В триасовом периоде произошло образование частей современного Северного Ледовитого океана. Во всяком случае, в настоящее время вскрыты погребенные под чехлом мощных толщ осадочных образований грабены, многие из которых располагаются в пределах Западно-Сибирской низменности и раскрываются в северном направлении. Западно-Сибирская низменность должна была стать океаном, но дальнейшее сближение Европы и Сибири помешало этому.
Растяжение литосферы с образованием океанов компенсировалось сжатием на континентальных окраинах, в результате которого появились вулкано-плутонические комплексы на окраине Евразии (Монголия, Забайкалье, Юго-Восточный Китай). На западных окраинах Северной и Южной Америки существовали протяженные островные дуги, сходные с современными островными дугами восточной акватории Тихого океана. Островные дуги имелись также в пределах современной Новой Зеландии и Новой Каледонии, а также в Западной Антарктиде.
В тесной зависимости от тектонической жизни планеты развивались морские трансгрессии и регрессии. Рост размеров суши и увеличение ее гипсометрического уровня в основном осуществлялся за счет горообразовательных процессов, проявлявшихся на границах литосферных плит.
Положение литосферных плит и срединно-океанических хребтов в позднетриасовой эпохе.
В среднем триасе сократились площади осадконакопления на платформах, и многие из них были приподняты и подвержены размыву. На окраинах и в центральных частях древних платформ и эпигерцинских плит образовались узкие, глубокие грабенообразные прогибы — авлакогены, которые заполнялись грубым терригенным материалом, а иногда и угленосными толщами.
В позднетриасовую эпоху площадь эпиконтинентальных морей увеличилась незначительно, однако трансгрессии были кратковременными. В это время возникли складчатые структуры, так называемые ранние мезозоиды. Древнекиммерийская фаза складчатости проявилась в Индонезии, Индокитае, Тибете, Северном Афганистану, на Эльбурсе, Кавказе и Балканах.
Однако несмотря на довольно обширные поднятия, рельеф континентов не отличается большими контрастами и высотой. На платформах господствовали аккумулятивные и денудационные равнины. К первым относятся крупные озерно-аллювиальные внутриконтинентальные комплексы, озерно-дельтовые приморские и эоловые (пустынные) низменности с небольшими увалистыми водораздельными возвышенностями, а ко вторым — денудационные холмистые и возвышенные равнины. Спокойные плавные очертания рельефа иногда нарушались узкими и протяженными впадинами. В них обычно располагались речные долины и озера. Глубина морей, покрывавших современные континенты, была небольшой. Только в геосинклинальных областях и вблизи срединно-океанических хребтов существовал контрастный рельеф с перепадами глубин в несколько тысяч метров.
Сильные изменения произошли в триасовом периоде в составе органического мира. На смену вымершим в конце перми группам фауны и флоры пришли новые. Наземный растительный мир знаменовался появлением важнейших представителей хвойных и дальнейшим развитием гинкговых и цикадофитовых. Наряду с ними продолжали существовать реликты палеозойских семенных папоротников, кордаитов и каламитов, которые, однако, уже в середине триаса вымерли.
Животному царству суши было свойственно преобладание рептилий и заметное сокращение земноводных, в частности стегоцефалов. Существенные изменения произошли в классе рептилий. Зверообразные и котилозавры вымерли, и им на смену в середине триаса пришли динозавры. В триасе появились и первые млекопитающие. Это были мелкие и весьма немногочисленные животные.
Органический мир морей был довольно богат и многообразен. В мелководных, нормально-соленых условиях большого расцвета достигли головоногие моллюски — аммониты и белемниты. Аммониты в отличие от своих позднепалеозойских предков имели более сложное строение и весьма богатую и разнообразную скульптуру горизонтально завитой раковины. Сильно видоизменилась фауна двустворчатых моллюсков — появились устрицы, возникли новые роды среди брюхоногих моллюсков и морских ежей, а также первые представители шестилучевых кораллов. Большого разнообразия достигли морские позвоночные. К плавающим пресмыкающимся относились многочисленные ихтиозавры и плезиозавры, а среди рыб преобладали костистые. Практически повсеместное распространение имел однотипный теплолюбивый комплекс морских беспозвоночных. Например, остатки одних и тех же рептилий и амфибий, жизнедеятельность которых прекращалась при среднегодовых температурах ниже 10 °C, обнаружены даже на крайнем северо-востоке и востоке Евразии и в южной части Австралии, т. е. в тех районах, которые по палеомагнитным данным располагались вблизи Северного и Южного полюсов. По-видимому, даже в околополярных районах в раннем и среднем триасе температура вряд ли опускалась ниже уровня, характерного для субтропического пояса.
В течение раннего и среднего триаса на Земле существовали четыре основные природные зоны: экстрааридная (пустынная), умеренно аридная зона сухих и опустыненных саванн, переменно-влажная и равномерно-влажная.
Экстрааридные условия господствовали на значительной части Северо-Американского, Африканского, Евразиатского материков, на севере Южной Америки и в Австралии. В этих районах располагались крупные пустыни с характерными эоловыми формами рельефа — дюнами, барханами и такырами. Пустыни пересекались только редкими транзитными крупными реками. В одиночных оазисах, находившихся на берегах водоемов и в речных долинах, произрастали устойчивые к засухе деревья, главным образом своеобразные хвойные и цикадофитовые. В редких пресноводных и слабозасолоненных бассейнах существовал резко обедненный в видовом и родовом отношении комплекс остракод и двоякодышащих рыб.
Более умеренные аридные тропические условия в течение значительной части триаса преобладали на севере Северной и Южной Америки, в Северной Европе, Западной и Южной Сибири, Китае и Монголии. Растительный покров не был сплошным, но оазисы встречались значительно чаще, чем в экстрааридной зоне. Состав растительности в них был довольно разнообразный. Наряду с позднепалеозойскими реликтами (папоротники и кордовые) здесь господствовали хвощевые.
Густые заросли из сравнительно влаголюбивых ассоциаций растений располагались в широких долинах, на побережьях крупных озер и приморских низменностях.
В переменно-влажной области тропического климата господствующим типом ландшафта являлась лесная саванна. Фауна морей переменно-влажной и умеренно аридной областей тропического пояса отличалась богатством видов и родов. На шельфах наряду с кораллами, брюхоногими двустворчатыми и головоногими моллюсками, мшанками, морскими ежами и лилиями обитали рыбы и водные рептилии. Среди последних особо выделялись ихтиозавры (рыбоящеры) и плезиозавры. Ихтиозавры — эти хищники мезозойских морей — были великолепными пловцами. Размеры их превышали 2 м. Они имели гладкую кожу, удлиненный череп с зубастой пастью. Тело заканчивалось вертикальным кожистым хвостовым плавником. В отличие от ихтиозавров плезиозавры имели массивное тело, короткий хвост, ластообразные конечности, очень длинную шею и маленькую голову. Массивность и строение тела позволяли плезиозаврам обитать только в воде и передвигаться в пределах обширных мелководий с глубинами, не превышающими 2–4 м. Их размеры достигали 15 м.
Приморские и внутриматериковые озерно-аллювиальные равнины в областях переменно-влажного и умеренно аридного климата являлись основным местообитанием рептилий. В этих условиях существовали ящеротазовые динозавры (их иногда называют ужасными ящерами) и амфибии.
Большое распространение в триасе имели листрозаурусы. Эти пресмыкающиеся достигали в длину 120 см. Массивное тело держалось на коротких и сильных ногах, челюсть изгибалась кверху, все зубы были направлены внутрь и только два небольших клыка выпирали наружу. Находки скелетов листрозаурусов, этих типично сухопутных животных, в Африке, Южной Америке, Индии, Австралии и Антарктиде доказывают единство материков в виде Гондваны и отсутствие в триасовое время каких-либо разделявших их крупных водных преград.
Равномерно-влажные тропические условия в течение всего триаса господствовали в Юго-Восточной Азии, Индии, Южной Америке и Антарктиде. Здесь главенствующее положение занимали лесные и озерно-болотные ландшафты. В составе лесов принимали участие такие представители голосеменных, как цикадофитовые, беннеттитовые, гинкговые, а также древовидные папоротники, плауны и хвощи.
На приморских озерно-дельтовых и озерно-аллювиальных низменностях в условиях экваториального влажного климата располагались густые заросли лесов, напоминавших современные дождевые экваториальные леса. В их состав входили древовидные папоротники, цикадофитовые и беннетитовые. Обилие влаги и растительной массы способствовало накоплению залежей угля.
Хотя площадь аридного климата сократилась, но особенности осадконакопления и характер жизнедеятельности животных по сравнению по сравнению со средним триасом существенно не изменились.
Наиболее прохладные условия в течение триасового периода существовали на северо-востоке Евразии. По сравнению с другими областями здесь обнаружено очень малое содержание карбонатного материала (одного из основных показателей теплого климата), установлен иной тип растительности и животного царства, в котором отсутствуют типичные группы тропических организмов (кораллы, морские ежи). Остатки морских беспозвоночных обладают нежными и тонкими раковинами.
На протяжении триасового периода наблюдается очень интересная зависимость организмов от окружающей среды. Вследствие возрастания сухости воздуха в первой половине триаса многие рептилии были вынуждены проводить значительную часть времени в неглубоких озерах, реках и в прибрежных зонах морей. Причем некоторые из них (ихтиозавры и плезиозавры) по мере увеличения аридизации стали совсем водными формами. Другие, наоборот, приспособились к обитанию на суше и приобрели толстый роговой панцирь, предохраняющий их от испарения и перегревания. В конце триаса ввиду сильного изменения ландшафтно-климатических обстановок произошло обновление фауны рептилий.
Юрский период — один из самых характерных периодов мезозойской эры. Во многих отношениях он отличается от триасового, и главное заключается в том, что юра — это время типично морских условий в жизни континентов. Отмечаются две морские трансгрессии, которые одновременно охватили почти все континенты. Они проявились в конце раннеюрской и начале позднеюрской эпохи и разделялись отчетливой регрессией среднеюрской эпохи.
Тектоническая жизнь на планете в течение юрского периода была более интенсивной, чем в триасе. Для этого периода типичны процессы складко- и горообразования, происходившие в результате столкновения литосферных плит, и крупные нарушения глыбового характера в пределах платформ и областей активизации. Образование горстовых поднятий и грабенов сопровождалось интенсивным наземным вулканизмом. Древнекиммерийский орогенез затронул отдельные районы Альпийско-Гималайского пояса (Пиренеи, Альпы, Карпаты, Крым, Кавказ, Тибет, Индокитай). Орогенические движения происходили в конце средней юры, но особой силы они достигли в позднеюрскую эпоху, когда охватили северные районы Тихоокеанской геосинклинального пояса.
Положение литосферных плит и срединно-океанических хребтов в позднеюрской эпохе.
В это же время Австралия и Антарктида отделились от Африки и Индии, и возникший новый Индийский океан соединился с восточной окраиной океана Тетис. Наиболее обширным в юрском периоде был Тихий океан. Его размеры даже превышали современные. Азия отделилась от Северной Америки океаническим бассейном. На западной окраине Северной Америки происходила интенсивная складчатость — так называемый невадийский орогенез, который по времени соответствовал позднекиммерийскому. Складкообразование сопровождалось внедрением крупных интрузий и высокотемпературным метаморфизмом. Образование невадийского пояса складчатости и батолитов было обусловлено процессом столкновения континента с островной дугой.
Активная тектоническая жизнь непосредственно оказывала влияние на распределение морских бассейнов и рельеф земной поверхности. В начале поздней юры наступила одна из крупнейших мезозойских трансгрессий. В это время морские воды проникали по вновь образованным грабенообразным структурам далеко в глубь платформ. Море затопило не только значительную часть Евразии, Северной Америки, Южной Америки, но и восточное и западное побережье современной Африки, западное побережье Мадагаскара, Индию и Австралию. Однако в результате активизации тектонических движений в конце юрского периода в ряде районов наступила регрессия моря. Это обусловило не только обмеление морских бассейнов, но и возникновение обширных лагун и заливов с повышенной соленостью воды.
Различная интенсивность тектонических движений привела к формированию разнообразных крупных форм рельефа земной поверхности. Максимальная глубина вновь образованных океанических бассейнов не превышала нескольких тысяч метров. В их пределах выделялись абиссальные и батиальные области, зоны материкового склона и обширные шельфовые участки, постепенно переходящие в эпиконтинентальные моря. Максимальная глубина последних составляла 400–500 м.
Наиболее сложным и контрастным рельефом обладали области, испытавшие киммерийские движения. Для них были характерны неровное дно морских бассейнов, соседство глубоководных впадин с поднятыми участками дна и островными дугами, расчлененное побережье и сильно изрезанная береговая линия. Приморские низменности сравнительно быстро переходили в возвышенности и горные массивы, которые прорезывались многочисленными реками. Менее контрастный рельеф существовал на платформах. Лишь в центральных их частях располагались выровненные возвышенности и холмисто-увалистые равнины сменяющиеся аккумулятивными озерно-аллювиальными и озерно-дельтовыми приморскими низменностями.
Юрская флора характеризовалась господством голосеменных форм. Споровые, в основном папоротниковые и хвощевые образовывали самостоятельные заросли в пределах отдельных сильно увлажненных низменностей, примыкавших к морям и крупным озерам. Растительный покров в первой половине юрского периода был представлен хвойными, цикадофитовыми, беннеттитовыми и гинкговыми. В поздней юре в связи с снижением влажности леса поредели, исчезли влаголюбивые формы и появились растения, способные переносить засуху. Вначале редколесья располагались на возвышенностях, но впоследствии из-за роста засушливости они распространились и на приморские низменности.
Флора юрского периода была хорошо дифференцирована как в экологическом, так и в географическом плане. Это определялось воздействием зонального и провинциального климата высотой суши и соотношением площади суши и моря, наличием крупных орографических рубежей и т. д.
По экологическому характеру и систематическому составу в течение ранней и средней юры на платформах северного полушария, флора которых в настоящее время хорошо изучена существовали, по крайней мере, три геоботанические зоны Флора, произраставшая на северо-востоке Евразии и северо-западе Северной Америки, обладала наименьшим систематическим разнообразием и характеризовалась слабым развитием теплолюбивых форм и отсутствием представителей тропической и экваториальной флоры. Здесь росли главным образом хвойно-гинкговые леса.
Теплолюбивые цикадофитовые и беннеттитовые появились только на южных окраинах зоны хвойно-гинкговых лесов. По сравнению со своими сородичами из южных областей они имели небольшую высоту и слабо разветвленный ствол. Роль травянистого покрова в хвойно-гинкговых лесах играли низкорослые папоротники, мелкие хвощи и плауны. Деревья обладали годовыми кольцами нарастания, подобными тем, которые имеются современных деревьев, растущих в условиях сезонных колебаний температур. Однако, по мнению известного советского палеоботаника В. А. Вахрамеева, климат зоны хвойно-гинкговых лесов вряд ли можно было считать суровым. Несмотря на хорошо выраженную сезонность климата, зимы были мягкими: средние зимние температуры не опускались ниже 0 °C. Многие гинкговые в прохладные сезоны года теряли листву.
В юрское время проявилась вертикальная климатическая зональность, обусловленная существованием значительной разницы в температурном режиме и увлажнении между низменостями, возвышенностями и горными массивами. В горах произрастали хвойные леса, а на хорошо дренированных низменностях — хвойно-гинкговые и гинкговые леса. В областях высоким температурным режимом на низменностях росли цикадофитовые, беннеттитовые и смешанные — цикадофитово-беннеттитовые леса, а на слабо дренированных низменностях, подвергавшихся заболачиванию, и на широких заболоченных поймах располагались заросли папоротников и хвощей.
В ранней и средней юре в зоне хвойно-гинкговых лесов существовала необычайно высокая увлажненность, что и предопределило развитие обильно увлажненных ландшафтов. Здесь располагались озерно-болотные и сильно заболоченные низменности. В широких речных долинах находились пойменные заболачивающиеся озера и старицы. В них, а также в дельтах полноводных рек накопление растительных остатков способствовало формированию угленосных осадков.
Наибольшее разнообразие имела тропическая флора, в которой преобладали цикадофитовые и беннеттитовые. Исходя из разного систематического состава в различных ландшафтах тропического пояса выделяются несколько палеофлористических областей и зон. Одной из многих являлась Индо-Европейская область, расположенная в пределах Евразиатского материка. Примерно такая же флора произрастала на Тихоокеанском побережье Северной Америки, в Австралии и в Южной Америке. Значительные изменения в составе растительного покрова и географическом распространении различных форм произошли в позднеюрскую эпоху. Только флора южных и северных приполярных районов по существу сохранила свой прежний облик. Благодаря высокой влажности и сохранившемуся температурному режиму здесь продолжали рост хвойно-гинкговые леса с папоротниковым подлеском. Постепенно смещавшаяся в северном полушарии засушливость климата вносила определенные коррективы не только в распределение ландшафтных обстановок, но и в состав и распределение растительного покрова. В районах, которые подверглись сильной аридизации, многие влаголюбивые формы исчезли, леса поредели, и в них сохранились лишь засухоустойчивые формы. Практически полностью исчезли гинкговые и папоротниковые. В целом растительный покров в областях умеренного увлажнения стал напоминать в экологическом отношении современные леса восточной части Средиземноморья. Растительность ксерофильного редколесья обладала чертами, свойственными засушливому климату. Беннеттитовые и цикадофитовые имели кожистые листья, а хвойные — чешуйчатую хвою.
В низких широтах из-за высокой степени аридизации растительный покров был сильно разрежен, а местами полностью отсутствовал. Деревья произрастали только в долинах рек и вблизи источников воды. Здесь основная роль принадлежала опустыненным саваннам, саванно-степям и полупустыням. В областях с сильным дефицитом влаги располагались пустыни.
В низких широтах, в областях обильного увлажнения, тип растительного покрова в поздней юре по сравнению с ранне- и среднеюрской эпохами почти изменился. Здесь произрастали влаголюбивые тропические и экваториальные сообщества бенеттиттовых, цикадофитов и древовидных папоротников.
Фауна позвоночных юрского периода характеризовалась значительным развитием гигантских рептилий, среди которых различаются наземные, водные и летающие формы, травоядные и хищные.
Родоначальником динозавров являлись сравнительно широко распространенные еще в конце триаса мелкие ящеры — текодонты. В триасе эти ящеры стали передвигаться на двух задних ногах. Поскольку главным органом чувств у рептилий были глаза, преимуществом по сравнению с другими обладали особи с высоко поднятой головой. Они лучше ориентировались среди высокой травянистой растительности.
Многие из динозавров имели гигантские размеры. Длина некоторых из них была 20–25 м, а масса достигала 30–35 т. Среди динозавров были распространены как четырехногие формы, так и двуногие. Многие гиганты вели полуназемный образ жизни. Значительную часть времени они, подобно современным бегемотам, проводили в воде. Для поддержания большого веса тела кости скелета должны были обладать значительной прочностью. Однако быстро перемещаться по суше такие гиганты не могли. Они обладали полыми костями скелета, тонкими зубами, пригодными для поедания только мягких побегов и водорослей, и облегченными шейными позвонками. Динозавры, ведущие полуназемный образ жизни, имели далеко отодвинутые глаза и длинные носовые (воздухоносные) ходы. Благодаря этому, например, утконосые динозавры зауролофы могли полностью погружаться в воду, спасаясь от врагов или в поисках пищи.
Некоторые полуназемные динозавры имели укороченные передние конечности, снабженные перепонками, длинный уплощенный хвост. Они были хорошими пловцами. В то время как полуназемные динозавры передвигались преимущественно на четырех ногах (диплодоки, бронтозавры) и реже на двух (зауролофы), типично наземные формы, за малым исключением, были двуногими. Они обитали главным образом в сильно увлажненных местах, покрытых богатой растительностью, но с твердой почвой, так как в сильно заболоченных или густозалесенных местах Нои не смогли бы передвигаться. Среди наземных динозавров различались растительноядные и хищные. Ярким представителем растительноядных динозавров были игуанодонты. Некоторые из них достигали в длину 10 м. Эти животные имели трехпалые задние конечности с перепонками, которые позволяли перемещаться по топким побережьям рек, озер и морей. Они обладали своеобразным клювом, который использовался при объедании побегов с кустарников и деревьев и как средство защиты. Животное имело сильную челюсть и могло наносить клювом опасные укусы и рваные раны. Страшными хищниками, жившими в юрском периоде, были крупные двуногие динозавры — кариозавры.
Наземные динозавры размножались с помощью яиц, которые откладывали в теплый песок, точно так же как это в настоящее время делают крокодилы и черепахи. Растительноядные динозавры вели стадный образ жизни. Об этом свидетельствует множество отпечатков следов, обнаруженных в ископаемом состоянии на берегах древних морей и крупных озер.
Обилие сильно заболоченных территорий, густая лесная растительность, наличие многоводных и широких рек, крупных озерных бассейнов в ранней и средней юре способствовали значительному сокращению численности наземной динозавровой фауны и смещению ареала их обитания в пределы ксерофильного редколесья. Господствующее положение в сильно обводненных ландшафтах заняли полуназемные и водные рептилии. Среди последних главенствовали ихтиозавры и плезиозавры. Ихтиозавры своей внешностью напоминали современных дельфинов, но в отличие от них имели более удлиненную морду с зубастой пастью. Длина их тела достигала 6 м. Вместо передних и задних ног у них были плавники в форме ласт. Ихтиозавры, так же как и млекопитающие, были живородящими животными.
Современниками ихтиозавров были плезиозавры, плиозавры и др. Плезиозавры и плиозавры обладали мощными ластами. Они довольно свободно чувствовали себя в воде. Небольшая голова с зубастой пастью, в которой находилось множество острых конических зубов, располагалась на очень длинной шее. Наиболее крупные особи достигали в длину 10 м.
Постепенно ряд рептилий приспособился к обитанию в воздушной среде. Предками юрских летающих ящеров — птерозавров были текодонты, а точнее, те из них, которые вели древесный образ жизни и обладали способностью планировать с ветки на ветку, подобно некоторым современным формам Планирование на небольшие расстояния у одних особей осуществлялось благодаря длинным чешуям которые расширялись на концах, образуя тонкостенные мешочки, у других — с помощью эластичной кожистой пленки, натянутой между конечностями и туловищами.
Летающие ящеры (рамфоринхи, птеродактили и птеронодоны) быстро освоили воздушный океан. Они были представлены многочисленными видами разных размеров от карликов до гигантов. Рамфоринхи имели длинный хвост, пятипалые задние конечности и длинные узкие перепончатые крылья размахом около 1 м. Гигантами среди летающих ящеров следует признать птеродактилей, многие из которых достигали в размахе крыльев около 8 м. Однако это, как стало известно, не предел, поскольку найдены скелеты, по которым можно судить, что отдельные особи имели размах крыльев около 15 м.
Челюсти летающих ящеров были густо усажены острыми и длинными зубами, тело одних покрывала густая шерсть, а тело других — чешуя, крылья были перепончатыми.
В юрский период появились первые птицы — археоптериксы и археорнисы, которые были величиной с голубя. Необходимо отметить, что эти птицы имели много общих черт с пресмыкающимися, особенно в строении черепа и скелета. Вместе с тем они обладали более совершенной кровеносной и нервной системой, у них были лучше развиты органы чувств по сравнению с рептилиями. Большой объем мозга, забота о потомстве и хорошая приспособляемость к различным условиям жизни способствовали широкому расселению птиц и обитанию в самых разнообразных ландшафтно-климатических условиях.