Произошли изменения и в составе животного мира. В начале мезозойской эры земноводные окончательно уступили место пресмыкающимся. В конце триасового периода вымирают стегоцефалы. Появляются новые семейства и роды пресмыкающихся — первые ящеры, крокодилы и черепахи. От котилозавров произошла большая группа крупных пресмыкающихся, которые за свой устрашающий внешний вид получили название динозавров, т, е. «ужасных ящеров».
Пресмыкающиеся начинают быстро осваивать новые и новые области материков. Но условия жизни на континентах оказались неблагоприятными для некоторых представителей этого класса. В связи с этим часть пресмыкающихся, с таким трудом завоевавших сушу, снова возвращается в ту стихию, откуда вышли ее далекие предки, — в море. Конечности этих животных укорачиваются, между пальцами появляется плавательная перепонка, и ноги вновь превращаются в плавники. Одними из первых вернулись к водному образу жизни живородящие рыбоящеры — ихтиозавры.
Параллельно с прогрессом пресмыкающихся возникает новый класс животных — млекопитающие. Первые млекопитающие были слабыми зверьками, которые питались насекомыми. Ничтожными и хилыми выглядели они по сравнению с гигантами динозаврами.
Триасовый период сменился юрским. В начале юрского периода море активно наступало на материки. Климат этого времени на громадных территориях был близок к тропическому или субтропическому. Теплые и влажные климатические условия способствовали расцвету флоры. На континентах произрастала буйная растительность, оставившая в память о себе немало месторождений каменного угля.
В юрском периоде на суше господствуют гигантские динозавры. Триасовые формы пресмыкающихся вымирают, и их место занимают новые роды ящеров. Некоторые семейства пресмыкающихся продолжают переходить к водному образу жизни. Животный мир моря обогащается новыми видами плавающих ящеров. Наряду с ними в водах океана обитают крупные черепахи и не дожившие до наших дней морские крокодилы.
Но пресмыкающиеся не ограничиваются покорением морей, они устремляются в воздух. Появляются крылатые летающие ящеры — птеродактили и рамфоринхусы. И наконец, пожалуй, самое крупное биологическое событие юрского периода: в воздух поднимаются первые птицы — археоптерикс и археорнис.
В конце юрского периода происходит сильное горообразование. Начинает формироваться кольцо хребтов, опоясывающих чашу Тихого океана. Горы эти продолжают расти и в начале следующего — мелового — периода. В меловом периоде по крайней мере дважды усиливалось формирование гор и изменялись границы материков.
Органический мир мезозоя: 1 - археоптерикс, древнейшая из известных птиц; 2 - саговая пальма; 3 -стегозавр, наземный динозавр юрского периода; 4 - плезиозавр, обитатель юрских морей; 5- гигантская черепаха (Archelon)
Наземная растительность в мелу поначалу оставалась почти такой же, как в юрском периоде. Но во второй половине мелового периода, который геологи называют поздним мелом, широко распространились цветковые растения, которые начали быстро вытеснять представителей древней флоры. В позднемеловых отложениях уже встречаются отпечатки растений, существующих и в наши дни, таких как дуб, береза, бук, ива, платан, лавр, магнолия.
В меловом периоде процветают летающие ящеры. В слоях этого возраста найдены кости гигантских хищных птеранодонов, размах крыльев которых достигал 8 м.
Заселившие сушу динозавры представлены множеством самых разнообразных форм. Среди них есть хищники и травоядные, передвигающиеся на четырех ногах и приспособившиеся к двуногому хождению.
Обновляется животный мир моря. По-прежнему плавают здесь гигантские черепахи и гоняются за добычей морские крокодилы. Но рядом с ними на арену борьбы выходят новые водные змееподобные ящеры — мозазавры и долихозавры. А в болотистых местностях выползают погреться на солнце первые настоящие змеи.
Птицы, появившиеся в юрском периоде, в мелу начинают усиленно развиваться. Борьба этого класса животных за существование увенчалась успехом, и в конце мела появляется много разнообразных птиц. Среди них сухопутные и водные, умеющие летать и бескрылые, зубастые и беззубые.
Только млекопитающие продолжали оставаться небольшими слабыми животными. Они по-прежнему скромно ютились на Земле, населенной могучими ящерами и хищными птицами. Но в самом конце мела наземные и водные динозавры, летающие ящеры, морские крокодилы и зубастые птицы начинают вымирать и вскоре полностью исчезают с нашей планеты. Одновременно с ними вымирают и древние морские беспозвоночные — аммоноидеи.
Меловой период завершает мезозойскую эру. Жизнь на Земле вступает в очередную фазу развития — начинается кайнозойская эра. Она состоит из трех периодов: палеогенового, неогенового и четвертичного. Иногда геологи рассматривают палеоген и неоген совместно, объединяя их под названием третичного периода.
В кайнозое произошел целый ряд горообразовательных движений. Море наступало на сушу и вновь отступало, материки неоднократно меняли свои очертания, пока не приобрели те формы, которые мы видим на современной географической карте.
Климат в палеогене был несколько холоднее, чем в предшествовавшем меловом периоде, но несравненно жарче, чем сейчас. В европейской части нашей страны росли магнолии и пальмы, на севере Америки — инжир и бананы, на островах Северного Ледовитого океана — виноград и кипарисы. Но среди зарослей теплолюбивых растений были не редкостью и те деревья, которые в наши дни предпочитают произрастать в лесах умеренного пояса, например, дуб, вяз, береза.
К неогеновому времени в умеренной зоне вечнозеленые растения уступили место листопадным деревьям. Появились разнообразные травы. И к концу периода обособились степи, лесостепи, тайга и тундра. Лишь в южных районах флора не претерпела столь резких изменений.
Обилие растительности, расцвет новых высокоорганизованных растительных сообществ, теплый климат и частые вулканические извержения, во время которых в атмосферу поступало большое количество углекислого газа, необходимого растениям, привели к тому, что начало кайнозойской эры ознаменовалось небывалым в истории Земли накоплением угля, торфа, горючих сланцев и других полезных ископаемых органического происхождения.
Одновременно идет быстрое развитие теплокровных животных. На первое место теперь выдвигаются млекопитающие и птицы. В начале палеогена среди млекопитающих преобладали «низшие» формы — яйцекладущие (родственники современных обитателей Австралии — утконоса и ехидны) и сумчатые (предки нынешних кенгуру). В конце палеогена появляются первые высшие млекопитающие — предки слонов и лошадей, примитивные обезьяны и древние хищники — креодонты.
В неогеновом периоде многие примитивные группы млекопитающих гибнут, и главную роль начинают играть новые семейства и роды: быки, олени, носороги, различные хоботные, грызуны, медведи, собаки, гиены, гигантские тигры, высокоразвитые (в том числе — человекообразные) обезьяны. Некоторые млекопитающие избирают водный образ жизни, появляются сирены, ластоногие и киты.
В конце неогена на Земле вымирает большинство сумчатых и яйцекладущих, исчезают и древние птицы. Животный и растительный мир планеты приобретает облик, близкий к современному.
Наконец, наступает последний период — четвертичный. Продолжающееся общее похолодание климата и неоднократные оледенения приводят к тому, что количество видов млекопитающих несколько сокращается. Меняется видовой состав различных групп животных, и появляется новое высокоорганизованное существо — человек. В честь этого события многие исследователи называют четвертичный период антро-погеновым (от греческого слова «антропос» — человек).
Органический мир кайнозоя: 1 - берёэа, представитель листопадной флоры; 2 - мамонт; 3 - саблезубовый тигр; 4 - мезогиппус, род род лошадей, появившихся в олигоцене; 5 - становление человека, слева - направо: дриопитек, неандерталец, кроманьонец, Homo sapiens (современный человек).
В результате изучения последовательности залегания земных пластов и их взаимоотношений друг с другом возникла наука стратиграфия, занимающаяся исследованием закономерностей и очередности отложения слоев, составляющих земную кору.
Крупные события геологической истории Земли и изменения в составе органического мира позволили установить существование четырех наиболее значительных глобальных стратиграфических единиц — эонотем, каждая из которых включает отложения, образовавшиеся на протяжении одного зона. Протерозойская и фанерозойская эонотемы подразделяются на эратемы, или на геологические группы. Эратема — это отложения, сформировавшиеся за одну эру.
Архейская эонотема может быть подразделена на три эратемы: нижнюю, среднюю и верхнюю. Протерозойские отложения обычно делятся на две эратемы. Вместе они включают три крупные единицы (некоторые исследователи возводят их в ранг самостоятельных эратем): карельскую, получившую название в честь Карелии, где развиты породы этого возраста; рифейскую («Рифей» — древнегреческое наименование Уральских гор) и вендскую («венды» или «венеды» — древнеславянское племя, населявшее территорию Прибалтики). Все эти стратиграфические подразделения установлены сравнительно недавно — уже в XX столетии.
Эратемы фанерозоя, о которых говорилось в предыдущей главе, были намечены еще в XVIII веке. В наши дни отложения выделенной тогда «первичной группы» частично отнесены к докембрийской эонотеме, а более молодые из них вошли в состав палеозоя. «Вторичная группа» получила название мезозойской эратемы, а «третичная» составила основу кайнозойской эратемы.
Соотношение эонотем и эратем показаны в табл. 1.
Эратемы подразделяются на системы. Каждая система состоит из двух или трех отделов, которые в зависимости от их положения в разрезе называются соответственно верхним и нижним или верхним, средним и нижним. Во времени отделы отвечают эпохам.
Отделы расчленяются на более мелкие подразделения — ярусы, а ярусы в свою очередь — на зоны. Ярусам обычно даются географические названия, а зоны лолучают латинские наименования по наиболее характерным для них представителям животных или растений. В четвертичных отложениях выделяются еще более дробные составные части — звенья.
Из этих единиц и слагается календарь относительного геологического возраста, названный так в отличие от «абсолютного» календаря, ведущего исчисление времени в годах. Геологический календарь состоит из двух параллельных шкал: стратиграфической, отражающей подразделения земных пластов, и геохронологической, называющей время, за которое сформировались соответствующие отложения.
В необходимых случаях в стратиграфическую шкалу вводятся еще дополнительные единицы: подотделы, подъярусы, подзоны.
Для большего удобства в работе каждому стратиграфическому и геохронологическому подразделению кроме его названия присваивается сокращенный буквенно-цифровой индекс (как показано в этом примере).
Мезозойская эратема (эра) — MZ
Юрская система (период) — J
Верхний отдел юрской системы (позднеюрская эпоха) — J3
Волжский ярус (век) — J3V
Средневолжский подъярус — J3V2
Зона Virgatites virgatus — J3V2
Еще в начале прошлого века все основные выводы об относительной геохронологии строились главным образом на изучении более или менее крупных и сравнительно высокоорганизованных животных, таких как моллюски, кораллы, трилобиты, некоторые ракообразные, брахиоподы и позвоночные. По этим организмам устанавливались и главные этапы развития животного мира планеты. На остатки простейших и других микроскопических организмов геологи обычно не обращали серьезного внимания, ибо в свете господствовавших тогда эволюционных воззрений предполагалось, что эти животные крайне незначительно изменяются во времени и не могут быть использованы в качестве указателей возраста отложений.
Однако при бурении скважин часто бывает совершенно невозможно обнаружить в тонком столбике (керне) поднятой на поверхность породы какие-либо признаки «традиционной» фауны. А если остатки таких животных и встречаются — это нередко разрезанные буром фрагменты, определить которые удается далеко не всегда. Поэтому пришлось обратить внимание и на те организмы, которые раньше считались бесперспективными для стратиграфии.
Одной из первых новых групп, которой особенно заинтересовались геологи-стратиграфы, были фораминиферы. Это небольшие простейшие животные из класса корненожек, населяющие ныне тысячи квадратных километров морского дна. Одни из них имеют шарообразную форму, другие — звездчатую, третьи — линзовидную. Еще до того как биологи обнаружили эти существа в современных морях, людям были известны их ископаемые остатки.
Двадцать веков назад древнегреческий географ Страбон отмечал, что в Египте встречаются в большом количестве мелкие плоские камни, которые египтяне считают окаменевшей чечевицей. Впоследствии было выяснено, что мнимая чечевица представляет собой панцири животных. Но только в XX столетии фораминиферы заняли достойное место в шкале геохронологии.
Представители этой группы животных охотнее всего селятся в таких местах, где их хрупкая раковина может найти защиту от действия волн. На мелководье они обитают в чаще водорослей или находят убежище в теле губок. Но и воды открытого моря не препятствуют их свободному размножению. Пробы глубоководного грунта, взятые из самых разных морей земного шара, почти всегда содержат раковины фораминифер. Их скелеты составляют основную массу океанического ила. Стало быть, изучение этих организмов позволяет сопоставлять между собой отложения, образовавшиеся в различных частях морского бассейна.
Как в палеозойскую, так и в мезозойскую эру фораминиферы играли огромную роль в накоплении осадков морского дна. Еще большее количество их скелетов содержится в отложениях кайнозойского возраста. Сравнительное изучение морфологического строения этих простейших показало их быструю эволюцию во времени. Определив виды и роды фораминифер, встреченных в керне скважины, геолог может уверенно судить об относительном возрасте вмещающих их горных пород. Благодаря исследованию древних фораминифер были внесены серьезные уточнения в стратиграфические схемы многих районов.