под влиянием колебания климата. Внутренние воды теснейшим образом связаны с климатом. В известной степени все они -- продукт климата, хотя, безусловно, зависят от других компонентов природы и влияют на них. Внутренние воды зависят от многих компонентов природы, являясь частью природного комплекса, и сами оказывают огромное влияние на почвы, растительность, рельеф, климат, жизнь и деятельность человека. Внутренние воды - это многочисленные реки, озера, болота, подземные грунтовые воды. Величина стока влияет на густоту речной сети и водность рек.

55. Докембрийский этап развития биосферы. Эдиакарская фауна. «Кембрийский взрыв»

Фанерозой делят на Палеозой, Мезозой и Кайнозой. Палеозой включает в себя 6 периодов: Кембрий, Ордовик, Силур, Каменно-угольный, Пермь. Мезозой: Триас, Юра, Мел. Кайнозой: Палеоген и Неоген.

Докембрийский этап развития Земли изучен еще недостаточно полно. Накопленная разрозненная информация о заключенных в геологических отложениях остатках жизни позволяет весь докембрийский период продолжительностью около 4 млрд лет разделить на две эры: более древнюю -- архейскую и менее древнюю -- протерозойскую. Продолжительность каждой из них около 2 млрд лет. Архей начался со времени образования Земли как планеты 4, 6 млрд лет назад и закончился с появлением свободного кислорода в атмосфере 2, 5 млрд лет назад. Первые многоклеточные организмы завершили отсчет времени протерозоя около 570 млн лет назад.

Докеммбрийский период, или криптозомй -- общее название той части геологической истории Земли, которая предшествовала началу кембрийского периода (около 540 млн лет назад), когда возникла масса организмов, оставляющих ископаемые остатки в осадочных породах (что положило начало нынешнему геологическому эону -- фанерозою). На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли -- около 3, 8 млрд лет или более 80 % длительности геологической истории Земли. Первоначально докембрий называли азойской (безжизненной) эрой, но именно в это время возникла и развилась растительная и животная жизнь на Земле. Интенсивное изучение геологической истории докембрия началось в конце XX века, в связи с появлением мощных методов изотопной геохронологии. Стратиграфическое деление докембрия было предметом многочисленных споров. С 1978 года в СССР докембрий делили на протерозой и архей. В 1990-хгодах Стратиграфической комиссией была принята единая временная шкала докембрия, однако она вызывает много споров. Первичная земная кора, возникшая из остывающего мантийного расплава, имела океанический тип строения -- состояла из базальтового слоя. Температура поверхности новорождённой Земли превышала +100° С и вода некоторое время в парообразном состоянии формировала атмосферу. Остывание Земли вызвало конденсацию паров в атмосфере, что привело к формированию первичной гидросферы. Возникает первичный океан Панталасса(или Мировия), менее глубокий, чем современный мировой океан. Первые в истории Земли граниты образовали гранитоидные купола -- овальные структуры диаметром до 100 км (эти купола позднее стали ядрами древних платформ). Поверхность куполов являла собой небольшие и низкие участки суши, разделенные океанами -- мелководными бассейнами с пологими бортами. 3, 5-2, 5 миллиарда лет назад появилась первая пангея. При более дифференцированном подходе образование и дрейф континентов докембрия описывается следующим образом. В начале был континент Ваальбара, потом после первого оледенения (2, 9--2, 7 млрд лет назад) он раскололся на Ур, Нуна и Атлантику. Затем континенты вновь сошлись в Родинию (в период от 1 млрд до 750 млн лет назад). В этот период Земля пережила второе оледенение. После суперконтинент распался на прото-Лавразию и прото-Гондвану. В конце эпохи докембрия на Земле вновь существовал один континент Паннотия. Органическая жизнь была сосредоточена в прибрежной мелководной, хорошо освещённой, экологически оптимальной полосе морей. В этих условиях значительное развитие получили строматолиты (продукт жизнедеятельности бактерий), некоторые виды водорослей) и беспозвоночных животных (цикломедузы). Докембрийские массивы суши, лишённые растительности, возвышались над морскими пространствами в виде оголённых, обширных скалистых островов.

Архей

Органические остатки в архейских отложениях почти не встречаются, однако из этого не следует, что животные и растения в архейской эре вообще не существовали. Считается, что в архее, по крайней мере в завершающие периоды, на земном шаре уже обитали одноклеточные, а возможно даже и многоклеточные организмы, не имевшие минерального скелета, который мог бы сохраниться в ископаемом состоянии до наших дней.

Протерозой

В протерозойских отложениях органические остатки встречаются намного чаще, чем в архейских. Они представлены известковыми выделениями сине-зелёных водорослей, ходами червей, остатками кишечнополостных. Кроме известковых водорослей, к числу древнейших растительных остатков относятся скопления графито-углистого вещества, образовавшегося в результате разложения Corycium enigmaticum. В кремнистых сланцах железорудной формации Канады найдены нитевидные водоросли, грибные нити и формы, близкие современным кокколитофоридам. В железистых кварцитах Северной Америки и Сибири обнаружены железистые продукты жизнедеятельности бактерий.

В эдиакарском периоде парциальное давление кислорода в земном воздухе составляло 0, 1 атмосферы -- слишком мало, чтобы бурно развивались какие-либо животные, кроме примитивных губок (современное парциальное давление кислорода -- 0, 21 атм). Тогда дно водоёмов покрывали бактериальные плёнки (маты), схожие с современными. Находки эдиакарской фауны и другие данные по докембрийским организмам говорят о том, что эволюция многоклеточных животных (Metazoa) началась задолго до рубежа нижнего кембрия и привела к формированию разнообразных групп. Есть основания считать, что в позднем протерозое уже сложились многие типы Metazoa. Крайняя редкость захоронений ископаемых представителей этих групп в отложениях позднего протерозоя, может быть, объясняется отсутствием у большинства докембрийских животных твердого скелета. В раннем кембрии такой скелет появился у самых разных групп животных. При этом скелетные ткани и анатомия скелета были совершенно различны у разных групп: от гибких членистых хитиновых панцирей членистоногих до монолитных известковых раковин моллюсков и плеченогих.

Однако некоторые эдиакарские организмы могут оказаться предшественниками более поздней фауны:

Kimberella, возможно, является ранним моллюском. Некоторые окаменелости содержат царапины, свидетельствующие о способе передвижения, схожем с таковым моллюсков кембрия;

Arkarua, возможно, была иглокожим, хотя и не имеющим некоторых признаков, характерных для более поздних иглокожих;

Сприггина, возможно, относится к трилобитам и, соответственно, членистоногим. Однако её тело имеет не билатеральную, а скользящую симметрию, характерную для вендобионтов;

Parvancorina, возможно, является наиболее вероятным кандидатом в ранние членистоногие. Однако у неё нет ног или сложной пищеварительной системы;

Cloudina -- небольшое животное, выглядящее как стопка конусов, вставленных острыми концами друг в друга. Предположительно, Cloudina является общим предком многощетинковых червей, но вопрос о точной систематической принадлежности остается открытым. Это одно из первых животных, имеющих кальцинированную оболочку, то есть твёрдую часть тела.

Кембрийский взрыв скелетной фауны -- условное название явления, результатом которого стало резкое увеличение количества ископаемых остатков живых существ в отложениях, соответствующих началу кембрийского периода (около 540 млн лет назад). Именно к данному периоду относится появление в палеонтологической летописи останков, в частности, хордовых, членистоногих, однозначно опознаваемых моллюсков и иглокожих. Данный факт может свидетельствовать о внезапном увеличении биоразнообразия в данный период либо о появлении большого числа организмов с минерализованными тканями (раковины, экзоскелеты), хорошо сохраняющимися в ископаемом состоянии. В отложениях предыдущих времён (докембрий) следы существования животных встречаются намного реже.

Важнейшим фактором кембрийского взрыва была так называемая скелетная революция -- появление у организмов экзоскелета, что во многом связано с фиксацией нового отношения в природе: «хищник -- жертва». Однако в кембрии эти новые принципы взаимоотношений между животными распространяются повсеместно, на их основе начинают строиться все основные экосистемы. В результате начинается новый виток эволюции, связанный с выработкой приспособлений к хищничеству и защите от хищников. В частности, значительное развитие получают органы чувств -- у многих животных появляются довольно совершенные глаза(например, у аномалокариса и опабинии) и мозг.

Однако установление прямого родства между отдельными группами докембрийских и кембрийских организмов всё ещё весьма проблематично. В некоторых местах ископаемые эдиакарского типа обнаруживаются ещё вплоть до середины кембрия (510--500 млн лет назад), то есть, докембрийские экосистемы продолжали существовать спустя десятки миллионов лет после «взрыва», соседствуя с типичной кембрийской фауной.



56. Крупнейшие вымирания в истории Земли

Вымирание -- явление в биологии и экологии, заключающееся в исчезновении (смерти) всех представителей определённого биологического вида или таксона. Вымирание может иметь естественные или антропогенные причины. При особо частых случаях вымирания биологических видов за короткий промежуток времени обычно говорят о массовом вымирании.

Крупнейшие вымирания в истории Земли

440 млн лет назад -- ордовикско-силурийское вымирание -- исчезло более 60 % видов морских беспозвоночных;

364 млн лет назад -девонское вымирание -- численность видов морских организмов сократилась на 50 %;

251, 4 млн лет назад -- «великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % видов всех живых существ;

199, 6 млн лет назад -- триасовое вымирание -- в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время;

65, 5 млн лет назад -- мел-палеогеновое вымирание -- последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров. 33, 9 млн лет назад -- эоцен-олигоценовое вымирание.

Причины вымирания:

- численность популяции (у животных, размножающихся только в группах, например странствующий голубь)

- генетическое разнообразие (может грозить гепардам)

- продолжительность жизни (смерть перед достижением половой зрелости) хищники

- конкуренция с другими видами животных на одном и том же жизненном пространстве

- нападения паразитов (новые болезни)

- катастрофы

- изменения окружающей среды

Ордовикско-силурийское вымирание -- массовое вымирание на границе ордовикского и силурийского периода, около 450--440 миллионов лет назад. Третье по процентной части вымерших родов из пяти сильнейших вымираний в истории Земли и второе -- по потерям в количестве живых организмов

В период между 450 и 440 млн лет назад, с промежутком в 1 млн лет, произошли два всплеска вымирания. Для морских организмов это вымирание второе по величине, оно уступает только пермскому вымиранию. В то время вся известная жизнь происходила в морях и океанах. Погибло более 60 % морских беспозвоночных

Непосредственной причиной вымирания, как представляется, явилось движение Гондваны к области южного полюса. Это привело к глобальному похолоданию, оледенению и последовавшему за ним падению уровня мирового океана. Отступление границы океана разрушило или повредило места обитания вдоль континентального побережья.

Девонское вымирание -- массовое вымирание видов в конце девона, одно из крупнейших в истории Земли вымираний флоры и фауны. Первый (и самый сильный) пик вымирания произошёл в начале фаменского века -- последнего века девонского периода, около 374 млн лет назад, когда неожиданно исчезли почти все бесчелюстные. Второй импульс завершил девонский период (около 359 млн лет назад). Всего вымерло 19 % семейств и 50 % родов

Основная теория предполагает, что главной причиной вымирания в океанах послужили изменения в уровне океана и обеднение океанических вод кислородом. Возможно, что активатором этих событий послужило глобальное похолодание или обширный океанический вулканизм, хотя падение внеземного тела, такого как комета, тоже вполне возможно.

Массовое пермское вымирание-- величайшее массовое вымирание всех времён). По нему проведена граница между пермским и триасовым геологическими периодами (она же разделяет палеозойскую и мезозойскую эры). Является одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли, привела к вымиранию 96 % всех морских видов и 70 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых, в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Ввиду утраты такого количества и разнообразия биологических видов восстановление биосферы заняло намного более длительный период времени по сравнению с другими катастрофами, приводящими к вымираниям

Причины катастрофы:

- катастрофические события:

- усиление вулканической деятельности в Сибири[9];

- падение одного или многих метеоритов, либо столкновение Земли с астероидом диаметром в несколько десятков километров (одним из доказательств этой гипотезы служит возможное наличие 500-километрового кратера в районе Земли Уилкса);

- внезапный выброс метана со дна моря

постепенные изменения окружающей среды:

- аноксия -- изменения химического состава морской воды и атмосферы, в частности, дефицит кислорода;

- повышение сухости климата;

- изменение океанических течений и/или уровня моря под влиянием изменений климата;

Последствия:

Считается, что на восстановление биосферы после массового вымирания ушло около 30 млн лет, однако некоторые ученые делают выводы, что оно могло произойти и за более короткий промежуток времени, около 5-10 млн лет. Вымирание старых форм открыло дорогу многим животным, долгое время остававшимся в тени: начало и середина следующего за пермью, триасового периода ознаменовалось становлением архозавров, от которых произошли динозавры и крокодилы, а впоследствии птицы. Кроме того, именно в триасе появляются первые млекопитающие.

Триасово-юрское вымирание отмечает границу между триасовым и юрским периодами, 199, 6 миллионов лет назад и является одним из крупнейших вымираний мезозойской эры, глубоко затронувших жизнь на Земле.

Возможные причины: - Постепенная перемена климата или флуктуации уровня океана в течение позднего триасового периода.

- Падение астероида, но нет датированного ударного кратера образование которого совпадало бы с триасово-юрской границей.

- Массовые извержения вулканов, особенно излияние базальтовых лав в Центрально-атлантической магматической области, высвободило бы в атмосферу углекислый газ или диоксид серы которые в свою очередь явились бы причиной сильного глобального потепления (от первого газа) или похолодания (от второго газа).

- Гипотеза о "метангидратном ружье". Потепление из-за вулканизма и накопления углекислого газа в атмосфере, привело к высвобождению метана из донных клатратов. Выделение метана, даже более сильного парникового газа чем CO2, ускорило потепление ещё сильнее, что в свою очередь привело к ещё большему высвобождению метана со дна океанов. Этот процесс мог привести к быстрому изменению глобальной температуры.

Последствия: Многие виды из широко распространённой группы земноводных полностью исчезли. По меньшей мере половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время, вымерли. Это событие освободило экологические ниши, позволив динозаврам доминировать начиная с юрского периода. Триасовое вымирание произошло менее чем за 10 000 лет и происходило непосредственно перед тем как Пангея начала распадаться на части.

Мел-палеогеновое вымирание -- одно из пяти т. н. «великих массовых вымираний», на границе мелового и палеогенового периода, около 65 миллионов лет назад. Нет единой точки зрения, было ли это вымирание постепенным или внезапным, что является в настоящее время предметом исследований.

Частью этого массового вымирания явилось вымирание динозавров. Вместе с динозаврами вымерли морские рептилии (мозазавры и плезиозавры) и летающие ящеры, многие моллюски, в том числе аммониты, белемниты и множество мелких водорослей. Всего погибло 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных.

Однако большая часть растений и животных пережила этот период. Например, не вымерли сухопутные пресмыкающиеся, такие как змеи, черепахи, ящерицы и водные пресмыкающиеся, такие как крокодилы. Выжили ближайшие родственники аммонитов -- наутилусы, а также птицы, млекопитающие, кораллы и наземные растения.

Наиболее известные версии причин вымирания:

- Падение астероида -- одна из самых распространённых версий. Она основана главным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чиксулуб (который является следом от падения астероида размером порядка 10 км около 65 млн лет назад) на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания большинства из исчезнувших видов динозавров.

- Версия «многократного падения» предполагающая несколько последовательных ударов.

- Взрыв сверхновой звезды либо близкий гамма-всплеск.

- Столкновение Земли с кометой.

- Усиление вулканической активности

- Резкое понижение уровня моря

- Изменение среднегодовых и сезонных температур

- Резкий скачок магнитного поля Земли.

- Переизбыток кислорода в атмосфере Земли.

- Резкое охлаждение океана

- Изменение состава морской воды.

- Широкомасштабное распространение инфекционной болезни (эпизоотия)

- Динозавры не смогли приспособиться к изменению типа растительности и отравились алкалоидами, содержащимися в появившихся цветковых растениях.

- Динозавров истребили первые хищные млекопитающие, уничтожая кладки яиц и детёнышей.

- Вариация предыдущей версии: первые млекопитающие, размножаясь быстрее динозавров, а также обладая более совершенным метаболизмом, могли вытеснить рептилий в ходе конкурентной борьбы в те экологические ниши, на которые мало претендовали сами, как это раньше произошло с амфибиями.

Эоцен-олигоценовое вымирание -- значительные изменения в составе морской и наземной флоры и фауны. Началось в конце эпохи эоцена -- начале эпохи олигоцена, приблизительно около 33, 9 ± 0, 1 млн лет назад. Вымирание морских животных составило 3, 2 %, что в несколько раз превышает фоновый показатель 0, 66 %. Наземные представители фауны испытали наибольшее вымирание в два этапа.

Гипотезы причин вымирания:

- Столкновение с астероидами. По мнению ряда учёных резкое изменение климата, повлёкшее вымирания видов, было вызвано последовательным ударом двух метеоритов упавших в Северной Америке -- Чесапик-Бей и Сибири -- Попигай. Удары метеоритов вызвали резкое понижение температуры, повлёкшее снижение в атмосфере концентрации углекислого газа. Ряд метеорологов связывают именно с олигоценом процесс формирования Антарктического ледяного щита. Однако при этом следует отметить что при падении астероидов их воздействие на климат в геологическом масштабе времени очень кратковременно

- Извержение супервулканов. Некоторые учёные утверждают, что из 47 известных извержений супервулканов 23 произошли в этот период вымирания. Огромные площади в Северной Америке были покрыты километровыми слоями отложений туфа и пепла. Под супервулканическими извержениями понимаются извержения особого типа, которые происходят из системы радиальных трещин, когда скопление магмы приподнимает целый вулканический район, а не один вулкан. Соответственно объём выбросов веществ в атмосферу в разы превышает объёмы выбросов обычных земных вулканов.

- Изменение климата при переходе между эоценом и олигоценом.

57. Силур - первые сосудистые растения на Земле. Бесчелюстные рыбы

Силур - силурийский период - начался 444, а закончился 416 миллионов лет назад. Сейчас, после выделения ордовика в отдельный период, силур стал самым коротким периодом Палеозоя, он продолжался всего 28 миллионов лет. Силурийский период назван в честь древнего кельтского племени силуров. Он подразделяется на два отдела: нижний и верхний силур. В силуре в северном полушарии вновь образовался материк Лавренция. Наступавшее с юга на территорию Гондваны море образовало большой мелкий залив, почти разделивший Гондвану на две части. Другие материки и острова мало изменили свои очертания, приобретенные в кембрии.

Характернейшая особенность силурийского периода-- постепенное опускание суши под воду. Море размывало многие сформировавшиеся прежде горные массивы и залило огромные площади. Медленное погружение суши и опускание дна океана привели к накоплению осадочных пород--мергелей, песчаников, доломитов, граптолитовых сланцев, брахиоподовых и корраловых известняков. В конце силура происходят горообразовательные процессы, благодаря которым образовались Скандинавские, Кембрийские горы, а также горы Южной Шотландии и Восточной Гренландии. На месте Сибири образовался большой материк Ангарида, частично сформировались Кордильеры. Климат на протяжении всего силурийского периода, вероятно, был теплым, влажным и лишь в конце силура на севере 'он стал сухим и жарким. В силурийском периоде жизнь проникает на сушу. Первые наземные растения, остатки которых найдены в силурийских отложениях, получили название риниофиты(псилофиты), что значит безлистые, голые растения. Высотой они были не более полуметра. По внешнему виду растения напоминали современные сфагновые мхи, однако имели более простую организацию. По своему строению псилофиты похожи на бурые водоросли, от которых они, по-видимому, и произошли. Росли в увлажненных местах или в мелких водоемах. Ветвление было дихотомическим, то есть каждая ветка разделялась на две. Их тело еще четко не расчленялось на корневую и стебельную части. Вместо корней у них были отростки--ризоиды, которыми они прикреплялись к почве. Роль листьев выполняла чешуя. Па концах веток псилофитов располагались органы размножения -- спорангии, в которых развивались споры. Среди растений силурийских водных бассейнов преобладали водоросли: зеленые, сине-зеленые, красные, сифоновые. бурые, почти не отличавшиеся по своему строению от современных водорослей. Такое сходство натолкнуло некоторых исследователей па мысль о том, что в отдельных частях современных океанов температура, соленость и другое. особенности воды сохранились такими же, какими они были в то отдаленное время. Расцвет граптолитов

В поверхностных водах океана обитала другая преуспевающая группа фильтрато-ров. От них сохранились странные окаменелости, похожие на палки, зачастую спиралевидной формы, обрамленные рядами "зубов". На самом деле это были вовсе не зубы, а крохотные чашечки, в которых укрывались колонии животных; возможно, эти животные высовывали наружу короткие перообразные щупальца, фильтруя ими воду. Впервые граптолиты появились в кембрии, однако их расцвет наступил именно в ордовике, а уже к концу силурийского периода они почти полностью вымерли. Большинство граптолитов прикреплялось к морскому дну, но некоторые виды свешивались со скоплений плавучих морских водорослей либо свободно плавали, питаясь микроскопическими водными животными и водорослями.

Рыбы в "броне"

Ордовикские и силурийские моря были населены существами, резко отличавшимися от обитателей древних кембрийских морей. Примитивные рыбы, впервые появившиеся в позднем кембрии, бурно размножались и эволюционировали. У них еще не было челюстей, поэтому они просто высасывали детрит из донного ила. Возможно, некоторые из них, подобно современным бесчелюстным миногам и миксинам, питались падалью (мертвечиной) или жили на других рыбах в качестве паразитов. Впоследствии большие костные пластины этих ранних бесчелюстных рыб развились в настоящие зубы и челюсти.

У древних позвоночных не было внутреннего костного скелета, подобно большинству современных позвоночных. Однако многих из них полностью или частично покрывала массивная "броня" из костных пластин, в особенности их головную часть. Кто-то удачно описал их как "крабов спереди и сирен сзади". Этих животных назвали остракодермами, что означает "костный щит". Их хвосты, покрытые более мелкими пластинками, обладали куда большей гибкостью, чем туловища. Мощные взмахи хвостов придавали остракодермам необходимое для плавания ускорение. Костные пластины образовывали что-то вроде внешнего скелета. У современных костных рыб - так же как и у человека - скелет поначалу формируется из хрящей, которые позже заменяются костями. Хрящ более мягкий и гибкий материал, чем кость. В ископаемом виде он плохо сохраняется, и мы точно не знаем, был ли у этих ранних рыб хрящевой скелет.

К началу силурийского периода рыбы стали больше похожи на современных. Теперь у большинства из них имелись плавники, а на смену костному панцирю пришли маленькие чешуйки. В раннем девоне, а может и еще раньше, в морях появилось уже несколько различных групп костных рыб.

"Страшные" рыбы

В раннем силуре возникла группа небольших рыб, так называемых акантод, которые стали первыми на Земле хищными рыбами. Название "акантоды" означает "колючие": плавники этих рыб крепились на жестких шипах, возможно, для того, чтобы хищникам было труднее их проглотить.

Акантоды - первые челюстные рыбы, появившиеся на страницах каменной летописи. Пасть акантода представляла собой настоящий "кошмар дантиста"! Челюсти могли широко раскрываться, но горло и жесткие дуги, служившие опорой жабрам, были сплошь утыканы шипами, предназначенными, по всей вероятности, для удержания проглоченной добычи либо, возможно, для фильтрации пищи из воды. Большинство акантод имели зубы, очевидно, для захватываиия добычи. Беззубые виды, вероятно, были фильтраторами. Тонкие мелкие чешуйки, покрывавшие акантод, переплетались между собой наподобие чешуи многих современных рыб.

58. Девон - век рыб. Особенности наземных растений

От 408 до 360 млн лет назад.

Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовывались широкие болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, дерзнувших сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу.

Начало девонского периода ознаменовалось самыми грандиозными изменениями из тех, что когда-либо происходили на земной суше. До тех пор там господствовал унылый ландшафт из голых скал и сыпучих песков -- ведь на Земле не было ни растений, дающих перегной, ни почвы. Но постепенно но этой бесплодной пустыне начал распространяться живой ковер зеленой растительности. К концу периода климат существенно переменился. На Земле стало теплее, что привело к более частым и жестоким засухам, однако же, и периоды сильнейших ливней стали продолжительнее. Уровень моря понизился, и обширные области материков превратились в пустыни. Реки и пруды высыхали, и на их дне оставались миллионы рыб, снабдивших нас богатой коллекцией окаменелостей.

Среди водных животных девонского периода, кроме беспозвоночных, широко распространены рыбы. Недаром девон называют «веком рыб». В девоне появляются все основные их группы. В начале периода еще распространены панцирные бесчелюстные, но затем им на смену приходят настоящие панцирные рыбы, акулоподобные по своему виду. Это были великолепные пловцы с хорошо развитыми плавниками, крупные морские хищники, как например динихтис, достигавший 9 м длины. Наряду с акулоподобными панцирными рыбами широко распространены и настоящие акулы. Все эти рыбы -- хрящевые; тогда же появились и костные рыбы: двоякодышащие, кистеперые и лучеперые. Костные рыбы были обитателями прибрежных участков моря -- вероятно, лагун, в отложениях которых находят их остатки. Лучеперые получили наиболее широкое распространение в кайнозое, и большинство современных рыб, как морских, так и пресноводных, относится к этой группе. Что же касается двоякодышащих и кистеперых рыб, то они дожили до настоящего времени, мало изменившись, но их осталось всего несколько видов. Кистеперые до 1938 г. считались вымершими в мезозое, пока неожиданно у берегов Южной Африки не была поймана сетью кистеперая рыба, названная латимерией. Девонские кистеперые рыбы были крупными хищниками. Кистеперые рыбы -- очень важная группа в истории позвоночных животных. По строению скелета, в особенности черепа и зубов, девонские кистеперые имеют большое сходство с первыми наземными позвоночными -- стегоцефалами, которые от них и произошли. Двоякодышащие рыбы, родственные кистеперым, замечательны тем, что, помимо жабр, они имеют примитивное легкое -- видоизмененный плавательный пузырь. Наблюдения над жизнью современных двоякодышащих рыб, живущих в водоемах Австралии, Южной Африки и Южной Америки, позволяют понять, как появились наземные позвоночные. Двоякодышащие рыбы живут в реках, заражающихся продуктами гниения в жаркое время года, либо в пересыхающих водоемах -- болотах; поэтому двойное дыхание оказывается для них весьма полезным приспособлением. Двоякодышащие при помощи своих плавников не столько плавают, сколько «ходят» или ползают по дну, выискивая добычу.

Способностью «ходить», опираясь на длинные жесткие плавники, обладали, вероятно, и древние кистеперые, обитавшие в сходных условиях. При пересыхании одних водоемов они могли благополучно переселяться в другие, расположенные поблизости. Чтобы совершить такое путешествие, нужно было обладать легочным дыханием и конечностями, пригодными для движения по грунту. Так постепенно в процессе приспособления к условиям существования из плавника выработалась конечность наземного животного, пригодная для ползания по земле, а жаберное дыхание заменилось легочным. Это был очень важный шаг в истории позвоночных.

Сильное сокращение морских бассейнов в девоне и большое развитие суши дали толчок не только к появлению наземных позвоночных -- стегоцефалов, но и к широкому распространению наземной растительности. Среди наземных растений девона главная роль принадлежит папоротникообразным, постепенно вытеснившим своих предшественников -- псилофитов. В отличие от псилофитов папоротникообразные имели уже хорошо развитую корневую систему и крону из листьев. Помимо собственно папоротников, к этой группе относятся еще плауны и хвощи. Эти растения достигли особенно сильного развития в следующем периоде.

59. Каменноугольный период. Особенности развития органического мира

Каменноугольный период (карбон), пятый период палеозойской эры. Продолжался около 74 млн. лет. Начался 360 млн. лет назад, завершился 286 млн. лет назад. Континенты в этом периоде в основном были собраны в два массива - Лавразию на севере и Гондвану на юге. Гондвана двигалась к Лавразии, и в областях контакта этих плит происходило вздымание горных массивов.

Возникновение лесов стало возможным благодаря тому, что в карбоне началось новое наступление моря на сушу. Громадные пространства материков в Северном полушарии превратились в заболоченные низины, а климат по-прежнему оставался жарким. В таких условиях растительность развивалась необыкновенно быстро. Под кронами громадных деревьев царили духота и вечный полумрак. Почва представляла собой топкие трясины, насыщавшие воздух тяжелыми испарениями.

В климатическом отношении каменноугольный период распадается на две части. Ранний карбон был переходным временем от в целом весьма теплого климата в девоне (теплая биосфера) к холодному климату второй половины карбона и начала перми (холодная биосфера). Климатические изменения выявляются на основании (1) данных о возрасте тиллитов в разрезах Южной Америки и Южной Африки, где располагались центры позднепалеозойского оледенения; (2) реконструкций эвстатических колебаний уровня в эпиконтинентальных морях платформ, выполненные на основе циклического анализа; (3) изотопных исследований биогенных карбонатов (прежде всего неизмененных раковин брахиопод) и фосфатного вещества конодонтовых элементов, которые не подвержены существенным диагенетическим изменениям.

На основании распространения тиллитов на территории Гондваны [1] предполагается, что первый холодный импульс (оледенение I) имел место вблизи рубежа и девона (хангенбергское событие), второй (оледенение II) - в серпуховском и башкирском веках, то есть в середине карбона, а третий (оледенение III) - в ассельском и сакамарском веках ранней перми.

Изотопный состав кислорода и углерода в раковинах каменноугольных и ранне-среднепермских брахиопод из разрезов Русской платформы, Южного Урала и Мидконтинента США свидетельствует о том, что наибольший прирост объема льда совпадал с серединой карбона (конец серпуховского и начало башкирского веков) [2]. Именно в это время оледенение достигло максимума, а не в начале пермского периода, как это обычно считается. Органический мир этого периода типичен для позднего палеозоя. На всех континентах пышно развивалась древесная растительность, достигли расцвета стегоцефалы и появились первые пресмыкающиеся. Среди морских беспозвоночных полностью потеряли своё бывшее значение древние группы (вымерли граптолиты, доживали последние трилобиты и ракоскорпионы, резко уменьшилось число наутилоидеи). Господствовали фораминиферы (фузулиниды): замковые брахиоподы, гониатиты, ругозы; мшанки, морские лилии и древние морские ежи. Фузулиниды достигли значительного развития, они принимали участие в накоплении известкового ила, превратившегося затем в фузулинозые известняки.

Среди бентоса преобладали брахиоподы, хотя число их по сравнению с девоном несколько сократилось. Изменился и их состав: преобладали разнообразные продуктиды (p. Productus, . Linoproductus) , широко распространены спирифиды (p. Spirifer, Cyrtospirifer).

Гониатиты продолжали своё развитие, усложнялась их лопастная линия.

В раннем карбоне гониатитов было ещё немного, но в среднем и позднем карбоне заметно увеличилось их число и состав стал разнообразнее.

Среди кораллов достигли расцвета ругозы, как одиночные так и колониальные. Последние участвовали в построении рифов вместе с хететидами и мшанками.

Среди иглокожих были очень разнообразны и многочисленны морские лилии, возросла роль древних морских ежей.

Наземные беспозвоночные были представлены различными членистоногими, которые продолжали своё развитие. Особенно многочисленны были паукообразные и скорпионообразные. Появились первые крылатые насекомые, среди которых некоторые- древние стрекозы достигали поистине гигантских размеров -- до 1 м. в размахе крыльев.

Среди морских позвоночных продолжали своё развитие рыбы, хотя их количество и состав несколько уменьшилось. На суше достигли своего развития стеноцефалы. Б конце С появились первые древние группы рептилий -- котилозавры и зверообразные.

Растительность на суше бурно развивалось. Каменноугольный период был временем максимального развития плауновидных, хвощевидных настоящих папоротников, появились и первые семенные -- кордаитовые. На многих континентах произрастали настоящие Леса. Карбон является первым периодом глобального накопления огромных масс погибших растений, давших начало угольным толщам, отчего и возникло русское название периода -- каменноугольный. В конце карбона наметилась чёткая дифференциация растительного мира г выразившаяся в появлении следующих фитогеографических областей: Еврамерийская (тропическая), Ангарская и Катазиатская (умеренные северные) и Гондванская-южная умеренная.



60. Пермский период. Флора и фауна. Великое пермское вымирание

Пермский геологический период, карбон (285 - 250, 0 млн. лет назад) - последний период Палеозоя. Пермский период подразделяют на два отдела: нижний и верхний.

Климат пермского периода характеризовался резко выраженной зональностью и возрастающей засушливостью. В целом можно сказать, что он был близок современному. Во всяком случае, у него было больше сходства с современным климатом, чем у последовавших периодов мезозоя. В начале перми бактерии и грибы научились-таки утилизировать древесину и кислородная катастрофа каменноугольного периода отступила, так и не разразившись как следует. Основное направление эволюционного процесса в пермском периоде - освоение растениями и животными все более засушливых районов, при этом эволюция шла очень быстро и по множеству параллельных направлений. Начало пермского периода ознаменовалось оледенением на южных материках и, соответственно, понижением уровня моря по всей планете. В середине пермского периода это оледенение сменилось глобальным потеплением. Ледниковые осадочные породы были найдены в Южной Америке, Южной Африке, Антарктиде и Австралии. С продвижением Гондваны к северу суша прогревалась, и льды постепенно растаяли. В то же время на части территории Лавразии стало очень жарко и сухо, и там раскинулись обширные пустыни. Горообразовательные процессы образовали Урало-Тянь-Шаньскую платформу, Атлантия соединилась с Азией, образовав северный материк Лавразия. Продолжают формироваться Американские Кордильеры и Анды, Австралийские Кордильеры и Донецкий кряж. В Гондване образовались углубления, с накоплением толщи осадочных пород: песков, гипсов, конгломератов.

Климат сухой, исчезают внутриконтинентальные моря, озера, болота. Дифференциацию климатических условий обусловили высокие горы. В результате вулканов возникли толщи вулканических пород.

Флора характеризуется уменьшением количество сигиллярий, лепидодендронов и кордаитов, появлением папоротники и новых групп голосеменных растений. В болотах и заливах растут каламиты, древовидные и травянистые папоротники.

Распространяются хвойные, гинкговые и саговники. Саговники напоминают пальмы, органы размножения саговников -- мужские и женские шишки, с небольшими семенами.

На Гондванском материке, который простирался от Бразилии поперек Атлантического океана, включал Америку и через Мадагаскар достигал Индии и Австралии, находятся толщи красных и желтых песчаников с остатками морской фауны: губок, двустворчатых, головоногих, брюхоногих, плеченогих моллюсков, иглокожих, но морской животный мир пермского периода беднее карбона.

Фораминиферы встречаются редко, уменьшается количество губок, кораллов, иглокожих, отсутствуют трилобиты, вымирают табуляты, древние ежи.

Головоногих моллюсков развились новые формы аммонитов, приобретая сложную организацию, появляются наутилоидеи, возникают формы брахиопод, живущие в Индийском океане. В пресных и солоноватых водах встречаются двустворчатые моллюски. Среди брюхоногих моллюсков развились переднежаберные, существуют мшанки, образовались рифы. Развиваются рачки остракоды и червеобразные.

Массовое пермское вымирание (неформально именуемое как англ. The Great Dying -- великое вымирание[1], или как англ. The Greatest Mass Extinction of All Time -- величайшее массовое вымирание всех времён[2]) -- одно из пяти массовых вымираний. По нему проведена граница между пермским и триасовым геологическими периодами (она же разделяет палеозойскую и мезозойскую эры). Возраст этой границы по современной (2012 года) геохронологической шкале -- 252, 2 ± 0, 5 млн лет[3].

...