Ледниковый покров существовал сравнительно недолго. Сохранились следы периодического его отступания и наступания. В межледниковые эпохи, а они были довольно продолжительными, климат становился умеренным и сравнительно быстро низменности покрывались густыми зарослями папортниковых, среди которых ведущую роль играли глоссоптериевые. Их листья имели языковидную и овальную форму. На материках, расположенных в низких широтах (север Гондваны, Северо-Американский континент, Европа и юг Азии), господствовал тропический и экваториальный влажный климат. Низменности и возвышенности были покрыты густыми экваториальными влажными лесами.
По остаткам кальцитовых раковин брахиопод и кораллов имевших распространение в середине карбона в тропических морях Закавказья, Урала и Средней Азии, определялись средние температуры среды их обитания. Они равнялись 20–24 °C. В позднем карбоне фауна кораллов обеднела. Средние температуры среды обитания брахиопод понизились до 15 °C в Закавказье, а в Средней Азии — до 10 °C. Лишь температуры морей экваториального пояса оставались довольно высокими и колебались от 20 до 24 °C.
Таким образом, в позднем карбоне на Земле происходило становление многих ландшафтно-климатических зон и климатических поясов, известных в настоящее время. В южнополярном и, возможно, северополярном районах располагались области нивального климата, сходные с современными арктическим и антарктическим климатом. В южном нивальном поясе, его можно назвать Южно-Гондванским, формировался мощный ледниковый покров, а в северном — морские льды.
Области нивального климата обрамлялись северным и южным умеренными поясами. Наряду с низкими среднегодовыми температурами влажность здесь была незначительной, что ограничивало развитие растительности.
В пределах южного и северного поясов субтропического и тропического климата существовал сильный дефицит влаги. Выделялись области с сезонным проявлением засушливого климата. В северном субтропическом и тропическом поясах таковыми являлись территории современного Казахстана, Монголии, Северного Китая. Здесь существовали разреженный растительный покров (ксерофильные редколесья), были слабо развиты гидрографическая сеть и озерно-болотные системы. В наиболее засушливых секторах располагались пустыни.
Области тропического влажного климата смыкались с экваториальной областью и характеризовались широким развитием лепидодендроновых, каламитов, птеридоспермид и древовидных папоротников.
В пермском периоде завершился герцинский этап развития. Это было время активного орогенеза, сопровождающегося интенсивным вулканизмом. Сильные складкообразовательные движения происходили в тех же областях, что в каменноугольном периоде.
Положение литосферных плит и срединно-океанических хребтов в позднем карбоне и ранней перми.
Главные особенности герцинского цикла развития-возникновение новых структур земной коры и сильное сокращение площади морских ландшафтов. Вновь возникшие поднятия земной коры уже во второй половине пермского периода подвеглись сильной денудации. Присоединение герцинских возвышеннных сооружений (герцинид) к денудированным каледонским структурам и устойчивым массивам привело к значительному разрастанию площади платформ. В течение герцинского орогенеза сформировались крупные устойчивые структуры земной коры с платформенным развитием, которые в отличие от древних платформ носят название эпигерцинских платформ, или плит. Такими, в частности, являются Скифская, Туранская и Западно-Сибирская плиты.
В течение ранней перми Гондвана, располагавшаяся в южном околополярном районе, переместилась в северо-западном направлении и соединилась с Еврамерикой. Последняя в это время находилась в приэкваториальной области. Многие микроконтиненты причленились к вновь созданному суперконтиненту Пангея. Только Китайский континент был изолирован и отделялся от Пангеи океаном палео-Тетис.
Места соприкосновения, смыкания и столкновения континентов были отмечены поясами герцинского складко- и горообразования. Особенно ярко это проявилось в Аппалачах и на Урале. Вдоль Аппалачей соединялись Северо-Американский и Африканский континенты, а Уральский складчатый пояс с его современным продолжением — Мугоджарами, Салаиром и Зайсаном и фундаментом Западно-Сибирской плиты образовался в месте столкновения Сибирского и Казахстанского континентов с Еврамерикой.
Тектоническая активность в пермском периоде способствовала возникновению динамичного и сильно расчлененного рельефа. Наиболее сложным и контрастным рельеф стал во второй половине перми в северном полушарии, главным образом в тех местах, где завершались герцинские складкообразовательные движения и активно протекали экзогенные процессы. На платформах располагались слабо всхолмленные равнины и низменности, разделенные увалистыми водораздельными и выровненными возвышенностями. Крупные горные сооружения имели высоту 2000–3000 м. На платформах в ранней перми существовала довольно хорошо развитая гидрографическая сеть. Области активизации платформ и каледонид представляли собой выровненный, но возвышенный рельеф с относительно глубоко врезанными долинами рек и разветвленной овражно-балочной системой. Высокие хребты, горные массивы и глубокие межгорные и предгорные котловины были характерны для областей активного воздымания в пределах складчатых поясов, осложненных процессами сильной денудации. В межгорных котловинах располагались озера, а предгорные котловины обрамлялись крупными конусами выноса обломочных пород.
В пределах Гондваны находились платообразные поверхности и низменности с отдельными крутосклонными крупными котловинами. Возвышенный рельеф имелся лишь в районах сочленения платформ с растущими герцинидами. Такие сооружения находились на северо-западе Африки, западе Антарктиды, западе и юго-западе Южной Америки и востоке Австралии.
Под влиянием значительных изменений природных условий в пермском периоде (главным образом сокращение акватории морских бассейнов, усиление континентальности, изменение температурных условий и т. д.), и из-за естественного эволюционного процесса органический мир стал более высокоорганизованным и приобрел новые черты.
Среди морских беспозвоночных широкое распространение получили представители отряда корненожек (фораминифер) — фузулиниды, и новый класс головоногих моллюсков — аммоноидеи и брахиоподы. Несколько сократилась роль четырехлучевых кораллов, табулят, мшанок и иглокожих, но они продолжали оставаться основными рифостроителями. Так, в строении рифовых комплексов Предуралья, протяженность которых составляет сотни километров, главная роль принадлежала кораллам и мшанкам.
Конец перми ознаменовался вымиранием подавляющего большинства палеозойских групп. Исчезли четырехлучевые кораллы, табуляты, фузулиниды и почти все наутилоидеи, древние морские ежи и лилии.
Большие изменения произошли в видовом составе, фауны водных позвоночных. Сильно уменьшилось разнообразие среди рыб. Вымерли занимавшие промежуточное положение между хрящевыми и костными акулообразные рыбы (акантодии), многие акуловые, древние лучеперые, резко сократилось количество кистеперых и двоякодышащих рыб.
Изменения природных условий сказались на эволюции растительного покрова и наземных позвоночных. Жизнедеятельность наземных организмов протекала в более экстремальных условиях, и они больше, чем морские формы, были подвержены действию перепада температур и влажности.
В растительном царстве высшие споровые и примитивные голосеменные утратили ведущее положение, основную роль стали играть более высокоорганизованные голосеменные растения — цикадовые (саговообразные), хвойные и гинкговые.
Цикадофитовые (саговообразные) по своему строению и внешнему виду напоминали семенные папоротники. Мелкорослые формы имели короткие и клубневидные стебли, а древовидные формы — прямые и столбообразные стволы, заканчивающиеся широкой кроной у вершины. Листья — крупные и перистые. Гинкговые были довольно большими деревьями с сильно разветвленной кроной и очень своеобразными листьями в виде веерной пластинки (цельной или сильно рассеченной) представленные деревьями и кустарниками, обладали линейными или игловидными листьями.
Замена одной флоры другой наиболее интенсивно происходила в областях с жарким климатом, а в умеренном климате долгое время соседствовали реликты кордаитов, глоссоптериевой и каламитовой флоры с представителями голосеменных
Значительные изменения происходили и в животном царстве суши. Под сильным натиском рептилий земноводные постепенно утрачивали свои позиции и уступали жизненное пространство. В течение ранней перми постепенно исчезли некогда многочисленные примитивные амфибии. Им на смену пришли крокодилоподобные лабиринтодонты. Эти животные жили в условиях переменно-влажного климата с короткими сезонами засухи, в неглубоких озерах и широких реках со спокойным течением. Одни из них обладали слаборазвитыми конечностями и могли только плавать, другие имели сильные крупные конечности, которые позволяли им передвигаться по суше.
Как известно, амфибии обладают интенсивным испарением влаги с кожного покрова, которое сопровождается общим охлаждением тела. В жаркой и влажной атмосфере карбона такая реакция организма животного была защитной функцией. Однако в условиях засушливого климата пермского периода эта функция стала действовать во вред животным, вызывая периодическое обезвоживание и переохлаждение организма, в результате чего одни амфибии стали приспосабливаться к изменившимся условиям, а другие вымерли.
В середине карбона появились древние группы рептилий — котилозавры и пеликозавры, а в ранней перми они достигли своего расцвета. Прогресс этих животных был вызван рядом преимуществ перед амфибиями. Они обладали более совершенным легочным дыханием, интенсивным кровообращением, имели плотный роговой покров, предохраняющий их от избыточного испарения, и были способны размножаться на суше.
В ранней перми была ярко выражена климатическия зональность. На земном шаре выделились экваториальный, два тропических, два субтропических, два умеренных пояса с различными режимами увлажнения.
Тропическим и экваториальнмм морям было свойственно большое видовое и родовое разнообразие фауны кораллов, фузулинид, водорослей, головоногих и двустворчатых моллюсков. Например, наиболее характерная для перми группа брахиопод превышала 300 видов. В мелководных шельфовых областях располагались крупные рифовые массивы — барьерные, береговые и атолловые.
Континентальные пространства экваториального равномерно-влажного климата покрывались своеобразными лесами, которые С. В. Мейен выделяет под названием Амеросинийского царства. Наряду с голосеменными и папоротниковыми в этих лесах продолжали существовать карбоновые реликты — гигантские плауновые (лепидофиты), крупные папоротниковые, семенные растения (птеридоспермы) и древовидные хвощевые растения — каламиты.
В пределах тропических аридных секторов южного и северного полушарий располагались пустыни и полупустыни, существовали моря и обширные заливы с повышенной соленостью вод Они были крупнейшими солеродными бассейнами. Аридные условия в течение ранней перми в северном полушарии существовали в центральной части Северной Америки, на большей территории Европы, в Казахстане и Средней Азии. В южном полушарии сильная засушливость была характерна для центральной части Южной Америки и северо-запада Африки.
К северу и югу от аридных секторов тропического пояса находились районы с относительно высокой увлажненностью, в пределах которых располагались низменности и холмистые возвышенности, покрытые влаголюбивыми лесами, крупные озерно-болотные и озерно-речные системы. Долины рек имели широкие русла, крупные поймы и старицы. Обилие влаги и богатая растительность способствовали углеобразованию.
В сторону полярных областей карбонатность морских и красноцветность континентальных отложений снижались. Это вместе с особенностями флористических и фаунистических сообществ свидетельствовало об умеренном температурном режиме. Среднегодовые температуры вод морей умеренного пояса изменялись в пределах 10–14 °C.
Характерным районом господства умеренного влажного климата являлась современная Сибирь. В ее лесах полностью отсутствовали теплолюбивые лепидофиты, древовидные каламиты и папоротники. Абсолютное господство принадлежало кордаитам. Они облагали годичными кольцами нарастания и периодически сбрасывали листву. Хотя в течение ранней перми происходило значительное расширение их ареала, однако в конце пермского периода их ареалы сильно сократились. Предполагается, что среднегодовая сумма осадков составляла в умеренном и субтропическом поясах 1000–1200 мм, а в экваториальном влажном превышала 1500 мм.
Умеренно холодные условия в течение ранней перми существовали в современной Восточной Австралии и, возможно, в Коряко-Камчатской области. В Восточной Австралии еще в начале перми сохранились ледники, скорее всего горного типа, о чем свидетельствуют переуглубленные долины и формы ледникового рельефа, свойственные горным областям. В Коряко-Камчатской области обнаружены образования, сходные с ледниково-морскими.
Со временем влажный прохладный климат сменился более теплым, а в тех районах, где в начале перми были умеренные условия, стали преобладать субтропические. Это отразилось не только на составе органического мира, но и на особенностях осадконакопления и литологическом составе отложений. В течение позднепермской эпохи сильно расширились пояса тропического и экваториального климата, что дает нам полное основание предполагать существование повышенного температурного режима на Земле. Средние температуры тропических морей (например, в Закавказье) составляли 20–26 °C. Более высокие значения были свойственны морям экваториального пояса.
По сравнению с ранней пермью сильно расширились секторы аридного тропического климата. Обильнее шло соленакопление в пределах платформенных морей и заливов с высокой соленостью вод. Аридизация охватила также районы с умеренным климатом и, как следствие, пространства, ранее покрытые густыми кордаитовыми лесами, уступили место ксерофильному редколесью.
Таким образом, в палеозойский этап истории Земли в результате каледонского и герцинского тектонического циклов были созданы новые структуры земной коры. Многие океаны и моря прекратили свое развитие. За счет столкновения континентов увеличивались площади устойчивых структур и образовались эпипалеозойские платформы. В конце палеозоя впервые в геологической истории Земли между вновь возникшими герцинскими горными сооружениями и древними платформами образовались узкие, но протяженные прогибы, названные передовыми, или краевыми. В ландшафтном отношении они представляли собой предгорные низменности с хорошо развитыми озерными и речными системами.
В результате интенсивных тектонических движений и экзогенных процессов сформировался высокий, сильно расчлененный и дифференцированный рельеф.
В позднем палеозое климатическая зональность Земли усложнилась и вместе с тем — происходили значительные изменения климата. Наиболее мягкий морской климат преобладал в конце девона и в раннем карбоне, а в течение раннего днвона и большей части перми господствовали аридные условия. В позднем карбоне произошло обширное материковое оледенение, охватившее территорию многих современных континентов южного полушария и Индию.
Весьма знаменательным событием позднепалеозойского этапа развития органического мира явился выход на сушу животных и растений. Сравнительно быстро растительность осваивала сушу и заняла возвышенные и сильно удаленные от моря участки.
Неравномерное заселение суши организмами и различия в почвенно-растительном покрове низменных котловин, приморских равнин, возвышенностей и горных массивов создали целую гамму ранее неизвестных ландшафтных обстановок. Наиболее активно развивались области, примыкавшие к морским бассейнам. Здесь в условиях высоких температур и влажности активно протекали почвообразовательные процессы и существовала обильная органическая жизнь.
Увеличение общего объема растительности в позднем палеозое активизировало поступление в атмосферу свободного кислорода и резко понизило баланс углекислого газа. Данный процесс оказал и важное обратное воздействие на растительность и животный мир, так как в этом случае происходила значительная активизация процессов обмена веществ, усилилось воздействие атмосферы на климат, шла интенсификация почвообразовательных и корообразовательных процессов, а также процессов осадконакопления.
Мезозойская эра, или эра средней жизни — довольно продолжительный отрезок геологической истории Земли длительностью около 175 млн. лет. Несмотря на то что мезозой затерян в дебрях далекого прошлого, о существовании в то время природных условий, разнообразных ландшафтов, о составе атмосферы, солености и глубинах морей и океанов, холодных и теплых течениях, животных и растительном покрове можно судить — уверенно и подробнее реконструировать их, чем например палеозоя. Отложения морского и континентального происхождения мезозойского возраста весьма многочисленны и распространены достаточно широко на всех континентах. Они содержат обильные остатки беспозвоночных и позвоночных животных, стволов и веток, отпечатки побегов и листьев, многочисленные споры и пыльцу растений. В отложениях запечатлены следы тектонических движений, вулканизма и экзогенных преобразований.
В отличие от более древних периодов геологического прошлого, когда о ландшафтах и особенностях органического мира мы могли судить только по изучению отложений современных континентов, начиная со среднего мезозоя появляются геологические данные по морям и океанам. Благодаря глубоководному бурению на основании изучения керна скважин получены неоценимые сведения не только о составе и возрасте пород залегающих на глубинах нескольких сот и даже тысяч метров от поверхности дна океанов, но и об условиях их образования.
В течение мезозоя в разных районах планеты периодически происходили интенсивные складкообразовательные и горообразовательные движения, сопровождаемые обильными вулканическими извержениями. Осуществлялось не только разрастание устойчивых областей земной коры, но и расколы континентов по крупным разломам с образованием рифтовых зон и активные перемещения литосферных плит.
В течение триасового периода, продолжавшегося около 35 млн. лет, в результате крупнейших расколов земной коры Пангея — этот супергигантский материк — разделился на два огромнейших материка — Гондвану и Лавразию.
Ранний триас — время полного завершения герцинского орогенеза. Поднятия и складкообразовательные движения в это время обозначились в Аппалачах, в пределах Мексиканского залива, на о-ве Тасмания, в Восточной Австралии, на юге Африки (Капские горы) и в Монголо-Охотском поясе.
Поднятиями были охвачены обширные платформенные участки. Области активизации платформ и орогенные области характеризовались не только активным воздыманием, но и формированием глубинных разломов и интенсивным вулканизмом. В триасовом периоде произошел распад Гондваны и Лавразии. Вдоль возникших глубинных разломов, предопределивших контуры современных материков южного полушария, впоследствии образовались глубокие протяженные впадины — рифтовые зоны, вначале весьма похожие на современные рифты Байкала или зону Великих Африканских разломов.
На границе палеозоя и мезозоя разломы рассекли многие устойчивые участки земной коры. Например, на Сибирской платформе они явились центрами излияний базальтовых лав, известных под названием траппов. Эти траппы имеют мощность около 15 км и занимают территорию свыше 500 тыс. км2.
В конце среднего триаса отдельные участки Тихоокеанского, Верхоянского, Кордильерского, Средиземноморского геосинклинальных поясов, а также некоторые герцинские структуры (Шпицберген, Мангышлак, Туаркыр), залитые морем, были приподняты и подверглись размыву.
В конце триасового периода произошла новая вспышка вулканизма. По ожившим древним и вновь образованным разломам на земную поверхность с глубины в несколько сот километров устремились потоки базальтовых лав. Под тяжестью многокилометровых толщ базальтов земная кора прогибалась, и по возникшим трещинам изливались новые порции базальтовых лав. Новая тенденция в развитии литосферы Земли наметилась в связи с расколом Пангеи и раздвижением континентов в разные стороны. В это время полностью закрылся океан палео-Тетис, Китайский континент причленился к Евразии, возник новый мезозойский океан Тетис, располагавшийся между Евразиатским и Африканским континентами. Тетис сильно сужался к западу и расширялся в восточном направлении. Это дало основание установить существование в Тетисе двух расходившихся на восток ветвей срединно-океанических хребтов. Северная ветвь охватывала Альпы, Карпаты, Балканы, Малый Кавказ и Эльбурс, а южная — Аппенины, Динариды, Анатолию и Южный Иран. Между этими хребтами располагались микроконтиненты: Итальянский, Родопский, Иранский. В то далекое время максимальная ширина мезозойского океана Тетис составляла 2500 км.