Меловая система

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Меловая система - верхняя система мезозойской группы. Выделена в 1822 г. Омалиусом и д'Аллуа и в 1850-1852 гг. разделена д'Орбиньи на семь основных ярусов: неокомский, аптский, альбский, сеноманский, туронский, сенонский и датский. Несмотря на то, что поздние неокомский и сенонский ярусы были подразделены каждый на несколько самостоятельных ярусов, это разделение и до сих пор сохраняет своё значение на территориях, где указанные части меловой системы не поддаются более дробному расчленению. Меловая система делится на два отдела, не имеющих особых названий, и в настоящее время подразделяется на ярусы.

1. Поздний мезозой, меловая система

Меловая система (период), верхняя система мезозойской эратемы, соответствующая третьему (и последнему) периоду мезозойской эры. В стратиграфической шкале располагается после юрской системы и перед палеогеновой. Начало мелового периода - 144+5 млн. лет, конец - 65+3 млн. лет, продолжительность - 80 млн. лет.

Подразделяется на два отдела: нижний и верхний, что соответствует ранней (продолжительность - 44 млн. лет) и поздней (33 млн. лет) эпохам мелового периода.

Название происходит от белого писчего мела - осадочных отложений, широко распространенных в верхнем отделе системы.

Отложения меловой системы по площади своего распространения занимают одно из первых мест среди всех систем фанерозоя. Они присутствуют на всех континентах, вскрыты многими скважинами на дне океанов.

2. Общая физико-географическая обстановка

В начале мелового периода, как и в юрском, на Земле существовало два огромных суперконтинента: северный - Лавразия, объединявший Северную Америку, Европу, Азию и северную часть Китая, и южный - Гондвана, в состав которой входили Индия, Африка, Антарктида и Южная Америка. Суперконтиненты разделялись широтным относительно узким, но глубоким океаном Тетис. Остальную часть Земного шара занимал древний Тихий океан. Индийского океана еще не существовало. Южный Китай представлял собой островную сушу.

Западная (область современных Северо-Американских Кордильер) и восточная (Северо-Восточная Азия) окраины Лавразии были охвачены горообразовательными процессами с интенсивной вулканической и магматической деятельностью. Значительные части Лавразии в Северном полушарии и почти вся Гондвана в раннемеловую эпоху представляли собой возвышенную сушу. Здесь во впадинах и обширных понижениях формировались континентальные терригенные озерные и речные отложения, часто угленосные. В середине и во второй половине мелового периода физико-географическая обстановка очень сильно изменилась. Начался раскол суперконтинентов. От Лавразии откололась южная часть Северной Америки и начала формироваться Северная Атлантика, от Африки отошла Индия и, позже, Антарктида с Австралией и Южная Америка, образовав пока еще не широкий океан Южной Атлантики.

В начале позднемеловой эпохи огромные площади континентов, где ранее отлагались преимущественно терригенные континентальные и прибрежно-морские отложения, были затоплены морем. Морские бассейны занимали почти всю территорию Западной и Центральной Европы, Англию, восточные окраины Азии, север Африки и Аравийский полуостров, южную часть Северной Америки, значительные площади южных континентов. Это была одна из величайших трансгрессий в истории Земли. В большинстве районов трансгрессия распространялась со стороны океана Тетис. Здесь основную массу осадков составляли карбонатные пелагические илы, образованные мельчайшими скелетами планктонных организмов - фораминифер и золотистых водорослей - кокколитофорид. Именно они превратились впоследствии в горную породу - белый писчий мел, давшую название всей системе. В Западно-Сибирскую низменность и некоторые районы Северной Канады трансгрессия пришла с севера. Здесь формировались терригенные песчано-глинистые отложения. На протяжении позднего мела продолжалась интенсивная магматическая деятельность и горообразование на западной окраине Северо-Американского континента, на востоке Азии. На Индийском континенте в конце мелового периода (в маастрихте) начинается излияние жидких базальтовых лав, которые образовали траппы Деканского плато.

Климат мелового периода был теплым. Ледниковые шапки на полюсах отсутствовали. Тропический пояс был очень широким и простирался далеко к северу и югу, охватывая современные средние широты. Севернее и южнее от него располагались теплоумеренные пояса, простиравшиеся до полярных широт.

3. Полезные ископаемые

Меловая система по количеству и разнообразию полезных ископаемых занимает одно из первых мест в фанерозое. Рудообразование связано интенсивной магматической и вулканической деятельностью, которая особенно сильно проявлялась на континентах вокруг Тихого океана. Пояс медно-порфировых месторождений протягивается от Аляски до Чили. Медные и молибденовые рудопроявления известны на Чукотке, Камчатке, в Приморском крае. С меловыми вулканическими и магматическими породами связаны медно-колчеданные, молибденовые месторождения Кавказа и Закавказья. Циркон-ильменитовые и золотоносные россыпи мелового периода известны на Украине в Сибири, на Дальнем Востоке. К меловым отложениям приурочено более половины запасов газа и около трети всех мировых запасов нефти. Крупнейшими нефтедобывающими районами являются нефтегазоносный бассейн Персидского залива, Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция. Запасы углей в меловой системе примерно такие же, как в каменноугольной системе, и составляют более 20% от общемировых. В России имеются гигантские угленосные бассейны мелового возраста - это Ленский бассейн, занимающий второе место в мире, Зырянский, Буреинский и др., расположенные от Забайкалья до Чукотки. Месторождения бокситов встречаются в северном Средиземноморье от Испании до Турции и далее в Иране и Пакистане, на юге Сибири от Тургая до Енисея, а также в Чили, Северной Америке (шт. Орегон, Арканзас), в Австралии. Месторождения фосфоритов, связанные с осадочными породами меловой системы, известны на востоке и юго-востоке Европейской России, а также в Польше, Франции, на Британских островах, в Марокко, Алжире, Тунисе.

4. Органический мир

Начало мелового периода в значительной степени унаследовало органический мир юрского: в морской биоте продолжали развиваться те же основные группы беспозвоночных животных - аммониты, белемниты, двустворчатые и головоногие моллюски. В окраинных тепловодных морях развивались рифовые постройки, образованные шестилучевыми кораллами и известковыми губками - строматопоратами. Среди морских позвоночных заметное место занимали продолжавшие существовать крупные рептилии - ихтиозавры, плиозавры и плезиозавры. На суше наступил расцвет эры рептилий - появились разнообразные растительноядные и хищные динозавры. Млекопитающие составляли незначительный и почти незаметный элемент наземной фауны. Это были мелкие, величиной с крысу, но проворные и хищные создания, однопроходные, сумчатые и плацентарные. Некоторые ученые полагают, что именно они сыграли большую роль в вымирании динозавров в конце периода. Во второй половине периода произошли крупнейшие изменения в составе органического мира планеты. Появились цветковые (покрытосеменные) растения, которые быстро завоевывали различные местообитания, потеснив голосеменных и папоротникобразных. В морях появились гигантские морские крокодилы - мозазавры, среди аммонитов возникли новые формы с необычной для этой группы формой раковины: развернутой, прямой, крючкообразной, улитковидной, с упрощенной лопастной линией. Также появились новые группы белемнитов; своеобразная группа прикрепленных двустворчатых моллюсков - рудистов, которые обладали раковиной, копирующей по форме коралловые кубки, и строившие, как и кораллы, рифы.

Необычайное богатство и расцвет различных групп органического мира внезапно прервалось в конце мелового периода. За короткое по геологическим масштабам время вымерло большинство крупных групп морских и наземных животных. Исчезли с лица Земли динозавры, морские и летающие рептилии. Вымерли аммониты, белемниты, рудисты составлявшие характерный облик морской биоты мелового периода. Более чем вдвое сократилось общее разнообразие животного мира планеты. Однако это великое вымирание, второе по своим масштабам за всю историю Земли (более крупное произошло ранее, на рубеже палеозойской и мезозойской эр), мало сказалось на наземной растительности. Покрытосеменные растения продолжали вытеснять более низкоорганизованные группы, появились настоящие травы, и в частности, злаковые растения.

Наиболее приемлемой гипотезой причин такого резкого изменения в облике органического мира считается так называемая «импактная гипотеза», объясняющая столь катастрофические изменения следствием падения на Землю крупного метеорита или астероида. Это привело к долговременному запылению земной атмосферы, резкому сокращению фотосинтезирующей деятельности и продуктивности наземных и морских растений и, как следствие, к вымиранию звено за звеном представителей глобальной пищевой пирамиды.

5. Тектоника и магматизм

На протяжении мелового периода заканчивается мезозойский тектонический этап развития, особенно бурно проявившийся по окраинам тихоокеанского сегмента земной коры. Результатом этого явилось, прежде всего, полное оформление мезозойских горноскладчатых структур (мезозоид) на месте Верхояно-Чукотской и Сихотэ-Алинской геосинклинальных областей в Западно-Тихоокеанском геосинклинальном поясе, почти целиком в Кордильерской геосинклинальной области Восточно-Тихоокеанского пояса и в пределах Тибетской геосинклинальной области на востоке Средиземноморского геосинклинального пояса.

Завершают свое активное тектоническое развитие внегеосинклинальные впадины и прекращается платформенный гранитоидный магматизм.

На границе тихоокеанских геосинклинальных поясов и прилегающих к ним платформ возникает структурная зона в виде линейных крупных расколов, по которым происходит внедрение и излияние магмы кислого состава. Этот вулканический пояс получил название Чукотско-Катазиатского.

Орогенный этап развития мезозоид сопровождался заложением на границе с платформами крупных краевых прогибов (Предверхоянский прогиб).

Процессы горообразования сопровождались интенсивным внедрением гранитоидных интрузий.

Интенсивная тектоническая деятельность в меловом периоде не ограничивается только складчатостью и магматизмом. Закладываются новые крупные разломы. По ним происходят опускания обширных территорий на Гондване. В результате Гондванский материк распадается на отдельные крупные глыбы - Южно-Американскую, Африканскую, Индотанскую, Австралийскую и Антарктическую, и между ними полностью оформляются впадины Индийского и южной части Атлантического океанов. Аналогичные процессы происходят на Ангариде, которая раскалывается на две части: Евразийскую и Северо-Американскую; между ними закладывается впадина северной части Атлантического океана. Очевидно, с этим же временем связано заложение впадины Северного Ледовитого океана.

На Африканской и Индостанской платформах, как и на Сибирской платформе, помимо основных лав, потоков, покровов и даек возникли вулканические каналы, выполненные кимберлитовой, алмазоносной породой. Трапповый вулканизм в Африке и Индии без перерыва продолжался и в палеогене. Многие платформы испытали поднятие, вызвавшее регрессию моря. Море на больших площадях сократилось на платформе Западной Европы и на Восточно-Европейской платформе.

Необычайная по своим размерам трансгрессия охватила обширные океанические впадины и многие участки платформ, особенно прилегающие к Альпийской геосинклинальной зоне.

На Гондване морская трансгрессия, помимо впадин Индийского и Атлантического океанов, охватила огромные площади в Северной Африке, Индии и Австралии. Значительная трансгрессия происходила, кроме того, на Северо-Американской платформе.

6. Меловая катастрофа

В конце мелового периода произошло самое известное и очень крупное вымирание многих групп растений и животных. Вымерли многие голосеменные растения, все динозавры, птерозавры, водные рептилии. Исчезли аммониты, многие брахиоподы, практически все белемниты. В уцелевших группах вымерло 30-50 % видов. Причины меловой катастрофы до конца не понятны.

Вымирание динозавров явилось лишь частью так называемого «великого вымирания», имевшего место в то же время: 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.

Предположительно некоторые динозавры (трицератопсы, тероподы и др.) существовали на западе Северной Америки и в Индии ещё несколько миллионов лет в начале палеогена, после их вымирания в других местах.

Наиболее известные версии вымирания динозавров:

Внеземные:

1. Падение астероида - одна из самых распространённых версий (т.н. «гипотеза Альвареса»). Она основана главным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чикшулуб (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. Кроме того, астрофизические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астероидов) показывают, что астероиды размером более 10 км сталкиваются с Землёй в среднем около одного раза в 100 млн. лет, что по порядку величины соответствует, с одной стороны, датировкам известных кратеров, оставленных такими метеоритами, а с другой - промежуткам времени между пиками вымираний биологических видов в фанерозое. Необходимо заметить, что авторы и сторонники этой гипотезы в научной среде, в большинстве своём, являются не палеонтологами, а представителями других научных направлений (физиками, астрономами, геологами и пр.) Теорию подтверждает повышенное содержание платиноидов в слое на границе мела и палеогена. Повышенное содержание платиноидов отмечается на границе мезозойской эры и кайнозоя повсеместно в земной коре. Эти элементы, в частности изотоп Os-187, в такой концентрации не могли образоваться по каким-то другим причинам и имеют явно метеоритный генезис.

2. Версия «многократного падения» ("multiple impact event"), предполагающая несколько последовательных ударов. Она привлекается, в частности, для объяснения того, что вымирание произошло не одномоментно (см. раздел Недостатки гипотез). Косвенно в её пользу свидетельствует тот факт, что астероид, создавший кратер Чикшулуб, был одним из осколков более крупного небесного тела. Некоторые геологи считают, что «кратер Шива (англ.)» на дне Индийского океана, датируемый примерно тем же временем, является следом падения второго гигантского метеорита, но эта точка зрения является дискуссионной.

3. Взрыв сверхновой звезды либо близкий гамма-всплеск.

4. Столкновение Земли с кометой.

Земные абиотические:

1. Усиление вулканической активности, с которой связывают ряд эффектов, которые могли бы повлиять на биосферу: изменение газового состава атмосферы; парниковый эффект, вызванный выбросом углекислого газа при извержениях; изменение освещённости Земли из-за выбросов вулканического пепла (вулканическая зима). В пользу этой гипотезы говорят геологические свидетельства о гигантском излиянии магмы между 68 и 60 млн. лет назад на территории Индостана, в результате которого образовались деканские траппы.

2. Резкое понижение уровня моря, произошедшее в последней (маастрихтской) фазе мелового периода («маастрихтская регрессия»).

3. Изменение среднегодовых и сезонных температур, при том, что инерциальная гомойотермия крупных динозавров, требует ровного тёплого климата. Вымирание, однако, не совпадает по времени со значительным изменением климата.

4. Резкий скачок магнитного поля Земли.

5. Переизбыток кислорода в атмосфере Земли.

6. Резкое охлаждение океана.

7. Изменение состава морской воды.

Земные биотические:

1. Эпизоотия.

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

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

4. Версия взаимозависимости биологических видов от ареала обитания. Вполне возможно, что более крупная по численности группа травоядных динозавров (диплодоков) нарушила равновесие экосистемы, поедая зеленую массу в огромных количествах, что привело во-первых к инверсии в растительном мире и появлению покрытосеменных, а во-вторых к уменьшению популяции диплодоков, которым попросту стало нечего есть. Таким же биогеоценотическим образом могли закончить свое существование и другие виды.

Вышеперечисленные гипотезы могут дополнять друг друга, что некоторыми исследователями используется для выдвижения разного рода комбинированных гипотез. Например, удар гигантского метеорита мог спровоцировать усиление вулканической активности и выброс большой массы пыли и пепла, что в совокупности могло повлечь за собой изменение климата, а это, в свою очередь - изменение типа растительности и пищевых цепочек, и т.д.; изменение климата также могло быть вызвано понижением уровня Мирового океана.

Ни одна из перечисленных гипотез не может в полной мере объяснить весь комплекс явлений, связанных с вымиранием динозавров и других видов в конце мелового периода.

Говоря о причинах вымирания собственно динозавров, необходимо отметить некоторые важные особенности этого вымирания:

Вымирание можно назвать «быстрым» только по геологическим меркам, тогда как большинство палеонтологов считают, что в действительности оно заняло не менее нескольких сотен тысяч лет.

Вообще, говорить о «быстром вымирании динозавров» не совсем правильно. В любой группе живых существ постоянно идёт образование новых видов и вымирание ранее существующих. Эти процессы идут одновременно, и при равенстве скоростей вымирания и образования новых видов группа существует. С этой точки зрения в период «великого вымирания» скорость собственно вымирания динозавров (именно динозавров, с морскими рептилиями картина выглядит иначе), то есть исчезновения ранее существовавших видов, не превышает скорости вымирания в предыдущие периоды. Но на смену вымиравшим видам динозавров не приходили новые, в результате чего группа, в конце концов, полностью вымерла.

Справедливости ради следует заметить, однако, что такая точка зрения разделяется не всеми специалистами.

Вследствие сказанного, главные проблемы перечисленных версий следующие:

Гипотезы фокусируются именно на вымирании, которое, как считает часть исследователей, шло теми же темпами, что и в предшествующее время.

Часть гипотез имеют недостаточно фактических подтверждений. Так, не найдено никаких следов того, что инверсии магнитного поля Земли влияют на биосферу; нет убедительных доказательств того, что маастрихтская регрессия уровня Мирового океана могла вызвать массовое вымирание таких масштабов; нет доказательств резких скачков температуры океана именно в этот период; также не доказано, что катастрофический вулканизм, в результате которого образовались деканские траппы, был повсеместным, или что его интенсивность была достаточной для глобальных изменений климата и биосферы.

Все импактные гипотезы (гипотезы ударного воздействия), в том числе астрономические, не объясняют избирательности вымирания (почему те или иные организмы выжили, когда другие погибли) и не соответствуют предполагаемой продолжительности его периода (многие группы животных начали вымирать задолго до конца мела). Переход тех же аммонитов к гетероморфным формам тоже свидетельствует о какой-то нестабильности. Очень может быть, что очень многие виды уже были подточены какими-то долговременными процессами и стояли на пути вымирания, а катастрофа просто ускорила процесс. С другой стороны, следует иметь в виду, что продолжительность периода вымирания не может быть совершенно точно оценена из-за эффекта Синьора-Липпса (англ.), связанного с неполнотой палеонтологических данных (время захоронения последнего найденного ископаемого может не соответствовать времени исчезновения таксона).

В российской палеонтологии популярна биосферная версия «великого вымирания», в том числе вымирания динозавров. Необходимо отметить, что большинство палеонтологов, специализируются не на изучении динозавров, а других животных: млекопитающих, насекомых, и т.д. Согласно ей, основными исходными факторами, предопределившими исчезновение динозавров, стали:

- появление цветковых растений;

- постепенное изменение климата, вызванное дрейфом материков.

Последовательность событий, приведшая к вымиранию, представляется следующим образом:

Цветковые растения, имеющие более развитую корневую систему и лучше использующие плодородие почвы, достаточно быстро повсеместно вытеснили прочие виды растительности. При этом появились насекомые, специализированные на питании цветковыми, а насекомые, «привязанные» к ранее существовавшим видам растительности, начали вымирать.

Цветковые растения образуют дернину, являющуюся лучшим из природных подавителей эрозии. В результате их распространения снизилось размывание поверхности суши и, соответственно, поступление в океаны питательных веществ. «Обеднение» океана пищей привело к гибели значительной части водорослей, являвшихся основным первичным производителем биомассы в океане. По цепочке это привело к полному нарушению всей морской экосистемы и стало причиной массовых вымираний в море. Это же вымирание затронуло и крупных летающих ящеров, которые, по имеющимся представлениям, были трофически связаны с морем. Часть крупных морских рептилий, кроме того, могла не выдержать конкуренции с появившимися именно в это время акулами современного типа.

На суше животные активно приспосабливались к питанию зелёной массой (кстати, и травоядные динозавры тоже). В малом размерном классе появились мелкие фитофаги-млекопитающие (типа крыс). Их появление привело к появлению и соответствующих хищников, которыми тоже стали млекопитающие. Малоразмерные хищники-млекопитающие были неопасны для взрослых динозавров, но питались их яйцами и детёнышами, создавая динозаврам дополнительные трудности в воспроизводстве. При этом охрана потомства для динозавра практически неосуществима из-за слишком большой разницы в размерах взрослых особей и детёнышей.

В результате дрейфа материков в конце мелового периода изменилась система воздушных и морских течений, что привело к некоторому похолоданию на значительной части суши и усилению сезонного температурного градиента. Инерциальная гомойотермия, обеспечивавшая динозаврам эволюционное преимущество в предыдущие периоды, в таких условиях уже не давала эффекта.

В результате всех перечисленных причин для динозавров создались неблагоприятные условия, которые и привели к прекращению появления новых видов. «Старые» виды динозавров ещё некоторое время существовали, но постепенно вымерли полностью. Судя по всему, жёсткой прямой конкуренции динозавров и млекопитающих не было, они занимали разные размерные классы, существуя параллельно. Лишь после исчезновения динозавров млекопитающие захватили освободившуюся экологическую нишу, да и то не сразу.

Что любопытно, развитие первых архозавров в триасовом периоде, сопровождалось постепенным вымиранием многих терапсид, высшие формы которых являлись по сути примитивными яйцекладущими млекопитающими.

В вышеприведенном виде версия использует гипотетические представления о физиологии и поведении динозавров, не сопоставляет все изменения климата и течений, имевшие место в мезозое, к имевшим место в конце мелового периода, не объясняет одновременное вымирание динозавров на изолированных друг от друга материках, не объясняет избирательность утверждаемых эффектов эволюции млекопитающиюх на других позвоночных.

Заключение

мезозойский стратиграфический динозавр

Вымирание динозавров - одна из наиболее загадочных страниц в истории жизни на нашей планете. На протяжении многих миллионов лет динозавры были истинными хозяевами суши, занимали верхние этажи экологической пирамиды.

Среди них были животные, самые крупные из существовавших на земле: титанозавры, брахиозавры, диплодоки; самые крупные хищники: тираннозавры, тарбозавры, гиганотозавры. От триаса до позднего мелового периода разнообразие динозавров возрастало. Казалось, ничто не предвещало их бесследного исчезновения. Но в конце мелового периода вся процветавшая группа хозяев планеты вымерла.

Размещено на Allbest.ru