Третья планета

Природа

История происхождения и развития жизни





8.2. Основные понятия, которыми характеризуется история Земли

Закон отложения слоев

Чтобы определить относительный возраст ископаемых остатков, необходимо знать, к какой части разреза осадочных пород они относятся. Описанием осадочных слоев занимается стратиграфия - область науки на стыке геологии и палеонтологии, которая определяет временную последовательность образования пород с учетом всех их органических и неорганических признаков. Прежде всего, стратиграфия опирается на составленный еще в 1669 году Николаугом Стено закон залегания пород: "При залегании слой следует за слоем, при этом более молодой накладывается на более старый. В неповрежденном разрезе пород направление от нижележащих к вышезалегающим соответствует временной последовательности залегания от более древних пород к более молодым" (рис. 8.2). Если ископаемые остатки найдены в различных слоях, следующих друг за другом, то можно с уверенностью сказать, что остатки, найденные в нижней части разреза, имеют более древний возраст, чем те, которые найдены в верхней части. Существуют значительные расхождения во мнениях относительно скорости образования слоев и тем самым относительно проблемы абсолютного геологического времени.

Фации - окружающая среда ископаемых

Осадочные слои содержат в себе информацию об экосистемах прошлого. Иногда оказываются погребенными вместе представители разных сред обитания: сухопутные существа и обитатели моря. Однако в породах, содержащих останки морских обитателей, не следует ожидать находок ископаемых пресноводных видов и среди остатков тропических живых сообществ не встретить видов, обитавших в областях с умеренным климатом.

Понятие "фаций" отражает качественный состав осадка и условия его накопления, будь то петрографический состав (литофации) или содержание ископаемых (биофации). Они дают возможность (иногда только гипотетическую) сделать вывод о том, в какой окружающей среде обитали в свое время окаменевшие ныне организмы. И наоборот, наличие в породах определенных ископаемых, условия обитания которых известны, указывает на фацию данной породы. Но следует учесть, что порода морской фации не обязательно будет находиться на том же месте, где характерные ископаемые организмы обитали в прошлом. Подобное место, должно быть, существовало на большем или меньшем отдалении от места захоронения породы (рис. 8.3). Если породы различных фаций следуют одна за другой, это значит, что менялась среда обитания организмов.

Почему вообще одни типы фаций сменяются другими? Одним из объяснений могло бы послужить разрушение жизненного пространства в результате катастроф, которые в несколько меньшем масштабе наблюдаются и в настоящее время. Результатом подобных поворотных моментов и могло быть заселение изменившегося окружающего мира сообществами живых существ новых типов, что потом предстает перед палеонтологами в качестве разных фаций (см. раздел 8.3).

Возникновение ископаемых

Осадочные отложения - это конечный результат сноса. Размельченная порода сносится водой в озерные и речные бассейны, где в результате физических и химических процессов происходит процесс окаменения. Если растения или животные попадают в движущийся поток или оказываются на месте отложений, они могут быть погребены и подвергнуться процессу окаменения. Погребение остатков способствует прекращению доступа к ним кислорода и предотвращает бактериальное разложение тканей погребенных организмов (рис. 8.4). Впоследствии в преобразовании органических останков участвуют анаэробные бактерии, которые сохранили соматические структуры. В большинстве случаев погребение происходит мгновенно. Природные процессы обратного перевода органических веществ в неорганические или полное разрушение внешней формы прерывается при этом неестественным образом. Поэтому встречаются ископаемые различной степени сохранности: с полным сохранением первоначальной формы (органические ткани полностью заменены неорганическим веществом, рис. 8.4), отпечатки, окаменевшие корни, а также следы пребывания (рис. 8.10). И в настоящее время при определенных условиях происходит процесс консервации структуры живой материи, например, когда листья попадают в обогащенный карбонатом, кальция водоем. Но это ни в малейшей степени не сравнимо с грандиозным масштабом процессов, которые происходили на Земле в прошлом. Как следует из приведенных в разделах 8.5 и 8.6 материалов, образование ископаемых, как правило, объясняется глобальными или локальными катастрофами.

Скорость геологических процессов

При рассмотрении вопроса о скорости протекания геологических процессов можно исходить из различных позиций. Если предположить, что процессы сноса и накопления, имеющие место и в настоящее время, протекали относительно медленно, то можно сделать вывод о том, что средняя скорость этих процессов во все времена была одинаковой, - это воззрения униформизма, сформулированные ЧАРЛЗОМ ЛАЙЕЛЕМ (см. главу 2). Наряду с этим сейчас преобладает и теория актуализма, основывающаяся на сходных положениях, согласно которым история Земли протекала длительно и относительно спокойно, однако она акцентирует внимание на отдельных происходящих в короткий временной период катастрофических явлениях или выделяет некоторые другие обстоятельства, тем более, что отдельные из них встречаются и в настоящее время (например, падение космических тел, извержения вулканов, относительно быстрые процессы образования островов в результате вулканических извержений, разрушение пород в ходе землетрясений или аномальные процессы сноса и отложения пород вследствие наводнений). В противовес этим теориям (которые в дальнейшем при несколько упрощенном рассмотрении не различаются между собой) отдельные формы и свойства отложений пород и органических останков позволяют, по мнению авторов, сделать вывод о более или менее быстром протекании геологических процессов на протяжении всей истории Земли и, тем самым, об относительно молодом ее возрасте. Фрагментарно это будет изложено в последующих двух разделах. Эти воззрения могут быть названы теорией катастроф

На рис. 8.4 и 8.10 приведены некоторые примеры, в которых структуры пород указывают на достаточно быстрый процесс их образования. Более подробные объяснения даны в пояснениях к рисункам.

Рис. 8.1. При постепенной и относительно равномерно протекающей эволюции ископаемые находки, вероятно, могут быть систематизированы в виде родового дерева, как это показано на рис. А. При эволюции, протекающей скачкообразно или в рамках подели сотворения, "родовое дерево", напротив, должно выглядеть так, как это изображено на рис. В, Линии или, соответственно, перпендикуляры должны обозначат}, не виды, а более крупные таксоны на уровне основных типов (глава 10).

Рис. 8.2. Золнхофен, известняковое плато (верхняя юра/Максберг в Золнхофене) - иллюстрация закона залегания пород: "При залегании слой следует за слоем, при этом, более молодой накладывается на более древний".

Рис. 8.3. Окаменевшие остатки организмов морской фации (силур, Готланд, Швеция). В спрессованном трилобитном ракушечнике можно различать сегменты корпуса хвостового щитка трилобитов, а также раковины плеченогих. (Учебная коллекция "Живая древность", Хаген.)

Рис. 8.4. Ископаемые морские звезды (Юрский период, Солотурн, Швейцария). Слабосочлененный скелет этих животных очень быстро разрушается после смерти. Прекрасная сохранность указывает на внезапное погребение еще живых или только что умерших организмов. Это подтверждается еще и тем, что они не лежат в одной плоскости, а нагромождены друг на друга и в таком виде окаменели. (Музей природы, Солотурн.)

Puc. 8.5. Быстро отложившиеся слои осадочных пород.





Атлас мира: страны и города. История земли, мир животных, биология, ботаника, географические карты, общая география...


Третья планета © 2007-
При копировании материалов с сайта, гиперссылка на сайт обязательна.
Рейтинг@Mail.ru