47. Краткий обзор исторического развития земной коры и органического мира на ней
Земная кора в процессе своего исторического развития претерпела значительные и сложные преобразования. Весь ход исторического развития земной коры состоит из чередующихся между собой двух геологических периодов. В одни периоды преобладали внутренние геологические процессы или силы, в другие же периоды – внешние. Внешние и внутренние геологические процессы сводятся к разрушению и созиданию.
Анализ геологической истории Земли показывает, что процесс развития земной коры под действием двух геологических сил шел в направлении постепенного усложнения ее структуры. Наиболее интенсивный процесс образования земной коры происходил в периоды бурного проявления внутренних сил – периоды тектонических движений. Согласно геологическим исследованиям, тектонические движения подразделяются на складчатые, разрывные и колебательные. Мощно выраженные складчатые тектонические движения сминали горную породу в складки. Разрывные движения разрывали земную кору на части и смещали их относительно друг друга в вертикальном или наклонном направлении. С разрывными движениями связаны глубокие тектонические трещины, по которым из глубинных зон Земли поднималась огненно-жидкая магма и внедрялась в земную кору или изливалась на земную поверхность в виде лавы при извержении вулканов. Колебательные тектонические движения вызывали медленные вертикальные поднятия или опускания отдельных участков земной коры. Вследствие интенсивного проявления внутренних процессов, происходивших в прошлом, на земной поверхности образовывались различные неровности.
В другие относительно спокойные периоды происходило разрушение и сглаживание неровностей, созданных внутренними силами. Разрушение и сглаживание неровностей рельефа происходило под влиянием колебаний температуры, атмосферных, подземных и наземных вод, газов, живых организмов и других внешних факторов. Внешние силы создавали мощные толщи осадочных пород, которые заполняли различные углубления и придавали земной поверхности более или менее равнинную форму.
Устанавливается причинная связь между геологическими процессами и физико-географическими условиями на Земле. В периоды активизации внутренних процессов рельеф земной поверхности становился более контрастным и разнообразным. На последующих этапах развития, когда преобладали внешние силы, большая часть земной поверхности сглаживалась и превращалась в равнину. В связи с изменением внешнего облика Земли происходило перераспределение суши и моря, менялись климат и органический мир.
Таким образом, земная кора в процессе своего развития прошла чрезвычайно сложный путь. Изучение земных толщ с помощью современных научных методов позволяет восстановить многовековую историю формирования земной коры и жизни на ней. Слои земной коры являются своеобразным естественным музеем огромных размеров, в котором послойно экспонируются окаменелые остатки органического мира, начиная с его простейших представителей и до современных высокоорганизованных форм. Изучая минералогический состав пород, слагающих земные толщи, их строение и характер залегания, окаменелые остатки животных и растений, сохранившиеся в них, можно определить их взаимосвязи и выявить закономерности в развитии земной коры и органической жизни на ней, а также определить возраст Земли.
Определением абсолютного и относительного возраста горных пород занимается современная наука – геохронология. Основная задача геохронологии – создание геохронологической шкалы, в которой определения абсолютного возраста взаимоувязаны с выделяемыми геологическими эрами, периодами, эпохами и т. д., существования различных видов флоры и фауны. В геохронологии применяют различные методы определения относительного и абсолютного возраста – стратиграфический, палеонтологический, радиометрический и другие.
Стратиграфический метод основан на изучении последовательности напластования осадочных пород (морских и континентальных). Известно, что пласты, лежащие внизу, – древнее, наверху – моложе. Этим методом устанавливается относительный возраст горных пород в определенном геологическом разрезе на небольших участках.
Палеонтологический метод основан на изучении окаменелых остатков флоры и фауны, сохранившихся в горных породах. Изучение осадочных пород в вертикальном разрезе показало, что определенному комплексу слоев соответствует определенный комплекс растительных и животных организмов. В итоге окаменелости растительного и животного происхождения стали использовать для определения возраста горных пород. Палеонтологический метод – наиболее точный и широко применяемый.
Радиометрический метод – это самый точный метод определения абсолютного возраста горных пород. Он основан на изучении времени распада радиоактивных элементов, которые содержат горные породы и минералы. В результате самопроизвольного распада радионуклидов возникают новые изотопы либо стабильные, либо радиоактивные. В конечном итоге в результате процесса распада возникает стабильный изотоп. Промежуток времени, на протяжении которого происходил радиоактивный распад, дает возможность определить абсолютный возраст пород. В геохронологии применяют следующие способы определения абсолютного возраста: уран-свинцовый, рубидий-стронциевый, калий-аргоновый, радиоуглеродный, рений-осмиевый, самарий-неодимовый, ксеноновый, гелиевый и др.
На основании этих методов была построена геохронологическая шкала, в которой вся геологическая история Земли разделена на 5 эр: архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Каждая эра разделена на периоды, периоды – на эпохи, эпохи – на века. В самые ранние эры – архейскую и протерозойскую – земные толщи запечатлели мало распознавательных знаков, поэтому эти эры не подразделяются на периоды. Три последние эры – палеозойская, мезозойская и кайнозойская – охватывают 12 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь палеозойской эры; триас, юра, мел мезозойской эры; палеоген, неоген, антропоген кайнозойской эры.
Максимально возможный возраст Земли в настоящее время составляет 4,6–5 миллиардов лет.
Что касается развития органического мира планеты, то временем появления его на Земле считается архейская эра. В архейскую эру появились первые микроскопические формы жизни, среди которых преобладали бактерии и водоросли. Колыбелью жизни был океан, где из неживой материи возникла живая. Принято считать, что это важное эволюционное событие произошло около 3,8 миллиардов лет назад. В нашей стране первые микроорганизмы были обнаружены в кремнистых сланцах Карелии и Кольского полуострова. Их возраст составляет 2–2,5 млрд лет.
В протерозойскую эру органический мир еще не был богат и разнообразен. Почти в течение всей эры преобладали формы, лишенные твердого скелета. И только в конце эры появились формы с твердым скелетным образованием.
Пышный расцвет земной жизни начался с палеозойской эры примерно 570 (500) млн лет назад (в разной литературе приводится разный возраст эры). Этот сравнительно короткий этап в историческом развитии Земли охватывает 12 геологических периодов и продолжается до наших дней. Интервал времени в 570 млн лет поражает разнообразными формами и видами органического мира, когда-либо существовавшими на Земле. Последний период, начавшийся около 2 млн лет назад, называется четвертичным – этот период становления человека, поэтому его чаще называют антропогеном.
В процессе развития органического мира происходило усложнение и совершенствование структур организмов от одной эпохи к другой. Сегодня установлено, что развитие органического мира слагается из изменений как постепенных, так и резких, как быстрых, так и длящихся миллионы лет. Говоря другими словами, развитие органического мира происходит скачкообразно, то есть на протяжении довольно продолжительного интервала в его составе не происходит каких-либо заметных изменений, а затем наступают короткие промежутки времени, когда происходят заметные и довольно быстрые изменения.
Устанавливается причинная связь между геологическими процессами и развитием органического мира. Закономерное изменение органического мира связано главным образом с проявлением внутренних геологических процессов, которые за короткие промежутки времени неузнаваемо меняли окружающую среду. Быстро меняющаяся среда обитания заставляла органический мир перестраиваться и приспосабливаться к новым внешним условиям. Формы жизни, сумевшие достаточно быстро выработать разные механизмы для своей защиты и приспособиться к новым условиям, продолжали существовать, качественно обновленными. В это же время происходило количественное сокращение и вымирание других форм растительного и животного мира, не сумевших в силу разных причин приспособиться к новым условиям среды и выжить.
В процессе эволюции живых организмов большую роль играли и другие факторы – это периодические изменения климата и геомагнитного поля. Геомагнитное поле, как известно, защищает органический мир от проникновения на Землю потока космических частиц. Однако в период инверсии, когда магнитное поле ослабевает или исчезает вообще, космические частицы начинают бомбардировать земную поверхность с большой интенсивностью. В это время живая природа становится беззащитной перед ливнем невидимых космических лучей. Космические излучения оказывают сильное воздействие на живую клетку. Живая клетка – это сложный механизм, неспособный продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Точно известно, что сравнительно слабые излучения способны вызвать опасные заболевания и привести к гибели некоторых видов животных и растений.
Также известно, что космические пришельцы способны не только уничтожать живые организмы, но и создавать мутации, то есть порождать новые. Ряд современных исследователей считают, что наш далекий предок обязан своим появлением именно геомагнитному полю.
Считается, что первые человекообразные существа появились на Земле около 25 млн лет назад. Процесс формирования человека шел долго, сложно и несогласованно. Большое удивление вызывает тот факт, что переход от человекообразного существа к человеку разумному произошел стремительно, то есть на протяжении очень короткого срока. По своей быстроте эволюция человеческого мозга сравнима разве что со взрывом и приходится на период очередной инверсии. Не исключено, что усиленное воздействие космических лучей на мозг человека могло привести к возникновению у человека такого мозга, который позволил ему мыслить.
