Предыдущая страница реферата | 16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 | Следующая страница реферата

Однако, кроме того что эта оригинальная версия интересна сама по себе, она наводит на мысль о крайне важных исторических параллелях.

...Мировой океан знал немало наступлений на сушу и отступлений. Его уровень менялся не раз достаточно заметно, хоть и медленно. Но все эти колебания не идут ни в какре сравнение с двумя «великими потопами» — трансгрессией в позднемеловой эпохе и со столь же грандиозным затоплением суши, которое началось еще раньше, в кембрии (возможно, в конце венда). Ничего подобного этим двум событиям за последние 0,5 млрд. лет на Земле не было.

Вот в самых общих чертах география кембрийского исчезнувшего мира (570 млн, лет назад), какой она выглядит согласно неомобилистским реконструкциям. Все будущие южные материки были объединены в так называемой Гондване, В Северном полушарии — пестрая мозаика больших и малых блуждающих континентов. Современные названия подходят к ним, пожалуй, лишь условно. У Северной Америки еще нет западной части и большого куска восточной. Обособленно лежал Восточно-Европейский континент. Сравнительно недалека От него — маленький Средне-Европейский, Обширное водное пространство Палеоазиатского океана отделяли их от Сибирского и Китайского материков. А в стороне располагалась целая серия небольших массивов суши -Центрально-Казахстанский, Таримский, Индосинийскиш Со стороны Сибирского континента океан обрамляла система островных архипелагов, разъединенных многочисленными проливами и внутренними морями. О тех архипелагах и поныне многое напоминает на Алтае, ц Западных Саянах, в Туве.

Палеоатлантический и Палеоазиатский океаны можно считать некоторым подобием современной Атлантики. Кроме них, был еще огромный, омывавший почт» все континенты океан — аналог Тихого.

Итак, для географии суши в кембрии, как и в меловое время, характерна очень большая протяженность прибрежных районов, а значит, множество мелководных морей, заливов, лагун, бухт. Во время наступления океана все низменности на материках были затоплены и превратились в неглубокие акватории.

В кембрии, как и в меловом периоде, на всей Земле наступило значительное потепление.

Следовательно, можно говорить о том, что в районах мелководья шло сильное испарение воды, а концентрация солей (в том числе соединений кальция) в неглубоких морях и заливах увеличивалась. Получается, что в кембрии работал тот же, что и меловое время, «насос», перегонявший воду из океана к шельфу. 1

Однако среди обитателей моря еще не было ни кораллов, ни других активных потребителей кальция. Правда, предшествовавший венд уже располагал не только водорослями и простейшими. Но вендские животные, кан вы помните, оставались исключительно мягкотелыми организмами: подобия медуз, плоских червей, перистовидные полипы, животные, тела которых напоминали круглые фонарики с расходящимися в стороны лучами; встречались мелкие существа, обрамленные ресничками. И вдруг произошло полное крушение этого вроде бы прочного, устоявшегося мира. Вот уже полтора века геологи ищут этому объяснение. Гипотезы сменяют одна другую.

Высказывалось предположение, что, мол, существовавшие прежде мягкотелые животные оказались не защищенными от хищников и потому погибли, выжили только те, кто обрел прочную оболочку. Обсуждали состав воды. Якобы сначала в океане был излишек угле_-кислоты. Она растворяла карбонат кальция, пригодный для сооружения раковин. Позже расплодившиеся водо-росли значительно уменьшили количество углекислоты, и тогда часть карбоната кальция оказалась нерастворенной, она могла пойти на строительство твердых оболочек для животных. Образование скелетов ставили в зависимость от соотношения солей кальция и магния, которое будто бы именно с кембрия резко изменилось. В этой гипотезе не учитывается, что у многих древнейших животных раковины были не кальциевые, а фосфатные и кремниевые, следовательно, соотношения кальция и магния тут явно ни при чем. К решению загадки кембрия привлекали космические силы: резкое увеличение радиации от вспышки сверхновой звезды где-то вблизи Солнечной системы.

У большинства и этих гипотез все тот же общий недостаток — однобокость. В них не принимается в расчет комплекс кембрийской обстановки, обсуждаются лишь отдельные предположительные особенности того периода.

Да, гибель большинства мягкотелых животных венда похожа на вселенскую катастрофу. Появление существ, имеющих твердые скелеты и прочные оболочки, напоминает тотальное нашествие. А р-азвивались события, по-видимому, так.

Вендские животные занимали, понятно, наиболее благоприятные для обитания места — мелководья. У них было время приспособиться к условиям своей среды — венд длился почти 100 млн. лет.

Но началась кембрийская трансгрессия, и все в их жизни стало существенно меняться: климат, состав воды, питание. Организмы должны были приспособиться к избытку кальция в воде. Им следовало научиться либо как-то нейтрализовать в своем обмене веществ избыток кальция, либо утилизировать его. Вероятно, именно это и определило появление многочисленных животных, оснащенных раковинами, скелетами и панцирями. Археоциатов иногда называют древними кубками. Это наиболее распространенная форма их тела. Они селились колониями на дне акваторий. Их скелет — словно
бы пропитанные известью ткани. Двустворчатые раковины брахиопод напоминают раковины современных моллюсков — наружный склад кальция. Трилобитов за характерное строение тела часто именуют трехлопастными
раками. Их хитиновый панцирь на треть состоял из извести и фосфата кальция и отличался большой прочностью. Трилобиты неоднократно линяли, некоторые виды до 30 раз. А почему не обзаводиться почаще одеждой по росту, если материала для того сколько угодно? До нас дошли остатки их богатых «гардеробов».
Все эти животные появились именно в теплых мелководных морях, из которых почти совсем исчезла вендская фауна.

Кембрий еще называют фосфоритовой эпохой, потому что он подарил нам крупнейшие месторождения этой горной породы. Ее находят там, где когда-то были мелководья: в Казахстане, Сибири, Китае. Но ведь фосфорит — содружество фосфора и кальция. Как они оказались рядом именно в шельфовой зоне?

Ветры с суши отгоняли от берега в этих акваториях поверхностные слои. На их место из глубин океана поднимались воды, богатые фосфором. Это явление называют апвеллингом. Оно тем больше распространено на Земле, чем обширнее шельфовые зоны. У фосфора есть особенность: находясь в растворе, он постоянно готов соединиться с кальцием, чтобы выпасть в осадок. На больших глубинах в океане этого не происходит, мешает присутствие углекислоты. Поэтому там накапливается много фосфора. Иное дело на мелководье. Когда там начинается сильный приток глубинных вод, происходит встреча двух элементов, находящихся в изобилии. Выпадение осадка и образование залежей фосфоритов становится закономерным (одновременно с этим и кальций и фосфор воздействовали, конечно, и на живое население акваторий).

То, что кембрий богат мощными пластами фосфоритов, еще раз подтверждает: в тогдашних шельфовых водах была высока концентрация кальция, благодаря чему при глубоких генетических изменениях у организмов и мог свершиться один из самых крупных актов в развитии жизни на Земле—появление первых скелетов, панцирей и раковин.

У такого решения давней задачи есть и обратная проверка. Коль скоро кембрийская ситуация сходна с меловой (по крайней мере в отношении трансгрессии, климата множества мелководий и концентрации в них кальция), то меловой период тоже должен был оставить крупные образования фосфоритов.

Так оно и есть. Месторождения фосфоритов мелового периода известны давно на Русской платформе, в Африке и в ряде иных мест.

Перемещения литосферных плит, наступления океана определили географию планеты. От этого, в свою очередь, зависел климат. Он воздействовал на геохимию и биологию океана... Вот сколько могучих земных сил было задействовано одновременно! Так что для объяснения загадок кембрия, вероятно, нет необходимости привлекать еще и фантастические, внепланетные явления.

Остаются еще вот какие «почему». Первое. Почему кальциевый механизм проявился столь явно только в кембрий? Разве прежде на Земле не складывалось похожих ситуаций?

За ответом нам следует отправиться в знакомую лагуну в заливе Шарк Бей на западном побережье Австралии, где обитают современные цианобактериальные сообщества. У лагуны очень интересные особенности.

Это мелководная часть залива, отгороженная, словно порогом, поднятием дна, густо заросшего морской травой, что резко затрудняет циркуляцию воды в лагуне. Сам район расположен в полосе Великих австралийских пустынь. Воды здесь испаряется раз в 10 больше, чем выпадает с дождями, которые крайне редки. От этого концентрация солей в лагуне вдвое выше, чем обычно в морской воде. Здесь могут жить лишь немногие существа.

Остается добавить главное. Вода лагуны содержит много солей кальция. Его там так много, что корочки осаждающегося карбоната кальция цементируют ракуш-няки местного пляжа, быстро покрывают поверхность различных предметов в воде и на берегу, заполняют поры в строматолитовых постройках, похожих на невысокие тумбы ,или пеньки с округлыми вершинами. Советский ученый Георгий Александрович Заварзин недавно установил, что осаждение цианобактериями карбоната кальция связано с высоким содержанием в воде как солей этого элемента, так и поваренной соли. Сама она непосредственно в осаждении не участвует, но для организмов, образующих карбонатные корки, важно само ее присутствие. Многие современные строматолиты растут в некоторых районах вокруг выходов осолоненных вод. Да и в заливе Шарк Бей этой соли хватает.

Вот в какой обстановке чувствуют себя привычно цианобактерии. Она, надо думать, в основном приближается к той, в которой они появились впервые.

И еще. Для активного осаждения карбоната кальция синезеленым необходим свет. Недостаток его тормозит процесс. В лабораторном опыте при внезапном падении освещенности они останавливаются и дают «задний ход». Дойдя до границы света и тени, автоматически поворачивают назад. В этом отношении цианобактерии демонстрируют чувствительность на уровне современной измерительной техники. Они способны замечать разницу в освещенности всего в 4 процента. Но ведь их существование началось на Земле с небольших водоемов, уровень воды в которых постоянно рос. То было время нарождения Мирового океана. Не стремление ли оставаться поближе к свету, к поверхности водоема заставляло цианобактерий надстраивать свои строматолитовые дома? Благо, материала вокруг было в избытке.

Так что кальциевый механизм, надо думать, с большей или меньшей активностью работал еще и в архее, и в протерозое (известны водоросли, которые уже в те времена известковали свои ткани). Но с многоклеточными животными он, судя по всему, «пересекся» лишь в самом конце венда. Отсюда и приуроченность столь значительных перемен в их судьбе к кембрийскому времени.

Второе «почему» относится к великим (а также малым) потопам и к отступлениям Мирового океана. В самом деле, в чем их причина?

Это особый разговор.

АРИТМИЯ ПЛАНЕТЫ.

С той поры как моря и земная твердь начали делить между собой сферы влияния, и в самом деле стало «ничто не вечно под луной». Горные хребты рано или поздно рассыпались в прах. На их месте появлялись ровные, продуваемые насквозь пустыни. Моря убирались восвояси, когда приходил срок, обнажая дно с его бесчисленными завалами и необозримыми кладбищами. Толщи вечных льдов таяли, словно снежинки на детской ладошке. Видеть во всем этом только разрушительную работу времени, воды и ветра не приходится. Планету всегда донимали еще и иные силы, меняя климат, а то и само ее лицо.

Каждая такая смена становилась настоящей катастрофой для многих форм жизни. При этом постоянно кто-то кого-то пожирал, выживал с привычных мест и кто-то где-то начисто вымирал от невыносимых для него условий существования.

Достаточно бросить взгляд на палеонтологическую коллекцию, чтобы убедиться, сколь сильные изменения претерпевали живые существа с ходом истории Земли. Наименее древние горные породы содержат остатки организмов, которые сходны с ныне живущими. Но чем глубже лежат осадочные слои, тем чаще в них попадаются вымершие виды и меньше становится современных. Постепенно исчезают не только отдельные виды, но уже целые роды, семейства, классы животных и растений.

В каждом отдельном слое — свой состав погибших существ, в котором выделяются наиболее характерные окаменелости — остатки «руководящей», как говорят геологи, фауны (или флоры). Точно так же каждая «свита» слоев, каждая их система обладают общими Чертами растительного и животного миров. По остаткам фауны и флоры можно получить представление об отдельных геологических промежутках прошлого и привести их в хронологическую последовательность. Так родился чисто геологический отсчет времени по периодам существования тех или иных сообществ организмов.

Таков ключ к коду, которым зашифрованы тексты Великой каменной книги истории Земли. Окаменелость может дать более или менее четкое представление о некогда жившем организме и вместе с тем многое рассказать об условиях жизни и климате исчезнувшего мира.

Остатки одних видов морских животных и водорослей расскажут о давней беспокойной жизни теплого океана. Другие ископаемые — об океане холодном. Глядя на окатанные обломки раковин, перемешанные с песком и гравием, воображение рисует картину протяженного берега, растревоженного гулким прибоем. Осадки из мелких глинистых частиц, содержащие хорошо сохранившиеся раковины моллюсков, иглы морских ежей, свидетельствуют об исчезнувшем шельфовом мелководье. Наземные животные и растения, древесные стволы с корнями, еще погруженными в глину,— признаки того, что на этом месте была суша. В общем, история камня, развитие жизни и метаморфозы климата неотделимы друг от друга, ибо только вместе они составляют историю Земли.

В биографии нашей планеты, почти как и в жизнеописании человечества, обычно говорят о доисторической эпохе, древней истории, средних веках и новом времени. О первой у нас уже шла речь. Ей-то и обязана наша планета тем, что к палеозою (древняя жизнь) уже везде господствовали довольно развитые организмы. С течением времени эта жизнь становилась богаче, очевиден ряд ступеней ее развития, они-то и расчленяют палеозойскую эру (570—230 млн. лет назад) на крупные геологические периоды каждый со своим населением, минералами, климатом. Хотя это расчленение установлено геологами давно, единого мнения о причинах такой природной периодизации у них нет поныне. Но к этому мы с вами еще вернемся. А сейчас продолжим наши маршруты по далеким временам. Нас ждет немало странного.

И первое — это значительные колебания климата.

Причем порой и одновременно на всей планете. С двумя такими резкими скачками мы уже имели дело. Помните? После вселенской стужи на юной Земле наступила, благодаря парниковому эффекту, исключительно теплая эра. А позже утрата атмосферой теплового экрана привела 2,4 млрд. лет назад к первому ледниковому периоду.

Однако причины тех климатических скачков были уникальны. Первый — начало дегазации, накопление в атмосфере углекислого газа. Второй — затопление рифтовой зоны с образованием единого Мирового океана и колоссальное изъятие той же углекислоты из атмосферы. С тех времен, как известно, дегазация Земли не прекращалась и океан из рифтов не уходил. То есть условия на планете вроде бы стабилизировались. А смена значительных похолоданий и потеплений почему-то продолжалась. Причем разница температур была по временам немалая. И каждая такая смена продолжалась, как правило, не века, не тысячелетия — десятки миллионов лет.

За теплым кембрием последовало похолодание, особенно в Южном полушарии. В Северо-Западной Африке до сих пор сохранились признаки оледенения, которое там было примерно 450 млн. лет назад. Эта снежная шапка конца ордовика и начала силура охватывала пространство от современных границ Марокко до Чада — почти до середины материка. Похолодание было, возможно, небольшое, но, по-видимому, коснулось всей планеты, так как ледники появились не в высоких горах, а на равнине.

На смену ему пришла засуха начала девонского периода, может быть, самая грандиозная в истории Земли. А середина девона и начало последующего карбона снова,. особенно в Северном полушарии, было отмечено более влажным тропическим климатом. Однако недолгим. К концу периода (300 млн. лет назад) похолодание охватило почти всю планету.

Это было одно из крупнейших оледенений. Южный полюс к тому времени переместился на • юг Африки. Мощный ледяной щит занял огромное пространство — до 45° палеошироты. Что это значило для всей Земли, можно приблизительно себе представить, если мысленно перенести ту ситуацию в Северное полушарие наших дней. В зоне вечной стужи оказалась бы вся европейская часть СССР вплоть до Кишинева, Одессы, Керчи, Краснодара и Астрахани. Истинно арктические холода добрались бы до Будапешта, Вены, Мюнхена и Парижа.

Кстати, именно мобилизм дал убедительное объяснение этому долгое время остававшемуся таинственным феномену природы. До той поры пока считалось, что все южные материки и полуостров Индостан в карбоне и в перки пребывали на своих нынешних местах, приходилось признавать, будто границы ледников доходили до одиннадцатой параллели, занимая чуть ли не полпланеты. Ведь следы той могучей снежной шапки найдены в районах, разделенных сегодня океанами,— в Южной Америке, Африке, Индии, Австралии, Антарктиде. Только оригинальная идея о существовании вегенеровской Пангеи, объединявшей в палеозое все эти материки и впоследствии расколовшейся, прояснила реальную ситуацию того далекого прошлого.

После очередного скачка — после потепления в юре, мелу и частично в палеогене (190—60 млн. лет назад) — снова пришло похолодание, проявившееся в серии сравнительно недавних наступлений ледников.

Так почему же происходило все это на вроде бы вполне сформировавшейся планете? И еще неплохо бы знать, происходило ли это с педантичной монотонностью метронома или планету донимали приступы аритмии?

Тут уместно вспомнить об открытии нашего палеонтолога Сергея Викторовича Мейена из Геологического института АН СССР — ученого, отличавшегося большим вкусом к тонкостям своей специальности.

Как-то, знакомясь с коллекциями остатков растений раннекарбонового времени (предшественника эпохи великого оледенения), коллекциями, собранными в разных местах Восточной Сибири, Мейен крайне удивился тому, что все это были плауны. Непривычные виды, но бесспорные плауны, то есть растения теплолюбивые. А именно этим свойством им в данном случае не полагалось обладать: они росли сравнительно недалеко от тогдашнего Северного полюса (как установлено, полюса медленно перемещаются по поверхности Земли). Поскольку ископаемые плауны все-таки были плаунами, приходилось допустить вроде бы совершенно невероятное: в те времена на маковках планеты было... тепло.

Ситуация складывалась парадоксальная. Мимо такой не пройдешь. И Мейен углубился в изучение геологических подробностей тех мест. Выяснились интересные вещи.

В отложениях того же раннего карбона р50 млн. лет назад) в той же Восточной Сибири обнаружился гипс, который обычно откладывается в теплом засушливом климате. Получалось, что и в самом деле, как это ни удивительно, тогда район Северного полюса не знал морозов.

Позже ученый убедился: это в истории Земли не исключение.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.





Предыдущая страница реферата | 16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 | Следующая страница реферата