История Земли - Ричард Флинт

Фото 21. Аппалачские горы южнее Гаррисберга, Пенсильвания. Хребты на заднем плане вытянуты в прямую линию и почти параллельны друг другу, гребень на переднем плане образован резко изогнутым пластом пород. Прорезавшая его по диагонали эрозия создала зигзагообразные формы

Возвращаясь к морям, существовавшим до образования Аппалачских гор, отметим, что жизнь в море развивалась в течение более 300 миллионов лет палеозойской эры и появилось множество рыб. Окружающая суша, в ордовике еще обнаженная, покрылась примитивной растительностью, появились наземные животные, образовавшие большое количество видов.

Подобной же была история и другого узкого морского бассейна Северной Америки. Он занимал зону, неоднократно подвергавшуюся прогибанию, где так же отступало и наступало море и в которой накапливались мощные толщи осадков. В мезозое море просуществовало недолго, исчезнув уже в триасовом периоде.

Северная Америка в меловое время. Внимательно рассмотрев карту среднедевонского времени и приобретя, таким образом, некоторый опыт, мы можем обратиться к карте позднемеловой эпохи (рис. 38, правый). На этой карте мы видим Северную Америку, какой она была 70-75 миллионов лет назад. Море покинуло район Аппалачей перед концом, палеозоя. Атлантический берег находился восточнее современного, за исключением полуострова Флорида, большая часть которого была затоплена. Огромные пространства восточной части континента представляли собой сушу. На карте резко выделяется довольно широкий пролив, соединявший водное пространство, находившееся на месте современного Мексиканского залива, с Северным Ледовитым океаном. Этот пролив разделял Северную Америку на две части. В районе Тихоокеанского побережья море покрывало большую часть современной прибрежной суши. Существовавшая тогда суша в основном была низменной и незначительно превышала уровень моря; обширные прибрежные пространства изобиловали болотами. Климат был мягче современного. Суша была сплошь покрыта растительностью, которая носила экзотический по сравнению с современной растительностью характер. Среди наземных животных преобладали рептилии, главным образом динозавры, процветавшие в условиях мягкого климата низменностей. В морях обитало огромное количество рыб и разнообразных беспозвоночных, а воздушным пространством завладели летающие рептилии и некоторые виды птиц.

Реконструкция природных условий

Мы рассмотрели реконструированные природные условия, существовавшие на востоке территории Северной Америки в ордовике. Мы ознакомились также с картами поверхности Северной Америки, какой она была в два различных отрезка времени в прошлом - в девонскую и меловую эпохи. На каких же данных, полученных при изучении осадочных пластов, основаны эти реконструкции? На указанных картах представлена история, и составившие их геологи в такой же мере являются историками, как и те, кто восстанавливает деяния людей в прошлом.

Для историка большой удачей является находка письменных документов, свидетельствующих о событиях, отстоящих от нас более чем на несколько тысяч лет. Хотя ученый, занимающийся историей Земли, совсем не располагает письменными документами, он может найти множество естественных документов в геологических пластах, часто содержащих ископаемые остатки. Он может пользоваться также методом радиометрического датирования, с помощью которого он, как мы видели, составил надежную хронологическую шкалу.

Примеры интерпретации природных условий. Когда ископаемые моллюски, показанные на фото 22, были собраны, определены и сопоставлены с родственными, ныне живущими видами, оказалось, что они представляют собой организмы, обитавшие не в открытом море, а в защищенных солоноватых водах, там, где реки впадают в море. Тонкие, почти параллельно залегающие слои ила, в которых они найдены, также могут указывать на условия устьевой части реки - эстуария. Путем корреляции установлена принадлежность этих ископаемых остатков к началу плейстоцена, возможно, ко времени около двух миллионов лет назад. Этот довольно молодой возраст подтверждается состоянием осадков - ил еще не превращен в твердый алевролит - и самых раковин, еще не подвергшихся окаменению. Хотя место находки ископаемых сейчас расположено в 16 километрах от моря и почти на 60-метров выше его уровня, совершенно ясно, что в то время, когда жили эти моллюски, здесь находилась приливная зона, возможно, в пределах затопленной морем долины реки Тибр. С тех пор эта часть западного побережья Италии была приподнята, что вызвало отступание моря и обсыхание ранее частично затопленного прибрежного района. Напротив, на фото 19 изображен участок в пределах штата Вайоминг, расположенный вдали от моря в средней части континента. На этом участке была обнаружена передняя конечность животного, настолько огромная, что она должна была принадлежать динозавру. Он относился к роду Diplodocus и был подобен животному, изображенному на фото 45. Будучи рептилией, этот динозавр должен был жить в сравнительно мягком климате. Строение его скелета показывает, что он ходил на четырех ногах и питался растениями, очевидно мягкими и в какой-то степени сходными с водорослями. Породы, в которых были найдены некоторые остатки, относятся к поздне-юрскому времени (возраст их предположительно 140 миллионов лет) и представлены в основном тонкозернистым аллювием и отложениями, характерными для болот и замкнутых водоемов.

Фото 22. Слоистый ил, содержащий ископаемые моллюски различных видов. Справа от середины снимка помещен карандаш длиной 12,5 сантиметров. Бассейн реки Тибр ниже Рима

По этим данным был сделан вывод, что район Вайоминга в это время представлял собой ряд обширных речных равнин с многочисленными сообщающимися болотами и озерами, с богатой растительностью и теплым климатом - сочетание условий, напоминающее бассейн современной реки Амазонки. Высота местности над морем была очень невелика; это можно легко установить из того, что в позднеюрское время внутреннее море, подобное изображенному на рисунке 38, правом, но менее обширное, затопляло западную часть района Вайоминг несколько западнее участка, изображенного на фото 19.

Если слои серии, в которых были заключены кости упомянутого динозавра, отлагались на низменной равнине вблизи уровня моря, в мягком и влажном климате, то с тех пор условия среды сильно изменились. Теперь место находки этих ископаемых остатков расположено почти на 2,5 километра выше уровня моря, в семиаридном климате с разреженной растительностью и очень холодной зимой. Здесь проявились эндогенные процессы, в результате которых обширные площади на западе Северной Америки испытали сводовые поднятия, начавшиеся в конце мелового периода и продолжавшиеся в течение большей части кайнозойской эры.

Таким образом, из частичных и обрывочных данных, полученных главным образом при изучении осадочных отложений, постепенно складывается картина медленно изменяющейся в течение последних 600 миллионов лет природы Земли. Частично эти сведения дает анализ физических характеристик пластов, но более важную роль играет изучение ископаемых остатков. Из года в год мы получаем все больше сведений, позволяющих нам представить более ясную картину, но пройдет еще много времени, прежде чем мы сможем прекратить заполнять пробелы в исторических данных домыслами.

Литература

Darling Lois, Darling Louis, 1970, Aplace in the sun, Ecology and the living world: William Morrow & Co., New York.

Farb Peter, and others, eds., 1963, Ecology: "Time", Inc., New York. (Lite Nature Library.)

Laporte L. F., 1968, Ancient environments: Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J. (Paperback.)

Raskin Edith, 1967, The pyramid of living things: McGraw-Hill, New York.

Stоrer J. H.,1956. The web of life; a first book of ecology. Devin-Adair Co., New York.

Глава одиннадцатая. Геологическая история растений

Наш обзор развития биосферы в фанерозое логично начать с растений. Растения не только прямо или опосредствованно служат пищей животным; летопись ископаемых остатков показывает, что растения раньше животных покинули море, эту колыбель всех форм жизни. Следовательно, мы сможем легче проследить историю развития животных, если сначала опишем растительный покров континентов и развитие растительности до наших дней. Летопись ископаемых растений, особенно в своей ранней части, изобилует довольно большими пробелами. Это не удивительно, потому что условия для сохранности ископаемых остатков на суше хуже, чем на дне моря, а большинство ископаемых растений росло именно на суше. Такие пробелы затрудняют установление эволюционных связей между группами растений. Несмотря на это, если не вдаваться в детали, можно наметить общую историю, основанную на известных к настоящему времени растительных остатках.

Структура и физиология растений

Сосудистая система. Краткий обзор особенностей современных растений - основных черт их строения и физиологии - показывает результат развития растительного мира. Большинство растений, особенно высших, отличается характерными чертами строения; все они, в частности, имеют: 1) длинный, обычно вертикальный и ветвящийся стебель, в большинстве случаев жесткий; 2) корни, хорошо закрепленные в почве; 3) в верхней части - зеленую листву. Самый важный процесс - фотосинтез - происходит в листьях, безразлично, широкие это листья, иглы или еще какие-нибудь. Клетки листьев синтезируют хлорофилл ("растительную зелень"), зеленый пигмент, который поглощает солнечный свет и, используя его энергию, может создавать питательные вещества из углекислого газа атмосферы и воды, которую растение извлекает из почвы. Через поры листьев поступает углекислый газ, происходит реакция фотосинтеза (химическое восстановление кислорода) и в результате образуются сахар, вода и свободный кислород.